小麦面筋蛋白酶解特性研究

研究与探讨
溶液中的酶全部被底物饱和， 溶液中 大， 高于 *) 时， 没有多余的酶， 反应速度不再增加， 同时由于体系内 酶和底物的中间产物增多，限制了最终酶解产 物 的 在此可确定底物浓度在 生成， 导 致 水 解 度 下 降 869&+:，
*) 时为最适反应条件，此时蛋白的利用率亦处于峰
值范围。
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温度对水解度的影响
在底物浓度 ,+ ， 酶用
由图知， 当 ?& 在 $C@ 之 间 时 ， 水解度呈上升趋 势； 高于 @ 时， 水解度开始下降， 原因是酶和底物均 有 一 定 的 解 离 状 态 D9E， 不 同 的 ?& 范 围 会 对 它 们 的 解
量 $*:;<= / > ， 水解时间 @B 的条件下， 选取不同 ?&@ ， 的反应温度 ,* 、 观察 $* 、 -* 、 @*A 水解小麦面筋蛋白，
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结果与讨论
风味蛋白酶水解小麦面筋蛋白的单因素实验
时间对水解度的影响 在底物浓度 ,+ ， 酶用 水解度的变化趋势， 观察图可见， 随着温度的升高， 水解速度 如图 , 。 加快， 当 升 高 至 -*A 时 ， 水解度达到峰值， 继续升高 温度将抑制酶的活性甚至使其失活，使得水解 度 下 随着温度 降， 这 是 由 于 反 应 初 始 温 度 在 ,*C-*A 时 ， 的升高， 体系的内能随之增大， 反应速度加快； 随温 酶逐步变性， 即通过减 度的不断升高， 高 于 -*A 时 ， 少有活性的酶而降低酶的反应速度。酶反应的 最 适 同样蛋白的提取 温度就是这两种过程平衡的结果 D6E， 率与水解度呈正相关。因此， 该条件下反应的最佳温 度为 -*A 。
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丹麦诺维信； 其它试剂 2)34 5 6 ，
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测定方法
蛋白酶活力测定 蛋白质含量测定 游离氨基氮测定 福林 * 酚法 0,1。 凯氏定氮法（ :; 5 ! %.77%* 甲醛滴定法0,1。
食品工业科技
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研究与wk.baidu.com讨
小麦面筋蛋白酶解特性研究
王 艳 %， 王金水 %& !，王玲玲 %，李振华 %
（ 河南郑州 #$%%%&；&" 华南理工大学食品与生物工程学院， 广东广州 $!%’#%） !"河南工业大学粮油食品学院，
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度 *+, ， 水解时间 #- ， 分别选取酶 !" 为 # 的条件下， 用 量 &+./01 2 3 ， $+./01 2 3 ， (+./01 2 3 ， ’+./01 2 3 ，
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风味蛋白酶水解小麦面筋蛋白的正交实验分析
实验设计 根据单因素实验可 知 ， 在 风 味 蛋
温 度 *+, ， 水 解 时 间 #- ， ’+./01 2 3 ， !" 为 # 的 条 件 下 ， 分 别 选 取 底 物 浓 度 为 $) ， () ， ’) ， *) ， #) 进 行 酶解反应， 见图 6 。 分析图例， 当 底 物 浓 度 在 $)7*) 之 间 时 ， 水解 度呈上升趋势， 因此时底物浓度较小， 酶未被底物饱 和，反应速率取决于底物浓度；随着底物浓度的增
中图分类号： !"#$%&#’( 文献标识码： ) 文 章 编 号 ： %$$#*$+$, （ #$$, ） $(*$$-$*$.
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材料与方法
材料与仪器
小麦面筋蛋白 市售；风味蛋白酶 均为分析纯。
小麦面筋蛋白是小麦淀粉生产过程中的副产 品， 随着小麦淀粉需求的不断增加， 小麦面筋的产量 持续增大， 其传统市场已趋饱和。但由于面筋蛋白中 含有较多的疏水性氨基酸，分子内疏水作用区域较 大 0%1， 在水中分散性差， 易水化而形成小面筋球， 这不 但不能发挥其增强面团结构的作用，还会阻碍面团 在其它食品中的利用范围，往往不能满足于食品加
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温 度 -*A 的 条 件 下 ， 分别选择不 量 $*:;<= / > ， ?&@ ， 同的水解时间 * 、 !、 #、 ,、 $、 -、 @、 6、 9、 9"- 、 7B 将小麦面 筋蛋白进行水解， 比较水解效果和蛋白提取率， 见图 图 # 。随着时间的增加， 水解度不断增大， !、 * 到 6B ， 水解度的变化趋势 水解度的变化幅度较大， 6B 之后， 趋于平缓，其中蛋白的提取率随水解度的增大而增 加。反应初始， 酶浓度较大， 活性较高， 反应速率大； 随着时间的延长， 酶不断被消耗， 活性降低， 与酶作 用的肽键逐渐减少， 反应会接近停滞阶段， 因此， 确 定最适水解时间为 9B 。
*+./01 2 3 ， #+./01 2 3 ， 4+./01 2 3 ， 5+./01 2 3 进 行 酶
解， 水解度的变化如图 4 所示。图中可明显看出随酶 浓度的不断加大， 水解度也呈上升趋势， 当浓度达到 曲线的斜率减小， 趋于平缓， 同时从降 4+./01 2 3 时， 低生产成本的角度出发， 选择酶浓度为 4+./01 2 3 。
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!"#$%"$ &%’ ($")%*+*,- *. /**’ 0 %’1234离状态造成不同程度的影响，进而影响酶和底物之 间的结合程度，并且过酸或过碱都会影响蛋白酶的 构象， 甚至使酶变性而失活， 蛋 白 提 取 率 同 !" 成 正 相关。可见， 偏酸或碱性条件均抑制风味蛋白酶的活 力， 因此取最佳的 !" 为 # 。 酶浓度对水解度的影响 在底物浓度 () ， 温
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底物浓度对水解度的影响
在酶用量
大小顺序， 与最佳方案较接近的是 5 号实验， 而5号 实验中水解时间是 5-， 反应的 !" 是 *%*， 由方差分析 可看出四个因素中反应温度对水解度的 表（ 见 表 (） 影响非常显著，而其它三个因素对结果的影响 不 显 著， 同时由单因素实验中可得： 水解时间 4- 和 5- 的 水解度相差 不 大 ； 体 系 的 !" 在 *%* 和 #%* 时 水 解 度 差别也不大。但从节能的角度考虑， 水 解 时 间 取 4较合适。经过对最佳实验方案和 5 号实验的验 证 实 验，可得到两种方案下水解度和蛋白质利用率 的 对 比， 见表 ’ 。最佳方案的各指标的测定值均大于 5 号 实验， 由此可确定由极差所得的最佳实验方案可行。
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研究与探讨
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水解度的计算
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， (*) 总 氮 含 量 （ +） (!) 酶 解 前 游 离 氨 基 氮 含 量 ， ，其中空白为 （ +） (#) 酶解后游离氨基氮含量 （ +）
*"!,+ 。 !"#"蛋白质提取率测定 将 水 解 液 经 $***. / 012 离心分离，取上清液按半微量凯氏定氮法测定水溶 性蛋白质含量（ ： 34 / 5 !$66!)7, ） 蛋白质提取率（ +） ’ 水溶性蛋白质含量 8!**+ 原料蛋白质总含量 （ 空白： *"96+ ）
要： 采用风味蛋白酶对小麦面筋蛋白进行深度水解， 通过单 因素实验， 分析了底物 浓 度 、 温度、 酶用量、 反应时间 ()、 对水解度和蛋白质提取率的影响，并通过正交实验确定 制备酶改性小麦面筋蛋白的最佳工艺参数为：底物浓度 酶用量 ,.%/012 3 4 ， 水解时间 56 。反 $*， +,$%- ， ()’"$ ， 应最终可得水解度和蛋白质提取率均很高，且没有苦味 的植物蛋白水解液， 其中酶解液的水解度 可 达 &."%7*8 蛋 白质提取率可达 $&*。 关键词： 小麦面筋， 蛋白酶解， 特性
收稿日期： #$$(*$/*%( 作者简介：王艳（ ， 女， 硕士， 研究方向： 食品资源开发与利用。 !959:） ； 河南省高校 基金项目：国家“ 十五” 科技攻关项目（ &%%!;0$%!0%# ） 青年骨干教师基金资助项目。
， 转换系数 (&7$ 。 -+ ）
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食品工业科技
摘
工的需要。正是由于面筋蛋白功能特性的某些 局 限 性， 对其某些功能特性进行改进， 以满足食品工业或 其它工业中多种功能的需要，才成为许多研究 者 较 为关注的课题。 改性小麦面筋蛋白， 可通过化学方法、 物理方法 和基因工程法、 生化方法（ 即酶改性） 。目前， 工业生 产中常用的为化学法和酶法。化学改性在取得 预 期 效果的同时， 在营养和毒理方面造成有害的效应。如 酸处理会使肽键水解，分子量及粘弹性相对降低 0#1； 碱处理蛋白对营养价值有很大的影响；其他化 学 试 剂修饰有试剂残留不适于食用 0+1。酶法是利用酶通过 生化反应将蛋白质中的肽键打断， 得到小分子的肽， 进 而 改 变 蛋 白 质 功 能 性 质 的 一 种 方 法 0.1 与 化 学 法 相 比较， 水解具有条件温和、 副反应少、 不破坏氨基酸、 水解程度容易控制， 特别是在营养成分的保留上， 具 有不可比拟的优点 0(1。本文采用风味蛋白酶水解小麦 面筋蛋白是缘于： 与其它酶比较， 风味蛋白酶可以深 度水解蛋白质， 同时生成无苦味的水解液， 从而拓宽 小麦面筋蛋白在食品工业领域的应用范围。
白酶水解小麦面筋蛋白的反应中，影响因素主 要 有 温度、 水解时间、 酶浓度、 底物浓 度 等 ， 其 体系的 !"、 中以前四项因素对反应的影响较大， 因此， 必须确定 最佳的水解条件， 以得到较高的水解度。同时， 经苦 味测定最终酶解液均不产生苦味， 因此可采用 .6（ (’） 正交表， 以水解度为指标， 拟定出实验方案（ 表 &） 来 考察四个因素对水解度的影响，并得到了相应 的 结 。 果（ 表 $） 表& 实验方案表 水平 / 时间（ -） ; 温度（ ,） > !"
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?& 对水解度的影响
在底物浓度 ,+ ， 酶 用
量 $*:;<= / > ， 温 度 -*A ， 水 解 时 间 @B 的 条 件 下 ， 反 应 体 系 选 取 不 同 的 ?&$ 、 -、 @、 6、 9， 来 水 解 小 麦 面 筋 蛋白， 比较水解度的变化， 见图 - 、 图 @。
= 酶浓度（ ./01 2 3 ） #+ 4+ 5+
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结果分析
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由极差分析可看出 ， 四 个 因 素 对
实验条件的 实验指标的影响主次顺序 为 ;<=</<> ， 温度 *+, ， 酶 浓 度 5+ 最佳搭配： 水 解 时 间 4-， !"#%*， 此条件下可得到理论上的水解度最大值。 但 ./01 2 3， 正交表中不存在此种搭配方案， 按照影响因素的影响