从玉米胚芽粕中分离提取胚芽蛋白的方法研究（可编辑）

从玉米胚芽粕中分离提取胚芽蛋白的方法研究（可编辑） 从玉米胚芽粕中分离提取胚芽蛋白的方法研究 陆压料技大学 申请工学硕士学位 论文题目: 从玉米胚芽粕中分离提取胚芽蛋白的方法研究 申请学位学科:工学 所学学科专业:食品科学 培养单位:生命科学与工程学院 硕士生: 杨丽 王联结 导师: 年月 :从玉米胚芽粕中分离提取胚芽蛋白的方法研究 要 摘 玉米胚芽粕是玉米胚芽经榨油后的残渣,是玉米油厂的主要副 产品,它的主要成分为玉米胚芽蛋白和玉米纤维。其粗蛋白含量一 般为%~%,是一种优良的蛋白质来源。国内工厂对玉米胚芽 粕开发程度较低,一般均做饲料处理,并没有较大发挥其潜在的生 物价值。因此,对玉米胚芽粕进行深加工,提高玉米产品的附加值 是一项重要的研究工作。 本文以玉米胚芽粕为原料,采用先对原料进行酶解处理再结合 碱溶酸沉与超滤浓缩,制备玉米胚芽分离蛋白,优化了各反应过程 的工艺条件,并对产品性质进行了研究,试验研究的主要结论如下: .对高温粕、低温粕及活性粕主要成分进行了测定,发现不同 提油工艺获得的三种原料中主要成分的含量有差别,但差别不是很 大。 .以纤维素降解率及离心液中含糖量为指标,在考察单因素的基础 上,通过正交试验优化实验条件,确定了从胚芽粕中分离提取胚芽 , 蛋白的处理过程中的几个最佳条件:样品粒度 目,料液比: 浸泡时间,浸泡温度 ,纤维素酶的最适添加量为样品量的 .%,酶解时间为,最适值为.。在最佳水平组合下产品中 蛋白质含量可达到.%。 .通过单因素试验,确定了在有限时间内水解淀粉所需的淀粉酶及 糖化酶的最适添加量,即淀粉酶添加量为样品量的%,糖化酶添加 量为样品量的%。通过实验验证加纤维素酶再加淀粉酶最后加糖化 酶对原料进行水解,纤维素水解率可达.%,淀粉水解率可达到 .%。 .比较发现高压蒸煮法处理胚芽粕需,而浸泡法则需要。 通过电镜扫描,观察高压蒸煮法处理玉米胚芽粕与传统的浸泡法处 理胚芽粕,对比发现,高压蒸煮处理玉米胚芽粕更有利于纤维素和 淀粉的水解,得到的蛋白质和用传统的浸泡方法提取得到的蛋白质 的面形态比较相似,但又不是完全一样。.通过试验获得的玉米胚芽蛋白的 最佳酸沉为.。然后对分离后 的上清液进行超滤浓缩得到蛋白浓缩液,最后将浓缩液和前面获得 的蛋白质沉淀混合后干燥,得到玉米胚芽分离蛋白。得到的产品中 .%。 蛋白质含量可达到 .%,蛋白质的得率为 .对比分析从三种原获得的蛋白产品氨基酸成分,发现从高温粕、 低温粕和活性粕中提取的蛋白产品氨基酸种类差别不大。对产品的 吸水性、起泡性、乳化性和乳化稳定性进行测定,并与大豆分离蛋 白做对比,发现从玉米胚芽粕得到的蛋白产品的吸水性没有大豆分 离蛋白好,但是它的起泡性明显比大豆分离蛋白要好;从活性玉米 胚芽粕中得到的蛋白产品乳化性和乳化稳定性与大豆蛋白基本一 样,从高温粕中得到的蛋白产品乳化性和乳化稳定性较差,但其乳 化性为.%,在食品加工方面仍有应用价值。 关键词:玉米胚芽粕,玉米胚芽蛋白,酶法,高压蒸煮,超滤 ?,.? . %%, . , , ., .,. ? , . ,, . .,? , ., . .,, . : , ?. : , ,, .%,.., .%. .% . %,.: ,,. , .% .%. . , , . ? . ? . . , . ,,,... , .%,.%..?, , . ,, ,. ., . ? ., .%. : ,,, , 目录 摘 要.? 者论??. .玉米胚芽粕....玉米籽粒结构、化学组成及功能??。 ..玉米籽粒结构 ..玉米的化学成分..玉米胚芽蛋白的功能。 .玉米胚芽蛋白国内外深加工的研究现状及应用 ..玉米的深加工现状?. ..玉米胚芽蛋白的的研究现状 ..玉米胚芽蛋白的应用. .提取玉米胚芽蛋白的方法研究?. ..从饼粕中提取玉米胚芽蛋白主要的方法?。 ..酶法提取玉米胚芽蛋白的工艺 .研究内容、目的及意义? ..主要研究内容. ..目的?。 ..意;之?.. 酶法提取玉米胚芽粕中蛋白质的研究.和方法 ..材料和试剂? ..主要试验仪器 ..工艺流程?.. ..试验方法..测定方法?. .结果与分析 ..胚芽粕中各成分分析 ..浸泡温度的影响..浸泡时间的影响?。 ..料液比的影响 ..粒度的影响? ..胚芽粕处理过程中影响因素的综合考察.. ..酶用量的影响 ..酶解时间的影响.. 值的影响。 ..酶解过程中影响因素的综合考察? .本章小结一 不同处理方法对提取玉米胚芽粕中蛋白质的影响.材料和方法??. ..试验材料?。 ..主要试验仪器 ..试验方法??。 ..测定方法?。 ..工艺流程.结果与分析??.. ..淀粉酶的添加量的确定??。 ..加入糖化酶对淀粉水解的影响.单一酶水解和多酶水解对蛋白提取效果的 比较。 ..加酶顺序对各个指标的影响 ..高压蒸煮时间对酶解效果的影响.. ..浸泡处理与酶解法结合后几个指标的含量 ..高压蒸煮处理与酶解法结合后产品中几个指标的含量.. ..两种工艺处理效果的比较。 ..电镜扫描结果分析?. .本章小结? 玉米胚芽蛋白分离提取及产品性质分析一 .材料与方法?. ..试验材料..主要试验仪器 ..工艺路线 ..试验方法..测定方法 .结果与分析??. .. 值对玉米胚芽蛋白溶解性的影响??. ..玉米胚芽蛋白最佳酸沉值的确定..玉米胚芽蛋白产品中氨基酸成分分析..不同蛋白产品吸水性质的测定..不同蛋白产品起泡性的测定??.. ..不同蛋白产品乳化性及乳化稳定性的测定??。 .本章小结. 结论与展望?. .结论?. .展望?. : 谢?.?...?..?...??.........?.....?.....??.?......?.?.?.?.??...?.?.?... ..; 参考文献。 攻读硕士期间发表的学术论文目录? 原创性声明及关于学位论文使用授权的声明 ?陕西科技大学硕士学位论文 绪论 .玉米胚芽粕 玉米又称玉蜀黍,它不仅是世界三大粮食作物之一,也是重要的饲料,玉米具有单 产高,增产潜力大等优点,在农业生产中占有重要的生产地位。作为工业原料,玉米比 甘薯含有更高的脂肪和蛋白质成分,因此自世纪年代以来世界上的淀粉、淀粉糖、 酒精等工业产品,越来越多的用玉米代替甘薯作为原料,从而大大促进了玉米生产的发 展。 美国作为世界上第一玉米生产大国,年产量为亿多吨,其播种面积占世界总面积 的%以上,产量占%,在近年来的国际玉米贸易中占%的份额。我国玉米的年产 量为.亿吨左右,居世界第二位。根据联合国粮农组织报道,年世界玉 米播种面积为.亿公顷。其中种植面积较大的国家有美国、中国、巴西、墨西哥和南 非,分别占世界种植面积的.%、.%、.%、.%、.%。总产量大约在.亿吨 【】。国际谷物理事会统计的世界主要玉米生产国历年的产量如表.所示。 表世界玉米主产国历年玉米产量表单位:百万吨 垫呈:垒翌曼幽宝兰 璺 罂巴璺坚垒翌?呈宝璺垡竺翌 翌塑坚 / / / / / 国家和地区 玉米胚芽粕是玉米胚芽经提油后的残渣,是玉米油加工企业的主要副产品,是一种以 玉米纤维和蛋白质为主的高营养物质。其中粗蛋白的含量在%~%,其生物效价 值与/推荐值相接近,与大豆酪蛋白相差无几,比大米和精制面粉高,是一种 优良的蛋白质资源。玉米胚芽在经过榨油后,除油脂含量降低外,其他大部分的营养成 分基本保留在了胚芽粕中,但国内工厂一般对玉米胚芽粕仅当做饲料进行处理,并没有 发挥出其潜在的生物价值。目前,国内外大多利用玉米胚芽蛋白作为蛋白质添加剂, 广泛用于焙烤、肉制品中,在生产膨化小食品方面也有所应用。 .玉米籽粒结构、化学组成及功能从玉米胚芽粕中分离提取胚芽蛋白的方法研究 ..玉米籽粒结构 玉米粒主要由三部分构成,分别是:种皮,含淀粉层的胚乳和胚芽。玉米的籽粒结 构如图所示。 ? ‘ ?了 图.玉米籽粒结构 ..玉米的化学成分 玉米的化学成分如表.所示。 表.玉米中的化学成分 成分 范围% 平均值% 其籽粒各部位的组分如表.所示。 陕西科技大学硕士学位论文 表玉米籽粒各部位的组分单位:% 撕璺宝: 巴巴 :塑 ???????????????????????????????????????????????????????????????????一???????????????????????????????????一 成分 全粒 胚乳 胚芽 玉米皮 玉米冠 玉米中蛋白质的含量大约在%%,其中%蛋白质分布在胚乳中,只有%蛋 白质在胚芽中。胚乳中的蛋白质主要以醇溶蛋白和谷蛋白为主,分别占蛋白质含量的% 左右,而白蛋白和球蛋白的含量仅有‰%。由于胚乳中缺乏赖氨酸和色氨酸,从而造 成了生物学价值较低。但是玉米胚芽中蛋白质主要是以白蛋白和球蛋白为主,所含有的 赖氨酸和色氨酸也都比胚乳高得多,且富含了人体中所必需的全部必需氨基酸,所以玉米 胚芽蛋白质的生物学价值高达%%,而胚乳蛋白质只有%%。因此,从营养 学的角度而言,玉米胚芽中的蛋白质是一种生物学价值较高的蛋白质。 玉米胚芽位于玉米籽粒一侧的下部,是玉米生长和发育的起点。玉米胚芽质 量虽然 只占了玉米籽粒的%%,但其营养价值要比胚乳高,是玉米籽粒中营养成分含量最 高的部分。它集中了玉米籽粒中%的蛋白质、%的糖、%的矿物质和%的脂肪【】。 玉米籽粒中胚乳和胚芽部分的蛋白质种类及含量如表.所示。 表玉米籽粒、胚乳、胚芽中各种蛋白质的含量呦,% 通过上表看出,玉米胚芽蛋白主要是由球蛋白和白蛋白组成,且含量达%。关于 玉米胚芽蛋白的生物学价值,通过酶解测定,其蛋白主要是由谷蛋白组成,且营养价值 均不低于鸡蛋蛋白和酪蛋白。按照氨基酸构成进行评定,基本上符合国际卫生组织对全 价蛋白的规定值,其生物学价值近似于人奶和鸡蛋生物学价值。玉米胚芽中蛋白质的氨 基酸组成不同于胚乳,人体所必需氨基酸含量比较高,特别是玉米胚乳中缺乏的赖氨酸 和色氨酸。玉米胚芽蛋白的氨基酸组成与鸡蛋中蛋白质的氨基酸组成成分非常接近,与从玉米胚芽粕中分离提取胚芽蛋白的方法研究 /推荐的人类蛋白质有着较好的一致性刚。玉米胚芽蛋白的必需氨基酸组 成如表.所示。 表玉米胚芽蛋白的必需氨基酸组成玉米胚芽蛋白 玉米胚乳蛋白 竺兰竺:兰: 型 型曼 兰兰竺 . . . 组氨酸 异亮氨酸 . . . 亮氨酸 . . . . . . 赖氨酸 . . . 蛋氨酸半胱氨酸 . 苯丙氨酸酪氨酸 . . 苏氨酸. . . 缬氨酸 . . . . . . 色氨酸 玉米胚芽蛋白的生物价在%%之间,与大豆蛋白%接近、与大米%、 精制面粉%的生物价相比要高。在常见谷物中,玉米胚芽蛋白的氨基酸评分是 是最高的。它与常用谷物蛋白的氨基酸评分见表表.。 表常用谷物氨基酸评分 伊 玉米胚芽中脂肪的含量最高,占整个玉米胚芽重量的%.%,因此,玉米胚芽 主要是作为一种油料资源,用于制取玉米胚芽油。提油之后的玉米胚芽饼粕中含有玉 米纤维和蛋白质等多种成分,但是由于有一种特殊的异味,一般多作为饲料进行销售。 如果玉米胚芽分离效果好,再经溶剂浸出法提油,对该方法获得的玉米胚芽粕进行脱溶、 脱臭后,玉米胚芽粕就可以作为一种良好的食品添加剂使用,如添加在面包、饼干、糕 点中,也可以用来提取玉米分离蛋白或将它加工成玉米胚芽饮品。 ..玉米胚芽蛋白的功能 陕西科技大学硕士学位论文 达.%。脱胚方 玉米胚芽蛋白在碱性条件下有较好的溶解性,其氮溶解指数 式和脱脂方式的不同会对玉米胚芽蛋白的溶解性等功能特性产生一定的影响。在低温条 件下,采用干磨脱胚和超临界萃取除油获得的玉米胚芽蛋白有很好的功能特性。 玉米胚芽蛋白具有较好的吸水性,其吸水性比乳清浓缩蛋白和大豆蛋白都要好很多。 玉米胚芽蛋白的吸水性受脱胚方式的影响而不同,等通过对干磨法和湿磨法获 得的玉米胚芽蛋白粉吸水性的测定,发现两者的吸水性分别为./和.~./。 等人的研究了玉米胚芽蛋白的吸油性,发现玉米胚芽蛋白与脱脂乳粉和大豆浓 缩蛋白有类似的吸油性,但比酪蛋白钠盐和乳清浓缩蛋白要低。利用玉米胚芽蛋白的 这一性质,可以将玉米胚芽蛋白作为蛋白质添加剂用于碎肉制品中,从而提高产品的品 质,降低生产的成本。 玉米胚芽蛋白在等电点区域,乳化活性最低,这说明乳化活性与溶解性密切相关。 张鸣镝等人研究证明了玉米胚芽蛋白在..时,蛋白质的乳化活性有明显的提高, 并且乳化的稳定性也比较好【】。等人也报道,脱脂玉米胚芽粉在为..时 乳化活力比较茼?】,可以当做一种蛋白质添加剂应用在食品工业中。 关于玉米胚芽蛋白质的发泡性和泡沫稳定性, 通过对玉米胚芽蛋白粉、 小麦胚芽蛋白粉、大豆蛋白粉、脱脂乳粉的发泡性和泡沫稳定性进行比较,通过比较可 以发现玉米胚芽蛋白粉的发泡能力最好,在内,泡沫的稳定性最好;蛋白质浓度、 值均会对玉米胚芽蛋白粉的发泡性和泡沫稳定性产生一定的影响【”】。 玉米胚芽粕在经过了干燥、研磨、筛理以后,通过消除其不良风味,可以使适口性变 的良好,且容易被人体吸收,可转变成一种风味良好、加工性能以及营养价值 均良好的食 品添加辅料。榨油后玉米胚芽蛋白就几乎全部残存在玉米胚芽粕中,因此分离提取胚芽 蛋白使它得到有效利用就十分有意义。 .玉米胚芽蛋白国内外深加工的研究现状及应用 近年来,每年世界的玉米总产量和总消费量都保持在亿吨以上,其中美国居首,我 国位列第二。作为农产品,玉米含有丰富的营养物质,具有极高的工业加工价值。工业 消费已占玉米的消费总量的%以上,并呈现不断上升的趋势。而且玉米加工产品种类 不断丰富,由过去单纯的淀粉产品发展到变性淀粉、淀粉糖、玉米油、味精、酒精、蛋 白饲料和柠檬酸等多种产品【】。目前,由于世界能源的紧缺,特别是石油资源的紧缺及 愈加严重的污染问题,促进了玉米产业的发展。因此,玉米产业必将成为农产品加工中 用途最广、产品最多、最有发展潜力的产业之一。 ..玉米的深加工现状 玉米加工包括初级加工和深加工两个阶段。初级加工主要是将玉米破碎和分离后, 加工成玉米面粉、胚芽、和淀粉等初级产品。一部分满足人民生活食用需求, 一部分用 从玉米胚芽粕中分离提取胚芽蛋白的方法研究 于精深加工及其他的工业原料或辅料。深加工主要针对玉米淀粉采用生物化工技术对淀 粉进行再加工和转化,再加工的产品分为糖类;醇类,如乙醇;有机酸类,如乳酸、柠 檬酸:氨基酸和变性淀粉五大类。 美国是全球玉米工业利用最发达的国家,其产品主要用于代替汽油作为汽车燃料。 玉米深加工现状及发展趋势:一是深加工产品多样化。例如把分离出来的玉米胚芽制 成玉米油,因其富含亚油酸和维生素,适于老年人食用,被称为保健油。还有将酒精 蒸馏废液回收到玉米浸泡及发酵过程,蒸馏废液经浸泡后,固形物的浓度得到提高,然 后浓缩一起并入纤维蛋白饲料。二是玉米深加工技术的先进化。美国在发展玉米精深加 工方面力求技术创新,尤其是在节约原料、节水、节能、提高产品质量、减少污染及提 高生产效率等方面的技术。例如,采用快脱纤维法和快脱胚芽法,不仅提高了加工效率, 还提高了饲料副产品的价值。而且,对研磨技术进行改造后,有效提高了发酵 罐的实际 产量。第三,玉米加工不断向精深化方向发展。例如,采用酶法把淀粉转化为葡萄糖类 产品,然后经发酵作用加工成各种终产品。第四,玉米开发利用的综合化。近年来,美 国为缓解石油危机,不断加强开发玉米燃料乙醇来代替石油。由于人们对玉米成分及其 营养价值的方面的认识的不断提高,随着玉米加工技术的迅速发展,玉米开发利用的综 合化是玉米加工企业的必然趋势。 虽然我国的主要粮食作物之一就是玉米,但是玉米开发利用水平与国外相比还有很 大差距。比如,将大多玉米用于饲料加工或原淀粉的加工,这样就对富含优质蛋白和脂 肪的玉米胚芽造成了极大地浪费。国外先进的加工利用经验表明,要提高玉米地经济价 值,就要对玉米各部分的有效成分进行合理利用,综合开发【洲。目前,我国每年用于玉 米深加工的玉米总量在万吨左右,占玉米总产量仅有%,缺乏大型的玉米加工企业。 很多淀粉加工企业没有饲料加工车间,所以一些副产品如蛋白粉、玉米皮、胚芽饼粕等 只经粗加工或不加工就直接销售,原料利用不充分,造成浪费。因此,针对我国玉米种 植、加工、贸易等环节分离等缺陷,必须提高企业与农户的关联程度,延长产业链,开 发多种类的产品、合理充分利用原料,改善玉米开发层次低、产品结构单一的现状。 ..玉米胚芽蛋白的的研究现状 玉米胚芽是玉米中营养物质最丰富的部分,它除了富含脂肪、糖类、无机盐类、蛋 白质外,还含有较为均衡的人体必须氨基酸和维生素类。玉米胚芽蛋白主要由清蛋白、 球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白组成,每种分离蛋白都有其自身的功能性质和加工用途,为 了能更好地开发利用玉米胚芽蛋白资源,有必要对其所含的各种蛋白进行分离并加以利 用。 近年来,国内外学者对玉米胚芽的深加工做了大量的研究工作,很多学者将玉米胚 芽蛋白用作蛋白质添加剂,应用于焙烤食品、肉制品,.、膨化食品的生产方面嗍,并 陕西科技大学硕士学位论文 对脱脂玉米胚芽蛋白及其酶解液的功能性质做了一些初步的研究工作。陆晓 滨等【】 利用蛋白酶对玉米胚芽蛋白进行酶解,并将这种酶解液用于酱油生产中,取得了较好的 效果,为玉米胚芽蛋白在调味剂方面的应用开辟了新的途径。罗勤贵等【,,】利用脱脂后的 玉米胚芽粕开发面包新品种,研究认为,在面包制作中添加玉米胚芽粕是可行的。肖志 刚等删利用不同溶剂提取相应分离蛋白的工艺条件,为进一步研究各种分离蛋白的功能 品质等奠定前期基础。 ..玉米胚芽蛋白的应用 由于玉米胚中的蛋白质所含的大部分是白蛋白和球蛋白,赖氨酸和色氨酸含量比胚 乳高很多,所以其生物学价值也很高。消除脱脂玉米胚芽粕的不良风味后, 胚芽粕的适口性变好,而且易被人体吸收,可转变成一种风味、营养价值和加工性能均良 好的食品添加辅料。其在食品中的应用范围越来越广。 焙烤、膨化食品方面的应用 玉米胚芽蛋白氨基酸组成均衡、必需氨基酸含量高,是一种很好的食品营养添加剂。 添加玉米胚芽蛋白,可以弥补焙烤食品中小麦蛋白质中赖氨酸和苏氨酸的不足,起到蛋 白质强化剂的作用。 张鸣镝等研究了在制作面包、焙烤饼干等糕点食品时添加玉米胚芽蛋白粉,可弥 补小麦蛋白中赖氨酸和苏氨酸的不足,起到强化蛋白质的作用。刘传富等【】、辛欣【的 研究表明,甲硫氨酸和赖氨酸能改善面包品质。玉米所含的脂肪、糖类和矿物质等,可改 善食品的营养和品质特性。 肉制品中的应用 传统的蛋白质添加剂有大豆蛋白、乳清浓缩蛋白、酪蛋白等。目前,国内肉制品的 蛋白质添加剂主要使用大豆分离蛋白和大豆粉。 李晶等研究发现,在碎肉制品中用玉米胚芽蛋白取代大豆分离蛋白,二者有很相近 的固体脂肪乳化能力,但是对油的乳化稳定性和凝胶性前者均比大豆分离蛋白好;添加 玉米胚芽蛋白后,产品的性能如咀嚼性、硬度、黏结性等与添加大豆分离蛋白无显著差 异州。等发现在制作牛肉馅饼时中添加.%..%的玉米胚芽蛋白粉可增加其持水 性和持油性,增强其乳化稳定性,并能改善产品的组织特性。 饮料中的应用 国内研究较多的是利用玉米胚芽生产蛋白饮料。高景华用经过超临界萃取法提油 后的玉米胚芽为原料,生产玉米胚芽蛋白饮料,由于脱脂玉米胚芽本身具有很强的乳化 能力,所以在配方中没有加乳化剂,只加入适量的增稠剂,即可以使产品保持稳定,而 且产品色泽乳白,具有鲜玉米特有的香味【】。马晓军以玉米胚芽为原料,对玉米胚芽汁 的生产进行了研究,由于在生产工艺中未去除玉米胚芽中的油脂,所以完全保持了玉米 从玉米胚芽粕中分离提取胚芽蛋白的方法研究 胚芽的营养,经工厂化生试验验证,其产品品质稳定、口感细腻滑润、饮后余香无穷【。 其他方面的应用 等将玉米胚芽粉与玉米淀粉、牛奶蛋白混合,其中玉米胚芽粉占%,采用挤 压膨化技术生产的小食品,口感酥脆,营养丰富【】。陈雪梅等以谷物胚芽为底物,选用 木瓜蛋白酶酶解蛋白,其水解度可达.%,且水解液无苦味;而且通过蛋白酶酶解后, 谷物胚芽蛋白质变成氨基酸和小分子肽,有利于人体吸收,可作为特定人群,如消化道 蛋白酶分泌不足患者、老人、过敏性婴儿等的膳食蛋白来源。 玉米胚芽蛋白具有良好的功能性质,其氨基酸组成均衡,营养价值高,是一种很好 的蛋白质资源,可在食品工业中广泛应用。我国作为玉米生产大国,深度开发玉米胚芽 蛋白质资源,具有广阔前景和巨大的经济效益。 .提取玉米胚芽蛋白的方法研究 ..从饼粕中提取玉米胚芽蛋白主要的方法 , 水相法:采用不同水相水、稀酸、稀碱、稀盐将蛋白提取出来,在蛋白质等电点 附近再将蛋白质进行沉淀,通过分离干燥制取玉米胚芽蛋白。此方法在制取玉米胚芽蛋 白方面具有工艺操作简单、成本低等优点,容易进行实际的应用,但这种方法在工业生 产中往往蛋白质得率比较低。肖志刚等用该方法分步提取玉米胚芽中的清蛋白、球蛋 白、醇溶性蛋白和碱溶性蛋白,确定了各种分离蛋白较佳的提取工艺条件。李宝玉,代 小容【采用碱溶酸沉法研究了玉胚芽分离蛋白的生产工艺,给出了制备玉米胚芽分离蛋 白的工艺条件。 双液相萃取法:金英姿等【拍】用超临界流体萃取法对玉米蛋白进行前处理,萃取 压力,萃取温度?,萃取时间,流量/,萃取率达.%,为制 备高值低聚肽打下了基础,对提高玉米蛋白资源的综合利用具有重要意义。 超滤、渗滤法:利用超滤膜对分离组分选择性,截留分子量较大的各种蛋白质分子 或相当粒径胶体物质,可将蛋白质浓缩和分离并保留在截留物中,产品蛋白具有较佳氨 基酸组成。缺点为膜容易被阻塞,分离效率下降。周大寨等利用超滤法分离提取芸豆 中的蛋白质,得出超滤分离纯化工艺的最佳条件为:压力差.、泵功率%、料 液浓度%、料液.条件下,经过四次超滤后,蛋白质纯度可保持在%左右。 蒋连平在《菜籽饼粕中分离蛋白的制备及其酶解条件研究》中得出:在温度、流速 和压力.条件下进行超滤浓缩,提取液中蛋白一次沉淀率达至.%。超滤过程 中,蛋白截留率达到.%,经中型膜放大试验发现蛋白截留率仍然达到%左右闱。 酶法:利用酶将玉米胚芽粕中蛋白质充分溶出或以酶法除杂的思想除去胚芽粕中的 纤维素、淀粉类杂质以提高蛋白质收率。此方法中酶制剂的成本较高。刘晓等【】利用纤 维素酶与多级酸洗相结合的方法从玉米蛋白粉中提取蛋白质,得到蛋白产品中蛋白质含 量达.%。 陕西科技大学硕士学位论文 目前比较适用的国内外众多厂家大批量生产玉米胚芽蛋白方法主要是水相法,即碱 溶酸沉法,这种方法具有工艺操作简单、成本较低,易于工业化生产等优点。但是该法 废水不易处理,容易造成环境污染等问题。在一些比较发达的国家,如美国,日本等已 开始尝试用超滤法和离子交换法生产玉米胚芽粉粒蛋白。应用超滤法可达到浓缩、分离、 净化的目的,而且还可以得到较高品质的蛋白质,特别适于分离蛋白质的制备。但是由 于膜通量的限制、膜寿命以及膜污染等问题,国内只处于研究试验阶段,实际生产中采 用较少。 ..酶法提取玉米胚芽蛋白的工艺 酶法提蛋白的工艺是在机械破碎的基础上,采用能够降解植物油料粕中细胞壁的酶 如纤维素酶,通过酶的作用,使蛋白质尽可能从油料粕中释放出来,再利用蛋白质的 一些特殊性质进行分离提取。通常用到酶主要有纤维素酶,半纤维素酶,果胶酶,. 淀粉酶等。一般是多种酶共同作用的效果要比单一酶水解效果好,因为酶作 用具有专一 性。所以选择几种合适的酶混合使用,能更彻底地降解掉原料中的杂质成分。 用酶法提取蛋白质得到废液中主要成分是糖类物质,可以进一步的利用,如用于发 酵生产单细胞蛋白等。而且酶的作用条件温和,如反应可以在较低温度下进行,副反应 少,体系中的降解产物一般不会与所需提取物发生反应,这样就能够有效的保持原料中 蛋白质的各种特性。 影响酶作用的因素主要有:原料的破碎程度。原料的粉碎程度是影响酶作用和蛋 白提取效果的重要因素之一。一般情况下,粉碎程度越高,蛋白提取效果越好。这是由 于研磨细度直接影响酶解过程中的底物浓度,以及酶的作用面积。酶的种类和浓度。 酶的作用温度、时间、值以及其他影响因素,如酶法提蛋白过程中,加水量也对蛋白 得率有影响,其结果与原料中蛋白所含种类的不同而有所差别。酶的作用温度、 值。这两个因素受酶的种类、来源影响很大。不同的原料采用不同的酶,其作用时间、 温度、值也会有所不同。酶作用的在...之间,如纤维素酶、果胶酶的最适 为...。确定酶解时间应以对原料成分的破坏程度来衡量,还需要兼顾的生产周 期、耗能情况和蛋白质得率等因素,一般控制在内。 本课题主要采取单因素和正交实验来确定玉米胚芽蛋白提取的最佳条件,用多酶水 解法和超滤相结合的方法制备玉米胚芽分离蛋白,并研究了产品的性质。 .研究内容、目的及意义 ..主要研究内容 我国是玉米生产大国,随着近年来玉米油企业的发展,有着大量来源丰富、价格低 廉的玉米胚芽粕资源,提油后玉米胚芽中的营养成分几乎全部残留在胚芽粕中,而其中 的蛋白质如能得到很好的开发利用,就会对我国蛋白资源严重缺乏问题起到一定的缓解 作用。目前,从饼粕中提取蛋白质的方法各有利弊。酶法虽然有成本高的问题,但酶解 从玉米胚芽粕中分离提取胚芽蛋白的方法研究 优于化学处理,因为它具有反应条件温和、专一性强、副产物少,并且易于控制等优点。 根据目前研究中发现有待解决的问题,本论文的研究内容主要包括以下几个方面: 探究玉米胚芽粕的预处理工艺,包括:浸泡工艺参数的确定,高压蒸煮处理的 最 佳工艺条件,以及浸泡法和高压蒸煮二者处理效果的比较。 研究酶水解的最佳条件,并研究各预处理方法对酶解效果的影响,结合超滤法 分离制备玉米胚芽蛋白。 采用茚三酮柱后衍生法对分离的到的玉米胚芽蛋白的主要成分进行分析。研究产 品的主要性质,包括溶解性、吸水性、起泡性、乳化性及乳化稳定性的研究。 ..目的 以下几个方面原因促使了对玉米胚芽粕中蛋白质的研究与生产: 农业:我国是玉米种植大国,有丰富的玉米胚芽资源,而玉米胚芽蛋白有很好 的持水性和乳化性,其生物活性肽具有特殊的生理功能,易被人体吸收,安全性高。 蛋白质资源相对贫乏:整个世界的人口不断增加,人类的食品资源将进一步紧 张起来。而我国是蛋白质资源严重缺乏的地区,将大量的廉价的玉米胚芽粕中含有的蛋 白质转化为人类优质的食品蛋白源具有重要的社会和经济意义。 工业:近年来,在玉米的消费中,工业消费占消费总量的%以上,并呈不断上 升的趋势。 玉米深加工技术:玉米生产加工中会伴随产生大量的副产物,要提高玉米加工产 业的社会及经济效益,就要不断提高玉米加工综合利用深度加工与整体开发的技术水平。 ..意义 目前,国外在玉米胚芽蛋白功能性质方面也只是做了初步的研究工作。而国内在研 究玉米胚芽方面,还局限于油脂方面的研究,关于玉米胚芽蛋白研究方面的报道甚少, 特别是在有效利用玉米胚芽蛋白方面的研究更为少见。对玉米胚芽粕的应用,主要是用 作饲料,这样不仅经济价值较低,同时也造成了宝贵蛋白质资源的浪费。我国玉米胚芽 蛋白原料丰富、价格低廉,因此积极开发其在食品和保健品方面的应用有十分重要的意 义。 由于玉米胚芽粕中的纤维素、淀粉成分和蛋白质包络结合不利于蛋白质的释放,如 果能够有效去除其中的纤维素和淀粉,对提取其中的蛋白质具有重要意义。本课题采用 除杂的思想,用酶水解除去纤维、淀粉类物质,再结合超滤膜回收溶液中的蛋白质,可 进一步提高蛋白质得率,氨基酸回收也更加完全。而且经超滤后,滤液中的小分子糖类 可作为后续工艺中乙醇发酵的原料,这也提高了原料的利用率。 陕西科技大学硕士学位论文 酶法提取玉米胚芽粕中蛋白质的研究 提取油脂工艺不同会使玉米胚芽粕中主要成分的性质有所不同,主要的提油方式有 三种:一是将玉米胚芽经过除杂、轧胚、蒸炒、压榨后提取玉米胚芽油的传统工艺;第 二种是溶剂浸泡法提取玉米油,所得胚芽粕在室温下进行脱溶处理。还有一种是超临界 萃取法。这种方法提油,压榨法提油,所得玉米胚芽粕中残油率很低,只有%左右, 从所得的胚芽粕中提取蛋白质不需脱脂,但其中的蛋白由于经过高温处理,部分可能己 经变性。溶剂法和超临界:萃取法的提油后所得玉米胚芽粕残油量较高,在%左右, 从中提取蛋白需预先脱脂,但由于这两种方法都是在较低温度下进行,较好的保持了蛋 白质原有的性质。 目前,国内工厂对玉米胚芽粕一般均做饲料处理,并没有较大发挥其潜在的生物价 值。由于玉米胚芽粕中的纤维素成分和蛋白质包络结合不利于蛋白质的释放,如果能有 效除去其中的纤维素成分,对提取其中的蛋白质具有重要意义。 本章采用纤维素酶水解除去纤胚芽粕中的纤维成分,使蛋白质尽可能从纤维素之间 以及由纤维素等组成的细胞壁中释放出来,再利用各种提取的蛋白质方法,分离提取玉 米胚芽粕中的蛋白质。采用酶法提取蛋白质,不仅反应条件温和,如低温,无化学反应, 体系中的降解产物一般不会与提取物发生反应,酶作用的专一性强、副产物少、易于控 制,而且得到酶解液中含有大量的糖类物质,可用于乙醇发酵工艺,这样对原料的利用 就会更加合理和充分。 .材料和方法 ..材料和试剂 玉米胚芽粕:西王集团技术开发中心; 纤维素酶酶活:万/:和氏璧生物科技有限公司; 氢氧化钠:天津市恒兴化学试剂有限公司 硫酸铜:天津市恒兴化学试剂有限公司 硫酸钾:天津市恒兴化学试剂有限公司 乙醚:天津天力化学试剂有限公司 浓硫酸:北京化工厂 硼酸:天津市百世化工有限公司 浓盐酸:国药集团化学试剂有限公司 甲基红:天津市佳惠天新精细化工开发中心 溴甲酚绿:天津市佳惠天新精细化工开发中心 ,一二硝基水杨酸:上海润捷化学试剂有限公司从玉米胚芽粕中分离提取胚 芽蛋白的方法研究 酒石酸钾钠天津天力化学试剂有限公司 无水亚硫酸钠天津天力化学试剂有限公司 柠檬酸:天津市百世化工有限公司 硝酸钠: 天津天力化学试剂有限公司 氢氧化钾:天津市恒兴化学试剂有限公司 ..主要试验仪器 型高速万能粉碎机:天津市泰斯特仪器有限公司; 电子天平:北京赛多利斯仪器系统有限公司; ?.型电热恒温水浴锅:东方电工仪器厂; .水浴振荡器:哈尔滨市东明医疗仪器厂; .型电热蒸汽消毒器:江阴溶江医疗设备厂; .型电热鼓风干燥器:天津市泰斯特仪器有限公司; ..离心机:湖南星科科学仪器有限公司; 型可见分光光度计:上海光谱仪器有限公司制造; .循环水多用真空泵:郑州杜甫仪器厂; 马弗炉:镇江市科瑞制样设备有限公司; 计.型:上海精密科学仪器公司; ..工艺流程 胚芽粕一粉碎一浸泡一酶解一离心分离一上清液一浓缩一玉米低聚糖 沉淀 干燥 玉米浓缩蛋白 , ..试验方法 玉米胚芽粕预处理及主要成分分析 活性胚芽粕:玉米胚芽在常温下干燥,粉碎除油后的胚芽粕。将其粉碎过筛, 脱脂后在 ?恒温箱烘干备用; 低温胚芽粕:是将粉碎的玉米胚芽和号溶剂油按照料液比:的比例混合,在。 水浴锅中浸泡小时,这样反复浸泡次,所得胚芽粕在室温下进行脱溶处理。 将其粉碎过筛,脱脂后在?恒温箱烘干备用: 高温胚芽粕:是干燥的玉米胚芽在经过了软化、扎胚、蒸炒之后使水分含量 为%一%时, 陕西科技大学硕士学位论文 直接进入压榨机榨油,此时室温保持?。粉碎过筛,脱脂后在?恒温箱烘干 备用。按照..中的测定方法对原料中的主要成分进行分析。 ...胚芽粕预处理过程中单因素的研究 ....浸泡时间对酶解效果的影响分别考察浸泡时间为、、、、 后对 酶解效果的影响。 ....浸泡温度对酶解效果的影响 分别考察温度在、、、、?时对酶解 效果的影响。 .料液比对酶解效果的影响分别考察料液比在:,:,:,:,: 的条件下对酶解效果影响。 .粒度对酶解效果的影响分别考察粒度为、、、、目的胚芽粕 对酶解效果的影响。 称取一定量的胚芽粕粉,加无菌水,在温水浴振荡器水浴保温,加酶水解后, /离心分离,得固体和上清液。以纤维素水解率作为主要考察指标,对处 理效果进行评价,通过正交试验确定最佳实验条件组合。 ....胚芽粕预处理过程中影响因素的综合考察结合单因素实验结果,通过正 交试验 确定最佳实验条件组合。参考有关文献,对胚芽粕处理中的浸泡温度,浸泡时 间,粒度, 料液比试验因子及水平进行正交试验,各因素水平如表.。 表因素水平表 . ? : : : : ...酶解过程中单因素的研究 ....加量酶对酶解效果的影响考察纤维素酶的添加量分别为样品量的.%、 .%、.%、.%、.%、.%时对酶解效果的影响。 .... 值对酶解效果的影响分别考察值为.,.,.,.,.时对酶解 效果的影响。 ...酶解时间对酶解效果的影响分别考察酶解、、、、、 后对酶 解效果的影响。 称取一定量的胚芽粕粉,加无菌水,在温水浴振荡器水浴保温,加酶水解后, 从玉米胚芽粕中分离提取胚芽蛋白的方法研究 /离心分离,得固体和上清液。以纤维素水解率作为主要考察指标,对处 理效果进行评价。 ....酶解过程中影响因素的综合考察结合单因素实验结果,通过正交试验确 定最佳 实验条件组合。参考有关文献,对胚芽粕酶解过程中酶的添加量,酶解时间, 值试验 因子及水平进行正交试验,因素水平表如.。 表因素水平表表 . . . . . . ..测定方法 ...脂肪测定:索氏抽提法 ...蛋白质的测定/. 混合指示剂的配制 ..%的溴甲酚绿乙醇溶液:称取.溴甲酚绿,溶于%的乙醇,再用乙醇% 稀释至即可; ..%的甲基红乙醇溶液:称取.甲基红,溶于%的乙醇,再用乙醇%稀 释至即可; .取.%的溴甲酚绿乙醇溶液和.%的甲基红乙醇溶液混合均匀即混合 指示剂,贮于棕色瓶备用。 计算: 样品的总氮含量%鱼生气羔铲×.× 式中:为滴定样品用去的盐酸平均毫升数;为滴定空白用去的盐酸平均毫升 数; 为称量样品的克数:.为盐酸的当量浓度;为氮的原子量;.为常数毫升. 盐酸相当于.毫克氮。 ...粗纤维的测定:酸性洗涤法 原理:样品在稀硫酸的作用下,糖、淀粉、果胶质和半纤维素经水解除去后, 再用 热碱处理,使蛋白质溶解、脂肪皂化而除去。最后再用乙醇和乙醚除去单宁、 色素及残 余脂肪,所得残渣即为粗纤维。 结果计算: . :旦×% 纤维素降解率%一兰×%陕西科技大学硕士学位论文 式中:.样品中粗纤维的含量;.残余物的质量;.样品的质量。 ...灰分的测定/.。 玉米胚芽粕中除含有大量的有机物质以外,也含有一定的无机物。将蛋白原 料置于 高温炉中灼烧.?一定时间后,称量残留物的质量即为该样品中总灰分含量。 具体操作方法为:称取.玉米胚芽粕,在?干燥个小时,?加热半个小时, ?加热半个小时,再升温至?焙烧个小时。然后称重并计算。 ...还原糖含量的测定:法 葡萄糖标准曲线的绘制:准确称取干燥至恒重的葡萄糖. ,加少量蒸馏水溶解后, 定容至 ,配制浓度为 /葡萄糖标准液。分别吸取.、.、.、.、.、 .、.、.葡萄糖于支 具塞刻度试管中,用蒸馏水补加至 ,再加入. 。.二硝基水杨酸溶液,沸水浴中加热 显色,流水迅速冷却后,用蒸馏水定容 至 ,摇匀,在 波长处测吸光值。以. 蒸馏水代替葡萄糖标准溶液按同样 显色方法操作为空白调零,在 处比色,以葡萄糖量为横坐标,以吸光值 为纵坐标,绘制标准曲线。标准曲线见图.。 . . . . 磐 米. 宦 . . . . . . . . . . . 葡萄糖含量 图. 葡萄糖标准曲线 . 从玉米胚芽粕中分离提取胚芽蛋白的方法研究 .结果与分析 ..胚芽粕中各成分分析 对三种胚芽粕原料主要成分进行测定,结果如表.。 表玉米胚芽粕主要成分含量 ..浸泡温度的影响 当温度上升到一定范围时,物料黏度增大,不仅分离困难,且容易使蛋白质严 重变 性,同时耗能较多,因此必须选择合适的浸泡温度。通过对浸泡温度的考察, 结果如图 .。 含糖量..莹 褥.饕 遵一西邑嘲耱缸 懒 .媒女 .温度 图浸泡温度与糖含量及纤维素水解率的关系 .’ 由于玉米胚芽粕中的纤维素、淀粉等糖类物质易受温度的影响而发生吸胀作用,温 度越高,纤维素的吸水膨胀作用越好,在浸泡过程中,胚芽粕中的纤维素,半纤维素类 物质与酶结合越多,纤维素类的水解速度越快,对细胞的破坏程度也就越大。但当温度 升高到一定值时,继续升温对纤维素的酶解作用不再增大。 由图.看出,随浸泡温度的增加,溶液中的糖含量和样品中的纤维素降解率都增加, 陕西科技大学硕士学位论文 当温度升至时糖量和纤维素降解率都达到最大,但在时二者增加幅度最大,因 此,从经济节约的角度综合考虑,选择最佳浸泡温度为。 ..浸泡时间的影响 浸泡时间的长短主要影响蛋白质含量和溶出率,在一定时间内,浸泡时间越长,浸 泡效果越好。但当浸泡时间达到一定范围后,浸出效果趋于恒定,若继续浸泡就没有意 义。考察浸泡时间,其结果如图.。 含糖量翼 缸 一零邑得襞逝撇爨虹 浸泡时间 浸泡时间与糖量及纤维素水解率的关系? .浸泡时间越长,越有利于纤维素和淀粉的吸水膨胀。植物细胞吸水膨胀后,增大了 与酶的接触面积,有利于酶解作用的进行。但当浸泡超过一定时间后,由于纤维素的吸 胀作用达到饱和值,因此继续延长浸泡时间对酶解效果作用不再增大。 由图.看出,随浸泡时间的增加酶解液中糖含量增加,但 之后,糖含量又随 浸泡时间增加而降低:其含量降低原因可能是由于浸泡时间过长,前期灭菌工作没有做 好使样品变质产菌消耗部分糖类而导致糖量下降;纤维素降解率随浸泡时间的增加而增 加,但在 后其降解效率趋于平缓,因此综合看来,选择最佳浸泡时间为 。 ..料液比的影响 加液量越大,蛋白质的溶出率和浸出效果均可提高,但超过一定量时,不仅加 大后 续废水处理工序,而且从经济的角度考虑也不合适。通过对料液比的考察, 结果如图。 从玉米胚芽粕中分离提取胚芽蛋白的方法研究 含糖量 . ,、 . 零 ; 、/ 西 . 槲 卿 涟 . 鞋 希 懒 . 爨 宓 . : : : : : 料液比 图料液比与糖含量及纤维素水解率的关系 . 浸泡过程中,加水量的多少对酶解效果也有一定的影响。加液量越多,玉米胚芽粕 中的水溶性蛋白溶出率就越多,这会造成分离蛋白的流失,而且过多的浸泡水会加大废 液处理的难度,浪费水资源;但加液量不足浸泡不充分又会不利于酶与底物充分接触, 使得酶解反应效果不好,因此必须控制浸泡时料液比保持在一个合适的水平。 由图看出,随料液比的增大酶解液中糖含量基本呈增加趋势,当料液比为: 时增加幅度最大,继续加大料液比为糖含量可能不再增加,这是因为原料中糖类物质有 限,当其完全溶解含量不会增加:纤维素降解率随料液比的增加而减小,因为加水量增 加使得酶的浓度降低,影响水解效果。因此综合考虑糖含量和纤维素水解率 两因素,选 择最适料液比:。 ..粒度的影响 充分破坏细胞结构有利于蛋白质的释放,细胞粉碎粒度越小就越有利于糖 类、蛋白 质的溶出的。通过对粒度的考察结果如图.。陕西科技大学硕士学位论文 ?卜含糖量 . . 亭 /一、 .亳 、, .鐾 砑誊 蚓 器 .蓑 如 .拳 虫 .粒度目 图.粒度与糖含量及纤维素水解率的关系 . 由于玉米胚芽粕中的还有较多的纤维素、淀粉类物质,这些物质与蛋白质结合或形 成包络结构,不利于蛋白质释放。粉碎胚芽粕可使细胞壁破坏,使纤维素、淀粉等结构 疏松,堆积密度降低,从而增大其表面积,有利于酶发挥作用。并且有利于胚芽粕中有 一 效成分如蛋白质释放出来。 由图.看出,酶解液中糖含量、纤维素水解率都随粒度大小的变化而不同。当粒度 为目时,糖量及纤维素水解率增加幅度最大;当粒度达至目时,二者继续增大, 超过目后增幅缓慢。粒度大于目后纤维素水解率有所下降,这是由于粒度太小破 坏了蛋白质结构,而且粒度太小会增强原料的乳化性,使得纤维素酶不能充分的与原料 接触导致纤维素水解率不高。由图.综合看来,选择最佳粒度为目。 ..胚芽粕处理过程中影响因素的综合考察 通过对胚芽粕处理因素做正交试验,结果如表.。 从玉米胚芽粕中分离提取胚芽蛋白的方法研究 表胚芽粕处理影响因素水平正交试验结果 ? .聃 目 ~ .~ & 耽 . ~ 岛 功. & 域 舢 . 功 巨 赴 研 . 赴 耽 瓯. 助 功 ’瑰 玩 赴赴 取 . ~? 如 . 如 耽 功 勖 . 风 现 巨 恕 . 屹 功 . ~~ 现 耽. ~ 啦 功 . 塔 风 ? 日 ~ 坫 ~ 风 了 功 助 砒 ? 嬲 姗 川 硒 枷 舢 姗 粼 嬲 磁 墓 嬲 踟 嬲 舢 硒 ? 舭 必 姒 删 嘶 黜 娜 姗 刚 鲫 ;鑫 螂 ? 虹 ? 娜 踟 湖 跏 湖 邮 泓 嘶 泓 娜 . . . . . 目,料液比 由表.中的实验结果及极差分析表明,当胚芽粕粒度为 陕西科技大学硕士学位论文 :,浸泡时间为 ,浸泡温度?时,纤维素水解率达.%,浸泡处 理效果最好。在胚芽粕处理过程中四个因素对处理效果影响大小次序依次 是: 浸泡温度浸泡时间料液比粒度。正交结果还可看出,,胚 芽粕处理的最佳条件组合为。 ..酶用量的影响 纤维素酶的添加量越多越有利于胚芽粕中纤维素的水解,但当加入量超过 一定范围时,酶解效果不再提高,而且添加过多会造成酶的浪费。因此需要对 纤维素酶添加量加以考察,考察结果如图.。 含糖量。高骝 耱 一零邑料琏繁懒翳女 . . . . . . 酶用量% 图酶用量与糖含量及纤维素降解率的关系 . 由图看出,在水解胚芽粕中纤维素的过程中,纤维素酶用量最高.% 时,纤维素水解效果反而下降,这说明加酶量过高不利于酶的作用效果。这是 由于过高的加酶量使得溶液黏度增加,妨碍了底物的扩散,从而降低了酶反 应 的速度。图.的结果说明,随酶用量的增加糖含量和纤维素降解率都增加, 当酶的添加量为样品量的%时,酶解液中糖量、纤维素水解率增幅都较大, 继续增加酶用量,糖含量和纤维素水解率继续增大但增幅不大:因此综合考 虑, 纤维素酶的最适添加量为样品量的%。 ..酶解时间的影响 在一定时间内,酶解时间越长水解越彻底,但酶解时间过长,酶活力下降, 对水解作用效果不大,因此需要对酶解时间进行考察。通过考察,结果如图.。 从玉米胚芽粕中分离提取胚芽蛋白的方法研究 , 含糖量 、 . 零.芎 褂.萎般 一西邑咖舞姐 .墼蛐、 . 酶解时间 图酶解时间与糖含量及纤维素降解率的关系 . 在对纤维素的酶解过程中,酶解的时间越长对纤维素的水解效果越好,但 超过酶的最适作用时间以后,酶的活力就会下降,继续延长酶解时间对酶解 效 果没有多大作用,而且酶解时间太长,容易引起原料中微生物的生长,抑制酶 解的效果,造成纤维素水解率降低,而且微生物的生长还会消耗酶解液中的 糖 类、蛋白质等,从而造成酶解液中糖类物质含量下降,为后续利用带来一定的 不利影响。 由图.看出,随着酶解时间的增加,酶解液中糖含量以及纤维素降解率 都呈增加趋势,当酶解时间为 时,糖含量和纤维素降解率同时达到最高, 后糖含量和纤维素水解率都有所下降,主要是因为微生物的生长造成的。 。 考虑到能源和微生物污染等问题,因此确定最佳酶解时间为 .. 值的影响 在一定范围内,纤维素酶的作用效果随值增大而提高,但超过酶解所需 的范围时,酶解作用不再提高甚至由于值过高酶活受到抑制,导致酶解 效果降低,通过对值的考察,其结果如图.。陕西科技大学硕士学位论文 ?卜含糖量零 邕 一? ’ 瓣 萋 霎 锻 缸 ? 萎 . . . . . . 图 值与糖含量及纤维素降解率的关系 . 酶对环境酸碱度极为敏感。每一种酶只有在其限度的范围内才表现活 性。在有限的范围内,酶活力也随环境的改变而有所不同。在保持酶促 反应其它条件不变且为最佳状态时,以酶促反应速度对作图显示:大 多数酶的活力与反应环境的关系表现为钟罩形曲线。即某一种酶只能在一定 条件下才显示出最高催化活力,高于或低于此,活力都会下降。 由图.看出,当值在.?.的