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香菇柄复合酶解工艺研究(2)

时间:2015-02-09 10:11 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:高虹等 点击次数:

  1.4  测定方法

 

  可溶性蛋白质含量测定采用考马斯亮蓝法;游离氨基酸含量测定参照GB/T5009.124—2003 的方法;呈味核苷酸测定参照SB/T 10484—2008的方法;粗多糖含量测定参照NY/T 1676—2008的方法。

 

  2  结果与分析

 

  2.1  酶A酶解工艺优化

 

  2.1.1  料液比对可溶性蛋白质溶出率的影响  取一定量香菇柄粗粉,分别按料液比1∶3、1∶6、1∶12、1∶24加水,加入酶A,用量(以底物的质量计算,下同)0.20%,在pH为4.5的条件下恒温55 ℃水解2 h。由图1可知,可溶性蛋白质溶出率随着料液比的倍数增加而升高,当料液比高于1∶6时,可溶性蛋白质溶出率增长趋缓,继续提高料液比,可溶性蛋白质的溶出率仍有升高,但提高的量不明显;若料液比过低则提取不彻底,而料液比过高,则降低了提取液的固形物含量,浓缩成本较大,不利于以后的分离。因此,确定料液比为1∶6。 

 

  2.1.2  pH对可溶性蛋白质溶出率的影响  取一定量香菇柄粗粉,按料液比1∶6加水,酶A用量0.20%,在不同pH (3.5、4.5、5.5、6.5)条件下恒温55 ℃水解2 h,结果见图2。由图2可知,可溶性蛋白质溶出率随着pH的升高先增加后降低,pH 在4.5时可溶性蛋白质的溶出率最高,可能的原因是每种酶都有一个最适pH,当在此条件下反应时,酶的活性最高,反应条件与其偏离的越远,酶的活性越低,从pH作用的范围来看,酶A这种纤维素酶最适pH为4.5。

 

  2.1.3  酶A添加量对可溶性蛋白质溶出率的影响

 

  取一定量香菇柄粗粉,按料液比1∶6加水,选择不同酶A添加量(0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%),在pH为4.5条件下保温55 ℃水解2 h,结果见图3。从图3可以看出,可溶性蛋白质溶出率随着加酶量的增加而升高,当酶添加量达到0.2%后,再增加酶用量,可溶性蛋白质溶出率增加缓慢,这可能是由于在低酶浓度的情况下,底物能够完全与酶结合,从而破坏细胞壁,使其内容物释放,但在较高酶浓度情况下,底物不能对酶达到饱和,从而使一部分酶分子无法发挥效用。此外,从经济效益出发,酶添加量不宜过高,因此取0.20%为宜。

 

  2.1.4  酶解温度对可溶性蛋白质溶出率的影响  取一定量香菇柄粗粉,按料液比1∶6加水,酶A添加量0.20%,pH 4.5条件下,选择在不同温度(40、45、50、55、60 ℃)水解2 h,结果见图4。每种酶都有一个最适温度,当在此条件下反应时,酶的活性最高,反应条件与其偏离的越远,酶的活性越低。由图4可知,在较低温度范围内,随着温度的上升酶活性也随之提高,可溶性蛋白质的溶出增多,在55 ℃左右达到最高,随着温度继续上升将使酶的稳定性下降,部分酶蛋白分子开始失活。因此,选择酶解温度为55 ℃适宜。

 

  2.1.5  酶解时间对可溶性蛋白质溶出率的影响  取一定量菇柄粗粉,按料液比1∶6加水,酶A用量0.20%,pH 4.5,温度55 ℃,选择在不同时间(0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h)内进行酶解,结果见图5。由图5可知,随着酶解时间的延长,可溶性蛋白质溶出率逐渐增加,当酶解时间超过2.0 h后,可溶性蛋白质溶出率增加趋缓,可能是在较短的反应时间内,酶分子快速破坏细胞壁,使细胞内容物释放,随着时间的延长,细胞壁已经被完全破坏,内容物已充分溶解,使得可溶性蛋白质溶出率升高趋势变缓,因此,酶解时间确定为2.0 h。

 

  由以上分析可知,食用菌水解酶酶A的酶解工艺条件为料液比1∶6,酶A添加量0.20%,最适pH 4.5,温度55 ℃,酶解2.0 h,在此条件下可溶性蛋白溶出率为4.12%。

 

  2.2  酶B酶解条件

 

  2.2.1  pH对氨基酸释放率的影响  取酶A酶解处理后的样品,选取不同pH (3.5、4.5、5.5、6.5、7.5),酶B添加量0.1%,温度50 ℃,酶解4 h,结果见图6。氨基酸的释放率随着pH的升高而增加,至6.5左右达到最高,随后出现下降,由反应结果可知,该酶的pH作用范围为6~7,因此选择pH为6.5。

 

  2.2.2  酶B添加量对氨基酸释放率的影响  取酶A酶解处理后的样品,选取不同的酶B添加量(0.05%、0.10%、0.15%、0.20%),pH 6.5,温度50 ℃,酶解4 h,结果见图7。由图7可知,随着酶添加量的增加,氨基酸释放率上升,达到0.15%后,继续提高添加量氨基酸释放率上升平缓。综合考虑成本等因素,选择酶B添加量为0.15%。

 

  2.2.3  酶解温度对氨基酸释放率的影响  取酶A酶解处理后的样品,选取在不同温度(30、40、50、60 ℃)下,酶B添加量为0.1%,pH 6.5,酶解4 h,结果见图8。由图8 可以看出,温度对氨基酸释放率影响较大。随着温度的升高,氨基酸释放率先增加后降低,温度低于30 ℃或高于60 ℃均不利于水解,最适温度为50 ℃。

 

  2.2.4  酶解时间对氨基酸释放率的影响  取酶A酶解处理后的样品,选取不同处理时间(2、4、6、8 h),酶B添加量为0.1%,温度50 ℃,pH 6.5,结果见图9。由图 9 可知,随着酶解时间的延长,氨基酸的释放率也随之增加,当酶解时间超过6 h 后,氨基酸释放率的增幅趋于平缓,农业科学可能是在较短反应时间内,酶分子快速破坏蛋白质分子,使其快速转化为氨基酸,随着时间的延长,蛋白质分子大部分被水解成了多肽和氨基酸,使得氨基酸释放率升高趋势变缓,考虑到实际生产情况,挥发性物质因水解时间过长损失较大, 对产品的滋味和气味不利,酶解作用6 h 较为适宜。

 

  由以上分析可知,香菇菇柄经过酶A处理后,酶B进行酶解的最适工艺条件为pH 6.5,酶B添加量 0.15%,温度50 ℃,酶解6 h。此条件下,总氨基酸释放率为2.16%。

 

  2.3  不同工艺的比较试验

 

  对热水浸提法、纤维素酶酶解法、复合酶法3种方法释放香菇柄中呈味物质的效果进行了比较,结果见图10。由图10可知,游离氨基酸、呈味核苷酸和多糖的释放效果由高到低依次为复合酶法、纤维素酶单酶法和热水浸提法。复合酶法的氨基酸释放率较热水浸提法有大幅提高,复合酶的使用比单独加入纤维素酶效果更好,因为有蛋白酶参与作用,使胞内溶出的蛋白质加快分解,酶解液中氨基态氮含量得以显著提高,酶解液风味得到很大改善。复合酶法同时也大幅提高了多糖的溶出率,可能与纤维素酶的破壁作用有关。


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