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乳清蛋白加工蛋白胨的工藝

時間:2021-11-23 16:03:59 點擊:475次

    近年來,中國乳品企業承受著國際國內需求不斷升級和市場原材料價格普遍上漲的壓力,因此,如何在乳品成本壓力驟升、盈利能力下降的行業背景下提升乳品企業的競爭力,已經成為每個乳品企業急需解決的問題。 這就需要突破傳統的乳品研發概念,依靠科技進步,調整乳制品結構,不斷進行產業升級,探索乳在食品行業之外的應用,開發出高附加值的產品。以乳品企業的大宗原料產品乳清蛋白為主要原料,利用風味蛋白酶進行水解,并確定最優的水解工藝條件,生產價值更高的蛋白胨類產品。不僅可以為乳品原料找到新的利用價值,同時還可以解決部分不合格奶或者是過期奶的問題,應對突發危機,提升廢物利用價值,同時本研究還可以為開發功能性活性肽,如酪蛋白磷酸肽、降血壓肽,降血糖肽等探索新的思路。


    酶解最優工藝條件的確定:以水解度為考察指標, 對水解條件進行優化,確定酶解的最佳工藝。 對酶濃度與底物溶液濃度比(E/S)、水解溫度(℃)、pH值、反應時間(h)進行四因素三水平正交實驗。 酶濃度與底物濃度最佳比值的確定:酶濃度與底物溶液濃度(E/S)之比,比酶濃度本身能更好地反映酶解過程中的反應速度特征。 當底物濃度一定, 而增加的酶量又未使底物濃度飽和時,則E/S越大,反應速度也越快,蛋白質的水解率也越高。但E/S過大,生產成本也相應提高,同時,也有可能導致酶自身相互水解,使酶活力降低。水解度隨E/S的增大而增大,但E/S>160.00 U/mL時,酶解率增加不明顯,考慮到生產成本問題,選擇E/S為180.00mL較為合適。


    最適酶解溫度的確定


    在蛋白質酶解過程中,溫度對酶解反應效率的影響包括兩個方面,即蛋白酶催化反應速度及蛋白酶的穩定性。 在一定范圍內升高溫度,底物轉變成產物的速度加快,酶解效率也相應提高。 溫度過高,酶蛋白變性, 酶的穩定性下降, 酶解效率隨之降低。 


    酶解最佳pH值的確定


    pH值對酶催化反應的影響包括兩個方面,即影響酶的穩定性以及酶催化底物轉變成產物。 


    酶解時間的確定


    酶解時間主要依據酶解產物的分子量分布,原則上酶解時間越長酶解產物中游離氨基氮的質量分數及短肽的質量分數越高,但要考慮生產成本,如果產品達到相關檢測指標之后,即可終止酶解過程。 


    蛋白胨產品的分析


    利用此酶解工藝條件制得的WPC水解液經過處理得到的蛋白胨產品的理化指標、氨基酸組成及質量分數可以看出,該蛋白胨產品的總氮質量分數大于12%, 氨基氮質量分數大于3%,說明該產品在質量上滿足培養基協會規定的蛋白胨類產品的要求。 同時由于乳清蛋白在氨基酸組成方面要優于其他的蛋白胨類的生產原料,所以利用乳清蛋白制得的蛋白胨產品能夠很好的滿足微生物生長的營養需求。


    核心工藝:


    使用風味蛋白酶水解WPC的最佳工藝條件為E/S(18 000 U/100 mL),溫度55 ℃,pH值為6.0,水解時間4.0 h, 底物濃度為8%。 此時, 風味蛋白酶水解WPC的水解度為46.4%。


    利用此工藝條件生產的蛋白胨產品在總氮和氨基氮質量分數上, 滿足蛋白胨產品的規格要求,其氨基酸組成豐富,微生物生長所需的谷氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸等氨基酸質量分數較高,該蛋白胨產品質量較高。


    此工藝的確定可以為乳品企業中大宗原料乳清蛋白找到新的利用途徑, 開發出更高價值的產品,同時利用此酶解工藝技術也可以為后續功能性多肽產品的開發打下良好的基礎。


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