改性壳聚糖金属离子配合物树脂水解蛋白的研究
蛋白质是广泛存在于生物体内的一种有机化合物,其本质是由氨基酸通过脱水缩合形成的生物大分子。蛋白质在食品工业上有着十分广泛的应用,其初级水解产物短肽具有良好的生物活性,完全水解后产生的氨基酸在为人类提供必要营养的同时也对食品风味有重要的促进作用。传统方法中均使用酶水解蛋白质,虽然酶催化效率很高,但是对条件改变十分敏感,容易失活,且作用位点少,在工业生产中也不易与底物分离,回收困难。固定化酶可以解决后续回收问题,但酶源都来自于生物体-,分离纯化成本较高,同时也存在酶水解固有的缺点,难以从根本上克服。
在果酒与啤酒的酿造过程中,酒中所含有的蛋白质对酒的品质影响很大。敏感蛋白会与啤酒和果酒中的多酚形成复合物沉淀,在降低酒类营养价值的同时,也影响了酒的贮藏时间和感官品质。传统的聚乙烯吡咯烷酮(PVPP)和皂土联合脱除蛋白的方法虽已成为经典手段,但其添加量大,并只能一次性使用,不利于节约成本和降低能耗。利用改性壳聚糖树脂来解决酒品中多酚蛋白沉淀问题还鲜有报道。
本文利用壳聚糖、杂环化合物和金属离子作为原料,以环氧氯丙烷为交联剂,利用反相悬浮交联法制备了在温和条件下可以水解蛋白质的改性壳聚糖金属配离子合物树脂(MCCR),将其应用到自然条件下水解蛋白质研究中。实验制备的树脂表观呈深蓝色,粒径均一,机械强度大,内部具有适于催化水解的大孔结构,对酸碱和有机溶剂具有很好的耐受度。利用HPLC和SDS-PAGE等手段探讨了对牛血清白蛋白和卵清蛋白的水解能力,结果表明:所制备的树脂可以在48h和32h分别将牛血清白蛋白与卵清蛋白水解95％以上,且最适树脂水解的pH条件分别为6.O和8.O左右。树脂的催化速率随底物浓度的改变而改变,最大反应速率(Vmax)分别为7.O1×1O-2h-1和12.22×10-2h-1,温度的升高可以增加水解反应的速率,但对控制组的蛋白的降解也随之加剧。制备的树脂有着良好的稳定性,作为催化剂在回收再生后能够反复使用,重复使用4次仍可以保持85％以上的催化活力。MCCR负载Cu2+具有很高的稳定性,水解反应进行一次后仍可保留98.17％的金属离子。
将树脂应用于白葡萄酒的后期处理中,发现树脂可以降低酒中19.07％的蛋白质和21.46％的多酚含量,在此基础上可提高原酒的澄清度75％以上。MCCR能够利用自身所含有的催化基团水解白葡萄酒中的蛋白质,形成小分子短肽和氨基酸,在降低葡萄酒沉淀的同时,又能增加其中氨基酸的含量,提高葡萄酒的营养价值。本方法适用于工业大生产,可以有效的节约资源和成本,具有良好的社会效益和经济效益,值得进一步推广。
蛋白质;非酶水解;改性壳聚糖树脂;杂环化合物;葡萄酒;后期处理
中国海洋大学
硕士
食品科学
汪东风
2011
中文
TS201.2;TS261.4
80
2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）