關(guān)于復(fù)合酶解可溶性蛋白酶制劑的工藝優(yōu)化

邱燕翔 陸志鴻 周子煜

廣州市味研生物工程科技有限公司 廣東省廣州市 510180

關(guān)于復(fù)合酶解可溶性蛋白酶制劑的工藝優(yōu)化

邱燕翔 陸志鴻 周子煜

廣州市味研生物工程科技有限公司 廣東省廣州市 510180

可溶性蛋白酶制劑屬于酶制劑中的常見(jiàn)一種，有胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、胃蛋白酶等等多種，在食品加工、醫(yī)藥、重輕工業(yè)、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、能源等許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。本文以可溶性蛋白酶制劑為研究對(duì)象，采用復(fù)合酶解法對(duì)蛋膜蛋白的利用情況進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到蛋膜蛋白利用率較高的條件。

復(fù)合酶解；可溶性蛋白酶；蛋膜蛋白；工藝優(yōu)化

雞蛋等禽蛋是人們?nèi)粘ｏ嬍持械囊环N常見(jiàn)食物，其不僅蛋清蛋黃營(yíng)養(yǎng)豐富，而且蛋殼內(nèi)膜含有較多可利用物質(zhì)，以蛋白質(zhì)為主如復(fù)合蛋白、膠原蛋白等，是飼料、化工等行業(yè)主要原料來(lái)源。但由于這些蛋白大多屬于硬性蛋白，一般的酶很難將其溶解，而為了提高對(duì)蛋殼內(nèi)膜物質(zhì)的利用率，優(yōu)化酶制劑工藝，就需要采用復(fù)合酶解法。

1 實(shí)驗(yàn)材料、儀器與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料、儀器

實(shí)驗(yàn)材料選擇雞蛋殼，蛋白酶選擇胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、堿性蛋白酶和胃蛋白酶；輔助試劑包括乙醚、乙酸、碳酸鈉、鹽酸、硫酸銅、硫酸鉀、磷酸二氫鈉等。所需實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備主要有恒溫磁力攪拌器、萬(wàn)能粉碎機(jī)、高速離心機(jī)、酸度計(jì)、消化爐、恒溫鼓風(fēng)干燥箱、自動(dòng)定氮儀等[1]。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法及過(guò)程

1.2.1 提取蛋膜蛋白

使用天平等稱(chēng)重儀器準(zhǔn)確稱(chēng)量10g蛋膜，置入乙酸（體積分?jǐn)?shù)10%）和巰基丙酸（體積分?jǐn)?shù)1%）的500ml混合溶液中，然后放于90℃恒溫?cái)嚢杵髦袛嚢杓s8小時(shí)左右取出，再放入離心機(jī)中在一定轉(zhuǎn)速下獲取澄清溶液。使用氫氧化鈉溶液將得到的澄清溶液PH值調(diào)整到等電點(diǎn)處，調(diào)整好之后置于室溫下靜置半小時(shí)，采用同樣的轉(zhuǎn)速再次進(jìn)行離心處理，得到乳白色蛋白質(zhì)沉淀[2]。使用乙酸溶液（體積分?jǐn)?shù)10%）將蛋白質(zhì)沉淀溶解，經(jīng)透析處理后得到可溶性蛋白酶，取出留做備用。

1.2.2 復(fù)合酶解最佳工藝條件的確定

為了提高蛋膜蛋白的利用率，需要對(duì)復(fù)合酶解最佳酶解條件進(jìn)行確定，包括復(fù)合酶配比、用量、總用量，酶解時(shí)間、溫度、PH值等。選擇酶解效果較好的兩種酶制劑用于復(fù)合酶解，兩種酶的配比設(shè)定為1:1，總加酶量固定在1.5×104U/g，酶解時(shí)間設(shè)定在2小時(shí)。以同時(shí)加入和先后加入兩種方式分別進(jìn)行復(fù)合酶解實(shí)驗(yàn)，觀察不同加酶方式對(duì)蛋膜蛋白酶解效果的影響。在總量固定的前提下，兩種酶用量不同確定最佳加酶量配比。

在膠原蛋白酶、木瓜蛋白酶等每種蛋白酶PH值和總加量固定、溫度與蛋白液質(zhì)量也固定的條件下，確定蛋膜蛋白水解速率、氮收率，確定復(fù)合酶解最佳總加酶量。在其他條件不變，蛋白質(zhì)量濃度、PH值、溫度、酶解時(shí)間與上述相同的情況下，以0.5間隔木瓜蛋白酶的PH值分別取5.0到8.0之間，堿性蛋白酶PH值分別取7.0到10.0之間，測(cè)定在兩種酶不同PH下蛋白的水解速率與氮收率，研究出最佳復(fù)合酶解PH值[3]。同樣其他條件不變，以0.25的間隔，將木瓜蛋白酶酶解時(shí)間取值設(shè)定在0.25至2之間的8個(gè)數(shù)據(jù)；以0.5的間隔，將堿性蛋白酶的酶解時(shí)間取值設(shè)定在0.5到3.5之間的7個(gè)數(shù)據(jù)，測(cè)定在該實(shí)驗(yàn)下水解速率、氮收率及蛋膜蛋白酶解的最佳時(shí)間。以同樣的條件為基礎(chǔ)和前提，設(shè)定幾種不同溫度下（一般取40℃、50℃和60℃）酶的水解度及氮收率，最終確定最佳酶解溫度。

1.2.3 工藝優(yōu)化及成分測(cè)定

通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，對(duì)酶解效果影響顯著的幾個(gè)因素主要是總加酶量、酶解溫度、酶解時(shí)間及PH值，其中堿性蛋白酶與木瓜蛋白酶最為顯著，因而選取這兩種酶作為復(fù)合酶解原材料[4]。使用二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合法確定復(fù)合酶解蛋膜蛋白最佳酶解工藝條件，水解度按照如下公式進(jìn)行計(jì)算

氮收率按照如下公式進(jìn)行計(jì)算

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及其分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：酶解時(shí)間與水解度和氮收率成正比，隨著酶解時(shí)間的延長(zhǎng)，水解度及氮收率也隨之增大，但達(dá)到一定范圍后氮含量及水解度上升的幅度就開(kāi)始變得緩慢。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定最佳酶解時(shí)間為，堿性蛋白酶酶解時(shí)間為1.5小時(shí)，木瓜蛋白酶酶解時(shí)間為1小時(shí)，總酶解時(shí)間為2.5小時(shí)。

酶解溫度對(duì)酶解效果的影響一開(kāi)始呈上升趨勢(shì)后開(kāi)始下降。在酶解溫度為40℃到50℃之間時(shí)，水解度和氮收率迅速增加，但當(dāng)溫度超過(guò)50℃時(shí)，兩者均開(kāi)始呈下降趨勢(shì)。因此，蛋膜蛋白復(fù)合酶解最佳酶解溫度為50℃。

另外，總加酶量和PH值對(duì)水解度與氮收率的影響趨勢(shì)基本相同，都是隨著總加酶量與PH值的增加而迅速上升，達(dá)到一定程度后趨勢(shì)開(kāi)始減緩，根據(jù)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)可以確定最佳總加酶量為1.5×104U/g，堿性蛋白酶最佳酶解PH值為9.0，木瓜蛋白酶最佳酶解PH值為5.5。

3 總結(jié)

從上文實(shí)驗(yàn)中可以得出，要想提高可溶性蛋白酶的利用率，優(yōu)化蛋白酶制劑工藝，就需要通過(guò)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)來(lái)確定最佳適合復(fù)合酶解的兩種或三種酶，確定最佳復(fù)合酶解的各種條件，包括溫度、酶解時(shí)間、總加酶量、PH值等。只有確定出最佳復(fù)合酶解條件，才能取得最為理想的酶解效果，才能有效提升可溶性蛋白酶利用率。

[1]湯海鷗.NSP復(fù)合酶優(yōu)化及在肉雞日糧中高劑量添加效果研究[D].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院,2013.

[2]文偉,劉磊,張名位,張瑞芬,魏振承,唐小俊,馬永軒.脫脂米糠復(fù)合酶解工藝條件優(yōu)化及其營(yíng)養(yǎng)特性評(píng)價(jià)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué),2015(08):1597-1608.

邱燕翔（1963-），男，廣東省廣州市人。大學(xué)本科學(xué)歷。博士學(xué)位（DBA）。高級(jí)工程師。現(xiàn)供職于廣州市味研生物工程科技有限公司。研究方向?yàn)樘烊皇称诽砑觿╅_(kāi)發(fā)與應(yīng)用。

陸志鴻（1979-），男，江蘇省南通市人。大學(xué)本科學(xué)歷。在職研究生。食品工程師。現(xiàn)供職于廣州市味研生物工程科技有限公司。研究方向?yàn)槭称窢I(yíng)養(yǎng)與健康。

周子煜（1988-），女，遼寧省撫順市人。大學(xué)本科學(xué)歷。在職研究生。公共營(yíng)養(yǎng)師。現(xiàn)供職于廣州市味研生物工程科技有限公司。研究方向?yàn)槭称窢I(yíng)養(yǎng)與健康。