大豆是植物蛋白中含有蛋白质最高植物,含有丰富的赖氨酸、亮氨酸、苏氨酸和色氨酸等八种人体必需的氨基酸。然而由于不同蛋白质的氨基酸组成与空间结构不同,在人体内的消化 吸收率也大不相同。因此,有效利用好这些蛋白质资源,对蛋白质进行水解是十分有必要,经过水解后的产品已被广泛应用于保健食品、医药当中。
木瓜蛋白酶简称木瓜酶,是利用未成熟的番木瓜果实中的乳汁,采用现代生物工程技术提炼而成 的纯天然生物酶制品。木瓜蛋白酶是一种含疏基肽链的内切酶,分子量为23400,氨基酸残基数212,对动植物蛋白具有较强的水解能力,能够水解大豆蛋白制作大豆肽。通过木瓜蛋白酶水解研究温度、pH、底物浓度和酶浓度四因素,对木瓜蛋白酶水解大豆蛋白的影响。
1、pH对木瓜蛋白酶水解度的影响
设定大豆蛋白溶液温度为55℃、底物浓度为 4%、酶浓度为2.5%、反应时间为30分钟的条件下, 测定不同pH下木瓜蛋白酶水解大豆蛋白的水解度,从图中可看出pH在6.5~7.5时,大豆蛋白水解度随着pH的增大而增大,当pH为7.5时,大豆蛋白水解度达到最大,pH超过7.5之后,大豆蛋白水解度随pH的增大呈下降趋势。这说明,木瓜蛋白酶的活性在pH 7.5时最大,因此,木瓜蛋白酶水解大豆蛋白最佳pH为7.5。
2、温度对木瓜蛋白酶水解度的影响
设定大豆蛋白溶液pH为7.5、底物浓度为4%、酶浓度为2.5%、反应时间为30分钟的条件下,测定不同温度下木瓜蛋白酶水解大豆蛋白的水解度。大豆蛋白溶液温度在45℃~ 55℃时,大豆蛋白水解度随着温度的增大而增大, 当溶液温度为55℃时,大豆蛋白水解度达到最大,温度超过55℃之后,大豆蛋白水解度随温度的提高呈下降趋势。这说明木瓜蛋白酶的活性在55℃时 最大,因此,木瓜蛋白酶水解大豆蛋白最佳温度 为55℃。
3、底物浓度对木瓜蛋白酶水解度的影响
设定大豆蛋白溶液温度为55℃、pH为7.5、 酶浓度为2.5%、反应时间为30分钟的条件下,测定不同底物浓度下木瓜蛋白酶水解大豆蛋白的水解度,从图中可看出,大豆蛋白浓度在2%~4%时,大豆蛋白水解度随着底物浓度的增大而增大,当大豆蛋白底物浓度为4%时,大豆蛋白水解度达到最大,底物浓度超过4%后,大豆蛋白水解度随底物浓度的增加呈下降趋势。这说明,大豆蛋白底物浓度为4%时水解度最大,底物浓度过高会抑制大豆蛋白的水解,因此,木瓜蛋白酶水解大豆蛋白最佳底物浓度为4%。
4、时间对木瓜蛋白酶水解度的影响
在设定大豆蛋白溶液温度为55℃、pH为7.5、 底物浓度为4%、木瓜蛋白酶浓度为3%的条件下,测定不同时间下木瓜蛋白酶水解大豆蛋白的水解度,从图中可看出,木瓜蛋白酶水解反应时间从10分钟延长至40分钟时,大豆蛋白水解度随着反应时间的延长而增加。当反应时间超过40分钟时,大豆蛋白水解度增加很小。这是因为,木瓜蛋白酶水解反应超过40分钟时,木瓜蛋白酶在大豆蛋白上的作用点数目减少。因此,木瓜蛋白酶水解时间为40分钟即可,反应时间过长,水解度增加很少,酶解效率降低。
5、酶浓度对木瓜蛋白酶水解度的影响
设定大豆蛋白溶液温度为55℃、pH为7.5、 底物浓度为4%、反应时间为30分钟的条件下,测定不同酶浓度下木瓜蛋白酶水解大豆蛋白的水解度,从图中可看出,木瓜蛋白酶浓度从1.5%增 加到3%时,大豆蛋白水解度随着木瓜蛋白酶浓度 的提高而快速增加。当木瓜蛋白酶的浓度超过3% 时,大豆蛋白水解度增加很小,这是因为,当木瓜蛋 白酶与底物完全作用时,过量的木瓜蛋白酶不会增加水解速率,因此,木瓜蛋白酶水解时酶浓度为3%即可。
总结:木瓜蛋白酶水解大豆蛋白最佳的工艺条件为:温度为60℃、pH为7.5、酶浓度为3.5%、底物浓度 为5%,在此条件下,木瓜蛋白酶水解大豆蛋白40分钟,水解度达6.58%,大豆肽的氨基酸平均数目为15,大豆肽平均分子量为1875。
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