酶解法對燕麥蛋白水解性的影響

張雪瑩++翟愛華

摘 要：為了解酶解法對燕麥中蛋白質水解度的影響，該研究采用梯度改變酶解反應的蛋白酶類型、加酶量、底物濃度、反應時間的條件，探究燕麥蛋白水解度的變化。結果表明：酶解法制取燕麥蛋白，在3類蛋白酶中堿性蛋白酶對燕麥蛋白的酶解性最好，根據單因素實驗結果，并綜合考慮實驗成本，得出堿性蛋白酶在加酶量為1 200u/g，底物濃度為2%，酶解時間為40min的條件下，水解最為徹底。

關鍵詞：酶解法；燕麥蛋白；水解度

中圖分類號 TS201.21 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2017）06-0032-03

Influence of Enzymatic Hydrolysis on the Hydrolysis Degree of Oat Protein

Zhang Xueying et al.

（College of Food Science，Heilongjiang August First Land Reclamation University，Daqing 163319，China）

Abstract：In order to understand the effect of enzymatic hydrolysis on the degree of protein hydrolysis in oats，the change of proteolytic degree of oat was explored by changing the protease type，enzyme dosage，substrate concentration and reaction time.The results showed that oatmeal protein was prepared by enzymatic hydrolysis，and the proteolytic activity of oat protein was the best in the three kinds of proteases.Based on the single factor experiment and the experimental cost were taken into account，the alkaline protease was 1200u/g，the substrate concentration of 2%，the hydrolysis time of 40min.Under the conditions，the hydrolysis is the most thorough.

Key words：Enzymatic hydrolysis；Oat protein；Degree of hydrolysis

燕麥（Avena sativa L.），《本草綱目》中稱之為雀麥、野麥子，其含有多種易被人體吸引的營養成分，具有降血脂、降血糖、減肥和美容等多種功能，是較受現代人歡迎的食物之一[1-5]。在《Time》雜志評出的十大健康食品中，燕麥名列第5位[6]。燕麥中的氨基酸含量高，且必需氨基酸比重較高，是一種優質的蛋白質源[7-8]。本文通過研究不同酶解條件（酶種類、酶濃度、底物濃度、酶解時間）酶解處理對燕麥蛋白水解度的影響，為研究燕麥蛋白提取工藝提供方法提供理論基礎。

1 材料與儀器

1.1 試驗材料 燕麥，市售。

1.2 主要儀器和設備 JAR2140型電子分析天平，上海梅特勒托利多儀器有限公司生產；DGG-9070A型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海森信實驗儀器有限公司生產；L420型高速離心機，湖南湘儀實驗室儀器開發公司生產。

2 試驗條件和方法

2.1 燕麥常規成分分析 蛋白質：GB5009.5-2010檢測[9]；脂肪：GB5009.6-2003檢測[10]。

2.2 工藝流程 工藝流程如下：燕麥→清洗干燥→粉碎過篩→脫脂→堿溶→加入蛋白酶→進行水解反應→滅酶→調至中性→凍干→燕麥蛋白。

2.3 酶解蛋白質水解度（DH）的測定 采用pH-stat法，水解度的計算公式如下：

[DH（%）=CNaOH×VNaOHα×Mp×Htot×100]

式中：CNaOH、VNaOH分別為水解過程中消耗NaOH的濃度（mol/L）和體積（mL）；Mp為底物蛋白質中凈蛋白質質量（g）；Htot為燕麥蛋白中所含肽鍵的毫摩爾數（mmol/g），根據底物的氨基酸組成計算其值為7.31；α為氨基的平均解離度，可按α=10pH-pK/[1+10pH-pK]計算（pH：水解溶液的pH值；pK：α-氨基的解離度的負對數，pK=7.0）[11-12]。

2.4 酶解條件的變化

2.4.1 酶種類選擇實驗 設定蛋白酶種類分別為堿性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶，加酶量設定在800u/g，底物濃度設定預5%，為了讓蛋白酶發揮出既有的水解能力和活性，參考相關文獻，將pH調至各類蛋白酶最適宜的酸堿度，分別為9.0，7.0，7.0[13]。

2.4.2 加酶量選擇實驗 將篩選出的蛋白酶在燕麥蛋白底物濃度為5%的條件下進行酶解處理，加酶量分別設定為400u/g，800u/g，1 200u/g，1 600u/g，2 000u/g。

2.4.3 酶解底物濃度選擇實驗 在燕麥蛋白溶液中加入一定量的篩選出的蛋白酶進行酶解處理，底物濃度分別設定為1%，2%，3%，4%，5%[14]。

3 結果與討論

3.1 原料燕麥的基本指標 原料燕麥的基本指標：蛋白質含量為（15.8±0.2）%，油脂含量為（6.1±0.1）%。

3.2 不同酶解處理對燕麥蛋白水解度的影響

3.2.1 蛋白酶種類對燕麥蛋白水解度的影響 由圖1可知，堿性蛋白酶和中性蛋白酶對燕麥蛋白的水解作用強于木瓜蛋白酶，當反應時間短于20min時，堿性蛋白酶與中性蛋白酶對燕麥蛋白的水解程度差異不大，而當反應時間超過20min時，堿性蛋白酶的水解效果顯著高于中性蛋白酶。原因可能是堿性蛋白酶的水解pH為堿性，燕麥蛋白的堿液中具有較好的溶解性，使得蛋白質在溶液中充分的溶解，能夠更高效的與蛋白酶結合，繼而增強了水解效果。因此在接下來的試驗中選擇堿性蛋白酶為水解燕麥蛋白的蛋白酶，并對其水解條件進行優化。

3.2.2 加酶量對燕麥蛋白水解度的影響 由圖2可知，隨著蛋白酶添加量的升高，燕麥蛋白的水解度也不斷攀升，當加酶量增加至1 200u/g時，蛋白酶的水解度的增長趨勢逐漸放緩，變化幅度逐漸減小。這可能是由于逐漸增加加酶量會使燕麥蛋白與蛋白酶接觸增加，繼而加快水解反應，當蛋白酶增加至一定濃度時，蛋白酶的濃度超過與底物相結合的闕值，繼續增加蛋白酶，其與底物相接觸的程度也不會有明顯增加[15]。

3.2.3 底物濃度對燕麥蛋白水解度的影響 由圖3可知，隨著燕麥蛋白底物濃度的變化，蛋白質的水解度呈現先增加后降低的拋物線趨勢。當底物濃度增加至2%時，蛋白質的水解度增長趨勢明顯的趨緩。當底物濃度增加至3%以上，隨著底物濃度的升高，蛋白質水解度反而呈現下降趨勢，且變化趨勢相對明顯。這可能是由于燕麥蛋白的濃度增加到一定的闕值后，會阻礙蛋白酶對蛋白質的水解能力，當蛋白質濃度過高會減弱其在溶液中的分散程度，進而減少了蛋白質與酶的接觸和反應。

3.2.4 反應時間對燕麥蛋白水解度的影響 由圖4可知，隨著酶解反應時間的延長，蛋白質水解度呈現先增加后不變的變化趨勢。反應時間在30min以內，燕麥蛋白水解度增長趨勢顯著，穩步提高。當反應時間在30～50min區間內，燕麥蛋白水解度增長趨勢明顯趨緩，反應時間超過50min后，蛋白質的水解度基本保持不變。

4 結論

本文探討了不同條件下的酶解反應對燕麥蛋白水解度的影響。綜上所述，在3類蛋白酶中堿性蛋白酶對燕麥蛋白的酶解性最好，根據單因素實驗結果，并綜合考慮實驗成本，得出堿性蛋白酶在加酶量為1 200u/g，底物濃度為2%，酶解時間為40min的條件下，水解最為徹底，而酶解法對燕麥蛋白功能特性的影響仍需進一步研究。

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