CN114410725A - 一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法，涉及蛋白质酶解和脱色技术领域。一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法，包括以下步骤：在57℃～60℃水浴条件下将马铃薯蛋白质与水混合，将pH保持在10～10.5，加入碱性蛋白酶，搅拌酶解，反应完成后，降至室温，离心去除未反应固体杂质，得到第一清液，在第一清液中加入过氧化氢脱色，过滤，得到第二清液，将第二清液减压浓缩至原体积的1/8～1/10，最后冷冻干燥。通过该方法实现了在较高pH值(pH值为10～10.5)的碱性环境下对马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解，所得的蛋白质酶解物的水溶性良好，并且该方法可大大提高蛋白质的酶解率。
Description
技术领域
本发明涉及蛋白质酶解和脱色技术领域，具体为一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法。
背景技术
马铃薯又名洋芋、地蛋、土豆等，属茄科一年生草本植物，马铃薯的块茎集粮，蔬，饲等多用途于一身，是仅次于小麦、稻谷和玉米全球第四大重要的粮食作物，马铃薯块茎中富含丰富的淀粉，蛋白质，维生素和糖等，具有丰富的营养价值，马铃薯蛋白质属于完全蛋白质，包含19种氨基酸，其中非必需氨基酸含量为21.92％，必需氨基酸含量为20.13％，其必需氨基酸含量占氨基酸总量的47.9％，和鸡蛋蛋白相近，明显高于FAO/WHO的标准蛋白。马铃薯蛋白是一种优质植物蛋白，在食品工业中具有广阔应用前景。
目前马铃薯生产淀粉废水中的蛋白质，大多直接进行酸沉取固，高温干燥方式处理，所得到的的马铃薯蛋白质几乎不溶于水，且颜色非常深，这些大大降低了马铃薯蛋白质的使用和开发利用。
开发马铃薯淀粉废水中蛋白的酶解和脱色方法，不仅能提高马铃薯的附加值，且有利于促进马铃薯蛋白质的深加工，延长马铃薯产业链。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法，解决了目前通过直接进行酸沉取固再高温干燥的方式处理马铃薯生产淀粉废水中的蛋白质，所得到的的马铃薯蛋白质几乎不溶于水，颜色非常深，难以使用和开发利用的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法，包括以下步骤：
S1.首先在水浴条件下将马铃薯蛋白质与水均匀混合得到混合液体，并加入pH调节试剂进行pH调节，让马铃薯蛋白质与水的混合液体pH保持在10～10.5，然后再向马铃薯蛋白质与水的混合液体中加入碱性蛋白酶，通过搅拌机以200-300r/min的转速搅拌酶解，得到酶解混合液备用；
S2.待步骤S1中的酶解混合液倒入酶解罐进行酶解，酶解混合液酶解反应完成后，降至室温，再将降至室温后的酶解混合液加入离心机内离心去除未反应的固体杂质，得到第一清液备用；
S3.在步骤S2中得到的第一清液中加入过氧化氢脱色，利用搅拌器以200-300r/min的转速搅拌2-3h，搅拌混合均匀后再将溶液加热至60℃，400r/min搅拌1-2h，降至室温，再利用定性滤纸过滤，得到第二清液备用；
S4.将步骤S3中制得的第二清液减压浓缩至原体积的1/8～1/10，然后在冷冻干燥得到水溶性良好的颜色为微黄色至白色的马铃薯水解蛋白固体即可。
优选的，所述步骤S1马铃薯蛋白和水以质量计，混合比例1:15～20。
优选的，所述步骤S1中马铃薯蛋白和碱性酶以质量计，混合比例为1:0.005～0.01。
优选的，所述步骤S1中马铃薯蛋白质与水均匀混合的反应温度为57℃～60℃水浴。
优选的，所述步骤S2中离心条件为转速4500r/min～5000r/min，离心时间为15min～20min。
优选的，所述步骤S3中酶解反应液和过氧化氢以体积计，混合比例为1:0.3～0.5。
优选的，所述步骤S1中pH调节使用的试剂为3.5％氢氧化钠。
(三)有益效果
本发明提供了一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法。具备以下有益效果：
本发明通过在57℃～60℃水浴条件下将马铃薯蛋白质与水混合，将pH保持在10～10.5，加入碱性蛋白酶，搅拌酶解，反应完成后，降至室温，离心去除未反应固体杂质，得到第一清液，在第一清液中加入过氧化氢脱色，过滤，得到第二清液，将第二清液减压浓缩至原体积的1/8～1/10，最后进行冷冻干燥处理，冷冻干燥后蛋白质酶解物颜色非常浅，微黄色至白色，该方法实现了在较高pH值(pH值为10～10.5)的碱性环境下对马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解，所得的蛋白质酶解物的水溶性良好，并且该方法可大大提高蛋白质的酶解率。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例提供了一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法的试验。
在57℃～60℃水浴条件下，将50g马铃薯淀粉废水中蛋白质与750ml水混合，用3.5％氢氧化钠水溶液将pH保持在10～10.5，加入0.5g碱性蛋白酶，搅拌酶解。反应完成后，降至室温，离心去除未反应固体杂质，得到第一清液，在第一清液中加入225ml过氧化氢脱色，溶液加热至60℃，400r/min搅拌1-2h，降至室温，过滤得到第二清液，将第二清液减压浓缩至150ml，冷冻干燥得到马铃薯水解蛋白固体。
实施例2：
本实施例提供了一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法的试验。
在57℃～60℃水浴条件下，将50g马铃薯淀粉废水中蛋白质与1000ml水混合，用3.5％氢氧化钠水溶液将pH保持在10～10.5，加入0.5g碱性蛋白酶，搅拌酶解。反应完成后，降至室温，离心去除未反应固体杂质，得到第一清液，在第一清液中加入225ml过氧化氢脱色，溶液加热至60℃，400r/min搅拌1-2h，降至室温，过滤得到第二清液，将第二清液减压浓缩至150ml，冷冻干燥得到马铃薯水解蛋白固体。
实施例3：
本实施例提供了一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法的试验。
在57℃～60℃水浴条件下，将50g马铃薯淀粉废水中蛋白质与750ml水混合，用3.5％氢氧化钠水溶液将pH保持在10～10.5，加入0.25g碱性蛋白酶，搅拌酶解，反应完成后，降至室温，离心去除未反应固体杂质，得到第一清液，在第一清液中加入225ml过氧化氢脱色，溶液加热至60℃，400r/min搅拌1-2h，降至室温，过滤得到第二清液，将第二清液减压浓缩至150ml，冷冻干燥得到马铃薯水解蛋白固体。
实施例4：
本实施例提供了一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法的试验。
在57℃～60℃水浴条件下，将50g马铃薯淀粉废水中蛋白质与750ml水混合，用3.5％氢氧化钠水溶液将pH保持在10～10.5，加入0.25g碱性蛋白酶，搅拌酶解，反应完成后，降至室温，离心去除未反应固体杂质，得到第一清液。在第一清液中加入375ml过氧化氢脱色，溶液加热至60℃，400r/min搅拌1-2h，降至室温，过滤得到第二清液，将第二清液减压浓缩至150ml，冷冻干燥得到马铃薯水解蛋白固体。
对比例1：
本实施例提供了不同PH值下的一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法的试验。
在57℃～60℃水浴条件下，将50g马铃薯淀粉废水中蛋白质与750ml水混合，将pH保持在6～7，加入0.5g碱性蛋白酶，搅拌酶解。反应完成后，降至室温，离心去除未反应固体杂质，得到第一清液。在第一清液中加入225ml过氧化氢脱色，溶液加热至60℃，400r/min搅拌1-2h，降至室温，过滤得到第二清液，将第二清液减压浓缩至150ml，冷冻干燥得到马铃薯水解蛋白固体。
对比例2：
本实施例提供了活性炭脱色的一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法的试验。
在57℃～60℃水浴条件下，将50g马铃薯淀粉废水中蛋白质与750ml水混合，用3.5％氢氧化钠水溶液将pH保持在10～10.5，加入0.5g碱性蛋白酶，搅拌酶解。反应完成后，降至室温，离心去除未反应固体杂质，得到第一清液。在第一清液中加入7.5g活性炭脱色，离心，过滤，得到第二清液，将第二清液减压浓缩至150ml，冷冻干燥得到马铃薯水解蛋白固体。
选择凯氏定氮法精确测定实施例1～4与对比例1～2马铃薯蛋白质的酶解率和蛋白含量，具体如表1所示。
表1，马铃薯蛋白质的酶解率和含量
如表1所示，本发明提供的一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法，酶解率最高能达到88.66％，含量最高能达到86.30％，且颜色为白色。对比实施例1～4和对比例1，本发明提供的一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法中的高碱性PH可以有效提升马铃薯蛋白质的酶解率。
观察实施例1～4中得到的马铃薯蛋白质酶解物，其在中性水中溶解性良好，颜色浅，具有良好的应用前景。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.首先在水浴条件下将马铃薯蛋白质与水均匀混合得到混合液体，并加入pH调节试剂进行pH调节，让马铃薯蛋白质与水的混合液体pH保持在10～10.5，然后再向马铃薯蛋白质与水的混合液体中加入碱性蛋白酶，通过搅拌机以200-300r/min的转速搅拌酶解，得到酶解混合液备用；
S2.待步骤S1中的酶解混合液倒入酶解罐进行酶解，酶解混合液酶解反应完成后，降至室温，再将降至室温后的酶解混合液加入离心机内离心去除未反应的固体杂质，得到第一清液备用；
S3.在步骤S2中得到的第一清液中加入过氧化氢脱色，利用搅拌器以200-300r/min的转速搅拌2-3h，搅拌混合均匀后再将溶液加热至60℃，400r/min搅拌1-2h，降至室温，再利用定性滤纸过滤，得到第二清液备用；
S4.将步骤S3中制得的第二清液减压浓缩至原体积的1/8～1/10，然后在冷冻干燥得到水溶性良好的颜色为微黄色至白色的马铃薯水解蛋白固体即可。
2.根据权利要求1所述的一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法，其特征在于：所述步骤S1马铃薯蛋白和水以质量计，混合比例1:15～20。
3.根据权利要求1所述的一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法，其特征在于：所述步骤S1中马铃薯蛋白和碱性酶以质量计，混合比例为1:0.005～0.01。
4.根据权利要求1所述的一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法，其特征在于：所述步骤S1中马铃薯蛋白质与水均匀混合的反应温度为57℃～60℃水浴。
5.根据权利要求1所述的一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法，其特征在于：所述步骤S2中离心机的离心条件为转速4500r/min～5000r/min，离心时间为15min～20min。
6.根据权利要求1所述的一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法，其特征在于：所述步骤S1中pH调节使用的试剂为3.5％氢氧化钠。
7.根据权利要求1所述的一种马铃薯淀粉废水中蛋白质的酶解和脱色方法，其特征在于：所述步骤S3中酶解反应液和过氧化氢以体积计，混合比例为1:0.3～0.5。
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- 2022-03-17 CN CN202210265548.3A patent/CN114410725A/zh active Pending
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