液体中性蛋白酶的制备、稳定性及应用研究

来源 :上海海洋大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:ericxinstar
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中性蛋白酶是最早被应用于工业生产的蛋白酶类,由于其作用条件温和,催化速率较高,被广泛应用于食品、医药、皮革、饲料、化工和废弃物处理;特别是因为中性蛋白酶在水解原料蛋白的过程中,苦味肽的产生较少,其在食品工业上的应用前景更为广阔。微生物所产蛋白酶由于在培养条件和生产成本等上的优势,越来越受到市场的重视,国内微生物来源的蛋白酶制剂占据超过60%的市场份额。目前,国内市场上的中性蛋白酶制剂大多为固体粉末状,液体酶制剂不多且大多为国外进口,酶在液体条件下的稳定性成为制约其产业化及应用的技术瓶颈。本论文以从南海海域中分离得到的一株海洋微生物S-3685所产中性蛋白酶发酵液为研究对象,通过硫酸铵沉淀、离子交换树脂脱色和超滤手段,进行液体中性蛋白酶制备工艺研究,建立了合适的制备工艺,并对液体酶的稳定性进行研究得出满足要求的稳定剂配方,以及利用该中性蛋白酶酶解鳕鱼皮得到胶原多肽并进行条件优化,研究结果分述如下:液体中性蛋白酶的制备:利用硫酸铵沉淀去除中性蛋白酶发酵液杂蛋白并得到酶泥,得出硫酸铵饱和度为0-45%时,杂蛋白去除率为33%,酶活回收率为91%;通过比较活性炭、H2O2、树脂法对酶泥复溶所得酶液的脱色效果得出,树脂法较活性炭、H2O2法脱色效果好,树脂法中阴离子交换树脂D380(C1)型的脱色效果最优,通过单因素试验及响应面试验得出该树脂脱色最优工艺条件为:流速2.35 BV/h,上样量0.4 BV,上样酶活力40000 U/mL,pH 6,高径比1:6,此时,中性蛋白酶酶液脱色率为86%,酶活回收率为95%,阴离子交换树脂D380(C1)型连续重复使用10次对脱色效果几乎无影响;利用超滤方法对脱色酶液进行浓缩,浓缩倍数为10倍时酶活回收率为90%。最终所得液体中性蛋白酶酶液酶活回收率为77.8%。液体中性蛋白酶稳定性研究:本试验采用升温加速方法,以该酶应用于食品、医药等相关工业生产为前提,通过改变pH、添加各种金属离子、多元醇类、糖类以及其他添加剂考察酶的稳定性,得出酶活稳定性最优的pH为6,筛选出对酶活有保护作用的试剂,利用单因素及正交试验进行了配方优化,得到最佳稳定剂配方为甘油添加量20%,丙二醇添加量20%,葡萄糖添加量15%,氯化钠添加量12.5%,氯化钙添加量75 mM,VC添加量0.03%,添加后调pH为6。通过稳定剂长效试验得出,添加本试验所得配方后,该液体中性蛋白酶制剂在25℃下保存三个月酶活保留率为98.04%,符合标准QB 1805.3-1993(2009)中液体中性蛋白酶制剂一等品的要求。酶解鱼皮制备胶原多肽:以鳕鱼皮为原料,通过单因素试验和响应面试验优化了该中性蛋白酶酶解鳕鱼皮制备胶原多肽的条件,得出酶解最优条件为:酶解温度45℃,料液比1:15,酶解初始pH值8.1,酶解时间6.9 h,加酶量15000 U/g鱼皮,此时酶解产物的水解度为13.06%。最优条件下的酶解产物在30 mg/mL的浓度下清除DPPH、OH-、O2的能力分别相当于200μg/mL、570μg/mL和1.2mg/mL的VC溶液,有一定的抗氧化活性。
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