盐酸快速水解酪蛋白工艺研究
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科技, 2007(1): 65-67 [4] 王新芳, 董岩, 孔春燕． 艾蒿的化学成分及药理作用研究进展[J]．
时珍国医国药, 2006, 17(2): 174-175 [5] 周峰, 秦路平, 连佳芳, 等. 艾叶的化学成分、生物活性和植物资
源[J]．药学实践杂志, 2000, 18(2): 96
作者简介：杨震（1964—），男（汉），工程师，大专，主要从事食品产品检测与研究工作。 * 通信作者
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
酮，提取得率分别为9.71 %和1.65 %。已有报道，70 % 乙醇回流提取艾蒿黄酮，提取得率4.78 ％[13]。可能与原 料的来源差异、提取方法不同有关。
45
Key words: hydrochloric acid；speediness；hydrolysis casein；negative ion resin；one- step in exchange with
酸水解酪蛋白含有丰富的游离氨基酸水解物，因 其营养价值高被广泛应用于微生物培养、工业发酵培 养液的配置、饲料添加、功能食品增补等领域[1]，同时被 用于香烟增香剂的合成[2]。研究酸水解酪蛋白工艺条 件，对合理使用阴阳离子树脂和酪蛋白（干酪素）的综 合开发利用提供一条新途径。
灰分/％
pH
2.98
6.90
水分/％ 3.55
采用阴离子树脂一步交换脱酸工艺，完全符合酸 水解酪蛋白产品理化指标要求。
3 结果与讨论 3.1 盐酸浓度对水解时间的影响
盐酸溶液浓度直接影响酪蛋白水解时间的长短， 通过不同浓度盐酸溶液对同等质量酪蛋白进行水解时 发现，6 mol/L的盐酸溶液在94 ℃下恒温水解3.0 h酪蛋 白被完全水解，用120目尼龙网过滤，滤渣干燥后不到 0.1 g/200 g（以酪蛋白计），而用1 mol/L的盐酸溶液在同 等质量、温度下水解18 h，用120目尼龙网过滤，干燥后 的残渣达50 ％。盐酸浓度对水解时间的影响，见图1。
酸水解酪蛋白溶液经洗酸、脱色后可直接用强碱 性苯乙烯- 二乙烯季铵基树脂一步交换可达到脱酸目 的，交换机理如下：
杨震，等：盐酸快速水解酪蛋白工艺研究
46
酸水解酪蛋白溶液本身呈强酸性pH为0.4左右，经
1.2.3浓缩洗涤后pH提高到4.0左右，脱色后的溶液直接
用强碱性苯乙烯- 二乙烯季铵基树脂一步交换，分步收
[12] 邓菊云．竹叶黄酮提取工艺的研究[J]．湖南农业科技, 2008(1): 9294
[13] 吴娜, 张瑞巧, 孙智达． 艾蒿中黄酮类化合物的提取工艺研究[J]． 食品工业科技, 2008, 29(1): 230-232
收稿日期：2010-11-26
基础研究
杨震，等：盐酸快速水解酪蛋白工艺研究
源自文库
[6] 王立升, 刘力恒, 黄仁彬, 等．超声波提取小叶榕叶总黄酮工艺研 究[J]．食品研究与开发, 2007，28(12): 91-95
[7] 李胜华, 伍贤进, 刘惠君, 等．超声波提取翻白草中总黄酮优化工 艺研究[J]．食品科技, 2008(1): 167-169
[8] 张岩, 曹国杰, 张燕, 等．黄酮类化合物的提取以及检测方法的研 究进展[J]．食品研究与开发, 2008, 29(1): 154-157
2011 年 7 月
44 第 32 卷第 7 期
食品研究与开发
Food Research And Development
基础研究
盐酸快速水解酪蛋白工艺研究
杨震1，王爱霞2，姬元忠2，牛犇1，*，梁宁1 （1. 甘肃省商业科技研究所，甘肃 兰州 730020；2. 甘肃省人民医院，甘肃 兰州 730000）
准确称取200 g酪蛋白加入1 000 mL三颈瓶中，然 后依次加入200 mL蒸馏水搅拌均匀、200 mL 12 mol/L 的浓盐酸搅拌均匀，安装上冷凝管、电动搅拌、温度计 （未校正）、电热套，边搅拌边升温，当温度达到90 ℃~ 95 ℃时溶液整体沸腾，持续恒温搅拌水解3 h,待水解 彻底无明显酪蛋白颗粒后停止水解。 1.2.2 过滤
HCl+NaOH＝NaCl+H2O
—→
经强酸性苯乙烯树脂交换后酪蛋白水解液又呈现 最初的强酸性，pH在2.0左右。
酪 蛋 白 水 解 液 中 的 HCl 溶 液 再 次 经 强 碱 性 苯 乙 烯- 二乙烯季铵基树脂交换后生成水才达到脱盐目的， 反应如下：
如此重复上述交换过程不如省去中和、阳离子交 换步骤。
Abstract: The fast acidolysis of casein with hydrochloric acid was studied. The casein was hydrolyzed in the solution with 6 mol/L hydrochloric acid at 94 ℃ for 3 h, then filtrated, concentrated into to the paste. It was dissolved in distilled water 2 times as much as it, then concentrated，washed, and repeated the process 3 times. When the pH of the solution is close to 4.0, it was decolourized by active carbon and then deacidified by strong alkaline ion exchange resin ｛201×7 （717#）｝with one- step. The result indicated that the process could shorten hydrolysis time, decrease the cost of production and improve the quality.
准中灰分的测定方法测定。
2.1.3 pH测定
采用精密pH计pHS—3C型酸度计，取98 mL蒸馏
水置于100 mL烧杯中先测定蒸馏水pH后，再准确称取
2.000 0 g产品溶入98 mL蒸馏水中使其形成2 ％的溶
液，然后测定其结果。
2.1.4 水分测定
依据GB10797－2009《食品添加剂 酪蛋白酸钠》标
Study on Processing Technology of Hydrochloric Acid Hydrolysis Casein YANG Zhen1, WANG Ai- xia2, JI Yuan- zhong2, NIU Ben1，*，LIANG Ning1
（1. Commercial Science and Institute of Gansu Province，Lanzhou 730020, Gansu, China；2. The People's Hospital of Gansu Province，Lanzhou 730000, Gansu，China）
准中水分的测定方法测定。
2.1.5 白度测定
依据GB/T8884－2007《马铃薯淀粉》标准中白度
的测定方法测定。
2.2 检测结果
酸水解时间和阴离子交换柱流速稳定后，连续生
产的产品理化指标检测结果见表1。
含氮量/％ 13.28
表 1 酸水解酪蛋白产品理化指标 Table 1 Physical and chemical index
在1.2.1步骤完成的水解液中加入200 mL蒸馏水搅 拌均匀，用80目~120目尼龙网过滤，得滤液。 1.2.3 浓缩、洗涤
将上述1.2.2所得滤液分次加入到1 000 mL圆底烧 瓶中，用旋转蒸发仪减压到0.06 MPa~0.07 MPa浓缩至 膏状,通过负压加入400 mL蒸馏水，降低旋转蒸发仪转 速，使其完全溶解。然后再次减压浓缩至膏状，如此反 复浓缩洗涤3次，即可完成洗涤，此时pH为4.0左右。 1.2.4 脱色
由于采用6 mol/L高浓度盐酸溶液进行水解酪蛋 白，虽然解决了水解时间长、水解物不彻底等问题。但 同时产物中残留的盐酸溶液较高，为了清除残留盐酸， 采用蒸馏水洗涤的办法来解决这一问题。首先将原水 解液减压浓缩至膏状，然后通过负压加入2 倍酪蛋白 质量的蒸馏水，调低旋转蒸发仪转速、调低负压边加热 边溶解反复浓缩洗涤数次，测定pH至4.0为止。洗涤次 数对pH的影响关系结果，见表2。
由图1曲线可看出，用6 mol/L的盐酸溶液水解酪蛋
pH
HCl（/ mol/L） 图1 盐酸浓度对水解时间影响关系曲线 Fig.1 Relation chart of hydrochloric acid concentration to
hydrolizing time
白仅用3 h可完成水解过程，大大缩短水解时间，这在 工业化生产过程起到非常重要的作用。 3.2 蒸馏水洗涤次数对水解物pH的影响
集pH5.5~6.5、6.5~7.0组分交换液，喷雾干燥、得产物。
基础研究
时间/h
2 检测
2.1 检测方法
2.1.1 含氮量测定
依据GB10797－2009《食品添加剂 酪蛋白酸钠》标
准中蛋白含量测定方法测定（凯氏定氮法）。
2.1.2 灰分测定
依据GB10797－2009《食品添加剂 酪蛋白酸钠》标
[9] 李莉, 刘成梅, 田建文, 等．现代提取分析技术在黄酮类化合物中 的应用[J]．江西食品工业, 2006(4): 42-44
[10] 田呈瑞, 李昀．银杏叶黄酮的乙醇提取方法研究[J]．西北植物学 报, 2001, 21(3): 556-561
[11] 张喜梅, 李琳, 陈玲, 等．葛根总黄酮提取工艺研究[J]．现代食品科 技, 2008, 24(1): 42-45
4）超声提取方法与传统的回流浸提法相比，具操 作简单、省时、节能、高效等优点。有待进一步优化和验 证提取条件，以应用于艾蒿资源开发利用的规模化 生产。
参考文献：
[1] 谢静华．艾叶的开发利用前景[J]．宁夏农林科技, 2004(5): 57-58 [2] 许成坤, 聂桂玲．艾蒿[J]．吉林农业, 2002(7): 17 [3] 张广楠, 樊光辉．艾蒿资源开发利用现状及前景展望[J]．青海农林
将1.2.3洗涤好的水解液加入固含量质量分数10 %~ 15 ％的活性炭回流2.0 h~2.5 h，用布氏漏斗热抽滤，滤
液呈浅黄色。 1.3 脱酸 1.3.1 阴阳离子树脂交换机理
传统工艺[3- 6]是将水解液中过量的HCL溶液用NaOH 溶液中和至pH7.0，溶液中生成的NaCL经强酸性苯乙烯 树脂交换后又重新回到HCL溶液状态，交换机理如下：
摘 要：以酪蛋白为原料用盐酸快速水解的工艺研究。用6 mol/L盐酸溶液、温度在94 ℃下水解3 h后过滤，水解液浓缩 至膏状，蒸馏水溶解、浓缩、反复洗涤3 次，每次蒸馏水量是酪蛋白质量的2 倍，当水解液pH达到4.0时活用性炭脱色。 脱色液用201×7（717#）强碱性阴离子树脂一步交换脱酸，喷雾干燥得酸水解酪蛋白。用6 mol/L盐酸溶液94 ℃下 水解3 h缩短了水解时间、降低了产品成本 、提高了产品质量。 关键词：盐酸；快速；水解酪蛋白；强碱性阴离子树脂；一步交换
1 材料与方法 1.1 材料和仪器
酸水解酪蛋白标样：美国sigma公司；酪蛋白：即干 酪素，临夏华安生物制品有限公司食用级；盐酸，分析 纯；活性炭，工业级：北京科诚光华新技术有限公司；阴 阳离子交换树脂，工业级：上海汇珠树脂有限公司；蒸 馏水：甘肃省商业科技研究所自制；D60- 2F型电动搅 拌：杭州仪表电机厂；RE- 52A型旋转蒸发仪：上海亚荣 生化仪器厂；精密pH计pHS- 3C：上海雷磁；阴阳离子树 脂交换玻璃柱：φ80×750mm, 甘肃省商业科技研究所 自制；METTLER AE100电子天平：精确度0.000 1 g，梅 特勒－托利多仪器（上海）有限公司；ZBD型白度仪、标 准 板 ：（77.8 %）：温 州 仪 器 仪 表 有 限 公 司 ；实 验 室 用1.4 kg/h喷雾干燥塔（温州瞬达）。 1.2 方法 1.2.1 水解
时珍国医国药, 2006, 17(2): 174-175 [5] 周峰, 秦路平, 连佳芳, 等. 艾叶的化学成分、生物活性和植物资
源[J]．药学实践杂志, 2000, 18(2): 96
作者简介：杨震（1964—），男（汉），工程师，大专，主要从事食品产品检测与研究工作。 * 通信作者
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
酮，提取得率分别为9.71 %和1.65 %。已有报道，70 % 乙醇回流提取艾蒿黄酮，提取得率4.78 ％[13]。可能与原 料的来源差异、提取方法不同有关。
45
Key words: hydrochloric acid；speediness；hydrolysis casein；negative ion resin；one- step in exchange with
酸水解酪蛋白含有丰富的游离氨基酸水解物，因 其营养价值高被广泛应用于微生物培养、工业发酵培 养液的配置、饲料添加、功能食品增补等领域[1]，同时被 用于香烟增香剂的合成[2]。研究酸水解酪蛋白工艺条 件，对合理使用阴阳离子树脂和酪蛋白（干酪素）的综 合开发利用提供一条新途径。
灰分/％
pH
2.98
6.90
水分/％ 3.55
采用阴离子树脂一步交换脱酸工艺，完全符合酸 水解酪蛋白产品理化指标要求。
3 结果与讨论 3.1 盐酸浓度对水解时间的影响
盐酸溶液浓度直接影响酪蛋白水解时间的长短， 通过不同浓度盐酸溶液对同等质量酪蛋白进行水解时 发现，6 mol/L的盐酸溶液在94 ℃下恒温水解3.0 h酪蛋 白被完全水解，用120目尼龙网过滤，滤渣干燥后不到 0.1 g/200 g（以酪蛋白计），而用1 mol/L的盐酸溶液在同 等质量、温度下水解18 h，用120目尼龙网过滤，干燥后 的残渣达50 ％。盐酸浓度对水解时间的影响，见图1。
酸水解酪蛋白溶液经洗酸、脱色后可直接用强碱 性苯乙烯- 二乙烯季铵基树脂一步交换可达到脱酸目 的，交换机理如下：
杨震，等：盐酸快速水解酪蛋白工艺研究
46
酸水解酪蛋白溶液本身呈强酸性pH为0.4左右，经
1.2.3浓缩洗涤后pH提高到4.0左右，脱色后的溶液直接
用强碱性苯乙烯- 二乙烯季铵基树脂一步交换，分步收
[12] 邓菊云．竹叶黄酮提取工艺的研究[J]．湖南农业科技, 2008(1): 9294
[13] 吴娜, 张瑞巧, 孙智达． 艾蒿中黄酮类化合物的提取工艺研究[J]． 食品工业科技, 2008, 29(1): 230-232
收稿日期：2010-11-26
基础研究
杨震，等：盐酸快速水解酪蛋白工艺研究
源自文库
[6] 王立升, 刘力恒, 黄仁彬, 等．超声波提取小叶榕叶总黄酮工艺研 究[J]．食品研究与开发, 2007，28(12): 91-95
[7] 李胜华, 伍贤进, 刘惠君, 等．超声波提取翻白草中总黄酮优化工 艺研究[J]．食品科技, 2008(1): 167-169
[8] 张岩, 曹国杰, 张燕, 等．黄酮类化合物的提取以及检测方法的研 究进展[J]．食品研究与开发, 2008, 29(1): 154-157
2011 年 7 月
44 第 32 卷第 7 期
食品研究与开发
Food Research And Development
基础研究
盐酸快速水解酪蛋白工艺研究
杨震1，王爱霞2，姬元忠2，牛犇1，*，梁宁1 （1. 甘肃省商业科技研究所，甘肃 兰州 730020；2. 甘肃省人民医院，甘肃 兰州 730000）
准确称取200 g酪蛋白加入1 000 mL三颈瓶中，然 后依次加入200 mL蒸馏水搅拌均匀、200 mL 12 mol/L 的浓盐酸搅拌均匀，安装上冷凝管、电动搅拌、温度计 （未校正）、电热套，边搅拌边升温，当温度达到90 ℃~ 95 ℃时溶液整体沸腾，持续恒温搅拌水解3 h,待水解 彻底无明显酪蛋白颗粒后停止水解。 1.2.2 过滤
HCl+NaOH＝NaCl+H2O
—→
经强酸性苯乙烯树脂交换后酪蛋白水解液又呈现 最初的强酸性，pH在2.0左右。
酪 蛋 白 水 解 液 中 的 HCl 溶 液 再 次 经 强 碱 性 苯 乙 烯- 二乙烯季铵基树脂交换后生成水才达到脱盐目的， 反应如下：
如此重复上述交换过程不如省去中和、阳离子交 换步骤。
Abstract: The fast acidolysis of casein with hydrochloric acid was studied. The casein was hydrolyzed in the solution with 6 mol/L hydrochloric acid at 94 ℃ for 3 h, then filtrated, concentrated into to the paste. It was dissolved in distilled water 2 times as much as it, then concentrated，washed, and repeated the process 3 times. When the pH of the solution is close to 4.0, it was decolourized by active carbon and then deacidified by strong alkaline ion exchange resin ｛201×7 （717#）｝with one- step. The result indicated that the process could shorten hydrolysis time, decrease the cost of production and improve the quality.
准中灰分的测定方法测定。
2.1.3 pH测定
采用精密pH计pHS—3C型酸度计，取98 mL蒸馏
水置于100 mL烧杯中先测定蒸馏水pH后，再准确称取
2.000 0 g产品溶入98 mL蒸馏水中使其形成2 ％的溶
液，然后测定其结果。
2.1.4 水分测定
依据GB10797－2009《食品添加剂 酪蛋白酸钠》标
Study on Processing Technology of Hydrochloric Acid Hydrolysis Casein YANG Zhen1, WANG Ai- xia2, JI Yuan- zhong2, NIU Ben1，*，LIANG Ning1
（1. Commercial Science and Institute of Gansu Province，Lanzhou 730020, Gansu, China；2. The People's Hospital of Gansu Province，Lanzhou 730000, Gansu，China）
准中水分的测定方法测定。
2.1.5 白度测定
依据GB/T8884－2007《马铃薯淀粉》标准中白度
的测定方法测定。
2.2 检测结果
酸水解时间和阴离子交换柱流速稳定后，连续生
产的产品理化指标检测结果见表1。
含氮量/％ 13.28
表 1 酸水解酪蛋白产品理化指标 Table 1 Physical and chemical index
在1.2.1步骤完成的水解液中加入200 mL蒸馏水搅 拌均匀，用80目~120目尼龙网过滤，得滤液。 1.2.3 浓缩、洗涤
将上述1.2.2所得滤液分次加入到1 000 mL圆底烧 瓶中，用旋转蒸发仪减压到0.06 MPa~0.07 MPa浓缩至 膏状,通过负压加入400 mL蒸馏水，降低旋转蒸发仪转 速，使其完全溶解。然后再次减压浓缩至膏状，如此反 复浓缩洗涤3次，即可完成洗涤，此时pH为4.0左右。 1.2.4 脱色
由于采用6 mol/L高浓度盐酸溶液进行水解酪蛋 白，虽然解决了水解时间长、水解物不彻底等问题。但 同时产物中残留的盐酸溶液较高，为了清除残留盐酸， 采用蒸馏水洗涤的办法来解决这一问题。首先将原水 解液减压浓缩至膏状，然后通过负压加入2 倍酪蛋白 质量的蒸馏水，调低旋转蒸发仪转速、调低负压边加热 边溶解反复浓缩洗涤数次，测定pH至4.0为止。洗涤次 数对pH的影响关系结果，见表2。
由图1曲线可看出，用6 mol/L的盐酸溶液水解酪蛋
pH
HCl（/ mol/L） 图1 盐酸浓度对水解时间影响关系曲线 Fig.1 Relation chart of hydrochloric acid concentration to
hydrolizing time
白仅用3 h可完成水解过程，大大缩短水解时间，这在 工业化生产过程起到非常重要的作用。 3.2 蒸馏水洗涤次数对水解物pH的影响
集pH5.5~6.5、6.5~7.0组分交换液，喷雾干燥、得产物。
基础研究
时间/h
2 检测
2.1 检测方法
2.1.1 含氮量测定
依据GB10797－2009《食品添加剂 酪蛋白酸钠》标
准中蛋白含量测定方法测定（凯氏定氮法）。
2.1.2 灰分测定
依据GB10797－2009《食品添加剂 酪蛋白酸钠》标
[9] 李莉, 刘成梅, 田建文, 等．现代提取分析技术在黄酮类化合物中 的应用[J]．江西食品工业, 2006(4): 42-44
[10] 田呈瑞, 李昀．银杏叶黄酮的乙醇提取方法研究[J]．西北植物学 报, 2001, 21(3): 556-561
[11] 张喜梅, 李琳, 陈玲, 等．葛根总黄酮提取工艺研究[J]．现代食品科 技, 2008, 24(1): 42-45
4）超声提取方法与传统的回流浸提法相比，具操 作简单、省时、节能、高效等优点。有待进一步优化和验 证提取条件，以应用于艾蒿资源开发利用的规模化 生产。
参考文献：
[1] 谢静华．艾叶的开发利用前景[J]．宁夏农林科技, 2004(5): 57-58 [2] 许成坤, 聂桂玲．艾蒿[J]．吉林农业, 2002(7): 17 [3] 张广楠, 樊光辉．艾蒿资源开发利用现状及前景展望[J]．青海农林
将1.2.3洗涤好的水解液加入固含量质量分数10 %~ 15 ％的活性炭回流2.0 h~2.5 h，用布氏漏斗热抽滤，滤
液呈浅黄色。 1.3 脱酸 1.3.1 阴阳离子树脂交换机理
传统工艺[3- 6]是将水解液中过量的HCL溶液用NaOH 溶液中和至pH7.0，溶液中生成的NaCL经强酸性苯乙烯 树脂交换后又重新回到HCL溶液状态，交换机理如下：
摘 要：以酪蛋白为原料用盐酸快速水解的工艺研究。用6 mol/L盐酸溶液、温度在94 ℃下水解3 h后过滤，水解液浓缩 至膏状，蒸馏水溶解、浓缩、反复洗涤3 次，每次蒸馏水量是酪蛋白质量的2 倍，当水解液pH达到4.0时活用性炭脱色。 脱色液用201×7（717#）强碱性阴离子树脂一步交换脱酸，喷雾干燥得酸水解酪蛋白。用6 mol/L盐酸溶液94 ℃下 水解3 h缩短了水解时间、降低了产品成本 、提高了产品质量。 关键词：盐酸；快速；水解酪蛋白；强碱性阴离子树脂；一步交换
1 材料与方法 1.1 材料和仪器
酸水解酪蛋白标样：美国sigma公司；酪蛋白：即干 酪素，临夏华安生物制品有限公司食用级；盐酸，分析 纯；活性炭，工业级：北京科诚光华新技术有限公司；阴 阳离子交换树脂，工业级：上海汇珠树脂有限公司；蒸 馏水：甘肃省商业科技研究所自制；D60- 2F型电动搅 拌：杭州仪表电机厂；RE- 52A型旋转蒸发仪：上海亚荣 生化仪器厂；精密pH计pHS- 3C：上海雷磁；阴阳离子树 脂交换玻璃柱：φ80×750mm, 甘肃省商业科技研究所 自制；METTLER AE100电子天平：精确度0.000 1 g，梅 特勒－托利多仪器（上海）有限公司；ZBD型白度仪、标 准 板 ：（77.8 %）：温 州 仪 器 仪 表 有 限 公 司 ；实 验 室 用1.4 kg/h喷雾干燥塔（温州瞬达）。 1.2 方法 1.2.1 水解