CN104489269A - 超声波辅助酸性蛋白酶与木聚糖酶水解谷朊粉的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超声波辅助酸性蛋白酶与木聚糖酶水解谷朊粉的方法，首次经超声波辅助酸性蛋白酶与木聚糖酶水解的方法制取谷朊粉酶解物，根据单因素试验的结果，正交试验的因素水平设计，筛选出了适宜的酸性蛋白酶酶解条件：E/S＝5％、[S]＝15％、pH＝3.0、T＝45℃、t＝3h。3 000r/min离心15min离心，上清液得率达到6～8，水解度41％～59％；通过本发明方法制得的谷朊粉酶解物本身就是动物体天然存在的生理活性调节物，是重要的营养物质，可作为畜牧业一种新型的绿色营养性饲料添加剂使用。
Description
技术领域
本发明涉及动物营养与饲料领域，特别涉及复合蛋白酶水解谷朊粉的制备方法。
背景技术
规模化养鸡生产中，应激因素多，如转群、通风不良、冷热、卫生差、饲料品质不良等，不仅给养鸡生产带来了经济损失，而且对鸡的生长和健康状况造成了不良影响。使一系列的生理生化指标收到影响，从而降低生产性能，增加死亡率，造成巨大的经济损失。尤其在雏鸡阶段，消化系统发育还未成熟，酶系统发育也不完整，对小肽具有特定的需求。小肽的参与可节省生产能耗，且能对消化道产生保护作用，提高蛋白质以及其它养分的消化吸收率，并协调各种养分的利用，有利于最大限度的发挥生产性能。
谷氨酰胺(Gln)是唯一具有抗氧化和渗透特性的氨基酸，是动物肠、肝和免疫细胞优先利用的燃料，是抗氧化物的前体，并被认为是在炎症情况下的一个条件性必需氨基酸。在应激状态下，Gln通过动物肠道或非肠道减少细菌在细胞内的粘附来减少细菌移位的发生。Gln为蛋白合成提供氮的先体，是快速分裂细胞优先利用的呼吸燃料。但是Gln单体稳定性差，溶解度低，易形成对机体有害的焦谷氨酸和氨。Gln二肽避免了Gln单体的缺点。然而，化学合成法生产的Gln二肽产量较低，成本较高。如果能在肉仔鸡上广泛地应用富含Gln的植物蛋白水解肽，将会给养鸡业带来很好的经济效益。
小麦蛋白质中谷氨酸含量是所有植物蛋白中含量最高的，约占蛋白总量的35％，这就是说每三个氨基酸就有一个是谷氨酸，而且谷氨酸残基在蛋白质中的存在形式是其酰胺--谷氨酰胺，而不是游离的酸。因此小麦蛋白是制备谷氨酰胺肽的最佳原料蛋白。
由于淀粉加工业的发展，如发酵能源乙醇，谷朊蛋白的产量增长迅速，据统计2001年世界谷朊蛋白生产能力近100万吨，在食品、饲料行业的谷朊蛋白消费量约80万吨/年，有大量过剩的谷朊蛋白有待深加工和高值化利用。我国是个农业大国，小麦产量位居世界第一，因此采用小麦面筋蛋白为原料，拓宽其应用范围，可解决小麦深加工中大宗副产品的出路问题，提高产品的附加值，从而避免资源的浪费和对环境的污染，对合理利用资源、实现经济可持续发展具有十分重要的意义。
任国谱等报道：碱性环境和碱性蛋白酶对谷氨酰胺的水解较大，不宜选用；胃蛋白酶因其动物性产品价格的影响，为不损失小肽中谷氨酰胺，因此本发明主要采用价格较为低廉的黑曲霉生产的酸性蛋白酶作为生产饲料级小肽的试验用酶，超声波辅助水解的方法，制备的酶解肽为原料。G.B Frncher(1986)和M.S Jzydorczyk(1990)等研究报道：戊聚糖是小麦面粉中主要的非淀粉多糖，在面粉中的含量约为2％，其中，水可提取部分约占0.5～0.8％，而大多数不可水溶。对于禽类饲料而言，戊聚糖又是小麦中的抗营养因子，王修启等通过在鸡饲料中添加木聚糖复酶，发现可明显提高其表观代谢能值和养分消化率。对于谷朊粉，本发明则采用木聚糖酶钝化和消除的作用。旨在为提高禽类饲料的生产性能提供一种经济有效的小麦型饲料提供依据。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种超声波辅助酸性蛋白酶与木聚糖酶水解谷朊粉的方法，首次利用超声波辅助酸性蛋白酶与木聚糖酶复合酶水解，制取谷朊粉酶解物，可作为一种新型的绿色营养性饲料添加剂使用。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
超声波辅助酸性蛋白酶与木聚糖酶水解谷朊粉的方法，包括如下步骤：
S1、将5份水用浓HCl调pH至2.5～3.5后加热至60～80℃；
S2、加入1份谷朊粉至步骤S1所得的HCl溶液中，搅拌均匀；
S3、将步骤S2所得的谷朊粉分散液放入恒温超声波水浴箱中，温度45℃，超声波功率500W，超声频率40KHz的条件下加入复合酶搅拌均匀，用0.5M的HCl维系pH3.0，水解3小时；
S4、将步骤S3所得的酶解液用10M的氢氧化钠调pH7.0，升温至75℃，恒温搅拌30min，灭活酶终止反应和防止后期处理过程中细菌繁殖，得谷朊粉酶解液。
优选的，所述复合酶为酸性蛋白酶和木聚糖酶按25∶1的比例混合所得。
本发明具有以下有益效果：
本发明首次经超声波辅助酸性蛋白酶与木聚糖酶水解的方法制取谷朊粉酶解物，根据单因素试验的结果，正交试验的因素水平设计，筛选出了适宜的酸性蛋白酶酶解条件：E/S＝5％、[S]＝15％、pH＝3.0、T＝45℃、t＝3h。3000r/min离心15min离心，上清液得率达到6～8，水解度41％～59％；通过本发明方法制得的谷朊粉酶解物本身就是动物体天然存在的生理活性调节物，是重要的营养物质，可作为畜牧业一种新型的绿色营养性饲料添加剂使用。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
其中实施例中所用原料均为市售产品，其中所用试剂均为食品级，谷朊粉购自河南谷朊粉(河南圣力有限责任公司)、酸性蛋白酶和木聚糖酶均购自北京东华强盛生物技术公司-原房山酶北京房山酶制剂厂。
实施例1
一种超声波辅助酸性蛋白酶与木聚糖酶水解谷朊粉的方法，包括如下步骤：
反应器放入用浓HCl预调pH至2.5的850ml水，加热升温至60℃，将170g谷朊粉边放入边搅拌均匀。将反应器放入调制45℃恒温的超声波水浴箱中，加入酸性蛋白酶7.5g、木聚糖酶0.5g搅匀，并用0.5M的HCl维系pH3.0，水解3h后用10M的氢氧化钠终止反应(100mL溶液中约加3～4滴NaOH液)，加热升温至75℃，恒温搅拌30min，灭活酶终止反应且防止后期处理过程中细菌繁殖，调pH7.0，即得谷朊粉酶解液。
实施例2
一种超声波辅助酸性蛋白酶与木聚糖酶水解谷朊粉的方法，包括如下步骤：
反应器放入用浓HCl预调pH至3的10L水，加热升温至80℃，将2Kg谷朊粉边放入边搅拌均匀。将反应器放入调制45℃恒温的超声波水浴箱中，加入酸性蛋白酶89g、木聚糖酶6g搅匀，并用0.5M的HCl维系pH3.0，水解3h后用10M的氢氧化钠终止反应，加热升温至75℃，恒温搅拌30min，灭活酶终止反应且防止后期处理过程中细菌繁殖，调pH7.0，即得谷朊粉酶解液。
实施例3
反应器放入用浓HCl预调pH至3的500ml水，加热升温至80℃，将100g谷朊粉边放入边搅拌均匀。将反应器放入调制45℃恒温的超声波水浴箱中，加入酸性蛋白酶7.5g、木聚糖酶0.5搅匀，并用0.5M的HCl维系pH3.0，水解3h后用10M的氢氧化钠终止反应，加热升温至75℃，恒温搅拌30min，灭活酶终止反应且防止后期处理过程中细菌繁殖，调pH7.0，即得谷朊粉酶解液
综上所述，本具体实施首次经超声波辅助酸性蛋白酶与木聚糖酶水解的方法制取谷朊粉酶解物，根据单因素试验的结果，正交试验的因素水平设计，筛选出了适宜的酸性蛋白酶酶解条件：E/S＝5％、[S]＝15％、pH＝3.0、T＝45℃、t＝3h。3000r/min离心15min离心，上清液得率达到6～8，水解度41％～59％；通过本发明方法制得的谷朊粉酶解物本身就是动物体天然存在的生理活性调节物，是重要的营养物质，可作为畜牧业一种新型的绿色营养性饲料添加剂使用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.超声波辅助酸性蛋白酶与木聚糖酶水解谷朊粉的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将5份水用浓HCl调pH至2.5～3.5后加热至60～80℃；
S2、加入1份谷朊粉至步骤S1所得的HCl溶液中，搅拌均匀；
S3、将步骤S2所得的谷朊粉分散液放入恒温超声波水浴箱中，温度45℃，超声波功率500W，超声频率40KHz的条件下加入复合酶搅拌均匀，用0.5M的HCl维系pH3.0，水解3小时；
S4、将步骤S3所得的酶解液用10M的氢氧化钠调pH7.0，升温至75℃，恒温搅拌30min，灭活酶终止反应和防止后期处理过程中细菌繁殖，得谷朊粉酶解液。
2.根据权利要求1所述的超声波辅助酸性蛋白酶与木聚糖酶水解谷朊粉的方法，其特征在于，所述复合酶为酸性蛋白酶和木聚糖酶按25∶1的比例混合所得。
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| CN103653147A (zh) * | 2013-12-20 | 2014-03-26 | 武汉百信正源生物技术工程有限公司 | 一种小麦肽抗疲劳保健饮料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 劳春燕等: "超滤法分离富集谷朊粉抗氧化活性肽", 《食品与生物技术学报》 * |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106901320A (zh) * | 2017-02-20 | 2017-06-30 | 华南理工大学 | 一种酸性蛋白酶在食品和/或饲料领域中的应用 |
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| Publication number | Publication date |
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| CN104489269B (zh) | 2018-06-26 |
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