酶解猪血制备血球蛋白粉的脱色工艺研究.doc

酶解猪血制备血球蛋白粉的脱色工艺研究第25卷第4期2009年7月一00D&mCH姗RY?0_0_Il_V01.25.No.4Ju1.2009酶解猪血制备血球蛋白粉的脱色工艺研究Studyondecolorizationofhydrolyticporcinebloodserumglobulin周庆刘学文张欣ZH0己,QingLJUXuewenZHANGXin(四川大学食品科学与工程系,四川成都610065)(DepartmentofFoodScienceandEngineering,SichuanUniversity,Chengdu,Sichuan610065,China)摘要:猪血通过复合酶水解,用活性炭对其水解液吸附脱色,经喷雾干燥,制作得到脱色血球蛋白粉.结果表明,脱色效果最佳的工艺条件为:pH4,温度7O,活性炭用量3.5,脱色时间100min.与未水解和脱色的猪血粉相比,产品在颜色,气味,颗粒形状,质地等方面都有着很大的优势和提高.关键词:猪血;酶解;脱色;活性碳Abstract:Thepigbloodwashydrolyzedbycompoundenzyme,thenabsorbedbyactivatedcarbontobedecolorized.Theserumglobulinflourcanbeobtainedafterspraydrying.Theresultsshowedthatthebestprocessingconditionfordecolorizingwasasfollow:pH4,ternperature70,dosageofactivatedcarbon3.5,time100min.CornparedwithSpraydriedporcineglobulinwithoutdecolorizationascontrols,thehydrolyticproteinpowderwassuperiortobloodpowderonthecolor,ador,particleshapeandtexture.Keywords:Pigblood;Enzymatichydrolysis;Decolorizing;Activatedcarbon猪血中含有多种营养成分,目前大部分被干燥加工成血粉作为动物性蛋白质饲料.由于血粉中血红素具有深褐色及腥味,影响其感官质量,从而限制了其应用.血球蛋白粉是将猪血经酶水解,再进行脱色和脱腥后喷雾干燥而成,与血粉实质上存在较大差异.目前国内外对血球蛋白粉的研究重点都在血的酶解工艺和血球蛋白粉的脱色去腥.大多数酶解工艺的研究l2,主要都是依据酶本身的最适反应条件进行,根据水解度或肽得率来探索最佳酶解工艺条件.猪血红蛋白在酶解时释放出大量血红素,氧化后呈深褐色乃至黑褐色,这些色素将干扰氨基酸,肽的分析,造成分析误差3,又影响产品的纯度和成色,因此,在制备过程中必须将色素除去.血球蛋白粉的脱色主要有物理法,化学法和酶作者简介:周庆(1986一),女,四川大学食品科学与工程系在读硕士研究生.Email:zhouqing0809163.corn通讯作者:刘学文收稿日期:20090519法.物理法主要是利用一些吸附剂,如活性炭,羧甲基纤维素钠,羧甲基淀粉(CMS)等吸附血红素,简单易行,但是蛋白质损失率较大;化学脱色主要是破坏血红蛋白的结构,从而达到脱色的效果,但是化学试剂使用量大,成本高,不利于工业化生产;酶法脱色此前的研究还不多,脱色率不高,且蛋白质损失率高.活性炭具有较大表面积(50010001TI./g),有很强的吸附性能,对于气体,液体,吸附物质的质量可接近于活性炭本身的质量5.本试验采用活性碳作脱色脱腥剂并对脱色工艺条件进行了优化,以期改善血球蛋白粉的色泽及风味,为生产优质血球蛋白粉提供一定的理论依据,并考察该方法对酶解液中的有效成分蛋白质的影响.l材料与方法1.1材料仪器新鲜猪血:市售.1398中性蛋白酶:40000U/g,云南陆良酶制剂有限责任公司;木瓜蛋白酶:4O000U/g,云南陆良酶制剂有限责任公司;活性炭颗粒:天津市天达净化材料精细化工厂;NaOH96.0.主要仪器:uV1100型紫外一可见光分光光度计;PHS一3C型酸度计;JA1203型电子天平;KXS恒温水浴锅;TDL一40B离心机;SHAC恒温振荡器;喷雾干燥器.1.2方法1.2.1脱色工艺流程新鲜猪血一抗凝处理一加水溶血一调节pH和温度一加酶酶解(底物浓度lO,加酶比例3:7(木瓜蛋白酶:中心蛋白酶),pH7.5,温度5O,总酶浓度8000U/g,水解1Oh)一灭酶一离心(3000r/min)一水解蛋白液一加入活性炭脱色一离心一脱色液.1.2.2色素含量测定采用722S分光光度计,在色素的最大光吸收处(波长385nm)测其光吸收值,若其色素含量太高,可采取示差法进行测定l_6.89提取与活性2009年第4期l_2.3蛋白质浓度测定蛋白质含量的损失率可以反映出水解蛋白液进行脱色后蛋白质的损失,用紫外分光光度计分别测OD.和OD2.的光吸收值.用移液管吸0.5mL原液,用pH相同的水溶液定溶至5omI,摇匀7.蛋白质浓度(mg/mI)一F1/DOD28oN(1)式中:F校正因子,由0Ds./OD.查表(紫外吸收法测定蛋白质含量的校正因子)得F值;D为石英比色皿的厚度,mm;N稀释倍数.蛋白质损失率一(蛋白质脱色前浓度一蛋白质脱色后浓度)100(2)l_2.4喷雾干燥制备酶解血球蛋白粉猪血酶解脱色液试样制备一设备清洗,预热一喷雾干燥(进出1:2温度为200,雾化器转速20000r/min)一设备冷却一收集样品一设备清洗1.2.5喷雾干燥制备血粉新鲜猪血一设备清洗,预热一喷雾干燥(进出口温度为200,雾化器转速2O000r/rain)一设备冷却一收集样品一设备清洗2结果与讨论2.1猪血酶解液脱色的效果和蛋白质损失率测定2.1.1pH值对脱色效果和蛋白质损失率的影响由图1可知,在pH为244的条件下,脱色效果递增,蛋白质损失率也递增,在pH为4时脱色效果最好,随着pH值的增大,脱色效果递减,而蛋白质损失率在pH24这个区间内蛋白质损失率是递增的,这是由于活性炭对蛋白质的吸附损失较大,特别是在酸性环境下的损失率比在碱性条件下的稍大.因此,综合考虑活性炭脱色效果和蛋白质损失率,脱色时最佳PH为3.静求1茁DH图1pH值对脱色效果和蛋白质损失率的影响Figure1TheeffectsofpHonthedecolorizationandproteinlossrate2.1.2活性炭用量对脱色效果和蛋白质损失率的影响由图2可以看出,随着活性炭用量增加,其脱色效果也增加,蛋白质损失率也随之增加.活性炭用量在22.5时,脱色效果的增幅比较大,活性炭用量在2.54时,脱色效果9O增幅减小,可以观察到溶液的颜色已变成浅黄,透明,说明色素含量已经很低.活性炭用量在34,蛋白质损失率增幅不是很大,综合考虑活性炭脱色效果和蛋白质损失率,活性炭用量的经济价值方面,脱色效果最好的活性炭用量应该在2.53.5之间.褂9080706050403020活性炭用量Activatedcarbonamount/%图2活性炭用量对脱色效果和蛋白质损失率的影响Figure2Theeffectsofdosageofactivatedcarbononthedecolorizationandproteinlossrate2.1.3温度对脱色效果和蛋白质损失率的影响由图3可以看出,随着温度的升高,脱色效果也随之增强,而蛋白质的损失率也随之增加.5O7O脱色效果增幅较大,7O9o脱色效果无显着变化,5O9O蛋白质损失率增幅不是很大,其原因可能是温度升高时被活性炭吸附的蛋白质又扩散回到液相中.故最佳温度为7O.*温度Temperature/C图3温度对脱色效果和蛋白质损失率Figure3Theeffectsoftemperatureonthedecolorizati0nandproteinlossrate2.1.4时间对脱色效果和蛋白质损失率的影响由图4可以看出,随着温度的升高,脱色效果也随之增强,而蛋白质损失率也随之增加.在脱色时间为4O80min时,脱色效果和蛋白质损失率的增幅都较大,而在8O120min时,脱色效果和蛋白质损失率的增幅都较小,这说明活性炭已经接近饱和,而后的脱色效果增幅很平缓,因此8O100rain为脱色的最佳时间段.2.1.5脱色工艺条件的优化根据单因素试验结果进行正交试验.表1为猪血红蛋白水解液活性炭脱色条件因素水平表,表2为正交试验结果.lu020&墨口00鲫加如冰,a警Iu20第25卷第4期周庆等:酶解猪血制备血球蛋白粉的脱色工艺研究篓蓍凸一时间Time,min图4时间对脱色效果和蛋白质损失率Figure4Theeffectsoftimeonthedecolorizationandtheproteinlossrate表1猪血红蛋白水解液活性炭脱色条件因素水平表Table1Thelevelsoffactorsoftheconditionsofactivatedcarbondecolorizationonpighemoglobinhydrolyzate表2猪血红蛋白水解液活性炭脱色条件正交试验结果Table2Theorthogonalexperimentalresultsoftheconditionsofactivatedcarbondeco1orizationonpighemoglobinhydrolyzate由表2可以看出,4个因素对脱色效果的影响大小为B>A>D>C.B即pH值是影响脱色效果的最主要因素,在pH值为24范围内,pH值越高,脱色效果越好,其次是温度,再次是脱色时问,活性炭用量影响最小.从k值可知工艺优化条件为:脱色温度为7o,pH值为4,活性炭的用量为3.5,时间为100min.由表2还可以看出,4个因素对蛋白质损失率的影响为B>D>A>C.pH值对蛋白质损失率的影响最为显着,其次是脱色时间,再次是脱色温度,活性炭用量影响最小,而后两种因素的影响程度相当.从k值可知蛋白质损失量最小的工艺优化条件为:温度8o,pH值为2,活性炭用量3.0,时间80min.由于蛋白质损失率基本与脱色效果成正比,考虑到脱色效果,以脱色效果最佳工艺条件为该试验探索的最佳工艺条件.2.2血球蛋白粉和血粉的对比研究结果由表2还可以看出,血粉和血球蛋白粉在颜色,气味,颗粒形状,质地等方面都存在显着差异.试验测得血粉的粗蛋白含量为8O,血球蛋白粉的粗蛋白含量为92.表3血粉和血球蛋白粉的感官比较Table3Bloodpowderandbloodglobulinpowdercomparedwithsensory3结论(1)通过4个单因素试验和正交试验得到了最佳的脱色工艺条件为:pH4,温度7O,活性炭用量3.5,脱色时间100min.(2)比较喷雾干燥血粉和酶解血球蛋白粉,脱色的血球蛋白粉感官优于普通的血粉,同量的血球蛋白粉的蛋白质的含量高于血粉.参考文献1周增太,刘小敏.血球蛋白粉和血粉的差异J.资源开发利用,2006(10):394O.ZhouZengtai,LiuXiaomin.ThedifferencesbetweenspraydriedbloodcellsanddriedwholebloodpowderJ.TheDevelopmentandUtilizationofResources,2006(10):3940.2胡晓艳,王春维.酶解血球蛋白粉的开发及应用研究进展J.兽药与饲料添加剂,2008,13(1):2224.HuXiaoyan,WangChunwei.Theresearch,developmentandprogressonthehydrolyticporcinebloodserumglobulinJ.VeterinaryPharmaceuticaisb-FeedAdditives,2008,13(1):2224.(下转第12O页)91第25卷第4期刘昭明等:金针菇汁酸奶的发酵特性研究从表2中可以看到,添加金针菇汁的酸奶的氨基酸总含量超过对照样12,说明菇汁酸奶的营养价值要高于未添加菇汁的酸奶.3结论(1)添加金针菇汁的酸奶的凝乳时间小于未添加者,添加量达到1O以上时,凝乳效果较好,风味浓郁.(2)在发酵过程中,添加金针菇汁的酸奶的酸度,乳酸及丁二酮量增加的速度较未添加菇汁的酸奶快.但是到达发酵终点时,乳酸的含量趋于一致,丁二酮则是添加菇汁量越大,其含量也越大.由于丁二酮含量过大会影响酸奶的风味,故应注意控制金针菇汁的添加量.(3)在贮藏过程中,未添加金针菇汁和添加金针菇汁的酸奶的酸度都是随着时间增加而增加,但添加量达到1O以上时,酸奶的酸度增加的速度比较平缓.在此过程中,乳酸菌总数虽然减少,但样品的乳酸菌数的下降速度还是比较缓慢的.(4)添加金针菇汁的酸奶其氨基酸含量大于未添加菇汁的酸奶,其营养价值较高.参考文献1KibumPark,SukheungOH.ProductionofyogurtwithenhancedlevelsofgammaaminobutyricacidandvaluablenutrientsusinglacticacidbacteriaandgerminatedsoybeanextractJ.BioresoureeTechnology,2007(98):16751679.2李祥,赵征.酸奶的生产现状及发展趋势J.安徽农业科学,2006,34(19):50335034.LiXiang,ZhaoZheng.DiscussiotiononthecurrentsituationandtrendofyoghurtproductionJ.JournalofAnhuiAgriculturalScience,2006,34(19):50335034.3李风林,张丽丽,庄威.金针菇保健酸奶的研制J.冷饮与速冻食品工业,2005,l1(3):1621.LiFenglin,ZhangLili,ZhuangWei.DevelopmentoffunctionalyogurtwithFlammulinaVelutipesJ.Beverage8LFastFrozenFoodIndustry,2005,11(3):1621.4王林山.鸡腿菇保健酸奶的研制J.食品研究与开发,2006,27(10):8385.WangLinshan.StudyontheproductionofCoprinusCumatuayogurtJ.FoodResearch&Development,2006,27(10):8385.5何轩辉,廖森泰,刘吉平.金针菇的食用和药用价值研究开发进展J.广东农业科学,2008(3):7q72,94.HeXuanhui,LiaoSentai,LiuJiping.CurrentprogressonedibleandmedicalutilizationofFlammulinavelutipesJ.GuangdongAgriculturalScience,2008(3):7O72,94.6谢继志,肖宏彬.酸奶中乳酸菌及酸度的检测与变化EJ.中国乳品工业,2002,30(1):2225.XieJizhi,XiaoHongbin.InspectionandevaluationoflacticacidbacteriaandacidityonyoghurtJ.ChinaDairyIndustry,2002,30(1):2225.7刘昭明,黄翠姬,陈莹.凤尾菇酸奶的发酵特性研究J.食品与发酵工业,2007,33(11):147151.LiuZhaoming,HuangCuiji,ChenYing.StudyonthefermentationpropertiesofPhoenixtailmushroomJ.FoodandFermentationIndustries,2007,33(11):l47151.8大连轻工业学院等编.食品分析M.北京:中国轻工业出版社,2004.9朱俊平.乳及乳制品质量检验M.北京:中国计量出版社,2006.1O周剑忠,董明盛,江汉湖,等.藏灵菇发酵奶发酵特性的研究J.食品科学,2006,27(8):2933.ZhouJianzhong,DongMingsheng,JiangHanhu,eta1.StudyonfermentationpropertiesoftibetankefirJ.FoodScience,2006,27(8):2933.1l刘用成.食品检验技术(微生物部分)M.北京:中国轻工业出版社,2006.12ValericM.MarshellstartercultureformilkfermentationandtheircharacteristicsJJournaloftheSocietyofDairyTeehnology,1993(46):4956.13徐成勇,吴昊,郑思聪,等.酸乳后酸化影响因子的初步研究J.食品与发酵工业,2006,32(12):lO14.XuChengyong,WuHao,ZhengSicong,eta1.Studiesonthefactorsofpostacid-ficationinyogurtJ.FoodandFermentationIndustries,2006,32(12):1014.14郭本恒.乳制品M.北京:化学工业出版社,2001.(上接第91页)3于美娟,马美湖,单杨,等.猪血红蛋白酶解液脱色技术研究J.肉类工业,2006(8):3034.YuMeijuan,MaMeihu,eta1.StudyonthedecolouringtechnologyofporcinehemoglobinhydrolysatebyenzymeJ.MeatIndustry,2006(