【文章內(nèi)容簡介】 中性蛋白酶、堿性蛋白酶進(jìn)行篩選，使這三種酶在最適pH下水解玉米麩皮中的蛋白質(zhì)，最后測定麩皮中蛋白質(zhì)的剩余含量。結(jié)果如下：表3 不同蛋白酶對玉米麩皮中蛋白質(zhì)水解的影響TabIe 3 Effects of Different Proteases On the Hydrolysis Degree of Corn Bran Protein水平酸性蛋白酶中性蛋白酶堿性蛋白酶最適pH蛋白質(zhì)剩余量(%)由表3可知，堿性蛋白酶在最適pH ，%，而其他兩種酶的水解能力相對較弱，酸性蛋白酶的水解能力最差，%。因此，選擇堿性蛋白酶進(jìn)行水解玉米麩皮蛋白質(zhì)。 蛋白酶用量對膳食纖維含量影響圖1 蛋白酶用量對膳食纖維含量影響 Effects of Protease’s Addition on the Content of Dietary Fiber由圖1可知，蛋白酶用量在1%時(shí)膳食纖維含量最低，只有68%，在1%%之間時(shí)膳食纖維含量逐增，%%；而隨著用量的增加，膳食纖維的含量逐漸降低，%時(shí)膳食纖維的含量降到75%。這是因?yàn)殡S著蛋白酶的加入,蛋白酶與玉米麩皮中蛋白質(zhì)分子肽鏈作用增加,但此時(shí)玉米麩皮中蛋白質(zhì)分子并沒有完全作用徹底,蛋白酶與麩皮中蛋白質(zhì)分子肽鏈的接觸機(jī)會增強(qiáng)，即在同一時(shí)間內(nèi)分解的肽鏈數(shù)不斷增加,蛋白質(zhì)分子降解充分,使得膳食纖維的含量呈明顯上升趨勢，但是當(dāng)?shù)鞍酌笇⒌孜餄舛韧耆柡蜁r(shí)，蛋白質(zhì)水解就不在進(jìn)行，膳食纖維含量增加就不明顯 [13]。此外膳食纖維含有碳氮鍵，過量蛋白酶會將之降解，再加之有部分水溶性膳食纖維流失，這些因素都造成膳食纖維含量減少。因此綜合考慮含量、成本等，%。 蛋白酶酶解時(shí)間對膳食纖維含量影響圖2蛋白酶酶解時(shí)間對膳食纖維含量影響 Effects of Protease’s Hydrolysis Time on the Content of Dietary Fiber由圖2可知，蛋白酶酶解時(shí)間在2050min時(shí)，粗纖維含量逐增，在20min時(shí)含量只有68%，%；隨著水解時(shí)間的延長，膳食纖維含量迅速下降，當(dāng)水解時(shí)間達(dá)70min時(shí)，%。原因可能是隨著時(shí)間的延長，底物蛋白質(zhì)濃度逐漸被酶飽和，從而底物濃度逐漸降低，水解產(chǎn)物濃度逐漸增大。由于蛋白質(zhì)水解反應(yīng)具有可逆性，所以過低的底物濃度與過高的產(chǎn)物濃度的變化對蛋白質(zhì)水解反應(yīng)產(chǎn)生抑制作用，表現(xiàn)為蛋白質(zhì)水解率在一定時(shí)間后出現(xiàn)增長緩慢甚至下降現(xiàn)象[14]。因此，從節(jié)約生產(chǎn)周期角度考慮，掌握酶解時(shí)間在40—55min,最佳水解時(shí)間為50min。 蛋白酶在不同pH值時(shí)對膳食纖維含量影響圖3 蛋白酶在不同 pH值下對膳食纖維含量影響 Effects of Protease Under Different pH Values on the Content of Dietary Fiber由圖3可知，當(dāng)?shù)鞍酌杆庖旱膒H值在7—10之間時(shí)，膳食纖維含量逐增，由69%增到78%，在pH=10時(shí)含量最高；當(dāng)pH值大于10時(shí)，膳食纖維含量反而逐步下降。當(dāng)pH為12時(shí)，膳食纖維含量降到73%。這是因?yàn)槊恳环N酶只有在最適pH范圍內(nèi)才能最大限度的表現(xiàn)出它的活性，過酸或過堿都能引起蛋白質(zhì)變性而使酶失去活性。而堿性蛋白酶的最適PH值在8—11之間。此外，在不同pH條件下，酶活性中心上的許多極性基團(tuán)解離的狀態(tài)不同，所帶電荷也不同，只有酶蛋白處于一定解離狀態(tài)下才能與底物形成中間物[15]，同時(shí)，底物也受pH影響，pH過高影響酶一底物(ES)的結(jié)合與反應(yīng)。因此，綜合考慮，確定堿性蛋白酶的最適pH為10。 蛋白酶在不同溫度時(shí)對膳食纖維含量影響圖4 蛋白酶在不同溫度下對膳食纖維含量影響 Effects of Protease Under Different Temperature on the Content of Dietary Fiber由圖4知，當(dāng)反應(yīng)體系的溫度為50℃時(shí)，%，隨著溫度得升高，膳食纖維的含量逐漸升高，當(dāng)體系溫度在65℃時(shí)，膳食纖維含量達(dá)最高為78%，當(dāng)溫度大于65℃時(shí)膳食纖維含量反而逐漸降低最高，當(dāng)溫度在75℃時(shí)，膳食纖維含量下降到69%。這是因?yàn)殡S著溫度升高反應(yīng)速度不斷加快，水解度也不斷上升，但當(dāng)溫度達(dá)到變性溫度區(qū)域后，分子運(yùn)動(dòng)劇烈，足以打斷酶穩(wěn)定的二級和三級結(jié)構(gòu)鍵[16],而活性下降，所以過高的溫度導(dǎo)致蛋白質(zhì)水解率下降。因此綜合考慮含量、成本等因素，確定堿性蛋白酶的最適溫度為65℃。 蛋白酶正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果 由圖3可知，pH值對蛋白酶的影響不是很大。當(dāng)反應(yīng)體系的pH值在11時(shí)，膳食纖維的含量變化不是很大，因此將蛋白酶水解液的pH值固定在10，選取對膳食纖維含量影響較大的另外三個(gè)因素，即酶解時(shí)間、體系的溫度及酶用量做蛋白酶正交試驗(yàn)。從表4中的數(shù)據(jù)可知，各因素對膳食纖維含量的影響程度為ABC．即蛋白酶的酶解溫度對膳食纖維的含量影響最大，酶解時(shí)間次之，酶用量的影響最小，而各因素的最優(yōu)水平為A3B2C2，%，溫度為65℃時(shí)水解50min，水解蛋白質(zhì)的效果最好，膳食纖維的含量最高。經(jīng)驗(yàn)證，%。表4 蛋白酶正交試驗(yàn)結(jié)果Table 4 The Results of Orthogonal Test Using Protease試驗(yàn)號ABC膳食纖維含量/%111121223133421352216232731283239331K1K2K3R優(yōu)水平A3B2C2 由圖5可知，α–%%時(shí)，粗膳食纖維含量逐增，由68%增加到78%，然后隨酶用量增加，粗膳食纖維含量反而迅速下降，%時(shí)膳食纖維含量降到75%。這可能是因粗膳食纖維含一定量淀粉，過量α–淀粉酶將其中淀粉降解，使得膳食纖維的含量隨著淀粉酶用量的增加而下降。圖5淀粉酶用量對膳食纖維含量影響 Effects of αamylase’s Addition on the Content of Dietary Fiber圖6 淀粉酶酶解時(shí)間對膳食纖維含量影響 Effects of αamylase’s Hydrolysis Time on the Content of Dietary Fiber由圖6可知，當(dāng)α–淀粉酶酶解時(shí)間為20min時(shí)，粗膳食纖維含量為68%，然后隨著酶解時(shí)間的延長，膳食纖維含量逐步上升，當(dāng)酶解時(shí)間達(dá)40min時(shí)，%；而當(dāng)酶解時(shí)間大于40min時(shí)，膳食纖維含量反而降低，當(dāng)水解時(shí)間延長至70min時(shí)，%。這是因?yàn)槊杆獾竭_(dá)一定時(shí)間后，大部分底物已被反應(yīng)，在較低的底物濃度相對于較高的酶濃度的情況下，反應(yīng)速度主要由底物濃度控制，因此延長酶水解反應(yīng)時(shí)間并不會提高淀粉的水解率[17]，甚至?xí)鸬矸鬯饴氏陆?圖7 淀粉酶酶解溫度對膳食纖維含量影響 Effects of αamylase Under Different Temperature on the Content of Dietary Fiber由圖7可知，當(dāng)反應(yīng)體系的溫度在4560℃之間時(shí)，粗膳食纖維含量逐增，由68%逐增到80%；然后隨溫度的升高，膳食纖維含量反而降低，當(dāng)體系的溫度達(dá)到75℃時(shí)，%。這是因?yàn)橹袦卅哩C淀粉酶的適用溫度范圍在4560℃之間，溫度過高反而使得淀粉酶活性降低。所以當(dāng)溫度大于60℃時(shí)，水解淀粉的能力就會下降。因此，中溫α–淀粉酶的最適溫度為60℃。由圖8可知，當(dāng)體系的pH值為4時(shí)，%，隨著體系的pH值的增加，膳食纖維的含量逐步上升，當(dāng)體系的pH值達(dá)到6時(shí)，膳食纖維含量達(dá)到最高80%；然后隨pH的繼續(xù)升高，膳食纖維含量反而降低，當(dāng)體系的pH值達(dá)到7時(shí)，%。圖8 淀粉酶酶解時(shí)pH對膳食纖維含量影響 Effects of αamylase Under Different pH Values on the Content of Dietary Fiber 由圖8可知，pH值對淀粉酶的影響液不是很大。、膳食纖維的含量變化不是很大，因此將淀粉酶水解液的pH值固定在6，選取對膳食纖維含量影響較大的另外三個(gè)因素，即酶解時(shí)間、體系的溫度及酶用量做淀粉酶正交試驗(yàn)。從表4中數(shù)據(jù)知，各因素對膳食纖維含量的影響程度為ABC．即淀粉酶的用量對膳食纖維的含量影響最大，酶解溫度次之，酶解時(shí)間的影響最小，而各因素的最優(yōu)水平為A3B2C2，%，溫度為60℃時(shí)水解40min，水解淀粉的效果最好，膳食纖維的含量最高。經(jīng)驗(yàn)證，此條件下的膳食纖維含量可高達(dá)83%。表5淀粉酶正交試驗(yàn)結(jié)果Table 5 The Results of Orthogonal Test Using αamylase試驗(yàn)號ABC膳食纖維含量/%111121223133421352216232731283239331K1K2K3R優(yōu)水平A3B2C2