胰酶水解凝乳酶干酪素工艺优化
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第３ ４卷 总 第 ９ ０ 期
２ ０ １ ３年 ６ 月
西 北 民 族 大 学 学 报（ 自然 科 学版 ）
Ｖｏ １ ． ３ ４． Ｎ ｏ． ２
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ ｒ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ （ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
［ 摘
要 ］以天然牧 区凝乳 酶干 酪素为原料， 用 甲醛滴定 法测定 水解 度， 采 用单 因素试验 和正交试 验法优 化 牛源胰
酶 水 解 酪蛋 白 的工 艺条 件 ． 结果 显 示 ， ｔ￣ － ｒ － 艺条 件 为 ： ４ ０℃ ， ｐ Ｈ＝７ ． ０ ， Ｅ ／ Ｓ＝１ ： ５ （ 重量 比） 水解 ４ ｈ ． 产 物 水 解 度 可 达 ２ １ ． １ ９ ％， 收率达 ５ ８ ． ２ ７ ％．
３ｌ ｌ 川
，
置于 ４ ０ ±１℃ 水浴 中保 温 ３ ０ ｍｉ ｎ ． 配 制一 定浓 度 的凝 乳酶 溶液 ， 调节 ｐ Ｈ值至 ６ ． ３ ． 按终 浓 度 ０ ． ０ ２
ｇ ／ Ｌ比例将 凝 乳酶 溶 液缓 慢 、 均 匀加 入到 脱脂 乳 中， 并 搅拌 １ －２ ｍｉ ｎ至均 匀 ， 约４ ０ ｍｉ ｎ后 便 可凝 固， 取 沉 淀 真空 冷冻干 燥 即得 凝乳 酶 干酪 素 ． １ ． ３ ． ２ 酶解 工艺
准确 配 制 ５ ％［ 挖 ］ 的 酪蛋 白溶 液 ， 调ｐ Ｈ至 ８ ． ０ ［ １ ３ ］ ， 加 热煮沸 至完全溶解 ， 迅速 冷却， 按单 因素和 Ｌ。 （ ３ ） 正 交试验 方 案分 别控 制反 应条 件 ， 待反 应结 束后 ， 置 于 沸水 浴 中保 持 ５ ｍｉ ｎ ， 迅 速冷 却 ， 离 心后 取 上 清备
［ 通讯作者 ］＊
［ 作者简介 ］田伟 （ １ ９ ８ ７ 一） ， 男， 硕 士研 究生， 主要 从事生物材料的开发与应用方面 的研 究 ．
一
８１ —
将鲜 奶离 心 脱 脂 ， 然后 加入终浓度为 ０ ． ０ １ ～０ ． ０ ２ ｍｏ ｌ ／ Ｌ的氯化钙， 搅 拌均匀， 调节 ｐ Ｈ值 至 ６ ．
Ｊ ｕ ｎ ｅ ， ２ ０ １ ３
胰酶 水 解 凝 乳 酶 干 酪 素工 艺 优 化
田 伟 ， 冯玉萍 ， ， 李明生 一 ， 马忠仁 一 ， 靳冬武 ２ ， 崔梦楠 ， 龙仕和
（ １ ． 西北民族大学 生命科学与工程学院， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ３ ０ ； ２ ． 甘肃省动物细胞工程中心， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ３ ０ ）
１ ． ２ 仪器 与设备
紫外 分光光 度 计 （ 美 国 Ｔｈ ｅ ｒ ｍｏ Ｆ ｉ ｓ ｈ ｅ ｒ ， Ｂ ｉ ｏ Ｍａ ｔ ｅ ｉ） ｆ ； ｐ Ｈ计（ 美 国 ＭＥ Ｔ Ｔ Ｌ Ｅ Ｒ Ｔ ＯＬ Ｅ Ｄ Ｏ， Ｓ Ｇ ２ ） ； 恒温 水
浴 振 荡器 （ 哈 尔滨 东联 电子 ， ＨＺ Ｓ —Ｈ） ； 离 心机 （ 上海 离 心机械 研 究所 ， Ｌ Ｃ－６ Ｍ） ．
１ ． １ 来自百度文库料 与试剂
胰酶（ 西北 民族 大 学生 物工 程与 技 术 国家 民委重 点 实验 室提供 ， 批号 ２ ０ １ ２ １ ０ ， 酶活： 胰蛋白酶 １ ２ ９ ８ Ｕ／ ｇ ； 胰淀 粉酶 １ ７ ５ ０ ３ Ｕ／ ｇ ； 胰脂 肪 酶 ７ ２ ０ ０ Ｕ／ ｇ ） ； 凝乳酶（ 食 品级 ， 甘 肃省动 物 细胞工 程技 术研 究 中心， 批号 ２ ０ １ １ １ ２ ） ； 鲜 牦 牛乳 （ 甘肃 甘 南牧 区 ） ； 牛血 清 白蛋 白（ 中 国药品 生物制 品检定 所 ） ．
件下还能促进动物 细胞体外增殖、 增强产物表达【 ３ 】 ， 因此被广泛用于食品添加剂、 药物和疫苗生产中 ． 目前 ， 胰 蛋 白酶 、 胃蛋 白酶 、 糜 蛋 白酶 等水解 酪 蛋 白已被 广 泛 报道 ］ ， 而 胰 酶 是胰 蛋 白酶 、 糜 蛋 白 酶、 胰淀粉酶、 胰脂肪酶等多种酶的混合物， 与其他蛋 白酶相比水解效率较高， 胰酶在酪蛋白水解中的应 用 目前大 都 采用 猪 源胰酶 ［ ７ － １ ０ 】 ， 这 大 大限 制了 水解 酪 蛋 白产 品在 清 真食 品和 生物 制 品生 产 中的 应用 ．
［ 关键词 ］胰酶 ； 水解； 酪蛋 白； 正 交法 ［ 中图分类 号］Ｔ Ｓ ２ ５ ２ ． ４ ［ 文献标识 码］Ａ ［ 文章编号 ］１ ０ ０ ９ —２ １ ０ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ —０ ０ ８ １ —０ ５
酪蛋 白（ ｃ ａ Ｓ ｅ ｉ ｎ ） 是 牛乳 中一 种 含量 高 ， 构象 灵 活的混 合 蛋 白质 ， 易被蛋 白酶水 解 ， 其水 解产 物 主 要包 括肽 ［ １ － ２ ］ 、 少量氨基酸、 糖、 维生素等 ［ ３ 】 ． 这 些产 物具有抗 菌 抗 病 、 调 节 胃肠 吸收 等 生 理 功 能Ｌ ４ Ｊ ， 在特 定 条
１ ． ３ 方 法
１ ． ３ ． １ 凝 乳 酶干 酪 素的制 备
［ 收稿 日期 ］２ ０ １ ３—０ ４—２ ０
［ 基金项 目］２ ０ １ ０年 甘肃 省科 技厅支撑计划项 目（ １ ４ ７ ） ； 甘肃 省农业生物技术研究与应 用开发项 目（ Ｇ ＮＳ Ｗ 一２ ０ １ １ —
１ ７ ） ； 中央 高校项 目资助 （ ｚ ｙ ｚ ２ ０ １ ２ ０ ８ ８ ） ．
另外 关 于酶 解条 件 对该 酶解 体系 影响 的 报道较 少 ． 试 验针 对 传统工 艺水 解率 低 ， 氨基酸 破坏 程 度高 ， 污
染环境等缺陷， 选取牛源胰酶水解天然牧区凝乳酶干酪素， 系统研究了反应条件对水解度的影响， 探索
了 牛源 胰 酶水解 酪 蛋 白的最 佳工 艺 ， 旨在为 细胞 培养 用水 解乳 蛋 白的 制备奠 定基 础 ． １ 材 料与 方法
２ ０ １ ３年 ６ 月
西 北 民 族 大 学 学 报（ 自然 科 学版 ）
Ｖｏ １ ． ３ ４． Ｎ ｏ． ２
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｎ ｏ ｒ ｔ ｈ ｗ ｅ ｓ ｔ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ ｒ Ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｌ ｉ ｔ ｉ ｅ ｓ （ Ｎａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ）
［ 摘
要 ］以天然牧 区凝乳 酶干 酪素为原料， 用 甲醛滴定 法测定 水解 度， 采 用单 因素试验 和正交试 验法优 化 牛源胰
酶 水 解 酪蛋 白 的工 艺条 件 ． 结果 显 示 ， ｔ￣ － ｒ － 艺条 件 为 ： ４ ０℃ ， ｐ Ｈ＝７ ． ０ ， Ｅ ／ Ｓ＝１ ： ５ （ 重量 比） 水解 ４ ｈ ． 产 物 水 解 度 可 达 ２ １ ． １ ９ ％， 收率达 ５ ８ ． ２ ７ ％．
３ｌ ｌ 川
，
置于 ４ ０ ±１℃ 水浴 中保 温 ３ ０ ｍｉ ｎ ． 配 制一 定浓 度 的凝 乳酶 溶液 ， 调节 ｐ Ｈ值至 ６ ． ３ ． 按终 浓 度 ０ ． ０ ２
ｇ ／ Ｌ比例将 凝 乳酶 溶 液缓 慢 、 均 匀加 入到 脱脂 乳 中， 并 搅拌 １ －２ ｍｉ ｎ至均 匀 ， 约４ ０ ｍｉ ｎ后 便 可凝 固， 取 沉 淀 真空 冷冻干 燥 即得 凝乳 酶 干酪 素 ． １ ． ３ ． ２ 酶解 工艺
准确 配 制 ５ ％［ 挖 ］ 的 酪蛋 白溶 液 ， 调ｐ Ｈ至 ８ ． ０ ［ １ ３ ］ ， 加 热煮沸 至完全溶解 ， 迅速 冷却， 按单 因素和 Ｌ。 （ ３ ） 正 交试验 方 案分 别控 制反 应条 件 ， 待反 应结 束后 ， 置 于 沸水 浴 中保 持 ５ ｍｉ ｎ ， 迅 速冷 却 ， 离 心后 取 上 清备
［ 通讯作者 ］＊
［ 作者简介 ］田伟 （ １ ９ ８ ７ 一） ， 男， 硕 士研 究生， 主要 从事生物材料的开发与应用方面 的研 究 ．
一
８１ —
将鲜 奶离 心 脱 脂 ， 然后 加入终浓度为 ０ ． ０ １ ～０ ． ０ ２ ｍｏ ｌ ／ Ｌ的氯化钙， 搅 拌均匀， 调节 ｐ Ｈ值 至 ６ ．
Ｊ ｕ ｎ ｅ ， ２ ０ １ ３
胰酶 水 解 凝 乳 酶 干 酪 素工 艺 优 化
田 伟 ， 冯玉萍 ， ， 李明生 一 ， 马忠仁 一 ， 靳冬武 ２ ， 崔梦楠 ， 龙仕和
（ １ ． 西北民族大学 生命科学与工程学院， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ３ ０ ； ２ ． 甘肃省动物细胞工程中心， 甘肃 兰州 ７ ３ ０ ０ ３ ０ ）
１ ． ２ 仪器 与设备
紫外 分光光 度 计 （ 美 国 Ｔｈ ｅ ｒ ｍｏ Ｆ ｉ ｓ ｈ ｅ ｒ ， Ｂ ｉ ｏ Ｍａ ｔ ｅ ｉ） ｆ ； ｐ Ｈ计（ 美 国 ＭＥ Ｔ Ｔ Ｌ Ｅ Ｒ Ｔ ＯＬ Ｅ Ｄ Ｏ， Ｓ Ｇ ２ ） ； 恒温 水
浴 振 荡器 （ 哈 尔滨 东联 电子 ， ＨＺ Ｓ —Ｈ） ； 离 心机 （ 上海 离 心机械 研 究所 ， Ｌ Ｃ－６ Ｍ） ．
１ ． １ 来自百度文库料 与试剂
胰酶（ 西北 民族 大 学生 物工 程与 技 术 国家 民委重 点 实验 室提供 ， 批号 ２ ０ １ ２ １ ０ ， 酶活： 胰蛋白酶 １ ２ ９ ８ Ｕ／ ｇ ； 胰淀 粉酶 １ ７ ５ ０ ３ Ｕ／ ｇ ； 胰脂 肪 酶 ７ ２ ０ ０ Ｕ／ ｇ ） ； 凝乳酶（ 食 品级 ， 甘 肃省动 物 细胞工 程技 术研 究 中心， 批号 ２ ０ １ １ １ ２ ） ； 鲜 牦 牛乳 （ 甘肃 甘 南牧 区 ） ； 牛血 清 白蛋 白（ 中 国药品 生物制 品检定 所 ） ．
件下还能促进动物 细胞体外增殖、 增强产物表达【 ３ 】 ， 因此被广泛用于食品添加剂、 药物和疫苗生产中 ． 目前 ， 胰 蛋 白酶 、 胃蛋 白酶 、 糜 蛋 白酶 等水解 酪 蛋 白已被 广 泛 报道 ］ ， 而 胰 酶 是胰 蛋 白酶 、 糜 蛋 白 酶、 胰淀粉酶、 胰脂肪酶等多种酶的混合物， 与其他蛋 白酶相比水解效率较高， 胰酶在酪蛋白水解中的应 用 目前大 都 采用 猪 源胰酶 ［ ７ － １ ０ 】 ， 这 大 大限 制了 水解 酪 蛋 白产 品在 清 真食 品和 生物 制 品生 产 中的 应用 ．
［ 关键词 ］胰酶 ； 水解； 酪蛋 白； 正 交法 ［ 中图分类 号］Ｔ Ｓ ２ ５ ２ ． ４ ［ 文献标识 码］Ａ ［ 文章编号 ］１ ０ ０ ９ —２ １ ０ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ —０ ０ ８ １ —０ ５
酪蛋 白（ ｃ ａ Ｓ ｅ ｉ ｎ ） 是 牛乳 中一 种 含量 高 ， 构象 灵 活的混 合 蛋 白质 ， 易被蛋 白酶水 解 ， 其水 解产 物 主 要包 括肽 ［ １ － ２ ］ 、 少量氨基酸、 糖、 维生素等 ［ ３ 】 ． 这 些产 物具有抗 菌 抗 病 、 调 节 胃肠 吸收 等 生 理 功 能Ｌ ４ Ｊ ， 在特 定 条
１ ． ３ 方 法
１ ． ３ ． １ 凝 乳 酶干 酪 素的制 备
［ 收稿 日期 ］２ ０ １ ３—０ ４—２ ０
［ 基金项 目］２ ０ １ ０年 甘肃 省科 技厅支撑计划项 目（ １ ４ ７ ） ； 甘肃 省农业生物技术研究与应 用开发项 目（ Ｇ ＮＳ Ｗ 一２ ０ １ １ —
１ ７ ） ； 中央 高校项 目资助 （ ｚ ｙ ｚ ２ ０ １ ２ ０ ８ ８ ） ．
另外 关 于酶 解条 件 对该 酶解 体系 影响 的 报道较 少 ． 试 验针 对 传统工 艺水 解率 低 ， 氨基酸 破坏 程 度高 ， 污
染环境等缺陷， 选取牛源胰酶水解天然牧区凝乳酶干酪素， 系统研究了反应条件对水解度的影响， 探索
了 牛源 胰 酶水解 酪 蛋 白的最 佳工 艺 ， 旨在为 细胞 培养 用水 解乳 蛋 白的 制备奠 定基 础 ． １ 材 料与 方法