大米蛋白质的酶法水解及其性质研究
大米蛋白的酶水解动力学研究
大米蛋白的酶水解动力学研究酶水解动力学是研究酶在特定条件下对底物的水解速度及其影响因素的科学。
大米蛋白是一种重要的蛋白质资源，具有丰富的氨基酸组成和营养价值。
研究大米蛋白的酶水解动力学可以为其应用于食品工业、饲料工业和功能性食品等方面提供理论依据。
第一部分：酶的选择及制备选择适合的酶是研究大米蛋白酶水解动力学的重要前提。
一般来说，从大米中提取的蛋白质可以通过使用胃蛋白酶、胰蛋白酶、酪蛋白酶和木瓜蛋白酶等多种酶制备。
选择合适的酶种需要考虑酶对大米蛋白的水解效率、水解产物的组成和酶的稳定性等因素。
根据所需研究的大米蛋白酶水解产物的特性，可以选择单一酶种或者混合酶进行研究。
第二部分：酶水解动力学测定酶水解动力学实验可以通过监测底物的降解速度来确定反应速率常数和底物浓度之间的关系，从而获得酶的动力学参数。
一般可以采用比色法、荧光法、高效液相色谱法等多种生化分析方法对水解产物和反应底物进行定量分析。
同时，考虑到温度、pH值、底物浓度和酶浓度对酶活性的影响，需要对这些因素进行优化，并通过实验确定最佳的反应条件。
第三部分：动力学分析酶水解动力学分析是用数学模型描述酶催化底物的转化过程，从而得到酶的动力学参数。
其中，酶的催化过程可以按照酶-底物复合物的形成速率和酶-底物复合物的分解速率来描述。
根据实验数据，可以使用Michaelis-Menten方程、韦伯方程和直线斜率等多种数学模型对实验数据进行拟合，从而获得反应速率常数（kcat）和米氏常数（Km）等参数。
第四部分：动力学参数分析酶水解动力学参数可以用来衡量酶的催化活性和亲和性。
酶催化活性即酶单位时间内转化底物的能力，可以通过计算kcat来获得。
亲和性则用米氏常数Km表示，其值越小表示酶与底物结合越紧密。
此外，酶的催化效率还可以用kcat/Km来表示，其值越大表示酶的催化效率越高。
总结：通过对大米蛋白的酶水解动力学研究，可以获得酶的动力学参数，了解酶对底物的反应速度和亲和性。
大米蛋白质的酶法水解及其性质研究
大米蛋白质的酶法水解及其性质研究
大米蛋白质是一种重要的营养素，能够满足人体对氨基酸的需求，并具有良好的营养价值。
但是，大米蛋白质的水解程度受到环境因素的影响，对于改善大米蛋白质的性能和功能，现阶段仍有需要进行深入研究。
酶法水解技术是当前实现大米蛋白质解聚的有效方法，同时也在降解大米中生蛋白质的降解过程中起着重要作用。
首先，必须明确酶和蛋白质之间的相互作用，包括酶法水解过程中实现的所有物理化学和生物学反应，这对理解大米蛋白质的性质十分重要。
其次，为了有效的酶法水解，必须对温度、时间、pH值及添加剂进行优化，以确
保酶和蛋白质之间的有效作用，使蛋白质被完全分解和去聚。
多种酶，如水解酶、多聚葡萄糖酶、蛋白酶等，可以在不同程度上水解大米蛋白质。
水解酶具有高水解力，用于水解大米的高次结构，但水解酶的水解效率低，不易控制，而且具有抗酶性。
相反，蛋白酶具有低水解力，能够有效的水解蛋白质的低次结构，具有良好的水解效率和抗酶性，使最终水解产物的纯度更高，也能够有效地保护活性和结构，这有助于改善大米蛋白质的性质。
另外，通过分子量分析，可以对水解产物进行分析，以及在不同浓度的蛋白质溶液中进行优化，以提高蛋白质的活性和稳定性。
此外，可以采用电泳、色谱及其他技术对水解后的蛋白质进行表征，以了解其特性和结构。
总之，酶法水解是改善大米蛋白质性质及功能的有效方法，并且
还具有更高的纯度和抗酶性。
因此，本文旨在通过对大米蛋白质酶法水解及其性质研究，为提高大米蛋白质质量，改善其功能性能，提供有效的理论指导。
大米蛋白提取与酶解条件研究
７ ．０ ， 白纯 度 为 ８ ．８ 。碱 法 提 取 的 缺 陷 主 要 是 在 高 碱 浓 度 提 取 的 情 况 下 ， 引 起 蛋 白 质 的剧 烈 变 性 ， 且 １１％ 蛋 ３５％ 会 而
切 蛋 白 酶 和外 切 蛋 白酶 对 底 物 的 作 用 方 式 的 差 异 会 影 响 蛋 白质 的 提 取 。按 照 蛋 白酶 作 用 条 件 的不 同 ， 可 以 分 为 酸 又 性 蛋 白酶 、 中性 蛋 白酶 和碱 性 蛋 白酶 等 。 １８ ９ ５年 Ｉ本 特 许 公 报 提 到 用 酸 性 蛋 白酶 提 取 大 米 蛋 白 ， 取 率 达 到 ９ ％ 以 ｔ 提 ０ 上 ， 取 蛋 白质 后 的大 米 生 产 的 淀粉 、 粉 糖 、 酒 质 量 明显 提 高 。专 家 黄 绐 华 采 用 胃蛋 白酶 从 米 渣 中提 取 大 米 蛋 白 ， 提 淀 清
同 ， 白酶 有 内切 蛋 白 酶 和外 切 蛋 白 酶之 分 。 外 切 蛋 白酶 从 肽 链 的任 意 一 端 切 下 一 个 单 位 氨 基 酸 残 基 ； 业 用 蛋 白 蛋 工 酶 主 要 是 内 切 蛋 白酶 ， 内切 蛋 白 酶在 多肽 链 的 内部 破 坏 肽 键 ， 赖 不 同水 解 程 度 产 生 一 系 列 分 子 量 不 同 的 多 肽 。 内 依
吴 思
（ 津城 市职业 学院 ， 天 天津 市 ３０ ５ ） ０ ２ ０
摘 要 ： 大米 蛋 白 的提 取 是 为 了获 得 高 纯度 的 大米 蛋 白产 品 ， 多种 提 取 方 法 经 过 比 较 ， 出津 川 一 号 大 米 各 项 得
理化 指标 Biblioteka 结 论 。 关键 词 ： 大米 蛋 白 ； 白质 多肽 链 ； 取 法 ； 艺 流 程 ； 交 实验 蛋 提 工 正
大米蛋白的酶水解机制研究——Ⅰ酶反应进程及酶在反应体系中的分配
大米蛋白的酶水解机制研究——Ⅰ酶反应进程及酶在反应体
系中的分配
王章存;刘卫东;郑坚强;董吉林;姚惠源
【期刊名称】《中国粮油学报》
【年(卷),期】2007(022)003
【摘要】通过不同酶浓度和底物浓度下可溶出蛋白的分析表明,大米蛋白浓度约为8%、加酶量30AU/kg以下、反应时间150min以内是研究大米蛋白水解规律较合适的条件.水解过程中加酶量为30 AU/kg的酶解物DH/蛋白质溶解度比值高于12 AU/kg时的比值,且大分子组分(分子量为26 100ku)的相对含量较低,而小分子组分(分子量为1 350ku和220～660ku)的含量较高,说明反应体系中加入较多的蛋白酶时分配于水解已溶蛋白的酶比例增高.
【总页数】4页(P5-8)
【作者】王章存;刘卫东;郑坚强;董吉林;姚惠源
【作者单位】郑州轻工业学院食品与生物工程学院,郑州,450002;郑州牧业工程高等专科学校,郑州,450008;郑州轻工业学院食品与生物工程学院,郑州,450002;郑州轻工业学院食品与生物工程学院,郑州,450002;江南大学食品学院,无锡,214036【正文语种】中文
【中图分类】TS2
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大米蛋白质的酶法水解及其性质研究
大米蛋白质的酶法水解及其性质研究注王章存姚惠源(江南大学食品学院,无锡214036)摘要本文通过三种蛋白酶催化反应动力学特性的比较,确定用碱性蛋白酶Alcalase作为水解大米分离蛋白的酶制剂,并通过正交试验分别获得高溶解性、高发泡性、高乳化性大米蛋白水解物的酶反应条件。
本实验所得到的大米蛋白水解物最大溶解度为50.2%,最大发泡力为50m L,最大乳化力为73.6mL/g。
关键词大米蛋白蛋白酶蛋白质水解0前言大米蛋白以其合理的氨基酸组成、较高的生物利用率及特有的低敏性等特点被视为优质蛋白质11-32。
而在味精和淀粉生产中的大量副产品蛋白质未被充分利用,其主要原因是大米蛋白的水溶性较差,为此大米蛋白的开发利用被列入国家十五科技攻关课题。
目前国内外对大米蛋白的提取多采用碱溶技术。
作者认为对大米蛋白的开发利用宜首先获得高纯度大米蛋白,然后采用不同的改性方法使其适用于不同的用途。
为此作者曾制备蛋白含量达90%的大米分离蛋白粉。
当然该分离蛋白的物化功能尚不能满足食品加工的需要。
为此本文探讨酶法水解大米分离蛋白(RPI)改善其物化功能性的技术措施。
1材料和方法1.1材料大米分离蛋白:由本实验室制备,蛋白质含量89.5%,粗灰分1.2%。
蛋白酶为诺维信公司产品,酶制剂品种是Pro-tamex,Alcalase和Neutrase(标示每g酶活力分别为1. 5,3.0和1.5安森单位)。
市售纯正花生油。
1.2试验方法1.2.1三种蛋白酶的比较(复合酶Protamex、碱性酶注:国家十五科技攻关项目收稿日期:2003-03-11王章存:男,1963年出生,博士研究生,副教授,粮油食品生物技术研究Alcalase、中性酶Neutrase)配制5%的大米分离蛋白的悬浊液(pH值为7.0、7.5、7.0分别用于复合酶P(Protamex)、碱性酶A(A-l calase)和中性酶N(Neutrase)试验),酶的用量分别为0.1%(E/S),于50e下保温,每隔30min取样一次,沸水浴中灭酶3min,离心(1000r/min@5min)后,测定上清液中蛋白质含量。
酶法制备大米活性肽及抗氧化性的研究
酶法制备大米活性肽及抗氧化性的研究摘要以水解液中活性多肽的得率为目标,分别采用5种蛋白酶对大米蛋白进行水解,得出最佳水解酶。
水解大米蛋白然后脱盐处理,用铁氰化钾测定了大米多肽的还原能力,并考查了大米多肽对羟基自由基(·OH)、超氧阴离子(O2-·)、二苯代苦味肼酰基自由基(DPPH·)的抑制作用,并同VC做了比较。
结果表明:大米蛋白制备活性肽的最佳水解工具酶为枯草杆菌碱性蛋白酶。
大米多肽具有还原能力,并对这几种自由基体系具有不同的清除作用。
在20.00～50.00 mg/mL时,大米多肽和VC对·OH的清除作用相当;大米多肽对O2-·的清除作用随浓度的增加而增强;在 5.00 mg/mL时,大米多肽对DPPH·的清除率达到57.69%,但对O2-·和DPPH·的清除能力均低于VC。
关键词大米多肽;碱性蛋白酶;抗氧化StudyontheEnzymaticPreparationofRiceAntioxidantPeptidesSHEN Yan-haoLIU Fang*(College of Food Science and Engineering,Central South University of Forestry and Technology,Changsha Hunan 410004)AbstractRice protein were hydrolyzed by five protease respectively,with the indexes of yield and reducing power of peptides in hydrolyzate. The results showed that the optimum enzyme was Bacillus subitilis alkali protease. The deoxidizing capability of rice peptide was evaluated by using K3(Fe(CN)6)test.The antioxidant activity of rice peptide was studied through the systems of hydroxyl radical(·OH),superoxide radical(O2-·)andDPPH·,compared with those of VC.The results show that the rice peptide had different scavenging effects on these radical systems. At a concentration of 20.00～50.00 mg/mL,the scavenging capability of the rice peptide for hydroxyl radical was similar to that of VC,but for DPPH·and O2-·were lower than those of VC. The scavenging effect of rice peptide to O2-· has increased with the increase of concentration. At 5.00 mg/mL,the scavenging rate of the rice peptide for DPPH·was 57.69%.Key wordsrice peptides;alkali protease;antioxidation我国是稻谷生产大国,年产稻谷1.8亿t以上,具有丰富的大米蛋白资源。
大米蛋白综合利用研究进展
大米蛋白综合利用研究进展大米是世界上最重要的粮食之一，也是世界上最主要的蛋白质来源之一。
大米蛋白质的综合利用一直是食品科技领域的研究热点，大米蛋白质的提取、分离、纯化和功能性利用一直是食品科技领域的难题。
随着食品加工技术的不断发展，大米蛋白质的综合利用研究也取得了一系列进展，为加强大米蛋白质的利用提供了更多的可能性。
一、大米蛋白提取技术的研究进展大米蛋白质的提取是其综合利用的第一步，目前主要的大米蛋白质提取技术包括酸性提取、碱性提取、酶解法、超临界流体提取等。
酸性提取是最常用的大米蛋白质提取方法，其步骤包括将大米粉加入酸性溶液中，经过脱脂、沉淀、洗涤、干燥等步骤得到大米蛋白酸沉淀物。
碱性提取和酶解法也是常用的大米蛋白质提取方法，其优点是操作简单，效果好，但也存在着成本高、影响蛋白质功能性等问题。
超临界流体提取是一种新型的大米蛋白质提取方法，具有提取速度快、操作简单、成本低、对蛋白质结构的破坏小等优点，但目前还存在技术难以突破等问题。
大米蛋白质在食品加工中也具有很高的应用价值，其主要功能包括凝胶、乳化、泡沫、稳定、增稠等。
目前，大米蛋白质的功能性利用主要包括大米蛋白酶水解、大米蛋白质改性、大米蛋白质复合等。
大米蛋白酶水解是将大米蛋白质经过酶解处理，得到多肽、多糖及其水解产物等，其优点是提高了大米蛋白质的可溶性、可吸收性和生物利用度，增加了其功能性。
大米蛋白质改性是指将大米蛋白质进行化学或物理处理，改变其结构和功能性，以增强其适用性和稳定性。
大米蛋白质复合是将大米蛋白质与其他成分结合，如脂肪、碳水化合物、纤维素等，形成新的功能性复合物，以拓展其应用范围和增强其功能性。
大米蛋白质的纯化是提高其质量和降低成本的重要途径，目前主要的大米蛋白质纯化技术包括凝胶层析、离子交换层析、亲和层析、透析等。
凝胶层析是将大米蛋白质溶液经过凝胶柱层析，利用大米蛋白质在凝胶材料上的分配系数差异进行分离。
离子交换层析是将大米蛋白质溶液经过离子交换柱层析，利用大米蛋白质与固定离子交换材料的静电吸附力进行分离。
水解大米蛋白酶
水解大米蛋白酶
水解大米蛋白酶是一种酶类的蛋白质，具有水解大米蛋白的作用。
水解是指将大米蛋白质分解成更小的组分或分子的过程。
大米蛋白是存在于大米中的主要蛋
白质成分之一，具有重要的营养功能。
水解大米蛋白酶的作用是通过在化学反应中催化或加速大米蛋白质的水解过程，将大米蛋白质分解为更易被身体吸收利用的小分子物质。
水解大米蛋白酶在食品工业中广泛应用，主要用于制造添加剂、食品加工和功能食品等领域。
其具体应用包括：
1. 食品添加剂：水解大米蛋白酶可以被用作食品添加剂，以增强食品的营养价值和口感。
例如，在面制品生产过程中，水解大米蛋白酶可以使面食更加柔软和易消化。
此外，在蛋制品的生产中，水解大米蛋白酶可以提高产品的稳定性和贮存期。
2. 食品加工：水解大米蛋白酶可以用于改善食品加工的效果和品质。
例如，在烘焙领域，它可以促进面团的发酵和蛋糕的松软。
在酿造啤酒的过程中，水解大米蛋白酶可以帮助去除麦汁中的蛋白质，从而提高啤酒的澄清度和口感。
3. 功能食品：由于水解大米蛋白酶能够将大米蛋白质分解成较小的分子，这些分子可以更容易地被身体吸收和利用。
因此，水解大米蛋白酶被广泛用于制造功能食品，以提供人体所需的营养物质。
这些功能食品可以提供蛋白质、氨基酸和其
他重要营养素，有助于改善身体健康和满足不同人群的特殊营养需求。
总之，水解大米蛋白酶是一种广泛应用于食品工业中的蛋白酶，具有水解大米蛋白质的功能。
它在食品添加剂、食品加工和功能食品等领域发挥着重要作用，
为人们提供了更加营养丰富、口感更佳的食品选择。
胃蛋白酶水解大米蛋白的研究
食品科学
2010, Vol. 31, No. 10 129
胃蛋白酶水解大米蛋白的研究
易翠平 1,2，周素梅 3，潘艳艳 1
(1.长沙理工大学化学与生物工程学院，湖南 长沙 410004；2.湖南农业大学作物学博士后流动站，湖南 长沙 410128；3.中国农业科学院农产品加工研究所，北京 100094)
(5)
m0
２ 结果与分析
2.1 胃蛋白酶水解大米蛋白的单因素试验结果
2.1.1 酶添加量对溶解性效果的影响
Fig.1
可溶性蛋白质 质量浓度 /(mg/mL)
0.61 0.59 0.57 0.55 0.53 0.51 0.49 0.47 0.45
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
酶添加量 /(U/g干蛋白质)
本研究旨在通过胃蛋白酶水解增加大米蛋白溶解性 的同时，改善其乳化性、发泡性和持水持油性，使大 米蛋白不仅适宜于直接补充人体蛋白的营养需要，也可 作为食品生产配料，扩大其应用范围。
１ 材料与方法
1.1 材料、试剂与仪器 大米蛋白粉 自制；金龙鱼大豆色拉油 嘉里粮油
(中国) 有限公司。 胃蛋白酶(pepsin，1.5AU/g)、盐酸(质量分数 36%，
2. Crop Science Postdoctoral Station, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China；
3. Institue of Agro-food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100094, China)
大米蛋白的酶解-超高压改性及其乳液稳定性研究
大米蛋白的酶解-超高压改性及其乳液稳定性研究大米蛋白的酶解-超高压改性及其乳液稳定性研究摘要：乳液在食品工业中被广泛应用，并且其稳定性是一个重要的研究方向。
在本研究中，我们探讨了大米蛋白的酶解-超高压改性对乳液稳定性的影响。
实验结果表明，通过酶解-超高压改性，大米蛋白的乳液稳定性得到了显著提高。
因此，该研究为大米蛋白的应用提供了新的途径。
1. 引言乳液是由液滴悬浮在连续相中所组成的复合体系。
在食品工业中，乳液被广泛应用于奶制品、饮料等产品中，并且其稳定性是保持乳液品质的关键因素之一。
此外，乳液的稳定性还与其营养成分的释放、生理活性以及口感等方面相关。
大米蛋白是一种富含营养成分的天然产物，被广泛应用于食品工业中。
然而，由于其特殊的物理化学性质，大米蛋白在制备乳液时面临着一些挑战。
因此，研究大米蛋白的酶解-超高压改性对乳液稳定性的影响具有重要意义。
2. 方法2.1 实验材料大米蛋白样品由本地市场购得，并进行初步处理后，保存在低温环境下。
2.2 酶解及超高压改性我们选择了常用的蛋白酶将大米蛋白进行酶解处理。
酶解条件为：温度40°C，pH值7，酶解时间2小时。
然后，我们通过超高压处理将酶解后的大米蛋白进一步改性，超高压条件为：压力600MPa，时间15分钟。
2.3 乳液稳定性测定使用离心法测定乳液的稳定性。
将乳液样品置于离心机中，设置合适的离心力，离心一定时间后观察样品的层析情况及乳液相的分离。
3. 结果与讨论实验结果表明，通过酶解-超高压改性，大米蛋白的乳液稳定性得到了显著提高。
与未经过处理的大米蛋白相比，经过酶解-超高压改性处理的乳液在离心过程中相分离现象明显减少。
酶解过程中，蛋白酶通过切割大米蛋白的多肽键，导致其分子量的降低。
超高压处理进一步改变了蛋白质的构象，形成了交联网络结构，增强了蛋白质的稳定性。
此外，我们还发现酶解-超高压改性可以改善大米蛋白的乳液粘度、表面活性、水合能力等性质。
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大米蛋白质的酶法水解及其性质研究注王章存姚惠源(江南大学食品学院,无锡214036)摘要本文通过三种蛋白酶催化反应动力学特性的比较,确定用碱性蛋白酶Alcalase作为水解大米分离蛋白的酶制剂,并通过正交试验分别获得高溶解性、高发泡性、高乳化性大米蛋白水解物的酶反应条件。
本实验所得到的大米蛋白水解物最大溶解度为50.2%,最大发泡力为50m L,最大乳化力为73.6mL/g。
关键词大米蛋白蛋白酶蛋白质水解0前言大米蛋白以其合理的氨基酸组成、较高的生物利用率及特有的低敏性等特点被视为优质蛋白质11-32。
而在味精和淀粉生产中的大量副产品蛋白质未被充分利用,其主要原因是大米蛋白的水溶性较差,为此大米蛋白的开发利用被列入国家十五科技攻关课题。
目前国内外对大米蛋白的提取多采用碱溶技术。
作者认为对大米蛋白的开发利用宜首先获得高纯度大米蛋白,然后采用不同的改性方法使其适用于不同的用途。
为此作者曾制备蛋白含量达90%的大米分离蛋白粉。
当然该分离蛋白的物化功能尚不能满足食品加工的需要。
为此本文探讨酶法水解大米分离蛋白(RPI)改善其物化功能性的技术措施。
1材料和方法1.1材料大米分离蛋白:由本实验室制备,蛋白质含量89.5%,粗灰分1.2%。
蛋白酶为诺维信公司产品,酶制剂品种是Pro-tamex,Alcalase和Neutrase(标示每g酶活力分别为1. 5,3.0和1.5安森单位)。
市售纯正花生油。
1.2试验方法1.2.1三种蛋白酶的比较(复合酶Protamex、碱性酶注:国家十五科技攻关项目收稿日期:2003-03-11王章存:男,1963年出生,博士研究生,副教授,粮油食品生物技术研究Alcalase、中性酶Neutrase)配制5%的大米分离蛋白的悬浊液(pH值为7.0、7.5、7.0分别用于复合酶P(Protamex)、碱性酶A(A-l calase)和中性酶N(Neutrase)试验),酶的用量分别为0.1%(E/S),于50e下保温,每隔30min取样一次,沸水浴中灭酶3min,离心(1000r/min@5min)后,测定上清液中蛋白质含量。
1.2.2酶水解反应条件的优化采用正交试验方法,以获得高溶解性、高发泡性、高乳化性的蛋白水解物为目的,考查的影响因子是蛋白浓度、酶添加量和反应时间。
每组试验结束后在45e以下真空浓缩和干燥。
所得产物用于溶解、发泡和乳化性能指标的测定。
1.2.3测定方法蛋白质含量测定:采用Folin-酚试剂法142。
蛋白质溶解度:以上清液中蛋白质含量占反应体系中蛋白总量的百分比表示。
起泡性测定:取3g样品加50mL去离子水,用0.05mol/LNaOH或HCl调pH7后搅拌30min,再加去离子水至100mL作为测试液(水温为35e),于1000r/min转速下搅拌3min,立即测定泡沫体积。
放置30min后测定下层析出液体的体积,以判断泡沫的稳定性。
乳化性测定152:取1%的蛋白质溶液50mL加入纯花生油,并用电导仪监测至电导率下降为零时停止加油,此时滴加花生油的总量即为该蛋白质样品的最大乳化量,以每g蛋白质乳化油的毫升数表示(mL/ g)。
2003年10月第18卷第5期中国粮油学报Journal of the Chinese Cereals and Oils AssociationVol.18,No.5Oct.20032 试验结果和讨论2.1 蛋白酶水解动力学特性的比较三种酶在各自最适温度和pH 条件下反应后,每隔30min 取样一次,测定上清液中蛋白的含量,并以此作出相应的[p]-t 曲线,其结果如图1。
图1 酶反应进度曲线由图1可知,三种酶的[p]-t 曲线符合典型的酶反应过程曲线,但又表现出不同的特性。
反应1h 后,均出现[p]-t 曲线的拐点,随时间增加,Alcalase 中产物浓度增大趋势仍然明显,而Protamex 和Neutrase 两种酶在出现拐点后产物浓度增加平缓,说明Alcalase 具有较高的酶活力和酶稳定性。
上述实验结果反应出的三种蛋白酶的特性与酶制剂产品介绍是吻合的,即水解植物蛋白时使用碱性蛋白酶Alcalase 更合适;另外从酶制剂的使用成本看,Alcalase 也比其它两种酶有明显的优势;因此,本实验中蛋白质的水解采用Alcalase 酶制剂。
2.2 不同条件下酶水解产物的功能性质依据酶产品介绍和图1实验结果,选择适当的酶水解实验因子和水平,采用L 9(34)正交试验表,结果如表1。
表1 正交试验设计和结果序号蛋白浓度,%酶浓度,%反应时时,min 溶解度%发泡性mL乳化性mL/g 130.013028.83265.2230.026032.342.573.6330.039050.24361.2450.016035.54668.3550.029045.24859.1650.033025.72540.6780.019019.815.533.5880.023025.93045.2980.036040.65065.9根据正交试验的结果分析方法,将三种因素对蛋白溶解度、发泡性和乳化性的影响趋势列于图2、图3、图4。
可见,酶的使用量和反应时间是影响蛋白质水解物溶解度的主要因素,随着加酶量的增加和反应时间的延长,溶解度都会明显增加,达到一定值后增加缓慢(图2),这也是符合酶动力学规律的。
因此单从增加大米蛋白溶解度而言,可以选择组合条件[E]3、t 3、[s]1,即水解溶液中蛋白浓度3%,加酶量0.03%,反应时间1.5h。
图4 因素与乳化性趋势图以发泡性、乳化性为指标时,随着加酶量的增加和反应时间的延长,水解产物的发泡力和乳化力都增加,但达到一定值后反而下降(图3、图4)。
这可能是蛋白水解过度所致。
因为蛋白质的发泡性能不仅与蛋白质分子表面基团的极性有关,同时也与蛋白质的分子大小有关16-82。
而过度水解使蛋白质变成了更小的分子反而不利于泡沫的形成。
蛋白质的乳化作用也受蛋白质分子表面的亲水、疏水基团及分子的大小的影响16-72。
在相同溶解度(它可看作水解度的间接指标)时蛋白质的发泡性和乳化性能比较如图5所示。
6中国粮油学报2003年第5期图5溶解度与乳化力、发泡力的关系图5表明,大米蛋白质的溶解度与发泡力、乳化力之间没有必然的对应关系。
溶解度低时发泡性和乳化性能差,主要是大米蛋白不能充分分散于溶液中,随着蛋白的水解,越来越多的蛋白进入液相,才有可能表现出发泡、乳化等功能性质。
但水解度的增加使蛋白小分子所占比例越来越大,发泡、乳化等性能就会降低,这种特性与大豆蛋白、小麦蛋白的特性是一致的19-102。
图5中发泡力、乳化力的变化趋势相似,乳化性峰值出现早,可能是乳化需要更大一点的蛋白分子。
将每一试验组的三项性能指标绘在一起,可直观地看出它们的变化趋势(图6)。
可见在同一试验条件下三项指标不能同时达到最好,这应该是符合情理的。
相比之下,第9组试验条件即蛋白质浓度8%、酶添加量0.03%、反应1.5h可看作是兼顾三项指标的合适条件。
作者正通过电泳技术分析不同水解物的分子量,试图从分子大小角度解释它们的关系。
图6三指标变化趋势图(按序列号)3结论大米蛋白的溶解性较差,不能在水中与其它物料形成均匀的体系,其应用受到极大限制。
本研究显示,碱性蛋白酶在一定条件下水解RPI可显著改善它的溶解、乳化和发泡性能,且三项性能指标达到最大所需要的水解程度是不同的,蛋白质乳化性能所需要的分子量可能更大。
大米中二硫键较多,从而使蛋白分子形成更大的聚合体111-122,这是其溶解性较差的主要原因。
如果用SDS、Na2SO3等打开二硫键,最大限度使蛋白分子处于伸展状态,而且同时应用多种蛋白酶在不同的位点切割蛋白分子,则应该更有利于蛋白质的水解,其功能性可能更容易改善。
笔者对此正在进行研究。
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