非淀粉多糖酶—果胶酶水解棉籽蛋白的效果研究

■ 李贤永陈永辉高秀萍

〔1.北京中棉紫光生物科技有限公司，北京100044〕

〔2.北京中海荣达科贸有限公司，北京100062〕

非淀粉多糖酶—果胶酶水解棉籽蛋白的效果研究

■ 李贤永1陈永辉2高秀萍1

〔1.北京中棉紫光生物科技有限公司，北京100044〕

〔2.北京中海荣达科贸有限公司，北京100062〕

液-液-固脱酚棉籽蛋白含有丰富的蛋白质，蛋白质含量在50%以上。棉籽蛋白在质量上与豆粕近似，从氨基酸组成看，除赖氨酸和异亮氨酸含量稍低外，其余必需氨基酸均持平或高于豆粕。此外，它没有豆粕所特有的豆腥味和胀气因子，因而是一种很好的蛋白源。

但棉籽蛋白中含有大量的抗营养因子—非淀粉多糖（non-starch polysaccharides，NSP），其中主要包括纤维素、木质素、果胶等，它们与一些蛋白质通过氢键紧密缠绕在一起，阻碍了蛋白酶的水解作用，使这一部分蛋白质无法释放，因而也就无法利用这些蛋白质，造成蛋白质资源的损失。

本研究的目的是为研究非淀粉多糖酶之一的果胶酶对棉籽蛋白预处理效果的影响，以确定适宜的NSP酶水平，从而更好地为今后的水解棉籽蛋白做好前期准备。

1 材料与方法

1.1 主要试验原料和试剂

棉籽蛋白，公司自备，蛋白质含量不小于50%；果胶酶，酶活20 000 u/g，无锡酶制剂厂。硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸、氢氧化钠、硼酸、混合指示剂、盐酸标准溶液、硫酸铵。

1.2 主要仪器

样品粉碎机或研钵、消煮炉或电炉、酸式滴定管、凯式烧瓶、凯式蒸馏装置、锥形瓶、容量瓶、消煮管、定氮仪、烘箱、精密pH计、水浴振荡器、恒温磁力搅拌器、分析天平、高速管式离心机。

1.3 试验方法

试验时的因素水平详见表1。

表1因素水平表

1.4 分析方法

衡量酶解效果的指标及测定方法。

酶解后用高速管式离心机固液分离，取滤液测定其蛋白含量及固形物浓度。

表2 正交试验结果与分析

2 结果与讨论

由表1可知，若要求蛋白含量最低，则水解条件为：加酶量0.006 g，时间为1 h，温度30℃。若要求固形物浓度最高，则水解条件为：加酶量0.024 g，时间为1 h，温度30℃。

综合以上结果，以蛋白含量和固形物浓度为指标的最佳反应条件仅是加酶量有所不同。由于加酶量对水解液蛋白含量的影响强度是各因素中最小的，因此，最佳反应条件可定为：加酶量0.024 g，时间为1 h，温度30℃。

2.3 补充实验

提高加酶量分别为：①0.12 g②0.24 g③0.36 g④0.48 g⑤0.6 g⑥0.72 g，在温度为30℃的条件下分别水解1 h和2 h，则实验结果如表3所示。

表3 提高加酶量的实验结果

可见，③号实验水解1 h后固形物浓度达到3.41%，为所有试验中最大值；同时其蛋白含量为0.72%，属于中等水平。与加酶量未加大前的实验比较，虽然蛋白含量降低50%，但固形物浓度也随之降低。由此可知，若以提高固形物浓度为主要目的，则不需要提高加酶量。

3 结论

本试验选用了一种非淀粉多糖酶—果胶酶对棉籽蛋白进行预处理，考察了水解液的蛋白含量和固形物浓度两项指标。结果发现，通过预处理，虽然水解液中损失了少部分蛋白，但固形物的浓度大大提高，说明果胶酶的存在使得棉籽蛋白中的果胶质与一些蛋白质、碳水化合物通过氢键紧密缠绕在一起的局面得以改善，使这一部分蛋白质、碳水化合物释放出来，从而进一步水解棉籽蛋白，使提高纯度成为可能。

今后，笔者将继续探讨纤维素酶等多种非淀粉多糖酶单一或组合预处理棉籽蛋白的效果，为进一步提高棉籽蛋白水解程度，提高蛋白纯度打下基础。当然，这一结果还需要真实的水解度和蛋白纯度的试验数据加以验证。