花生蛋白的提取工艺

碱性蛋白酶提取花生水解蛋白

摘要：

利用碱性蛋白酶从冷榨花生饼中提取花生水解蛋白。研究了温度、pH 值、加酶量、液固比、水解时间对蛋白质提取率的影响,确定最佳工艺参数为温度55 ℃、pH9.0、加酶量是0.8%、水解时间3 h、液固比7∶1, 在此条件下蛋白质提取率为81.32%。

1、材料与方法

（1）实验材料

冷榨花生饼(蛋白质48.09%, 脂肪8.74%, 粗纤维 4.71%); 碱性蛋白酶(2.4 AU/g)；

主要仪器设备：

SC- A型精密恒温水槽, 868 型酸度计, 78- 1 型磁力搅拌器, UV- 2100 紫外可见光分光光度计, 酶反应器。

（2）实验方法

花生水解蛋白的提取：一定质量花生饼(粉碎过80 目筛)与蒸馏水按一定比例加入酶反应器中, 恒温搅拌一定时间, 调节pH 值至适宜, 加入一定量酶进行水解, 并维持反应液pH恒定(变化范围±0.01)。反应结束后, 沸水浴中灭酶5 min, 3000 r/min 离心20min, 收集上清液, 残渣用2 倍体积水洗涤, 合并两次离心所得上清液, 计量体积, Folin- 酚法，测定其中蛋白含量。

蛋白质提取率的计算：

花生蛋白提取率(%)=(提取的上清液蛋白质质量/原料中蛋白质质量)×100%

2、结果与分析

（1）温度对蛋白质提取率的影响在加酶量0.4%,pH8.0, 液固比7∶1, 水解时间 3 h 时, 考察了温度对蛋白提取率的影响, 结果如图 1 所示。

由图1 可知, 随着温度升高, 蛋白质提取率逐渐提高, 当温度达到55 ℃, 蛋白质提取率最高。当温度>55 ℃时, 随温度升高蛋白质提取率反而降低, 其原因可能是超过酶最适温度, 酶分子空间结构发生改变, 导致酶活性减弱或丧失。（2）pH 值对蛋白质提取率的影响在温度55 ℃,加酶量0.4%, 液固比7∶1, 时间3 h 时, 考察了pH值对蛋白提

取率的影响, 结果如图 2 所示。

从图2 可看出, pH 值对蛋白质提取率影响比较大, 这是因为不同pH 值会分别影响底物和酶的构象, 从而影响酶与

底物结合和催化。pH 值较低时蛋白质提取率随着pH 值增加而迅速增加, 当pH 值为8.0 时, 蛋白质提取率达73.5%。随着pH 值进一步增加, 蛋白质提取率增加趋势平缓。（3）加酶量对蛋白提取率的影响在温度55 ℃,pH8.0, 液固比7∶1, 时间3 h 时, 考察了加酶量对蛋白提取率的影响, 结果如图3 所示。

由图3 可看出, 蛋白质提取率随着加酶量增加而增加, 酶用量增加可大大增加酶与底物结合几率,从而提高蛋白质提取率。当加酶量>0.6%时, 蛋白质提取率提高趋于缓慢。另外加酶量太大会干扰酶解物组成, 且大大增加成本, 综合考虑确定加酶量为0.6%。

（4）液固比对蛋白质提取率的影响在温度55 ℃,加酶量0.4%, pH8.0, 时间3 h 时, 考察了液固比对蛋白提取率的影响, 结果如图4 所示。

液固比小有利于蛋白质和酶相互接触, 但液固比小, 溶液黏度大且蛋白质不能充分浸润, 影响酶对蛋白的作用, 液固比大可降低体系黏度, 加快传质过程。由图 4 可知, 随着液固比的增大, 蛋白提取率逐渐增加, 当液固比达到7∶1 后, 蛋白提取率增加平缓。从水解物后期干燥处理考虑, 其液固比越小越有利于干燥, 基于此选取液固比为7∶1。

（5）水解时间对蛋白质提取率的影响在温度55℃, 加酶量0.4%, pH8.0, 液固比7∶1 时, 考察了水解时间对蛋白提取率的影响, 结果如图 5 所示。

由图5 可看出, 随水解时间的延长蛋白质提取率也随之增加, 水解时间在 3 h 之后, 蛋白提取率增加趋势渐缓。这表明随着水解时间的进一步延长,蛋白酶活力相对下降, 同时有较大机会作用于已溶出的蛋白质。延长水解时间将增加生产成本, 降低经济效益, 因此确定水解时间为 3 h。

3、结论

花生饼粕中含约50%蛋白质, 是一种很好的植物蛋白资源。采用酶法提取花生水解蛋白, 作用条件温和, 蛋白质多肽链可水解为短肽链, 提高蛋白质消化率, 其有效应用是目前植物蛋白工业发展方向。笔者对碱性蛋白酶提取花生水解蛋白的工艺条件进行了优化, 蛋白质提取率可达81.32%。