大豆酶解制油蛋白酶的筛选及工艺条件的研究

颜敏茹，于国萍，张岩春，颜凡龙

（1.黑龙江龙丹乳业科技股份有限公司，哈尔滨 150086；2.东北农业大学食品学院，哈尔滨 150030；

3.湖南澳优食品与营养研究院，长沙 410005；4.哈尔滨金星乳业有限责任公司，哈尔滨 150051）

大豆是十分重要的油料作物之一，传统油脂加工方法所需达到的较高温度对于经济、环境、安全方面的消极影响较大[1]。目前用酶处理油脂提高出油率这一新技术在国外已被成功地应用到提取大豆油的工业化生产中，并取得了良好效果，所以将酶制剂应用于大豆油的油脂提取是十分有意义的[4]。

酶处理的作用方式是通过破坏植物细胞壁，使其中内容物充分游离出来而达到提取植物细胞的内含物之目的[5]。大豆的细胞壁含有各种蛋白质，其中多数为糖蛋白，这些蛋白质镶嵌在植物细胞壁中。应用蛋白酶水解细胞壁中的蛋白成分，使得脂蛋白复合体中的油脂得以释放，提高大豆油提取率[2]。

本实验以大豆乳液作为水解原料，分别以风味蛋白酶、木瓜蛋白酶、复合蛋白酶做单一蛋白酶水解效果对比试验，筛选出最佳蛋白酶，并确定了此酶的最佳水解条件。用正己烷提取的大豆油较安全[5]，所以此实验选用正已烷进行大豆油酶解后的提取。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 主要材料 大豆（东农37）：购于东北农业大学大豆研究所；蛋白酶（20万酶活风味蛋白酶、25万酶活木瓜蛋白酶、30万酶活复合蛋白酶）：丹麦诺维信公司；试剂（氢氧化钠、盐酸、正己烷）：分析纯。

1.1.2 主要设备 PHS-3C型精密pH计，HHS21-4电热恒温水浴锅，LD4-2离心机，JJ-1型电动搅拌器，电子分析天平，FW100型高速万能粉碎机，索氏提取器，LNK-872多功能快速消化器，SHB-3循环水多用真空泵。

1.2 方法

1.2.1 水相酶解有机溶剂萃取提油工艺

大豆→粉碎筛理（一定目数）→加水（加水比经试验确定）→搅拌混合调节适当的pH、温度（依酶而定）→加酶→反应一定时间（加HCl、NaOH调节酸碱维持pH）→调节pH=4.3→150mL正己烷→离心（4000r/min，15min）→取油相→蒸馏→大豆油脂（计算得率）

1.2.2 测定方法

（1）脂肪含量的测定参照GB5009.6-2003。

（2）油脂提取率的测定（减压蒸馏减量称重法）：将减压蒸馏装置的油脂收集瓶称量空瓶重，油相蒸去溶剂后放置24h以上，待正己烷挥发净后称量油与瓶的总重，总重减去空瓶重就是所得的油脂的量，用提取油脂的量除以原料中油脂的含量就得到油脂的提取率。

油脂提取率=（减压蒸馏所得的油脂量/原料中含油量）×100%

1.2.3 实验方法

（1）空白实验：取质量为50g、粒度为40目的大豆粉，加水250mL，调节pH=4.5，50℃恒温搅拌3h，作用完后加150mL正己烷，然后在打浆机中混合搅拌30s，最后离心取油层，减压蒸馏驱除正己烷后测油得率。

（2）蛋白酶的选择实验：分别采用风味蛋白酶、木瓜蛋白酶、复合蛋白酶对大豆乳液进行水解，与空白试验进行对照，比较得油率，从中选取最佳的蛋白酶。大豆乳液水解的温度、酸碱度均为酶产品介绍的最适条件，试验设计如表1所示。

表1 不同蛋白酶的水解条件

2 结果与分析

2.1 实验结果分析

按表1的水解条件以大豆乳液做风味蛋白酶、复合蛋白酶、木瓜蛋白酶单一酶水解试验及空白试验，测定其得油率，得出空白实验得油率仅为11.45%。以酶的添加量为横坐标，得油率为纵坐标绘制单酶水解效果图，并根据图选出各选定酶的添加量范围，然后选出水解能力强的酶。其结果如图1、图2、图3所示。

由图1中可以看出，当酶的浓度在0.4%左右时大豆油得率突然增长到比较高的水平，再增加酶的浓度大豆油的得率提高不大，当浓度增加到1.8%时，提高酶的浓度反而使油得率下降，因此风味蛋白酶的浓度应选在0.7%～1.4%之间。

由图2可以看出，复合蛋白酶的水解情况与风味蛋白酶的基本相同，就提油率来讲，都是先高后低。

由木瓜蛋白酶水解效果曲线图（见图3）可以看出，木瓜蛋白酶水解大豆乳液的能力不强。

实验结果表明：与空白实验的得油率11.4%对比，风味蛋白酶、复合蛋白酶、木瓜蛋白酶均可提高大豆油的得率，其中风味蛋白酶及复合蛋白酶提油率均可达到60%以上，而木瓜蛋白酶提油率在50%以下，考虑到风味蛋白酶及复合蛋白酶水解条件的差异性，最终选择风味蛋白酶为最佳蛋白酶。

2.2 风味蛋白酶的最佳水解条件确定

风味蛋白酶最佳水解的温度、酸碱度试验结果如表2、表3所示。

表2 风味蛋白酶水解的酸碱条件

从表2和表3可以看出，当pH为7.0时得油率为最大，即72.56%；温度为55℃时得油率最大，为71.68%。因此得出，pH为7.0、温度为55℃为风味蛋白酶的最佳水解条件。

3 结论

通过以上的研究，得出以下结论：风味蛋白酶为最佳蛋白酶，其添加量在0.7%～1.4%的范围内时酶的作用效果较好；风味蛋白酶最佳水解工艺条件为pH 7.0、温度55℃，此时得油率最大。

表3 风味蛋白酶水解的温度条件

［1］于国萍,迟玉杰.酶及其在食品中的应用[M].哈尔滨:哈尔滨工程大学出版社,2000.

［2］颜季琼.高等植物细胞壁结构和功能[J].生物学通报,1999,37(1):6-7.

［3］周伯川,刘世鹏.先进科学的溶剂法浸出食用植物油精炼后可放心食用[J].中国油脂,2002,27(1):4-6.

［4］H.Dominguez,M.J.Nunez and J.M.Lema.Enzymatic Pretreatment to enhance oil Extraction from Fruits and Oilseeds：A Review[J].Food Chemistry,1994,49:271-286.

［5］Melinda Semon,Molly Patterson.Soybean oil,web page:Oil extraction web page overvie.