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南极磷虾酶解改性用木瓜蛋白酶的最适条件?

作者: 编辑: 来源: 发布日期: 2019.09.19
信息摘要:
由于南极磷虾蛋白的部分基础功能特性较差,突出表现为南极磷虾蛋白的溶解性较低,同时起泡性、乳化性和凝胶等特性,限制了南极磷虾蛋白在食品领域的应…
南极磷虾蕴藏量约为4~6亿吨,如每年磷虾的捕获量不超过5000万吨的话,不会影响南大洋海域的生态平衡,同时南极磷虾具有高蛋白、低脂肪的特点,含量分别为16.31% 和1.3%,是一种优质的海洋动物蛋白资源,目前国内对南极磷虾研究及利用处于起步阶段,由于南极磷虾蛋白的部分基础功能特性较差,突出表现为南极磷虾蛋白的溶解性较低,同时起泡性、乳化性和凝胶等特性,限制了南极磷虾蛋白在食品领域的应用。针对这一问题,分别采用了几种酶制剂进行酶解改性,改变南极磷虾蛋白的溶解性。

酶法改性的原理
蛋白酶将大分子的蛋白质切割,从而改变了食品蛋白的过基酸残基和空间结构,暴露了蛋白基团“隐藏"的疏水性、极性和解离基团,此外,由于食品蛋白酶解物中富含极性基团小肽,具有与水形成氢键的能力,从而更易溶于水,经酶解后的食品蛋白比未酶解的食品蛋白表现出更好的溶解性,目前,市场上的大豆分离蛋白酶解改性后,溶解性、起泡性、乳化性有一个很大的提高,因此,酶法改性是改潜食品蛋自功能特性的重要手段。
南极磷虾
南极磷虾酶解改性实验方法
南极磷虾改性的酶制剂分别采用胰蛋白酶(5000u/g)、 碱性蛋白酶(24万u/g)、中性蛋白酶(2000u/g)、木瓜蛋白酶(80万u/g),首先,称取一定量的南极磷虾蛋白冻干粉,按1:30的比例加人去离子水,调节体系pH和温度至所用酶的最适pH和温度,加人蛋白酶酶解定时间,95 C灭酶10 min,在4 %C下于转速10xg离心25mnin后收集上清液,置于电热恒温于燥箱中,65C烘干过夜,手动研磨成粉,获得南极磷虾蛋白酶解物,评价其溶解度。

南极磷虾酶解改性用木瓜蛋白酶的最适条件
选择木瓜蛋白酶:分别对胰蛋白酶、碱性蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶做了酶解对比,发现南极磷虾蛋白的木瓜蛋白酶酶解物溶解度高于其他三种蛋白酶的酶解物的溶解度,在pH6时溶解度最大,为4.64%,其次是胰蛋白酶和中性蛋白酶,碱性蛋白酶酶解物的溶解度最低。

酶解时间:南极磷虾蛋白酶解物的溶解度迅速增加,0.5 h时溶解度达到最大。此后,随着酶解时间的延长,南极磷虾蛋白酶解物的溶解度呈现下降趋势。可能是由于长时间的酶解,产物的微观结构和宏观组成发生了较大的变化,在本实验中表现为溶解性的改变[12。因此,选择0.5 h作为最佳酶解时间。

底物浓度:随着木瓜蛋白酶与底物比的增加,南极磷虾蛋白酶解物的溶解度逐渐增加,酶与底物比在025%时溶解度最大;继续增加酶与底物比,南极磷虾蛋白酶解物的溶解度逐渐下降。前期,酶用量的增加,底物与酶反应充分,酶解反应速平是高;随着酶用更小的肽段或量的继续增加,酶解物可能变为分子量,因此,木瓜蛋白酶与底物比为0.25%。

酶解温度:南极磷虾蛋白酶解物最大的溶解度在55°C出现。酶解温度的升高,南极磷虾蛋白的亲水性基团更多暴露,其溶解度增加;温度继续升高,导致疏水性基团的含量增加,溶解度的下降,同时木瓜蛋白酶最适温度在55°随着温度升高,酶活力出现下降的情况,因此,选择55°C作为南极磷虾蛋白的最适酶解温度。


酶解PH值:pH影响酶的稳定性,从而影响酶解反应,同时会增加灰分值。木瓜蛋白酶的最适pH在5~7,当pH为6时,其溶解度最高,达到了11.98%。随着体系pH的增加,南极磷虾蛋白酶解物的溶解度急速下降;当体系的pH为9时,南极磷虾蛋白酶解物的溶解度达到最低。因此,选择体系的pH6为最适酶解pH,这期间可以在不调整PH值的自然环境下酶解。
南极磷虾蛋白改性
总结:实验结果表明,木瓜蛋白酶酶解南极磷虾蛋白粉的最佳工艺条件为:酶与底物比0.25%,酶解时间30 min、酶解温度55C、酶解pH6.0(自然PH值状态下)。在此条件下南极磷虾蛋白酶解物的溶解度最高,为12.06%土0.21%,与预测值11.92%具有较好的的一致性。因此,按照以上酶解条件,使用木瓜蛋白酶酶解改性南极磷虾,可提高南极磷虾溶解性、起泡性、乳化性和凝胶等特性,扩展了南极磷虾在食品领域中的应用。

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