高粱麸酶解条件的比较及响应面实验的优化

（２）Ｎｅｕｔｒａｓｅ 酶水解工艺 在一定料液比的条件下，用１ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＯＨ溶液
调节 ｐＨ＝１１，在 Ｎｅｕｔｒａｓｅ 酶的最适反应温度（４５℃） 下，将溶液置于水浴恒温振荡器预处理 １ｈ，加入一定 量的 Ｎｅｕｔｒａｓｅ 酶，反应一定时间后，在 ８５℃的恒温 水浴锅中灭酶 １０ｍｉｎ，然后在 ４０００ｒ／ｍｉｎ 的条件下离心 １０ｍｉｎ，提取上清液，测量固含物。接着加入底物浓度 的 １％ 的β － 葡聚糖酶（Ｕｌｔｒａｆｌｏ ＸＬ），在水浴恒温振 荡器中反应 ３０ｍｉｎ。再加入底物浓度的 １％ 的糖化酶 （ＡＭＧ ３００Ｌ），反应 ３ｈ。然后再在 ４０００ｒ／ｍｉｎ 的条件下 离心 １０ｍｉｎ，提取上清液，测量固含物。最后在循环 水真空泵中抽滤，得到水解液。
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研究报告
生命科学仪器 ２００８ 第 ６ 卷 ／ １１ 月刊
表 １ 裸高粱中的营养指标
营养 蛋白 脂肪 碳水化 热量 粗纤
Ｇａ
Ｐ
Ｆｅ
ＶＢ１ ＶＢ２ 尼可
成分 质（ｇ） （ｇ） 合物（ｇ） （ｇ）
维（ｇ）
（ｍｇ）
（ｍｇ） （ｍｇ） （ｍｇ） （ｍｇ） 酸（ｇ）
裸高粱 １５．６ ８．８
６４．８ ３９１
１ 前言
高粱是谷物中最好的全价营养食品，具有营 养、保健、美容等多重功效，能满足当代人对膳食 的基本要求。高粱麸是高粱加工过程中的副产物，含 有比高粱籽粒、高粱片和高粱粉更丰富的水溶性膳食 纤维— Ｂ２ 葡聚糖以及大量的蛋白质，高粱麸皮已经 成为一种医药和保健食品原料提取源。而我国对于植 物蛋白和肽类的开发还仅限于食品行业，化妆品用植 物蛋白和肽类产品主要来自国外供应，价格很高， 限制了它的使用。而裸高粱又是我国的绿色植物， 比国外的皮高粱在开发肽类产品上存在优势。利用我 国绿色资源开发具有国际先进水平的植物蛋白和肽类 产品，具有一定意义。本次试验主要通过比较高粱 肽的几种水解度测定方法，研究得到高粱肽水解的最 优条件。 １ ． １ 高粱 １．１．１ 高粱概述
（２）脂肪：高粱的脂肪含量为 ３．４￣９．７％，平 均 ６．３％，约是小麦的两倍，在所有谷类作物中居第 一位。高粱脂肪富含大量的不饱和脂肪酸。其中亚 油酸含量约占不饱合脂肪含量 ３８％～５２％，油酸占不 饱和脂肪酸的 ３０％～４０％。亚油酸维持人体正常的新 陈代谢活动，同时又是合成前列腺素的必要成分， 而且是世界公认的降血脂药物的有效成分，具有降血 压、降甘油三酯的作用，还可以软化毛细血管，对 动脉粥样硬化、冠心病、高血压等老年性疾患具有 预防和治疗作用，而且对治疗糖尿病、脂肪肝等也 有辅助作用，还可以延缓人体衰老。
２．１
６９．０
３９０ ３．８ ０．２９ ０．１７ ０．８０
蛋白且含量很高，在不同品种中其含量范围为 １５％～２０％，平均 １６％，在所有谷类作物中居第一 位。所含氨基酸与人体摄取量的标准基本相同。高 粱蛋白质中含有 １８ 种氨基酸，其中有 ８ 种是人体必 需的氨基酸。特别是有益于增进智力和骨骼的发育的 赖氨酸含量是大米和小麦粉的 ２．３０－２．６５ 倍以上，具 有防贫血和毛发脱落作用［５］的色氨酸含量也高于大米 和小麦粉。
３ 结果与分析
３ ． １ 福林酚法标准曲线的制定 采用最小二乘法，求出直线的回归方程为： Ｙ＝ ０．００２７Ｘ ＋ ０．０４１５ 其相关系数 Ｒ＝０．９９６９
式中 Ｘ 代表蛋白含量，Ｙ 代表吸光度值，见图 ２。采 用该直线方程可以根据某物质的吸光度估算出所取样 品中蛋白含量。
图 ２ 福林酚标准曲线
２ 材料与方法
２．１ 实验材料 高粱麸皮 ２０－６０ 目 河北省张家口农科院高粱研究所
２．１．２ 酶制剂 碱性蛋白酶（Ａｌｃａｌａｓｅ 酶） 中性蛋白酶和（Ｎｅｕｔｒａｓｅ酶） 氢氧化钠 福林酚 无水碳酸钠 酒石酸钾钠 溴甲酚绿 甲基红 ９８％ 浓硫酸 盐酸 牛血清蛋白
２．１．３ 仪器与设备 ＤＳＨＺ－３００ 多用途水浴恒温振荡器 ＪＹ５００２ 型电子天平 ＲＪ－ＴＤＬ－５Ａ 低速大容量离心机 ＤＫ－９８－１ 型电热恒温水浴锅 Ｔ６ 新世纪 紫外可见分光光度计
２ ． ２ 实验方法 ２．２．１ 高粱肽制备方法
１． 原料处理 取高粱麸皮，经 ２０－６０ 目过筛，作为水解原料。 ２． 高粱肽水解工艺 （１）Ｐｒｏｔａｍｅｘ 酶水解工艺
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生命科学仪器 ２００８ 第 ６ 卷 ／ １１ 月刊
研究报告
在一定料液比的条件下，用１ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＯＨ溶液 调节 ｐＨ＝１１，在 Ｐｒｏｔａｍｅｘ 酶的最适反应温度（４５℃） 下，将溶液置于水浴恒温振荡器预处理 １ｈ，加入一定 量的 Ｐｒｏｔａｍｅｘ 酶，反应一定时间后，在 ８５℃的恒温 水浴锅中灭酶 １０ｍｉｎ，然后在 ４０００ｒ／ｍｉｎ 的条件下离心 １０ｍｉｎ，提取上清液，测量固含物。接着加入底物浓度 的 １％ 的β － 葡聚糖酶（Ｕｌｔｒａｆｌｏ ＸＬ），在水浴恒温振 荡器中反应 ３０ｍｉｎ。再加入底物浓度的 １％ 的糖化酶 （ＡＭＧ ３００ Ｌ），反应 ３ｈ。然后再在 ４０００ｒ／ｍｉｎ 的条件下 离心 １０ｍｉｎ，提取上清液，测量固含物。最后在循环 水真空泵中抽滤，得到水解液。
３ ． ２ Ｐｒｏｔａｍｅｘ 复合蛋白酶的响应面分析 ３．２．１ 高粱麸Ｐｒｏｔａｍｅｘ复合蛋白酶酶解工艺参数的优
化 ３．２．１．１ 以氮溶指数为响应值，Ｐｒｏｔａｍｅｘ 复合蛋白酶
的实验结果 以 ＮＳＩ 为响应值，Ｐｒｏｔａｍｅｘ 复合蛋白酶实验结果 见表 ２ 。
表 ２ Ｂｏｘ－Ｂｅｈｎｋｅｎ 实验设计与结果
（３）Ａｌｃａｌａｓｅ 酶水解工艺 在一定料液比的条件下，用１ｍｏｌ／Ｌ的ＮａＯＨ溶液
调节 ｐＨ＝１１，在 Ａｌｃａｌａｓｅ 酶的最适反应温度（５５℃）下， 将溶液置于水浴恒温振荡器预处理 １ｈ，加入一定量的 Ａｌｃａｌａｓｅ 酶，反应一定时间后，在 ８５℃的恒温水浴锅 中灭酶 １０ｍｉｎ，然后在 ４０００ｒ／ｍｉｎ 的条件下离心 １０ｍｉｎ， 提取上清液，测量固含物。接着加入底物浓度的１％的 β － 葡聚糖酶（Ｕｌｔｒａｆｌｏ ＸＬ），在水浴恒温振荡器中反 应 ３０ｍｉｎ。再加入底物浓度的 １％ 的糖化酶（ＡＭＧ ３００Ｌ），反应 ３ｈ。然后再在 ４０００ｒ／ｍｉｎ 的条件下离心 １０ｍｉｎ，提取上清液，测量固含物。最后在循环水真空 泵中抽滤，得到水解液。
１ ．高粱的营养成分 营养与保健是当代人们对膳食的基本要求，高粱 作为谷物中最好的全价营养食品，恰恰能满足这两方 面的需要。高粱含有丰富的蛋白质、脂肪、碳水化合 物、钙、磷、铁、维生素 Ｂ１、维生素 Ｂ２、尼克酸、膳 食纤维等营养成分，自古以来一直被认为是兼备食疗功 能的优质谷物。特别是作为高粱亚糊粉层细胞壁构成 材料的β － 葡聚糖含量在所有谷物中为最高，是公认 的降血脂主要成分。在高粱制粉工业的副产品—高粱 麸皮中，富集了７０％以上的高粱营养素，总膳食纤维含 量高达 ３０％，其中可溶性膳食纤维约 １／３ 左右，是提 供β － 葡聚糖来源的优质原料［３］ 。表 １［４］列举了裸高粱 的几种主要营养指标。 ２．高粱的营养价值 （１）蛋白质：高粱蛋白被认为是谷类的最佳平衡
４
２０
１３．１５
４
２０
１５．１４
４
１５
１５．４３
４
１５
１５．５８
４
１５
１５．５８
３．２．１．２ 影响因素的方差分析 由表 ３ 的方差分析结果可知：加酶量（Ｘ１）和水
料比（Ｘ３）在实验过程中起主要作用，而反应时间（Ｘ２） 相对来说作用小一些，对酶解的效果：水料比〉加酶 量〉反应时间。
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研究报告
中国种植高粱历史悠久，自古就有“食疗兼
备”的功能，据《本草纲目》记载，高粱米，性 味甘，平，无毒；主治冲饥滑肠。美国药品食品 管理局（ＦＤＡ ） 于 １９９６ 年颁布的健康食品认定，高粱 水溶性膳食纤维具有降低胆固醇的作用，对高粱食品 可进行有益心脏的宣传。高粱的蛋白质、脂肪、维生 素、矿物质含量均居小麦粉、大米等数种粮食首位，特 别是近年来倍受关注的高粱水溶性膳食纤维以其独特 的抗高脂血、高血糖和肥胖的功能引起世人极大关注 ［２］。美国著名的谷物学家罗伯特在第二届国际高粱会 议上指出“： 与其它谷物相比，高粱具有抗血脂成分、高 水溶性胶体、营养平衡的蛋白质等，它对提高人类健 康水平有着非常重要的价值。”因而被营养学家誉为 “全价营养食品”。近年来，高粱在化妆品领域的价值 也日见明显。 １．１．２ 高粱的营养价值及功效
（３ ）水解蛋白：高粱蛋白精华中的水解蛋白与 肌肤中天然生成的“细胞因子”非常相似，甚至连 肌肤都会将它们混淆。成熟肌肤吸收高粱蛋白精华并 将之错误判断为细胞生长信号后，会自觉地提高新细 胞的产生量。当大量新鲜细胞涌现，旧有、扁平和 干燥的细胞被迅速替代，肌肤质地得以明显的改善。 更重要的是，这些水解蛋白的性质相当温和，因此 不容易导致肌肤过敏或者刺激。
（３）膳食纤维：高粱中纤维素总含量为 １７％～ ２１％，其中水溶性纤维素β － 葡聚糖［（１－３）（１－４）－ β － Ｄ－ 葡聚糖］达 ４％～６％ ，约是稻米、小麦的 ７ 倍，高 粱纤维中主要是 β － 葡聚糖。高粱β － 葡聚糖是一种 线性无分支粘多糖，通过β －（１－３）和β －（１－４）糖苷键 把β －Ｄ－ 吡喃葡萄糖单位连接起来，形成一种高分子 的聚合物，其中约有 ７０％ 的β －（１－４）糖苷键和 ３０％ 的 β －（１－３）糖苷键。研究表明，膳食纤维有降血糖、降 胆固醇、调整肠道微生物群等功能。
高粱（ Ａ ｖ ｅ ｎ ａ ． Ｌ ） 又称玉麦、铃铛麦，英文名 ｏａｔｓ。是禾本科高粱属一年生草本植物，一般分为带 稃型（皮高粱） 和裸粒型（裸高粱） 两种［１］。国外栽培的 高粱品种以带稃型为主，而中国以裸高粱（Ａ． ｎｕｄａ Ｌ） 为主要栽培品种，习惯上称莜麦。世界高粱的播种面 积和总产量仅次于小麦、玉米、水稻、大麦、高粱，居 第六位。在中国，高粱是高寒山区居民主要的粮饲兼 用作物，目前播种面积大约 ６０ 万 ｈｍ２，其中裸高粱种 植面积占 ９２％。高粱与稻谷、小麦等大宗粮食作物相 比，产量小、消费少，因而称为小宗粮食，习惯上叫 小杂粮。