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生物酶解对蛋清粉起泡特性及理化结构性质的影响

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生物酶解对蛋清粉起泡特性及理化结构性质的影响

作者：陈美如吉林大学

学位级别：硕士

本研究是吉林省科技厅科技发展计划项目（20190301015NY）的课题研究内容之一。蛋清粉（Egg White Powder,EWP）是由新鲜蛋清经脱糖和脱水干燥制成,具有方便储存运输、保质期长等优点。作为鲜蛋清最理想的替代品,近年来被广泛应用于食... 详细信息

本研究是吉林省科技厅科技发展计划项目（20190301015NY）的课题研究内容之一。蛋清粉（Egg White Powder,EWP）是由新鲜蛋清经脱糖和脱水干燥制成,具有方便储存运输、保质期长等优点。作为鲜蛋清最理想的替代品,近年来被广泛应用于食品加工。而起泡性作为蛋清蛋白的优良功能特性之一,在很大程度上决定了泡沫型食品（如面包、冰淇淋、奶油等）的口感与质量。为了提高蛋清粉的应用价值和经济效益,研究起泡专用型的蛋清粉具有重要意义。应用生物酶解技术开发起泡专用型的蛋清粉产品不仅可以在泡沫型食品的制作生产中发挥更高的效用,还可以提高蛋品应用的附加值,开拓应用前景,同时为今后功能专用型蛋清粉的开发提供理论指导。本文以蛋清粉为研究对象,先后分别研究了水解程度、蛋白酶类型对蛋清蛋白起泡特性及蛋白结构、理化性质的影响。最后,确定好最佳的酶解参数,研究比较了不同的干燥工艺对制备的蛋清粉起泡特性的变化,并以原蛋清粉作为对照,探究了改性前后蛋白理化结构等性质的差异,为起泡专用型蛋清粉的制备提供了基础研究。主要归纳为以下结论:（1）为考察不同水解程度下的蛋清粉及其水解物的起泡特性及理化结构性质的影响,以蛋清粉为原料,利用中性蛋白酶分别对蛋清粉进行了0、5、15、30、60、120、180 min的酶解处理。结果表明,15 min-30 min的适度酶解可以部分展开蛋白质的结构,暴露内部疏水基团,有效提高蛋清粉35-40%的起泡性能,对应于此时15 min组样品具有最高的表面疏水性和游离巯基含量。通过泡沫微观图像也可看出,15 min和30 min组样品具有最致密均一的泡沫形态。表明该阶段蛋白质的结构表现出最高的构象灵活性,促进了蛋白分子快速迁移到气-水界面吸附和重排的速率以形成更致密的蛋白质层。红外、游离巯基和凝胶过滤色谱分析表明,较长时间的水解将促进暴露的疏水残基的疏水相互作用,并伴随SH-SS的互换反应,导致进一步聚集和交联,从而提高发泡稳定性,同时降低其起泡能力。（2）为考察不同蛋白酶的类型对蛋清粉及其水解物的起泡特性及理化结构性质的影响,分别选取了碱性蛋白酶、中性蛋白酶、菠萝蛋白酶和胰蛋白酶等四种典型的蛋白酶。首先对蛋清粉进行0-180 min的酶解处理,并以起泡性和泡沫稳定性为指标,选取了综合起泡性能最高的30 min组进行后续的结构、理化性质、游离氨基酸含量的测定。结果表明,中性蛋白酶具有最佳的水解能力,且同时具有最高的表面疏水性、疏水性游离氨基酸的比例和游离巯基含量,对于提高酶解产物的起泡特性起到了积极的影响。这是由于中性蛋白酶更倾向于催化疏水性氨基酸形成的键,在暴露大量疏水基团的同时又一定程度上避免了由于疏水相互作用导致的重聚集现象。胰蛋白酶由于酶切特异性较强,只催化赖氨酸和精氨酸羧基侧的肽键,因此水解效果最差。而碱性蛋白酶因为是内切蛋白酶,具有比较广泛的酶切特异性,可以与较多的酶切位点结合来破坏蛋白的肽键,因此酶解液具有良好的分散性和疏水性,在一定程度上提高了产物的起泡性。菠萝蛋白酶是一种半胱氨酸蛋白酶,因此它自身携带的巯基基团提高了游离巯基含量的结果,也促进了SH/SS的互换反应,这一点与红外谱图中二硫键的特征峰趋势相对应,加强了分子间的交联。（3）考察了不同的干燥方式对酶解后制备的蛋清粉的起泡特性及理化结构性质的影响。结合上一章的研究结果,确定了中性蛋白酶酶解15min的酶解条件进行样品的制备。分别将酶解溶液进行真空冷冻干燥与喷雾干燥的处理,将未经任何处理的蛋清粉作为对照,研究不同的干燥方式对蛋清粉结构、理化性质及起泡特性的影响。结果表明,两种干燥方式均可以显著提高蛋清粉的起泡性并且依旧能保持较高的泡沫稳定性。其中,经过冷冻干燥处理的粉末具有最高的起泡性和表面疏水性。而喷雾干燥由于较高的空气温度易使蛋白发生疏水相互作用和SH/SS的互换反应产生部分聚集体的现象,加剧了蛋白的变性程度。色度值的结果表明,与喷雾干燥相比,冷冻干燥的条件对于蛋粉呈色物质的破坏较小,能最大程度地保持蛋清粉原有的色泽。而二级结构含量的分析表明,冷冻干燥样品较高的α-螺旋和较低的β-折叠含量使得蛋白结构同时具有良好的灵活性和稳定性,也决定了其具有优异的起泡特性。

关键词：蛋清粉生物酶解起泡性泡沫稳定性理化结构

生物酶解对蛋白起泡特性的影响因素及机理研究进展

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食品科学 2021年

作者：张婷陈美如于一丁张燕刘静波吉林大学吉林省营养与功能食品重点实验室吉林大学食品科学与工程学院

蛋白起泡性是影响焙烤制品、冰淇淋等一系列食品加工过程的重要因素。生物酶解作为一种温和、低耗能、专一性强的方法，已被应用于蛋白起泡性的改善研究中。但目前对于生物酶解调节蛋白起泡性的影响因素及机理方面的相关综述报道较少。... 详细信息

蛋白起泡性是影响焙烤制品、冰淇淋等一系列食品加工过程的重要因素。生物酶解作为一种温和、低耗能、专一性强的方法，已被应用于蛋白起泡性的改善研究中。但目前对于生物酶解调节蛋白起泡性的影响因素及机理方面的相关综述报道较少。本文综述了蛋白的起泡机理、失稳机制、影响因素，并结合界面吸附动力学阐述酶解处理和酶解产物特性对蛋白起泡性的具体作用机理，以期为蛋白起泡性的深入研究提供一定理论参考。

关键词：蛋白起泡性生物酶解影响机理

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螺蛳蛋白生物酶解工艺的研究

食品与发酵科技 2023年第3期59卷 76-79,102页

作者：罗岸峰黎海彬刘勃侯俊邓柳玉韦秋玲边兴伟潘宁张昆明宋贤良广西沪桂食品集团有限公司广西柳州545000 广东雅和生物科技有限公司广东清远530000 广西科技大学广西柳州545006 华南农业大学广东广州510642

将螺蛳肉进行25 s蒸煮预处理后,通过正交实验研究获得螺蛳蛋白生物酶解的条件:酶解pH值为7.0、酶解温度为52℃、加酶量为3000 U/g、酶解时间为8.0 h,此时氨基酸态氮含量为0.360 g/100 mL;同时螺蛳蛋白酶解液中氨基酸含量为26.73 mg/mL,... 详细信息

将螺蛳肉进行25 s蒸煮预处理后,通过正交实验研究获得螺蛳蛋白生物酶解的条件:酶解pH值为7.0、酶解温度为52℃、加酶量为3000 U/g、酶解时间为8.0 h,此时氨基酸态氮含量为0.360 g/100 mL;同时螺蛳蛋白酶解液中氨基酸含量为26.73 mg/mL,在氨基酸总含量中,鲜甜味氨基酸占游离氨基酸的51%,另外,谷氨酸含量为4.84 mg/mL。

关键词：预处理生物酶解氨基酸态氮

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呕吐毒素的污染现状及脱毒技术研究进展

饲料工业 2024年第1期45卷 140-144页

作者：潘卡丽赖建兵齐珂珂浙江欣宏源生态农业有限公司浙江丽水311215 浙江省农业科学院浙江杭州310021

呕吐毒素(deoxynivalenol,DON)是谷物原料和饲料中常见的霉菌毒素之一,由于其化学性质稳定、所带基团极性较弱,常规的饲料加工工艺及市面上常见的毒素吸附剂较难将其去除,因此成为养殖业中污染最为严重的霉菌毒素之一。文章从DON在饲料... 详细信息

呕吐毒素(deoxynivalenol,DON)是谷物原料和饲料中常见的霉菌毒素之一,由于其化学性质稳定、所带基团极性较弱,常规的饲料加工工艺及市面上常见的毒素吸附剂较难将其去除,因此成为养殖业中污染最为严重的霉菌毒素之一。文章从DON在饲料及原料中的污染情况、理化性质以及最新的脱毒方法三方面综述了国内外该领域的研究进展。

关键词：饲料呕吐毒素脱毒生物酶解吸附剂

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生物酶解法提取苦楝素工艺过程的研究

应用化工 2010年第1期39卷 8-10页

作者：陈公德何日柳陈杰代晴崔鹏合肥工业大学化学工程学院安徽合肥230009

采用国产纤维素酶64001131,研究生物酶解法提取苦楝树皮中苦楝素的工艺条件。优化的工艺条件为:酶解液pH值4.5,酶解温度55℃,酶解时间1.5 h,酶浓度0.15 mg/mL。在此条件下,苦楝素的提取率达2.008%。

关键词：苦楝素纤维素酶生物酶解工艺参数

用复配酶生物酶解提取原生态杜仲胶丝工艺研究

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合成橡胶工业 2020年第4期43卷 280-285页

作者：贺扬洁季春陶菡谢玲帅瑶刘丰田运霞贵州大学贵州省发酵工程与生物制药重点实验室/酿酒与食品工程学院贵阳550025

采用生物酶解法对包裹在杜仲胶外层的植物组织进行降解以获得原生态杜仲胶丝。以酶解液中的糖含量和酶解后粗胶中的杜仲胶含量为指标,先对生物酶种类及复配酶配比进行筛选,随后用实验因子设计考察了酶解温度、酶解时间、酶解pH值及酶液... 详细信息

采用生物酶解法对包裹在杜仲胶外层的植物组织进行降解以获得原生态杜仲胶丝。以酶解液中的糖含量和酶解后粗胶中的杜仲胶含量为指标,先对生物酶种类及复配酶配比进行筛选,随后用实验因子设计考察了酶解温度、酶解时间、酶解pH值及酶液浓度对酶解效果的影响。结果表明,复配酶的酶解效果要优于单一酶,酶解工艺的最佳条件为:酶解温度50℃,酶解时间4 h,酶解pH值6.0,复配酶液质量浓度4.0 g/L。在此优化条件下,酶解后粗胶原料中的杜仲胶质量分数可达(47.42±1.07)%,大量的杜仲胶丝暴露在植物残渣外层,而且保持了杜仲胶丝的原生状态。

关键词：杜仲胶生物酶解杜仲籽皮复配酶工艺条件

中国林蛙肉的生物酶解、营养分析及功能评价的研究

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中国林蛙肉的生物酶解、营养分析及功能评价的研究

作者：赵桂华辽宁师范大学

学位级别：硕士

中国林蛙(Rana Chensinensis)属两栖纲、无尾目、蛙科、蛙属,主要分布在我国东北地区山麓,是集药用、食用、保健于一体的蛙类。目前,国内针对中国林蛙的研究多见于中国林蛙输卵管——蛤士蟆油的成分和功能等方面的报道。林蛙肉常被丢弃... 详细信息

中国林蛙(Rana Chensinensis)属两栖纲、无尾目、蛙科、蛙属,主要分布在我国东北地区山麓,是集药用、食用、保健于一体的蛙类。目前,国内针对中国林蛙的研究多见于中国林蛙输卵管——蛤士蟆油的成分和功能等方面的报道。林蛙肉常被丢弃或用作饲料添加剂,造成资源严重浪费,营养流失,同时也加大了林蛙油产品的成本。林蛙肉质细嫩、清白、味道鲜美,是高蛋白低脂肪肉类,营养价值很高,是开发高级营养保健食品的好原料。本论文选择长白山末麓的抚顺新宾、本溪县等地山区的林蛙作为试验材料,采用常规的生物化学方法测定了中国林蛙肉的营养成分并进行了营养评价。结果表明:林蛙肉中的蛋白质、脂肪、灰分、水分的含量与牛蛙的相当,是一种高蛋白(93.7%)低脂肪(1%左右)的优质肉类;必需氨基酸含量丰富,其EAA/TAA值和EAA/NTAA值,符合FAO/WHO(1973)制定的标准模式;亮氨酸、赖氨酸、含硫氨基酸的含量均高于牛蛙的含量;谷氨酸、天门冬氨酸等鲜味氨基酸含量丰富;此外林蛙肉中矿物元素P、Ca、Fe含量高于牛蛙、虎纹蛙等食用蛙类;说明作为经济蛙类,林蛙的营养价值更优于牛蛙等其他的食用蛙类。我们利用生物酶法将林蛙肉蛋白水解为多肽。首先研究了六种蛋白水解酶对林蛙肉的水解效果。结果表明:动物蛋白水解酶水解林蛙肉(骨骼)的水解液中游离氨基酸的含量最高,水解林蛙肉蛋白的水解程度最大,水解效果最好;其次,选择水量、pH值、酶量、温度、时间五个影响因素,进行5因素3水平L27(313)正交试验,优化动物蛋白水解酶水解林蛙肉蛋白的最佳酶解工艺。其最佳酶解工艺为:10g蛙肉中加水30ml匀浆,匀浆液PH=5,加入0.10g水解酶,在温度为60℃下,酶解3h。随后对林蛙肉酶解过程及酶解液中多肽的分子量分布进行了测定,结果显示:动物蛋白水解酶对林蛙肉蛋白质的水解较为快速,加入动物蛋白酶后的水解度就达到了58.86%,随着酶解时间的延长水解度也在逐步的提高,前1h水解度的变化较为明显,酶解1h水解度已达81.01%,1h后到酶解结束水解度的变化较为缓慢,酶解结束时的水解为94.94%,随着酶解时间的增加,林蛙肉蛋白逐渐从分子量大于30kD的大蛋白分解为分子量为5kD左右的多肽分子,直到酶解结束时分子量小于3kD的林蛙肉多肽。本论文按照国家卫生部2003年颁发的保健食品功能检测办法进行了林蛙肉酶解液的抗疲劳功能和促进生长发育,增加骨密度功能的动物实验。实验结果证明:林蛙肉酶解液能够明显延长小鼠负重游泳时间,显著降低小鼠血液中血乳酸和血清中尿素氮的含量;说明林蛙肉酶解液能加速肌肉中乳酸的代谢,提高有氧代谢能力,有效地减少蛋白质和含氮化合物的分解代谢,降低血清中尿素氮的形成,提高小鼠肌糖原等供能物质的储备能力,从而提高机体的耐力和速度,具有抗疲劳的作用。林蛙肉酶解液可使大鼠的体重增加,同时,大鼠的骨密度、矿物质及骨钙含量都有明显的提高,说明林蛙肉酶解液可促进大鼠的生长发育及增加骨密度,为林蛙肉的深加工和林蛙的综合利用提供了基础资料和理论依据。

关键词：中国林蛙肉营养分析与评价生物酶解功能评价

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生物酶解技术对中药知母抗真菌作用的影响

上海中医药大学学报 2019年第5期33卷 67-72页

作者：张晟安陶春晓路璐江旻周国亮丁越上海中医药大学上海201203 上海市七宝中学上海201101

目的:评价知母乙醇提取物及其酶水解物对常见真菌的体外抑菌活性。方法:采用回流提取法制备知母乙醇提取物,选用β-葡萄糖苷酶进行酶水解。采用抑菌圈法评价知母乙醇提取物及其酶水解物对白念珠菌的抑菌作用,采用微量液基稀释法检测其对... 详细信息

目的:评价知母乙醇提取物及其酶水解物对常见真菌的体外抑菌活性。方法:采用回流提取法制备知母乙醇提取物,选用β-葡萄糖苷酶进行酶水解。采用抑菌圈法评价知母乙醇提取物及其酶水解物对白念珠菌的抑菌作用,采用微量液基稀释法检测其对5种常见真菌(白念珠菌、新型隐球菌、须癣毛癣菌、石膏样小孢子菌、红色毛癣菌)的最小抑菌浓度(MIC80)。高效液相色谱法检测知母皂苷BⅡ(TBⅡ)和知母皂苷AⅢ(TAⅢ)的含量。结果:①知母乙醇提取物在320 mg/ml时对白念珠菌SC5314有一定的抑制作用,抑菌圈直径为6 mm;其酶水解物在27 mg/ml和13.5 mg/ml时对白念珠菌SC5314具有抑制作用,抑菌圈直径分别为16 mm和12 mm,抗真菌效果显著提高。②知母乙醇提取物对白念珠菌、新型隐球菌、须癣毛癣菌的MIC80分别为32 mg/L、16 mg/L、32 mg/L,对石膏样小孢子菌、红色毛癣菌无明显抑制作用。其酶水解物对5种真菌的MIC80均低至4 mg/L,对石膏样小孢子菌的抑制活性甚至优于氟康唑;与知母乙醇提取物相比,酶水解物的抗真菌活性均显著增强(P<0.01)。TBⅡ对5种真菌的抑制作用均较弱,而TAⅢ对红色毛癣菌、石膏样小孢子菌、须癣毛癣菌的抑制作用较强,MIC80达4 mg/L。③知母乙醇提取物中TBⅡ含量为(31.3±1.4)%,TAⅢ含量为(3.2±0.3)%;酶水解物中TAⅢ含量为(52.5±0.3)%,未检测到TBⅡ,TAⅢ的转化率为(82.6±1.7)%。结论:β-葡萄糖苷酶作用可促进知母乙醇提取物中TBⅡ转化为TAⅢ,显著提高其抗真菌活性,TAⅢ可能是知母抗真菌作用的主要有效成分之一。

关键词：知母生物酶解抗真菌最小抑菌浓度知母皂苷AⅢ 知母皂苷BⅡ

生物酶解及肠道EM菌活性制剂饲喂围产期奶牛效果分析

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中国奶牛 2021年第11期 9-13页

作者：何开兵新疆兵团第八师畜牧兽医工作站石河子832000

本试验选取围产前期牛(90头)、新产期牛(99头)为试验组,在日粮中添加生物酶解及肠道EM菌活性制剂,以试验期前两个月日粮中添加等量酵母培养物的围产期牛、新产期牛的生产数据为对照,以比较分析生物酶解及肠道EM菌活性制剂对围产期奶牛... 详细信息

本试验选取围产前期牛(90头)、新产期牛(99头)为试验组,在日粮中添加生物酶解及肠道EM菌活性制剂,以试验期前两个月日粮中添加等量酵母培养物的围产期牛、新产期牛的生产数据为对照,以比较分析生物酶解及肠道EM菌活性制剂对围产期奶牛生产性能的影响。结果表明:随着生物酶解及肠道EM菌活性制剂使用时间的延长,新产期奶牛产奶量显著提高(P0.05),新产期奶牛发病率与对照组无显著差异(P>0.05)。

关键词：生物酶解围产期奶牛效果分析