水解豆粕蛋白制備復(fù)合氨基酸液的工藝研究畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-08 15:31本頁面
【正文】 失活；微生物蛋白是通過發(fā)酵發(fā)生產(chǎn)的，隨著大量基因工程菌的應(yīng)用，發(fā)酵法產(chǎn)酶的效率逐年提高，微生物蛋白的價(jià)格也隨之下降，非常適合于水解棉籽蛋白的生產(chǎn)，是一種比較理想的酶來源。化學(xué)法是用酸、堿等化學(xué)試劑在一定溫度下促使蛋白質(zhì)分子的膚鏈斷裂形成小分子物質(zhì)。到了20世紀(jì)80年代，隨著酶制劑工業(yè)和食品工業(yè)的迅猛發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)酶法水解反應(yīng)溫度低，反應(yīng)時(shí)間短，無環(huán)境污染。 蛋白質(zhì)的酶解機(jī)理蛋白質(zhì)在水溶液中，在蛋白酶的作用下，其中的膚鍵斷裂，形成膚鏈長短不一的多膚及少量的游離氨基酸，如下圖：蛋白質(zhì)在水解過程中，隨著其斷裂為各種大小不等的多膚及少量游離氨基酸，溶液中各種多膚和氨基酸的梭基和氨基逐漸顯示出其效應(yīng)，表現(xiàn)為水解液的pH值隨著水解的進(jìn)行而下降，同時(shí)，溶液中的可溶性蛋白質(zhì)的含量隨著水解進(jìn)行逐漸增加。目前酶解蛋白的工藝主要分為單酶水解法和多酶水解法，多酶水解法又分為混合酶水解法和分步酶水解法，酶法提取皮膠原具體實(shí)驗(yàn)工藝及條件的選取通常應(yīng)考慮要開發(fā)的產(chǎn)品對分子量的要求，要得到分子量較小的膠原多肽一般采用多酶水解法[7]。內(nèi)切酶水解的是蛋白質(zhì)或肽內(nèi)部的肽鍵，生成相對分子量較小的多肽，外切酶水解的是蛋白質(zhì)或肽的末端肽鍵，生成氨基酸和少1個氨基酸殘基的多肽，外切酶作用的氨基酸末端不同分為羧肽酶和氨肽酶[8]。選擇酶，不僅僅要看哪種酶水解的程度高，還要考慮實(shí)際應(yīng)用的可能性。選用復(fù)合蛋白酶做水解酶，為實(shí)驗(yàn)氨基酸鰲合鈣研究提供復(fù)合氨基酸液。本研究選用的是一種復(fù)合蛋白酶由實(shí)驗(yàn)室直接提供。根據(jù)以上原則，目前動物和植物來源的蛋白酶價(jià)格較高，微生物發(fā)酶生產(chǎn)的蛋白酶價(jià)格較低，故挑選兩種市售相對活力較高的微生物蛋白酶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，對豆粕蛋白水解終產(chǎn)物的水解度進(jìn)行比較，選擇復(fù)合蛋白酶，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明選用這種復(fù)合蛋白酶是可行的，得到了預(yù)期產(chǎn)物。在固定化酶反應(yīng)方式下，將水解液和酶分離即可終止反應(yīng)；在非固定化酶反應(yīng)方式下，需要迅速滅酶活?？紤]實(shí)驗(yàn)的可操作性，本實(shí)驗(yàn)采用加熱法滅酶。為了能夠充分利用大豆資源，研究怎樣能夠讓它物盡其用，就顯得那么的必要。本文主要是研究酶水解工藝并得到最佳工藝條件。在經(jīng)濟(jì)效益方面，比較起單體氨基酸，可以降低復(fù)合氨基酸贅合物的生產(chǎn)成本。2 材料和方法 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備 豆粕（%）潛江巨源油業(yè)有限責(zé)任公司提供；復(fù)合蛋白酶由武漢工業(yè)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室提供。 乙二胺四乙酸二鈉鹽（EDTA）：分析純；氫氧化鈣：分析純（AR）；無水乙醇：分析純；濃硫酸；分析純；氯化氨：分析純；甲醛：分析純等。第二步：將溶液在90℃下進(jìn)行熱處理10min，再冷卻至室溫，熱處理有助于破壞大豆蛋白的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。第三步：加入復(fù)合酶進(jìn)行酶水解反應(yīng)5h第四步：對酶進(jìn)行滅活，本實(shí)驗(yàn)采用將樣品在90℃下水浴滅活10min 方式。影響蛋白酶活性的主要因素是pH 值和溫度。底物濃度大時(shí)，可以提高酶水解效率，但過大會抑制酶的活性，降低水解度，底物濃度小時(shí)，可以提高水解度，但是生產(chǎn)效率太低。同時(shí)加酶量過高時(shí)，由于酶本身的相互水解作用加強(qiáng)，會阻礙酶對底物的水解。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以實(shí)驗(yàn)指標(biāo)為準(zhǔn)，對pH 值、溫度、酶濃度、反應(yīng)時(shí)間，以確定最佳酶水解參數(shù)。食品與硫酸和催化劑一同加熱消化，使蛋白質(zhì)分解，分解的氨與硫酸結(jié)合生成硫酸銨。計(jì)算公式：樣品中含氮量（%）=（AB）100%A滴定樣品用去的HCl溶液毫升數(shù)B滴定空白用去的HCl溶液毫升數(shù).樣品中蛋白質(zhì)含量（%）=樣品含氮量/甲醛滴定法，其原理和方法是：氨基酸態(tài)氮亦稱氨態(tài)氮。當(dāng)加入甲醛溶液時(shí)，一NH2與甲醛結(jié)合，其堿性消失，使COOH顯示出酸性，可用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，以酸度計(jì)測定終點(diǎn)。反應(yīng)式如下[12]：檢測方法：，置于100mL容量瓶中，加水至刻度，加60ml水。同時(shí)取80mL水，做試劑空白試驗(yàn)。V1 — 測定用樣品稀釋液加入甲醛后消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL ；V2 — 實(shí)際空白試驗(yàn)加入甲醛溶液后消耗氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL ；V3— 樣品稀釋液取用量，ml；N— 氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的當(dāng)量濃度； — 1ml1N氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液相當(dāng)于氮的克數(shù)。我們期望通過酶解法得到氨基酸含量盡可能高的氨基酸液，在酶解法中主要以氨態(tài)氮含量作為考察指標(biāo)。3 結(jié)果和討論根據(jù)酶水解的特點(diǎn)，影響酶水解的因素有很多，一般有水解溫度、水解時(shí)間、料液比、PH值、加酶量。根據(jù)這四個不同的影響因素，設(shè)定四組實(shí)驗(yàn)，以此來測定復(fù)合蛋白酶水解的最佳條件。 圖1 由圖1可見，隨著復(fù)合酶濃度的增加，豆粕的水解度也在不斷的增加，但是在酶濃度到達(dá)5% 以后，水解度的變化已經(jīng)很小。所以，5%的酶濃度最利于豆粕的水解。通常溫度每升高10℃，反應(yīng)速度加快一倍左右，最后反應(yīng)速度達(dá)到最大值。因此，反應(yīng)速度達(dá)到最大值以后，隨著溫度的升高，反應(yīng)速度反而逐漸下降，以至完全停止反應(yīng)。高于或低于最適溫度時(shí)，
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