玉米酶法浸泡工艺研究
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摘 要：采用复合酶法浸泡代替亚硫酸来降解蛋白质网，通过纤维素酶、碱性蛋白酶、酸性蛋白酶、菠萝蛋白酶的单因素试验确定了最佳的复合酶组成。
中图分类号：TS235.1 文献标识码：A
本研究为了缩短浸泡时间，采用复合酶法浸泡代替亚硫酸来降解蛋白质网，即在传统工艺中直接用蛋白酶与纤维素酶浸泡玉米，希望在保证淀粉的产量和质量的基础上，利用纤维素酶与蛋白酶，使玉米籽粒的皮层加速分解、崩溃，消弱包围在玉米淀粉表面的蛋白质的联接键，缩短浸泡时间，提高生产率，减少亚硫酸对环境的污染。
1 试验材料
1.1 材料
玉米来自农贸市场，纤维素酶、碱性蛋白酶、酸性蛋白酶、菠萝蛋白酶购于南宁庞博生物工程有限公司。
1.2 仪器与设备
赛多多斯分析天平 ，EPPENDORF移液枪，上海精科实验仪器厂HL-2恒流泵，上海优尼柯仪器有限公司WFJ2100分光光度计，梅特勒-托利多仪器有限公司FE20pH测定仪 ，山东九阳小家电有限公司JYL-610搅碎机，镇江达森发酵设备有限公司DS-Y型10L发酵罐。
1.3 主要试剂
考马斯亮蓝G-250，牛血清白蛋白、无水乙醇、苯酚、硫酸和85%磷酸。
2 结果与分析
2. 1 最佳复合酶的筛选
2. 1.1 不同纤维素酶加酶量对玉米浸泡效果的影响
随着浸泡时间的增加，玉米含水量、浸泡液干物质含量、浸泡液中蛋白质含量和淀粉得率等指标的数值都在不同程度的增加，样品溶出物在逐渐降低。这是由于纤维素酶的作用，可以使玉米细胞壁分解、崩溃，玉米皮层的半透性变成通透性，有利于水分的进入和玉米内部可溶性物质向外的渗透，因此玉米籽粒含水量与浸泡液中干物质含量逐渐增加，同时浸泡后玉米中可溶性物质就不断的减少。由于蛋白酶的参与，打破了蛋白质网的二硫键，破坏或削弱了玉米粒各组成部分的联系，使胚乳细胞中蛋白质网分散，促进淀粉和其他组分分开，因此淀粉得率逐渐升高。
浸泡15h后，随着纤维素酶加酶量的增加，玉米籽粒的含水量不断的增加，这是因为玉米籽粒的细胞壁随着纤维素酶量的增加被分解的更完全，水分更快的进入到玉米的内部。当纤维素酶加酶量为20u/g时，玉米籽粒含水量最大为41.75%，同时蛋白质酶随着水分进入玉米籽粒的内部，与蛋白质作用效果增强，有利于蛋白质和淀粉的分离，从而使淀粉得率最高为66.7%。随着纤维素酶加酶量的继续提高，淀粉得率下降，这是因为纤维素酶酶制剂是一种复合酶，含有一定量的淀粉酶，会把淀粉一定程度的水解成可溶性糖，从而降低淀粉得率。同理随着纤维素酶量的增加，玉米浸泡液中干物质含量和样品溶出物含量都增加。综合以上指标考虑，确定最适纤维素酶加酶量为20u/g。
2..2 玉米浸泡最佳菠萝蛋白酶浓度的确定
菠萝蛋白酶由单亚基组成，每个酶分子含一个游离的巯基和两个硫硫键，作用的底物包括明胶、酪蛋白、谷蛋白、弹性蛋白、球蛋白和肌蛋白。玉米籽粒中的蛋白质主要是醇溶蛋白和谷蛋白，因此菠萝蛋白酶能够酶解玉米胚乳中包埋淀粉颗粒的蛋白质，达到有效分离淀粉的效果。同时通过纤维素酶的作用，玉米籽粒细胞壁被分解，玉米皮层的半透性变成通透性，有利于水分的进入和玉米内部可溶性物质向外的渗透，因此随着时间的增加玉，米籽粒的含水量、浸泡液干物质含量不断增加，淀粉得率不断提高，参照第15h浸泡指标，确定最佳的菠萝蛋白酶加酶量。浸泡15h后，玉米籽粒含水量可达到40.60%，淀粉得率61.2%，干物质含量为2.18 %，样品溶出物为3.65 %。
随着浸泡时间的增加，玉米籽粒含水量、干物质含量、蛋白质含量、乳酸含量、淀粉得率逐渐增大，样品溶出物逐渐降低， pH逐渐降低。浸泡15h后，浸泡主要指标，玉米籽粒含水量可达到41.00 %，淀粉得率61.5%，干物质含量为2.33 %，样品溶出物为4.13%。
随着菠萝蛋白酶量的增加，淀粉得率逐渐升高，同样由于菠萝蛋白酶中含有淀粉酶，加酶量达到一定数量时，会降低淀粉的得率。浸泡液中菠萝蛋白酶加酶量为1200u/g时，玉米籽粒含水量最大为42.1%，淀粉得率最高为68.8%，玉米浸泡液中主要副产物干物质含量2.77%，样品溶出物4.14%，玉米籽粒含水量、玉米淀粉得率、干物质含量三项指标全为最高，综合考虑确定在玉米浸泡复合酶中最佳菠萝蛋白酶加酶量为1200u/g。
2..3 玉米浸泡最佳碱性蛋白酶浓度的确定
随着浸泡时间的增加，玉米籽粒含水量、干物质含量、蛋白质含量、乳酸含量、淀粉得率逐渐增大，样品溶出物逐渐降低， pH逐渐降低。这是因为纤维素酶可以水解细胞壁，使碱性蛋白酶进入玉米胚乳，分散玉米胚体细胞中的蛋白质网，使蛋白质网分解，淀粉颗粒能够更大程度地释放出来，同时碱性蛋白酶能促进玉米中不溶性蛋白质的溶解，增强了淀粉与蛋白质的分离，因而增加了浸泡液中干物质的含量，提高了淀粉得率。浸泡15h后玉米籽粒含水量可达到41.75%，淀粉得率66.7%，干物质含量为2.64%，样品溶出物为4.07%。
2.4 复合酶对玉米浸泡影响的比较
根据以上结论，选择三种复合酶最好的蛋白酶加酶量对玉米浸泡主要指标进行比较，筛选出最好的复合酶组合及加酶量。
分析比较三种蛋白酶对玉米浸泡各指标的影响，酸性蛋白酶加酶量1200u/g 时，玉米籽粒含水量、淀粉得率，浸泡液干物质含量、玉米溶出物含量为最大，其次为菠萝蛋白酶。碱性蛋白酶。说明酸性蛋白酶中淀粉酶较少，分解蛋白质网的能力较强，综合考虑最好的复合酶组合为纤维素酶与酸性蛋白酶，加酶量分别为20u/g与1200u/g。
3 结论
通过纤维素酶、碱性蛋白酶、酸性蛋白酶、菠萝蛋白酶的单因素试验确定了最佳的复合酶组成。即纤维素酶20u/g，酸性蛋白酶1200u/g的加酶量，用最佳复合酶加酶量浸泡15h，玉米籽粒含水量为41.2%，淀粉得率为69.1%，蛋白质含量4.02%，干物质含量3.62%，乳酸含量0.072%，样品溶出物4.46%。
参考文献
[1] 杨金兰.玉米的深加工及综合利用[J].龙江农业科学，2005，（3）：34-36.
[2] 王润琴.玉米深加工产品的利用[J].甘肃农业科技，2004，（6）：55-56.
作者简介：马井喜（1981-），男，汉族，吉林长春人，任职于吉林农业大学发展学院。研究方向：功能性食品。