超聲波輔助酸性蛋白酶與木聚糖酶水解谷朊粉的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超聲波輔助酸性蛋白酶與木聚糖酶水解谷朊粉的方法，首次經(jīng)超聲波輔助酸性蛋白酶與木聚糖酶水解的方法制取谷朊粉酶解物，根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，正交試驗的因素水平設(shè)計，篩選出了適宜的酸性蛋白酶酶解條件：E/S＝5％、[S]＝15％、pH＝3.0、T＝45℃、t＝3h。3 000r/min離心15min離心，上清液得率達(dá)到6～8，水解度41％～59％；通過本發(fā)明方法制得的谷朊粉酶解物本身就是動物體天然存在的生理活性調(diào)節(jié)物，是重要的營養(yǎng)物質(zhì)，可作為畜牧業(yè)一種新型的綠色營養(yǎng)性飼料添加劑使用。
【專利說明】超聲波輔助酸性蛋白酶與木聚糖酶水解谷朊粉的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及動物營養(yǎng)與飼料領(lǐng)域，特別涉及復(fù)合蛋白酶水解谷朊粉的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]規(guī)?；B(yǎng)雞生產(chǎn)中，應(yīng)激因素多，如轉(zhuǎn)群、通風(fēng)不良、冷熱、衛(wèi)生差、飼料品質(zhì)不良等，不僅給養(yǎng)雞生產(chǎn)帶來了經(jīng)濟(jì)損失，而且對雞的生長和健康狀況造成了不良影響。使一系列的生理生化指標(biāo)收到影響，從而降低生產(chǎn)性能，增加死亡率，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。尤其在雛雞階段，消化系統(tǒng)發(fā)育還未成熟，酶系統(tǒng)發(fā)育也不完整，對小肽具有特定的需求。小肽的參與可節(jié)省生產(chǎn)能耗，且能對消化道產(chǎn)生保護(hù)作用，提高蛋白質(zhì)以及其它養(yǎng)分的消化吸收率，并協(xié)調(diào)各種養(yǎng)分的利用，有利于最大限度的發(fā)揮生產(chǎn)性能。
[0003]谷氨酰胺(Gln)是唯一具有抗氧化和滲透特性的氨基酸，是動物腸、肝和免疫細(xì)胞優(yōu)先利用的燃料，是抗氧化物的前體，并被認(rèn)為是在炎癥情況下的一個條件性必需氨基酸。在應(yīng)激狀態(tài)下，Gln通過動物腸道或非腸道減少細(xì)菌在細(xì)胞內(nèi)的粘附來減少細(xì)菌移位的發(fā)生。Gln為蛋白合成提供氮的先體，是快速分裂細(xì)胞優(yōu)先利用的呼吸燃料。但是Gln單體穩(wěn)定性差，溶解度低，易形成對機(jī)體有害的焦谷氨酸和氨。Gln 二肽避免了 Gln單體的缺點。然而，化學(xué)合成法生產(chǎn)的Gln 二肽產(chǎn)量較低，成本較高。如果能在肉仔雞上廣泛地應(yīng)用富含Gln的植物蛋白水解肽，將會給養(yǎng)雞業(yè)帶來很好的經(jīng)濟(jì)效益。
[0004]小麥蛋白質(zhì)中谷氨酸含量是所有植物蛋白中含量最高的，約占蛋白總量的35%，這就是說每三個氨基酸就有一個是谷氨酸，而且谷氨酸殘基在蛋白質(zhì)中的存在形式是其酰胺一谷氨酰胺，而不是游離的酸。因此小麥蛋白是制備谷氨酰胺肽的最佳原料蛋白。
[0005]由于淀粉加工業(yè)的發(fā)展，如發(fā)酵能源乙醇，谷朊蛋白的產(chǎn)量增長迅速，據(jù)統(tǒng)計2001年世界谷朊蛋白生產(chǎn)能力近100萬噸，在食品、飼料行業(yè)的谷朊蛋白消費量約80萬噸/年，有大量過剩的谷朊蛋白有待深加工和高值化利用。我國是個農(nóng)業(yè)大國，小麥產(chǎn)量位居世界第一，因此采用小麥面筋蛋白為原料，拓寬其應(yīng)用范圍，可解決小麥深加工中大宗副產(chǎn)品的出路問題，提高產(chǎn)品的附加值，從而避免資源的浪費和對環(huán)境的污染，對合理利用資源、實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。
[0006]任國譜等報道:堿性環(huán)境和堿性蛋白酶對谷氨酰胺的水解較大，不宜選用；胃蛋白酶因其動物性產(chǎn)品價格的影響，為不損失小肽中谷氨酰胺，因此本發(fā)明主要采用價格較為低廉的黑曲霉生產(chǎn)的酸性蛋白酶作為生產(chǎn)飼料級小肽的試驗用酶，超聲波輔助水解的方法，制備的酶解肽為原料。G.B Frncher (1986)和M.S Jzydorczyk(1990)等研宄報道:戊聚糖是小麥面粉中主要的非淀粉多糖，在面粉中的含量約為2%，其中，水可提取部分約占0.5?0.8%，而大多數(shù)不可水溶。對于禽類飼料而言，戊聚糖又是小麥中的抗?fàn)I養(yǎng)因子，王修啟等通過在雞飼料中添加木聚糖復(fù)酶，發(fā)現(xiàn)可明顯提高其表觀代謝能值和養(yǎng)分消化率。對于谷朊粉，本發(fā)明則采用木聚糖酶鈍化和消除的作用。旨在為提高禽類飼料的生產(chǎn)性能提供一種經(jīng)濟(jì)有效的小麥型飼料提供依據(jù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種超聲波輔助酸性蛋白酶與木聚糖酶水解谷朊粉的方法，首次利用超聲波輔助酸性蛋白酶與木聚糖酶復(fù)合酶水解，制取谷朊粉酶解物，可作為一種新型的綠色營養(yǎng)性飼料添加劑使用。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:
[0009]超聲波輔助酸性蛋白酶與木聚糖酶水解谷朊粉的方法，包括如下步驟:
[0010]S1、將5份水用濃HCl調(diào)pH至2.5?3.5后加熱至60?80°C ；
[0011]S2、加入I份谷朊粉至步驟SI所得的HCl溶液中，攪拌均勻；
[0012]S3、將步驟S2所得的谷朊粉分散液放入恒溫超聲波水浴箱中，溫度45°C，超聲波功率500W，超聲頻率40KHz的條件下加入復(fù)合酶攪拌均勻，用0.5M的HCl維系pH3.0，水解3小時；
[0013]S4、將步驟S3所得的酶解液用1M的氫氧化鈉調(diào)pH7.0，升溫至75°C，恒溫攪拌30min，滅活酶終止反應(yīng)和防止后期處理過程中細(xì)菌繁殖，得谷朊粉酶解液。
[0014]優(yōu)選的，所述復(fù)合酶為酸性蛋白酶和木聚糖酶按25: I的比例混合所得。
[0015]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0016]本發(fā)明首次經(jīng)超聲波輔助酸性蛋白酶與木聚糖酶水解的方法制取谷朊粉酶解物，根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，正交試驗的因素水平設(shè)計，篩選出了適宜的酸性蛋白酶酶解條件:E/S = 5%、[S] = 15%、pH = 3.0、T = 45°C、t = 3h。3000r/min 離心 15min 離心，上清液得率達(dá)到6?8，水解度41%?59% ;通過本發(fā)明方法制得的谷朊粉酶解物本身就是動物體天然存在的生理活性調(diào)節(jié)物，是重要的營養(yǎng)物質(zhì)，可作為畜牧業(yè)一種新型的綠色營養(yǎng)性飼料添加劑使用。

【具體實施方式】
[0017]為了使本發(fā)明的目的及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0018]其中實施例中所用原料均為市售產(chǎn)品，其中所用試劑均為食品級，谷朊粉購自河南谷朊粉(河南圣力有限責(zé)任公司)、酸性蛋白酶和木聚糖酶均購自北京東華強(qiáng)盛生物技術(shù)公司-原房山酶北京房山酶制劑廠。
[0019]實施例1
[0020]一種超聲波輔助酸性蛋白酶與木聚糖酶水解谷朊粉的方法，包括如下步驟:
[0021]反應(yīng)器放入用濃HCl預(yù)調(diào)pH至2.5的850ml水，加熱升溫至60 °C，將170g谷朊粉邊放入邊攪拌均勻。將反應(yīng)器放入調(diào)制45°C恒溫的超聲波水浴箱中，加入酸性蛋白酶7.5g、木聚糖酶0.5g攪勻，并用0.5M的HCl維系pH3.0，水解3h后用1M的氫氧化鈉終止反應(yīng)(10mL溶液中約加3?4滴NaOH液)，加熱升溫至75°C，恒溫攪拌30min，滅活酶終止反應(yīng)且防止后期處理過程中細(xì)菌繁殖，調(diào)pH7.0，即得谷朊粉酶解液。
[0022]實施例2
[0023]一種超聲波輔助酸性蛋白酶與木聚糖酶水解谷朊粉的方法，包括如下步驟:
[0024]反應(yīng)器放入用濃HCl預(yù)調(diào)pH至3的1L水，加熱升溫至80°C，將2Kg谷朊粉邊放入邊攪拌均勻。將反應(yīng)器放入調(diào)制45°C恒溫的超聲波水浴箱中，加入酸性蛋白酶89g、木聚糖酶6g攪勻，并用0.5M的HCl維系pH3.0，水解3h后用1M的氫氧化鈉終止反應(yīng)，加熱升溫至75°C，恒溫攪拌30min，滅活酶終止反應(yīng)且防止后期處理過程中細(xì)菌繁殖，調(diào)pH7.0，即得谷朊粉酶解液。
[0025]實施例3
[0026]反應(yīng)器放入用濃HCl預(yù)調(diào)pH至3的500ml水，加熱升溫至80°C，將10g谷朊粉邊放入邊攪拌均勻。將反應(yīng)器放入調(diào)制45°C恒溫的超聲波水浴箱中，加入酸性蛋白酶7.5g、木聚糖酶0.5攪勻，并用0.5M的HCl維系pH3.0，水解3h后用1M的氫氧化鈉終止反應(yīng)，加熱升溫至75°C，恒溫攪拌30min，滅活酶終止反應(yīng)且防止后期處理過程中細(xì)菌繁殖，調(diào)PH7.0，即得谷朊粉酶解液
[0027]綜上所述，本具體實施首次經(jīng)超聲波輔助酸性蛋白酶與木聚糖酶水解的方法制取谷朊粉酶解物，根據(jù)單因素試驗的結(jié)果，正交試驗的因素水平設(shè)計，篩選出了適宜的酸性蛋白酶酶解條件:E/S = 5%、[S] = 15%、pH = 3.0、T = 45°C、t = 3h。3000r/min 離心 15min離心，上清液得率達(dá)到6?8，水解度41%?59% ;通過本發(fā)明方法制得的谷朊粉酶解物本身就是動物體天然存在的生理活性調(diào)節(jié)物，是重要的營養(yǎng)物質(zhì)，可作為畜牧業(yè)一種新型的綠色營養(yǎng)性飼料添加劑使用。
[0028]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.超聲波輔助酸性蛋白酶與木聚糖酶水解谷朊粉的方法，其特征在于，包括如下步驟: 51、將5份水用濃HCl調(diào)pH至2.5?3.5后加熱至60?80°C ； 52、加入I份谷朊粉至步驟SI所得的HCl溶液中，攪拌均勻； 53、將步驟S2所得的谷朊粉分散液放入恒溫超聲波水浴箱中，溫度45°C，超聲波功率500W，超聲頻率40KHz的條件下加入復(fù)合酶攪拌均勻，用0.5M的HCl維系pH3.0，水解3小時； 54、將步驟S3所得的酶解液用1M的氫氧化鈉調(diào)pH7.0，升溫至75°C，恒溫攪拌30min，滅活酶終止反應(yīng)和防止后期處理過程中細(xì)菌繁殖，得谷朊粉酶解液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波輔助酸性蛋白酶與木聚糖酶水解谷朊粉的方法，其特征在于，所述復(fù)合酶為酸性蛋白酶和木聚糖酶按25: I的比例混合所得。
【文檔編號】A23K1/16GK104489269SQ201410747280
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】馮志華, 龔建剛, 李慧靜, 趙國先, 郝艷霜 申請人:河北農(nóng)業(yè)大學(xué)