响应面法优化酶法提取麦麸膳食纤维工艺

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1、响应面法优化酶法提取麦麸膳食纤维工艺响应面法优化酶法提取麦麸膳食纤维工艺李慧静,贾英民,王林,张国亮,苏大维(河北农业大学食品科技学院,河北保定071001)摘要:研究了酶法提取麦麸膳食纤维工艺.通过氨基态氮含量筛选了最适蛋白酶;可溶性糖含量分析了混合酶配比,最适pH和温度.然后以膳食纤维的持水性,得率为响应值,采用响应面法优化酶法提取麦麸膳食纤维的工艺.结果表明:木瓜蛋白酶为该工艺的最适蛋白酶;混合酶中&一淀粉酶与糖化酶质量最佳比值为1:3混合酶最适pH值为3.6,最适温度为45℃;响应面法优化工艺参数为蛋白酶用量0.4%,蛋白酶反应时间60min,混合酶用量0.5%;混合酶反

2、应时间30min,持水性达到8.87714g?g～,得率达到71.6985%.关键词:麦麸;膳食纤维;生物酶法;响应面分析麦麸是面粉加上中丰要副产品之一,日前麦麸大多数用作饲料,经济价值不高;麦麸中含有大量的膳食纤维,它能抑制癌症的发生,预防糖尿病,高血压,清除f_[1基及重金属离子等.麦麸膳食纤维外面包裹了一层淀粉,如直接将其加以粉碎作为食品添加剂,不能发挥其牛理作用[4,51.麦麸膳食纤维的提取方法主要有化学法,酶化学结合法,酶法.化学法提取麦麸膳食纤维是采用先除去蛋白质,后除去淀粉的工艺,由于蛋白质网络中包裹着淀粉,淀粉高温易糊化,阻止碱与蛋白质的反应,同时蛋白质受热后凝同,阻l}

3、:r淀粉与酸的接触造成膳食纤维的提取率较低,并且包泽较深,有碱味.酶化学结合法是先用淀粉酶除去蛋白质网络中的淀粉,再用碱除去蛋白质,从而能使NaOH以较快速度渗透到蛋白质网络中,缩短了碱解时问,同时可使蛋白质碱解完全,结合法提取率较高,包泽浅,无味,似粗糙感显着.在用淀粉酶除去蛋白质网络中的淀粉时,淀粉的降解是在未糊化的条件l进行的,加人适量的糖化酶则有助干淀粉的降解完全,冈而酶法是采用混合酶制剂进行淀粉降解.蛋白酶与麦麸中蛋F_l质分子肽链作用,使其降解引.酶法提取膳食纤维得率较结合法稍低,但纯度高,口感好,易被ififl:吸收,并且随着酶工程技术的发展,酶的成本也逐渐降低,所以酶法是

4、一种町转化为工,生产的较理想的方法.收稿日期项目基金作者简介通讯作者本研究筛选了生物酶法中最佳酶的种类,分析了一淀粉酶与糖化酶质量最适比值,探讨r混合酶的最适pH值与温度,在上述研究的基础上,以麦麸膳食纤维的持水性与得牢为响应值,采用响应面分析法优化酶法提取麦麸膳食纤维I艺.1材料与方法1.1实验材料小麦麸皮购于河北省保定_聿j肚利面粉;木瓜蛋白酶,中性蛋闩酶,一淀粉酶,糖化酶购丁邢台翔宁生物公司;柠檬酸,甲醛,氯氧化钠购于天津市鼎盛化.1.2仪器PHS一10A数字酸度计,验粉筛,万能粉碎机,电子天下,水浴锅,糖度计,电热鼓风l燥箱1.3工艺流程小麦麸皮一筛选,清洗脱植酸一加入蛋白酶水解

5、,加入混合酶水解一火酶一水洗,I燥,称量一粉碎一筛分一膳食纤维1.4工艺要点1.4.1筛选,清洗用粗筛除去混入麦麸中的杂质,将麦麸分散于水中浸泡30min以除去淀粉,收集麦麸,干燥.1.4.2水解植酸加入10倍(v/w~4t皮重量的清水煮沸20min后冷却.2007—04—30河北省农产品Jjn-r专项课题:酶工程关键技术及其在农产品加工中应用研究(编号03220173D).李慧静(1973一),女,讲师,研究方向为食品工程.贾英民(1961一),男,教授,研究方向为食品生物技术.271.4.3分解蛋白质1.4.3.1蛋白酶的筛选_9l】选生产中常用的木瓜蛋白酶和中性蛋白酶,据产品说明书

6、确定木瓜蛋白酶最适pH值5.0,温度65℃;中性蛋白酶最适pH值7.5,温度50℃.分别准确量取50mL经水解植酸处理后的样品于2只烧杯中,分别加入0.4%的2种酶制剂(以样品质量为基准计算),各自在最适温度和pH值I充分搅拌60rain,然后作灭酶处理.将处理后的上清液用电位滴定法[9,1o】测游离氨基态氮含量,从中优选L叶J最合适的蛋白酶.1.4.3.2分解蛋白质向去植酸所得样品中分别加入0.2%,0.3%,0.4%的蛋白酶,在其最适温度和pH值分圳允分搅拌30,45,60rain.1.4.4分解淀粉1.4.4.1一淀粉酶与糖化酶质量比值与可溶性糖含量的关系将-淀粉酶与糖化酶分别按照

7、质量比值1:1,1:2,1:3,1:4,1:5配制成混合酶,已备后用.分别准确量取50mL经蛋白酶处理后的样品置于烧杯中,升温95N100~C淀粉糊化15min,温度降至45℃,用2.5g/L柠檬酸调节pH=3.6,分另IJ加入0.5%的L述不同配比的混合酶制剂(以样品质量为基准计算),搅拌30min,样品加热至沸腾并保持30min以灭酶,采用糖度计『9】测定水解液中可溶性糖含量.1.4.4.2混合酶反应pH值与可溶性糖含量的关系将