糖蜜酒精废液处理过程中生成的微生物蛋白的最佳水解条件研究_赵芯

中国饲料2006年第14期资源开发利用蛋白质水解物用途广泛,可用于饲料、食品、医药、化学工业等领域。糖蜜酒精废液处理过程中生成的微生物菌体粗蛋白质含量达到54.51%,对其水解可获取丰富的蛋白质水解物。提高微生物蛋白质水解物中氨基酸含量的核心技术是细胞壁的破碎和蛋白质的降解(黄仲华,1996)。细胞内物质提取方法大体上可分为化学方法(酸解、碱解等)、物理方法(液体剪切、固体剪切等)及生物方法(酶解、自溶等)(廖鲜艳等,2002;冯霖,1995)。本研究采用酶解法,通过单因素试验及正交试验获取最佳水解条件。1材料与方法1.1材料微生物蛋白(糖蜜酒精废液处理产生,粗蛋白质含量为54.51g/100g干菌体)、精制蛋白酶(酶活力60万～70万单位)、木瓜蛋白酶(酶活力60万～70万单位)、复合蛋白酶(酶活力10万单位)、精制木瓜酶(酶活力90万～100万单位),以上酶制剂均由广州远天酶制剂厂提供。1.2主要仪器数显快速恒温水浴箱、回旋式恒温振荡水浴箱、紫外分光光度计、精密pH计、离心机、蛋白质测定仪。1.3试验方法1.3.1预处理方法。由于在培养中,糖蜜酒精废液中焦糖及一些代谢产物吸附在微生物菌体上,使菌体泥呈浅咖啡色,微生物菌体本身也有一定臭味,对各种制成品品质有不良影响,必须通过预处理将其去除。本实验采用酸碱洗涤法对菌体蛋白泥进行预处理(冯霖,1995),通过不同碱液浓度预处理实验,确定0.3%氢氧化钠浓度条件下菌体泥色泽及气味较好,损失较低。见图1。重复2～3次。预处理后菌体蛋白泥呈灰白色,无臭味。1.3.2微生物蛋白水解。将预处理后的菌体制成悬浮液,取悬浮液150mL放入三角瓶中,加入水解酶,将三角瓶固定在水浴箱中,调节水浴温度进行水解反应,一定时间后以4000r/min离心10min,取上清液测定氨基酸含量和蛋白质溶出量。1.4测定方法粗蛋白质:蛋白质测定仪(王胜健,1998);氨基酸含量:茚三酮法(张龙翔等,糖蜜酒精废液处理过程中生成的微生物蛋白的最佳水解条件研究桂林工学院资源与环境工程系赵芯朱义年廖雷陆燕勤[摘要]通过实验选择复合蛋白酶水解糖蜜酒精废液处理过程中生成的微生物蛋白,并通过正交试验分析得到最佳水解条件为水解酶加入量5.5g/150mL,水解温度65℃,pH值5和水解时间5h。[关键词]糖蜜酒精废液;微生物蛋白;水解;氨基酸[中图分类号]S816.6[文献标识码]A[文章编号]1004-3314(2006)14-0037-03[Abstract]Thecompoundproteasewaschosentohydrolyzethemicroproteincollectedduringthebio-treatmentofmolassesandalcoholwastewater.Theresultshowedthat:theoptimalconditionwerehydrolysisenzyme5.5g/150mL,thesolutionpH5.0,thetemperature65℃andthehydrolysistime5h.[Keywords]molassesandalcoholwastewater;microprotein;hydrolysis;aminoacid2倍体积0.3%氢氧化钠2倍体积0.4%酒石酸2倍体积纯水菌体蛋白泥离心分离碱性菌体蛋白泥弱碱性菌体蛋白泥干净菌体蛋白泥离心分离离心分离图1菌体蛋白泥预处理37DOI:10.15906/j.cnki.cn11-2975/s.2006.14.013中国饲料2006年第14期图4水解时间对氨基酸产生量及蛋白质溶出量的影响2002);蛋白质溶出量:双缩脲法(张洪渊,1994)。2结果与分析2.1水解酶的选择选用精制蛋白酶、木瓜蛋白酶、复合蛋白酶和精制木瓜酶进行微生物蛋白质水解实验,菌悬液浓度5.87g/L,水解酶用量1.5g/150mL,pH自然(6～7),于60℃恒温水浴水解5h(表1)。从表1可知,复合蛋白酶的酶活力较低,但氨基酸产生量最高,为81.388mg/g干菌体。这主要是由酶的专一性这一特性所决定,复合蛋白酶中含有多种水解酶,虽然酶活力较低,但多种水解酶相互协调作用,促进了微生物蛋白的水解;精制木瓜酶、精制蛋白酶及木瓜蛋白酶虽然酶活力较高,但均由单一水解酶组成,对微生物蛋白水解作用有限,因此单位干菌体氨基酸产生量低复合蛋白酶高。本试验选定复合蛋白酶为最佳水解酶。2.2水解酶加入量的选择水解酶加入量选取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0g/150mL进行试验,菌悬液浓度3.55g/L,自然pH(6～7),于60℃恒温水浴5h(图2)。从图2可知,水解酶加入量增加,氨基酸产