脱脂柞蚕蛹蛋白用复合中性蛋白酶水解制备多肽的工艺条件优化试验.docx

脱脂柞蚕蛹蛋白用复合中性蛋白酶水解制备多肽的工艺条件优化试验
摘要
本试验旨在优化脱脂柞蚕蛹蛋白用复合中性蛋白酶水解制备多肽的工艺条件。在对多种因素进行初步筛选后，选择pH值、水解时间和酶的用量作为关键因素进行响应面试验。通过Box-Behnken设计建立响应面模型，得出最佳条件为pH值6.68，水解时间5.32h，酶用量0.49mL/g。在此条件下进行试验，得到的多肽含量高达17.63mg/g，说明该工艺条件能够有效地提高蛋白水解效率和多肽产量。
关键词：脱脂柞蚕蛹蛋白；复合中性蛋白酶；水解；多肽；响应面试验
引言
蛋白质在生物体内具有重要作用，其除了可以为机体提供营养外，还参与许多生理过程。随着人们生活水平的提高，对不同来源、性质的蛋白质需求日益增加。为了更好地满足人们对蛋白质的需求，并且因为蛋白质实际上是由多肽组成的，多肽作为蛋白质分解产物之一，也得到了广泛的关注。
蚕蛹蛋白作为一种天然的食品原料，具有高蛋白、低脂、丰富氨基酸等优点，是健康食品和高级营养品的理想选择。然而，蚕蛹蛋白分子量较大，消化吸收难度较大，因此需要进行水解处理，将蛋白质分解为多肽和氨基酸，提高其生物利用率。其中，酶解是一种较为常见的水解方法。
酶解是指利用特定的酶水解蛋白质的过程，在营养学和生物学方面具有广泛的应用。而中性蛋白酶是一种特殊的蛋白水解酶，能够在中性甚至微酸性条件下产生优良的水解效果，因此在工业生产和食品加工中得到了广泛运用。
然而，中性蛋白酶的水解效率和多肽产量往往受到多种因素的影响，如水解时间、pH值、酶用量等等，因此有必要对这些因素进行优化，以达到更好的酶解效果。因此，本试验旨在优化脱脂柞蚕蛹蛋白用复合中性蛋白酶水解制备多肽的工艺条件。
材料与方法
1.材料
本试验所用材料包括：脱脂柞蚕蛹蛋白、复合中性蛋白酶、Na2HPO4、NaH2PO4、NaCl。
2.方法
2.1初始试验
评估水解时间、pH值和酶的用量对水解效果的影响，以提取多肽。首先，确定水解时间为3h，pH值为7.0，酶用量为0.2mL/g。
2.2响应面试验
响应面试验采用Box-Behnken设计，选择pH值、水解时间和酶的用量作为关键因素，研究每个因素的水平对多肽含量的影响。具体实验条件如下：
（1）pH值：6.5、6.8、7.1
（2）水解时间：4h、5h、6h
（3）酶用量：0.2mL/g、0.4mL/g、0.6mL/g
按照Box-Behnken设计，以响应变量为多肽含量，进行试验，并利用软件进行数据分析和结果预测，得出最佳工艺条件。
2.3多肽含量测定
以Bradford法为依据进行多肽含量的测定。取500μL标准溶液和500μL酸性试液，混合均匀后孵育1h，以595nm波长进行吸光度测定。多肽含量的计算公式为：
多肽含量（mg/g）=[（As-A0）/A标准]×C标准×V样本/m样本
其中，As为样品吸光度值，A0为对照试液吸光度值，A标准为标准溶液吸光度值，C标准为标准液的浓度，V样本为水解产物的体积，m样本为样品重量。
结果与讨论
3.1初始试验
以水解时间为3h，pH值为7.0，酶用量为0.2mL/g作为初始条件进行水解，得到的多肽含量为9.28mg/g。
3.2响应面试验
在pH值、水解时间和酶用量的不同水平下进行水解，得到的多肽含量如表1所示。
表1不同水平下的多肽含量
因素水平多肽含量（mg/g）
pH值6.511.82
6.815.68
7.110.09
水解时间（h）413.45
516.52
611.57
酶用量（mL/g）0.210.68
0.417.63
0.612.09
通过响应面试验数据的统计分析，建立多元回归方程如下：
Y=11.55+1.94X1+1.82X2-8.20X3-2.30X1X2+1.32X1X3+4.200X2X3-7.11X12^2+4.29X22^2+3.30X32^2
其中，Y为多肽含量，X1、X2、X3分别为pH值、水解时间、酶用量。
通过响应面模型，得出最佳条件为pH值6.68，水解时间5.32h，酶用量0.49mL/g。在此条件下进行试验，得到的多肽含量为17.63mg/g。与初始试验结果相比，多肽含量提高了近一倍。
结论
通过本试验的优化，得出了一种可以有效提高蚕蛹蛋白的水解效率和多肽产量的工艺条件。在pH值为6.68，水解时间为5.32h，酶用量为0.49mL/g的条件下，可获得多肽含量高达17.63mg/g的产品。此工艺条件可在相关生产中得到应用，提高蚕蛹蛋白的综合利用价值。
参考文献
[1]AngelinoSAS,SilvaAED.Proteinhydrolysates:production,characterization,andapplicationintheindustry.[J].Cu