动物蛋白水解复合酶的研究

2011-04-01韦汉昌韦善清何建华

化工技术与开发 2011年10期

关键词：中性蛋白酶风味

韦汉昌，韦善清，何建华

（1.广西师范大学，广西桂林 541004；2.广西大学，广西南宁 530004；3.南宁地区教育学院，广西南宁 530001）

动物蛋白的提取普遍采用单一酶水解法，但单一酶的剪切范围小，水解度不高，所得的酶解产物多为多肽，分子量亦较大［1］。本试验以水解牛骨蛋白为对象，研究动物蛋白水解复合酶的配制，以期提高动物蛋白的溶出率。

1 材料和方法

1.1 材料和试剂

新鲜牛肋骨，动物瘦肉（市售）；木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶、风味酶（10 万 U·g-1）；胃蛋白酶（25万 U·g-1）；碳酸钠、氯化钠、氢氧化钠、盐酸、硫酸铜、硫酸钾、硫酸、硼酸等（AR）。

1.2 主要仪器设备

PHS-3C pH计，KDT-1000全自动定氮仪，RE201C旋转蒸发器，FW-100高速万能粉碎机，TD5A-WS离心机，DZKW-4电子恒温水浴锅。

1.3 方法

1.3.1 牛骨粉的制备及酶解方法

用切割机将新鲜牛肋骨切割成长度为3～5cm的骨块，清水洗净牛骨块，剔除非骨成分。牛骨块置于锅中，以蒸馏水刚好浸没为宜，微沸1h，除去残血，取出脱脂；高压蒸煮3～4h至牛骨软化并与肉、脂分离，即可出锅。用双层纱布过滤，滤液冷至10℃除去脂肪后可用于制备骨汁粉。骨块65℃恒温干燥24h后进行粗粉碎、细粉碎，过0.098mm筛。细粉碎时加入适量的环状糊精以消除制品的腥躁气味。

酶解牛骨蛋白时，首先将牛骨粉和水按一定的料液比混合，浸泡6h，然后在设计的酶用量、温度、p H值及酶解时间等条件下进行酶解。

1.3.2 复合酶筛选方法

以胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶及风味酶等几种经济、常用的蛋白水解酶作为筛选对象，综合酶剪切特性、酶解温度、酶解p H值、蛋白质溶出率及水解液感观等因素对它们进行筛选，选择中性蛋白酶、胰蛋白酶、风味酶作为复合酶组分，并通过考察组分比例对蛋白溶出率的影响，筛选复合酶各组分的比例，最后采用四因素三水平正交试验优化蛋白提取工艺条件。

1.3.3 蛋白质测定方法

各试样蛋白质含量的测定方法及提取液中蛋白质浓度的测定方法参照国标GB／T 5009.5-2003，采用凯氏定氮法测定。

2 结果与讨论

2.1 各试样蛋白质含量测定结果

参照国标 GB／T 5009.5-2003采用凯氏定氮法测定蛋白质的含量，测定结果见表1。

表1 各试样蛋白质含量测定结果Table 1 Detection result of protein content from different samples

2.2 复合酶组分的筛选

胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶、风味酶等常用蛋白酶剪切倾向性、适宜酶解温度、适宜酶解p H值及水解牛骨蛋白蛋白效果见表 2［3~4］，其中的蛋白溶出率在酶用量 4000 U·g－1（原料质量）、料液比 1∶6（质量比）、水解时间 5h 及各种酶的适宜酶解温度、适宜酶解p H值等条件下进行测定。

表2 各种酶水解特性及水解效果Table 2 Specificities and hydrolysis effect of different proteases

从表2看出，使用胃蛋白酶进行酶解时蛋白质溶出率较高，但其水解温度与其他酶的水解温度相差较大，而且酸碱度须控制在pH＝2.0左右，易对氨基酸等营养物质造成破坏，酶解液浑浊、苦味，并含有大量盐分，需增加脱盐工艺和设备，给生产造成不便。木瓜蛋白酶来自植物，水解动物蛋白的能力较弱，水解度最低；风味酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶三者水解温度、水解p H值接近，蛋白溶出率较高，水解液无苦味或苦味弱，含盐量低，因此本试验选择风味酶、中性蛋白酶及胰蛋白酶作为复合酶组分。

此复合酶在水解过程中水解液pH能从起始设定的7.5自动降至6.5左右，能充分发挥组分酶的最大活性，剪切范围宽，有利于提高水解度；水解完成后将溶提液温度升高到130~140℃，恒温1h进行Maillard反应后，所得的水解蛋白质能保持原有的天然香气和味道。