一种提高酶利用率的方法.pdf

本发明公开了一种提高酶利用效率的方法，是将蛋白酶加水配成溶液，利用低功率超声波处理蛋白酶溶液，处理后加入底物进行酶解。与现有技术相比，利用经本发明方法处理的蛋白酶进行的酶解，蛋白酶的利用率显著提高，蛋白的水解率提高了5？12%。

权利要求书
1.  一种提高蛋白酶利用效率的方法，其特征在于，该方法为将中性蛋白酶加水调配成蛋白酶重量比为0.01%—0.07%的酶溶液后，用超声波频率为28kHz的聚能式超声波探头4只，超声功率200W；或超声波频率为20、25、33、40kHz的聚能式超声波探头各1只，超声功率100W；超声处理30min；处理后加入底物进行酶解；
或者是：将碱性蛋白酶加水调配成蛋白酶重量比为0.015%的酶溶液后，用超声波频率为40kHz的聚能式超声波探头4只，超声功率10W，超声处理5min；处理后加入底物进行酶解；
或者是：将木瓜蛋白酶加水调配成蛋白酶重量比为0.05%的酶溶液后，用超声波频率为20、33kHz的聚能式超声波探头各2只，超声功率50W，超声处理10min；处理后加入底物进行酶解；
或者是：将胃蛋白酶加水调配成蛋白酶重量比为0.1%的酶溶液后，用超声波频率为20、22、33、40kHz的聚能式超声波探头各1只，超声功率60W，超声处理30min处理后加入底物进行酶解。

说明书一种提高酶利用率的方法
技术领域
本发明涉及一种提高酶利用率的方法，具体是涉及一种提高蛋白酶利用效率的方法，属于生物工程领域。
背景技术
动植物蛋白是人体每天必须摄入的重要营养素。蛋白的分子量往往很大，在被人体摄入后需要在体内各种蛋白酶的作用下逐渐分解成肽、氨基酸等小分子才能被人体吸收利用。在体外，人们利用蛋白酶来处理动植物蛋白，可以改善蛋白的功能特性，改善蛋白的消化吸收特性，水解植物蛋白还可以做成增鲜剂等食品添加剂。近年来的研究还表明，水解动植物蛋白得到的小肽可能会产生增强免疫力、调节血压、抗菌、抗氧化、抗疲劳、治疗肝性脑病、醒酒等多种功能，这些功能是原来蛋白所不具备的。所以利用蛋白酶水解动植物蛋白生产各种生物活性肽成了新的研究热点，已经有很多产品上市。
酶的价格一般较高，这一点成了制约蛋白酶解技术发展的重要因素，在水解过程中，酶的活力会持续下降，在酶解结束后，酶也无法回收。人们进行了很多有关提高酶的利用效率的研究。
固定化酶是一项重要的技术，如已公开的发明专利“一种阴离子型层状材料固定化酶及其制备方法”（公开号：CN1459502)，“壳聚糖微球固定化木瓜蛋白酶的制备”（公开号：CN1285403)发明专利“弹性蛋白酶的修饰固定化技术及其应用方法”（专利号：99117427.5)等，但酶固定化技术存在固定化率低，酶活衰减快，载体的安全性等问题。酶膜耦合是另一项提高酶利用率的方法，如发明专利“大豆蛋白连续酶膜反应制备大豆肽的方法”（专利号：200410012966.3)。发明专利“酶解与膜滤集成连续制取酪蛋白生物活性多肽的工艺”（专利号：200310107554.3)等，但酶膜耦合技术存在膜清洗困难等问题。
因此，如何提供一种提高蛋白酶利用效率的方法，成为了越来越多人们研究的方向。
发明内容
为了解决现有技术中存在的蛋白酶利用效率低的问题，本发明提供了一种提高蛋白酶利用效率的方法，有效地解决了问题。
为此，本发明所采用的技术方案是：
一种提高蛋白酶利用效率的方法，该方法为将中性蛋白酶加水调配成蛋白酶重量比为0.01%—0.07%的酶溶液后，用超声波频率为28kHz的聚能式超声波探头4只，超声功率200W；或超声波频率为20、25、33、40kHz的聚能式超声波探头各1只，超声功率100W；超声处理30min；处理后加入底物进行酶解；
或者是：将碱性蛋白酶加水调配成蛋白酶重量比为0.015%的酶溶液后，用超声波频率为40kHz的聚能式超声波探头4只，超声功率10W，超声处理5min；处理后加入底物进行酶解；
或者是：将木瓜蛋白酶加水调配成蛋白酶重量比为0.05%的酶溶液后，用超声波频率为20、33kHz的聚能式超声波探头各2只，超声功率50W，超声处理10min；处理后加入底物进行酶解；
或者是：将胃蛋白酶加水调配成蛋白酶重量比为0.1%的酶溶液后，用超声波频率为20、22、33、40kHz的聚能式超声波探头各1只，超声功率60W，超声处理30min处理后加入底物进行酶解。
与现有技术相比，利用经本发明方法处理的蛋白酶进行的酶解，蛋白酶的利用率显著提高，蛋白的水解率提高了5?12%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述，但本发明不限于下述实施例，对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都属于本发明的构思和所附权利要求的保护范围。
实施例1
称取中性蛋白酶20g，加水调配成蛋白酶重量比为0.01%的酶溶液后进行超声波处理，分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为28kHz的聚能式超声波探头4只，超声功率200W，超声时间30min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。超声波处理结束后加入玉米黄粉蛋白20kg，酶解温度55℃，pH6.5，酶解过程中维持温度和pH不变（持续加入Ca(OH)2溶液中和产生的氨基酸的酸性），酶解30min后煮沸10min灭酶，酶解液6000r/min离心25min，上清液300目过滤后得酶解液，分别测定酶解前蛋白溶液和酶解后的酶解液的可溶性氮，按下式计算蛋白的水解率：
测定公式W(%)=(N2-N1)/(N0-N1)X100
N0：脱脂米糖蛋白中的总氮量；
N1:酶解前脱脂米糠蛋白溶液在10%TCA中的可溶性氮量；
N2:酶解后酶解液在10%TCA中的可溶性氮；
式中的氮是由微量凯氏定氮法测定。
氯乙酸（TCA)可溶性氮测定
量取蛋白溶液或水解液10ml，加入10%三氯乙酸10ml与之混合，放置20min后，在4000r/min下离心15min,用凯式定氮法测定上清液的可溶性氮浓度。
经测定，与同样条件下未经超声处理过的酶的酶解过程相比，玉米黄粉蛋白的水解率提高了12.1%。酶解液喷雾干燥得到产品6.72kg。
实施例2
称取碱性蛋白酶21.5g，加水调配成蛋白酶重量比为0.015%的酶溶液后进行超声波处理，分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为40kHz的聚能式超声波探头4只，超声功率10W，超声时间5min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。超声波处理结束后加入大豆蛋白20kg，酶解温度60℃，pH8.5，酶解过程中维持温度和pH不变（持续加入Ca(OH)2溶液中和产生的氨基酸的酸性)，酶解30min后煮沸灭酶，酶解液6000r/min离心25min，上清液300目过滤后得酶解液，按照实施例1的方法测定蛋白的水解率，与同样条件下未经超声处理过的酶的酶解过程相比，紫菜蛋白的水解率提高了10.2%。酶解液喷雾干燥得到产品8.89kg。
实施例3
称取木瓜蛋白酶22g，加水调配成蛋白酶重量比为0.05%的酶溶液后进行超声波处理，分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为20、33kHz的聚能式超声波探头各2只，超声功率50W，超声时间10min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。超声波处理结束后加入紫菜蛋白20kg，酶解温度55℃，pH6.0，酶解过程中维持温度和pH不变（持续加入Ca(OH)2溶液中和产生的氨基酸的酸性)，酶解30min后煮沸灭 酶，酶解液6000r/min离心25min，上清液300目过滤后得酶解液，按照实施例1的方法测定蛋白的水解率，与未经超声处理过的酶的酶解过程相比，紫菜蛋白的水解率提高了11.2%。
酶解液喷雾干燥得到产品7.12kg。
实施例4
称取胃蛋白酶21g，加水调配成蛋白酶重量比为0.1%的酶溶液后进行超声波处理，分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为20、22、33、40kHz的聚能式超声波探头各1只，超声功率60W，超声时间30min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。超声波处理结束后加入小麦胚芽蛋白20kg，酶解温度37℃，pH2.0，酶解过程 中维持温度和pH不变（持续加入Ca(0H)2溶液中和产生的氨基酸的酸性)，酶解30min后煮沸灭酶，酶解液6000r/min离心25min，上清液300目过滤后得酶解液，按照实施例1的方法测定蛋白的水解率，与未经超声处理过的酶的酶解过程相比，小麦胚芽蛋白的水解率提高了12.1%。酶解液喷雾干燥得到产品5.88kg。
实施例5
称取中性蛋白酶21g，加水调配成蛋白酶重量比为0.07%的酶溶液后进行超声波处理，分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为20、25、33、40kHz的聚能式超声波探头各1只，超声功率100W，超声时间30min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。超声波处理结束后加入米糠蛋白20kg，酶解温度55℃，pH6.5，酶解过程中维持温度和pH不变（持续加入Ca(OH)2溶液中和产生的氨基酸的酸性)，酶解30min后煮沸灭酶，酶解液6000r/min离心25min，上清液300目过滤后得酶解液，按照实施例1的方法测定蛋白的水解率，与未经超声处理过的酶的酶解过程相比，米糠蛋白的水解率提高了11.9%。酶解液喷雾干燥得到产品6.33kg。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。