酪蛋白制备ACE抑制肽的酶解工艺优化
第46卷（总第156期）
引言
血管紧张素转换酶(ACE)在人体血压调节过程中起重要作用，它除了具有一般肽类的营养功能外，往往同时具有免疫促进、减肥等多种功能,在活性肽方面的研究，尤其引人注目[1]。目前用于降血压的药物，其降压原理主要是抑制ACE 的活性[2]。近年来，国内外对ACE 抑制剂的研究报道较多，其中蕴藏于乳酪蛋白中的降血压肽因其高活力和高安全性而具有较大的应用价值和经济潜力[3-5]。
1材料与方法1.1材料与设备
（血管紧张素转化酶）ACE 、（马尿酰-组氨酰-亮氨酸）HHL SIGMA 公司；Alcalase 诺维信；酪蛋白、胰蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶医药集团上海生化试剂研究所
FC104分析天平上海精科仪器厂；快速混匀器
国华电器有限公司；离心机80—2型上海手术器械厂；紫外可见分光光度计SP-75型上海光谱仪器有
酪蛋白制备ACE 抑制肽的酶解工艺优化
洪伟，薛正莲，陈玲
(安徽工程科技学院生化工程系，安徽芜湖
241000）
摘要：采用碱性蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶、Alcalase （Novozymes ）水解酪蛋白制备ACE 抑制肽，并采取高效液相色谱法测定ACE 抑制肽的抑制率。结果表明：碱性蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶、Alcalase （Novozymes ）在最佳时间下水解产物对ACE 的抑制率分别为90.4%、83.2%、54.26%、92.7%。采用四因素三水平正交实验对碱性蛋白酶水解酪蛋白的条件进行了优化，结果显示在水解温度50℃、E/S6%、pH10.0条件下水解6h 的酶解产物对ACE 的抑制效果最好，达到95.60%。
关键词：酪蛋白；水解；活性肽；血管紧张素转换酶（ACE ）中图分类号：TS201.3
文献标识码：A
文章编号：1674-506X （2010）02-0037-0004
Optimizing the Hydrolytic Condition of Preparing the ACE
Inhibitory Peptides from Casein
HONG Wei,XUE Zheng-lian,Chen Ling
(Dept.of Bioch.Engn.,Anhui University of Technology and Science,Wuhu 241000,Anhui)
Abstract:ACE inhibitory peptides were prepared from casein protein by four commercial proteases (alcalase,trypsin,neutrase,alcalase (Novozymes)),and their ACE inhibitory activity were determined in vitro by high-performance liquid chromatography.The result indicated that the ACE inhibitory activity of casein's hydrolysates were 90.4%、83.2%、54.26%、92.7%by using alcalase 、trypsin 、neutrase and alcalase (Novozymes)respectively.The optimum hydrolysis conditions of casein of alcalase were studied by the orthogonal design.The result showed that the ACE inhibitory activity of the alcalase's hydrolysates of casein can reach 95.60%under hydrolytic temperature 50℃,E/S 6%and hydrolytic pH10.0conditions after hydrolyzing 6hours.
Keywords:casein;hydrolysis;active peptide;ACE doi:10.3969/j.issn.1674-506X.2010.02-010
收稿日期：2010-03-14
基金项目：安徽省芜湖市科技局重点资助项目(2008513)
作者简介：洪伟（1985-），女，硕士研究生，主要从事酶工程及其应用方面的研究工作。通讯作者：
薛正莲（1967-），教授，硕士生导师。
Food and Fermentation Technology
第46卷（第2期）Vol.46，No.2
2010年第2
期
限公司；便携式pH 计PHBJ-260型上海雷磁仪器厂；1100高效液相色谱仪安捷伦科技有限公司；各种型号移液枪法国吉尔森医疗器械有限公司等。
1.2实验方法
1.2.1水解度（DH%）的测定
水解度的测定按照pH-STAT 法[6]。水解度DH%=
B ×Mb ×100%式中：B ：NaOH 的体积（mL ）；Mb ：NaOH 的浓度（mol/L ）；1/α：酪蛋白水解反应的解离度的倒数；Mp ：蛋白质的质量（g ）；
8.2：每克原料蛋白质中肽键的毫摩尔数
（mmol ），对于酪蛋白，该值取8.2
1.2.2高效液相色谱法分析ACE 抑制活性[7]
取120uLHHL 底物液，加人20uL 抑制剂混合均
匀，在(37士0.5)℃恒温水浴中预热5min ，然后加人
10uLACE 液充分混合，37℃保温60min 后，再加人150uL 的1mol/LHCL 终止反应，得到反应液。该反应
液用0.45um 滤膜过滤后直接在HPLC 系统自动进样分析。同时用10uLpH8.3的硼酸缓冲液替代抑制剂溶液作为空白对照组。ACE 抑制活性计算公式如下：
ACE 抑制率%=（M-N ）/M ×100%
式中：M 为空白对照组中马尿酸的峰面积(mAU.
S)；N 为添加抑制剂组中马尿酸的峰面积(mAU.S)。
色谱条件：色谱柱:YWG-C18250×4·6mm,C18预柱；柱温为室温；检测波长:228nm
流动相:甲醇+0.02mol/L 醋酸铵=15+85(V/V)；流速:1.0mL/min ；进样量20μl 。
1.2.3不同蛋白酶水解物抑制ACE 效果
选用碱性蛋白酶、胰蛋白酶、中性蛋白酶、Al -
calase 四种蛋白酶作为实验用酶，分别在每种蛋白
酶的最适反应条件[8-9]下（见表1），在底物浓度为
10%条件下水解10h ，反应中每隔20min 滴加0.5mol/LNaOH 维持pH 恒定，根据碱耗量计算水解
度。同时每1h 取样10mL,立即在100℃沸水浴中保持5min ，中止酶水解反应。水解结束后对留样进行离心，取上清液进行ACE 酶的抑制活性测定。
1.2.4碱性蛋白酶水解酪蛋白的正交实验
在选酶实验基础上，进行最适水解条件的优化。
设定水解底物浓度为10％，选择水解时间、酶与底物的质量比、水解温度作为试验因子，以ACE 的抑制活性为指标，采用L 9(3)4正交表进行正交试验优化。
表2因素水平表Tab.2Factors and levels
水解温度为50℃、E/S 为6%、水解pH 为10.0、水解时间为6h
2结果与分析
2.1不同蛋白酶水解物对ACE 酶的抑制作用
采用高效液相色谱法测定碱性蛋白酶、胰蛋白
酶、中性蛋白酶、Alcalase 不同蛋白酶水解物ACE 抑制率和采用pH-stat 法测定的水解度结果如下。
2.1.1不同时间碱性蛋白酶水解液抑制ACE 效果
从图1中可以看出，酪蛋白的水解在整个水解过程中，随着水解时间的延长，水解度呈上升的趋势。水解反应在前6h 反应比较迅速，随后，水解度又略有增加，之后进入一个恒速反应期[11]，表现为在一段时间内水解度没有变化。这是因为在水解初始阶段，酶主要作用的肽键数目最多，随着水解的进行，较多的肽键被断开，使得水解底物中的肽键数减少，水解度的增加趋势减缓。通过每小时取样测得的抑制率表明，6h 的水解物对ACE 抑制率达到最大，为
90.4%。
2.1.2不同水解时间胰蛋白酶的水解液抑制ACE 效果
表1水解用酶的最适反应条件
Tab.1The optimum reaction conditions of enzymes 酶类温度/℃
pH 碱性蛋白酶5010.5胰蛋白酶378.0中性蛋白酶
507.0Alcalase
55
7.5
水
平因素A ：水解温度/℃B:酶与底物的质量比C ：水解时间/h 水解pH
1504%510.02556%610.53
60
8%
7
11.0
图1碱性蛋白酶水解液抑制ACE 效果Fig.1Inhibit effect of alcalase hydrolysate on ACE
抑制率（%）
123456789
10
时间（h ）
水解度
抑制率
50454035302520151050
水解率（%）
100908070605040302010038
第46卷（总第156期）洪伟等：酪蛋白制备ACE 抑制肽的酶解工艺优化
在10g 酪蛋白的反应体系中，添加一定量的胰蛋白酶进行水解，经过10h 的水解，测定各小时的反应体系的水解度，其水解度和ACE 抑制率随时间的变化情况如图2所示。
由上图可知，在水解过程中，反应开始的7h 内，水解较快，ACE 抑制率随着时间的延长也不断升高。水解7h 时，ACE 抑制率最大为83.2%。根据酶动力学反应原理，随时间的增加水解程度不断增大，活性肽段被释放出来，随反应时间的增加可能产生的活性成分越来越少。因此，采用胰蛋白酶水解酪蛋白获取ACE 抑制肽，水解7h 为佳。
2.1.3
不同水解时间中性蛋白酶的水解液抑制ACE
的效果
从上图可以看出，酪蛋白的水解在整个水解过程中，随着水解时间的延长，水解度呈上升的趋势，而到8h 时，增长趋势趋于平缓，水解9h ，ACE 抑制率最大为54.26%，此时的水解度为11.3%。
2.1.4不同时间Alcalase 的水解液抑制ACE 效果由图4可知，Alcalase 水解酪蛋白7h 的水解度
达到28.52%，此时的抑制率最大为92.7%。
从上述实验结果可看出，Alcalase 、碱性蛋白酶、胰蛋白酶水解酪蛋白的效果较好，水解产物对ACE
的抑制率最高分别达到92.7%，90.4%、83.2%，而中性蛋白酶水解酪蛋白的能力较差，最大水解度只有
11.9%，水解产物的ACE 抑制率最大为54.26%。2.2
正交实验结果
因为考虑到Alcalase 是进口酶，价格相对较贵，并且其水解度和抑制率与国产的碱性蛋白酶相差不大，所以以碱性蛋白酶作为实验用酶，选择时间、酶浓度、水解温度、水解pH 作为试验因子，以ACE 抑制率为指标，采用四因素三水平的正交实验设计，筛选最佳的水解条件，实验结果如表3所示。
表3碱性蛋白酶水解条件正交试验结果及分析Tab.3Results and analysis of orthogonal test for alcalase hydrolysis 由数据可知，影响酪蛋白最佳酶水解的四个因素的主次关系为：A>B>D>C ，即水解温度＞E/S ＞水解
pH ＞水解时间。从中选出最佳的组合为A 1B 2C 2D 1，在pH 为10.5的条件下，即获得最大ACE 抑制率的碱
性蛋白酶水解酪蛋白的最佳水解条件为水解温度为
50℃、E/S 为6%、水解pH 为10.0、水解时间为6h ，此
图2胰蛋白酶水解液抑制ACE 效果Fig.2Inhibit effect of pepsin hydrolysate on ACE
图3中性蛋白酶水解液抑制ACE 活性效果Fig.3Inhibit effect of neutrase hydrolysate on ACE
图4Alcalase 水解液抑制ACE 效果Fig.4Inhibit effect of Alcalase hydrolysate on ACE
实验号
因素
A B C D ACE 抑制率（%）
1111348.262122195.603133275.294212223.795223335.656231140.097313150.888321258.7593
3
2
3
62.60
K 173.05040.97749.03362.193直观分析K 233.17763.33360.66352.614直观分析K 357.41059.32753.94048.837直观分析R
39.87322.356
6.057
13.356
极差
抑制率（%）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
时间（h ）
水解率（%）
50
4540353025201510509080706050403020100水解度抑制率
抑制率（%）
1
2
3
4
5
67
8
9
10
时间（h ）水解率（%）
50
40302010060
50
403020100
水解度抑制率
抑制率（%）
1
2
3
4
5
67
8
9
10
时间（h ）水解率（%）
504540353025201510501009080706050403020100水解度抑制率
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2010年第2
期
（上接第33页）参考文献：
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图5不同水解条件下的ACE 抑制率
Fig.5The inhibition rate of ACE under different hydrolysis conditions
时水解物的ACE 抑制率为95.60%。
3结论
通过单因素、正交实验，本文优化出酶解酪蛋白
提取制备血管紧张素转换酶抑制剂ACE 的最佳条件。Alcalase 、碱性蛋白酶、胰蛋白酶水解酪蛋白的效果较好，而中性蛋白酶相对较差，四种酶的水解产物对ACE 的抑制率最高分别为92.7%，90.4%、83.2%、
54.26%。通过正交实验优化了碱性蛋白酶水解酪蛋
白的水解物对ACE 抑制特性，得出该酶的最佳反应条件：水解温度为50℃、E/S 为6%、水解pH 为10.0、水解时间为6h ，在此条件下的水解物对ACE 的抑制率达95.60%。
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1
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样品管号
120100806040200
A C E 抑制率（%）40
抗氧化酶的作用
重要的抗氧化酶和抗氧化剂的作用 超氧化物歧化酶（SOD）是美国的McCord和Fridovich在1969年发现的一种清除超氧阴离子自由基的酶。SOD是一种广泛存在于生物体内的金属酶，按金属辅基的成分不同主要分成三类,第一类含铜和锌，称为CuZn-SOD，是最常见的一种，呈蓝绿色，主要存在于真核细胞的细胞浆内。第二类含锰，称为Mn-SOD，呈粉红色，主要存在于原核细胞体、真核细胞的细胞浆和线粒体内。第三类含铁，称为Fe-SOD，呈黄褐色，主要存在于原核细胞中。另外，在牛肝中还发现一种CoZn-SOD[8]。 正常生理状态下，机体产生的自由基和清除自由基的速率处于动态平衡状态。但当机体内自由基产生增多，就会对机体的蛋白质、脂质和DNA造成损伤，导致机体疾病的发生。SOD是生物体内对抗氧自由基的一种最重要的抗氧化酶，是专门清除超氧阴离子自由基的。它的作用是将氧自由基歧化，发生 2O 2-+2H+SOD H 2 O 2 + O 2 的反应。由于H 2 O 2 在SOD活性部位生成，会对SOD 本身产生杀伤。催化产生的H 2O 2 如果不被及时清除，它会与O 2 -反应生成毒性 更大的羟基自由基。衰老自由基学说认为，代谢产生的自由基对机体造成的损害可引起衰老，SOD可有效的清除自由基，在一定程度上延缓衰老。此外，SOD还具有增强机体免疫力，提高机体对自由基引发的疾病的抵抗力，消除运动性疲劳等生理功能[3]。 过氧化氢酶（CAT）是一种末端氧化酶，广泛存在于动植物和微生物体内，酶分子结构中含有铁卟啉环，1个分子酶蛋白中含有四个铁原子[9]。CAT的生 物学功能是催化过氧化氢分解为水和氧，2 H 2O 2 CAT 2H 2 O + O 2 。过氧化氢 酶（CAT），广泛存在于动植物和微生物体内的一种末端氧化酶。它的生物功能是 催化细胞内的过氧化氢分解，起抗氧化作用，即2H 2O 2 2H 2 O+O 2 ，它可防 止过氧化氢含量过高对机体组织造成损伤，对细胞起到保护作用。 本研究结果显示，力竭运动后，大鼠的心组织、肝组织和肺组织中CAT活性均表现出升高，这可能是由于运动应激造成大鼠组织过氧化物质增多，使得组织CAT活性对应升高。同时，结果显示，联合补充谷氨酰胺和番茄红素对力竭运动大鼠肝组织和肺组织的抗氧化能力提高的效果最为明显，而单纯补充番茄红素对心脏组织的抗氧化能力提高优明显作用。这说明对于力竭运动大鼠的肝和肺组织，联合补充这两种物质起到协同抗氧化的作用。对于心脏组织，联合补充的效果不如单独补充一种的效果好，此机理尚待探讨。 谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-PX），为水溶性四聚体蛋白，含有四个亚基，每个亚基含有一个硒原子[10]。主要存在生物体的线粒体和细胞液中，它的生理功能是不仅可以清除过氧化氢，同时还可以清除脂质过氧化物，所以说它也是机体内重要的抗氧化酶之一，在反应过程中还原性谷胱甘肽作为还原物
产酶条件优化方案
滤纸条降解试验 吸取纤维素降解菌种子液1ml接种到装有50ml赫奇逊培养液的250ml三角瓶中，瓶中放置1c m×6cm的新华Ⅰ号滤纸条，同时设置不加菌液的滤纸条作为对照，每个处理3个重复。置于30℃恒温摇床，200r/min振荡培养5d，观察各瓶中滤纸条溃烂情况。 赫奇逊培养液：KH2PO4 1.0g MgSO4·7H2O 0.3g CaCl2 0.1g NaCl 0.1g FeCl3 0.01g NaNO3 2.5g pH7.2～7.3 蒸馏水1000ml 纤维素酶活的测定 1CMC酶活测定 取培养好的发酵液于4000r/min的条件下离心15分钟，上清液即为粗酶液。分别加入相对应菌株的粗酶液1mL，加入柠檬酸缓冲液1ml，再加入0.8%的羧甲基纤维素钠溶液 1.5mL，震荡摇匀，将所有试管置于50℃的水浴锅中保温50min，保温完成后取出试管，加入2mL DNS显色剂，震荡摇匀，将各试管置于沸水浴中水浴加热5min，使DNS显色剂与还原糖充分反应，5min后取出试管用流水冷却，再用蒸馏水定容至20mL，将各试管摇匀后以葡萄糖标准曲线1号管作为对照，依次测定各菌株在紫外分光光度计540nm处的OD值，计算出平均值后，参照葡萄糖标准曲线查出还原糖的量。 2FPA酶活测定 取培养好的发酵液于4000r/min的条件下离心15分钟，上清液即为粗酶液。分别加入相对应菌株的粗酶液1mL，加入柠檬酸缓冲液1ml，再加入滤纸(1cm ×6cm) 一条，震荡摇匀，将所有试管置于50℃的水浴锅中保温50min，保温完成后取出试管，加入2mL DNS显色剂，震荡摇匀，将各试管置于沸水浴中水浴加热5min，使DNS显色剂与还原糖充分反应，5min后取出试管用流水冷却，再用蒸馏水定容至20mL，将各试管摇匀后以葡萄糖标准曲线1号管作为对照，依次测定各菌株在紫外分光光度计540nm处的OD值，计算出平均值后，参照葡萄糖标准曲线查出还原糖的量。 3Avicel cellulase (Avicelase) 500 uL of enzyme mixed with 1mL of Avicel (1%, w/v) for determining the Avicelase activity. 详细见给你的那篇文献 通过以上两种方法，测得复筛得到的酶活高的菌株每8 h的粗酶酶活产酶曲线，测到72h。确定酶活达到最大的最适时间。 产酶条件优化
沙虫
沙虫 收藏172110方格星虫编辑沙虫一般指方格星虫方格星虫（Sipunculus nudus），又称为光裸星虫，俗称“沙虫”。它的形状很像一根肠子，呈长筒形，体长约10～20厘米，且浑身光裸无毛，体壁纵肌成束，每环肌交错排列，形成方块格子状花纹，方格星虫虽然没有海参、鱼翅、鲍鱼的名贵，但味道鲜美脆嫩，为海参、鱼翅所不及。生长在沿海滩涂，因为对生长环境的质量十分敏感，一旦污染则不能成活，因而有“环境标志生物”之称。中文学名方格星虫拉丁学名Sipunculus nudusLinne别称沙虫、沙肠子、沙肠虫、光裸星虫、海滩香肠等界动物界门星虫动物门纲星虫纲目方格星虫目科星虫科属方格星虫属分布区域中国福建、广东、广西、海南和台湾沿海目录1沙虫简介2主要分布3生存环境4繁殖情况5养殖方法海滩条件苗种放养与养成管理成虫收获6市场状况7营养价值8烹饪方法方格星虫干方格星虫粥方格星虫干牛鳅鱼汤方格星虫煲汤陵水酸粉1沙虫简介编辑【性味】味甘、咸，性平。【食疗功效[1] 】解烦渴、降血压[2] ，滋阴降火、清肺补虚。有阴虚劳损、肾虚腰痛、骨蒸潮热、阴虚盗汗、肺虚咳喘、胸闷痰多，小孩儿尿床（夜尿频繁）以及妇女产后乳汁稀少等症状，均可用沙虫食疗。现代营养学还证实了沙虫有降低血脂，破坏癌细
胞生长的作用。由于沙虫的酶解物具有抗氧化[3] ，抗菌[4] ，抗辐射[5] ，抗病毒[6] ，抗疲劳[7] ，防癌[8] ，调节免疫[9] ，延缓衰老[10] 的功效，因此，现代对沙虫的药用研究方向主要在溶栓药物[11] ，抗凝血药物以及抗衰老药物上。【习性】沙虫生活在沿海滩涂一带沙泥底质的海域，涨潮时钻出，退潮时潜伏在沙泥洞中，故名沙虫。沙虫的幼虫或成虫均没有分节现象，肌肉较发达，平时以蚕食沙粒等为生，但身体结构简单，故洗去肠内沙粒，全条虫都可食用。【简介】沙虫肉质脆嫩，味道鲜美，胜过海参、鱼翅。因为海参和鱼翅本身没有什么味道，故烹饪时一定要加鸡肉或瘦肉等其他配料，否则就索然无味。而沙虫具有鲜美味道，不必加别的配料，有“天然味精”的美誉。除味道鲜美外，沙虫营养价值和食疗价值较之海参、鱼翅有过之而无不及，被誉为“海洋虫草”，一些地方将其代替“冬虫夏草”用于食疗。它富含蛋白质，多肽成分，17种氨基酸，其中人体必需的氨基酸含量很高，除此之外还含有钙、磷、铁、锌、锰、镁等12种微量元素以及虫草素等具有抗氧化，抗菌，抗辐射，抗病毒，抗疲劳，防癌，调节免疫，延缓衰老作用的营养成分[12] 。沙虫做法有很多，爆炒，煮汤，熬粥，椒盐，油炸均可。其中“三色沙虫”已经成为海南的知名菜肴。方格星虫(6张)沙虫属海鲜类，而不属中药类，和海参一样，虽然有极高的食疗价值，具有药食两用，但其不具体用于某些病症的
生物酶解技术
天然植物有效成分的提取新技术——生物酶解技术 酶是生物体活细胞产生的，以蛋白质形式存在的一类特殊的生物催化剂。某些酶可以在常温、常压和温和的酸碱条件下，将植物细胞壁分解，较大幅度提高天然植物中有效成分的提取率，改善生产过程中的滤过速度和纯化效果，提高产品纯度和制剂的质量。 生物酶解技术包括酶法提取(又称酶反应提取)和酶法分离精制两方面。该技术是在传统的天然植物成分提取基础上进行的，应用常规提取设备即可完成，操作简便，成本低廉。 1原理 酶法提取是根据植物细胞壁的构成，利用酶反应所具有高度专一性的特点，选择相应的酶，将细胞壁的组成成分(纤维素、半纤维素和果胶质)水解或降解，破坏细胞壁结构，使细胞内的成分溶解、混悬或胶溶于溶剂中，从而达到提取目的，且有利于提高成分的提取率。许多天然植物中含有蛋白质，采用煎煮法时蛋白质遇热凝同，影响提取成分的煎出，如加入蛋白酶，就可以将天然植物中的蛋白质分解析出，如此可提高成分的提取率。 天然植物水提液除了含有提取成分外，还含有淀粉、蛋白质、果胶、树胶、树脂、黏液质等，这些成分的存在往往使提取液呈混悬状态，并影响提取液的滤过速度，为此要实施除杂，常用的方法有离心法、澄清剂法、醇沉法、大孔树脂吸附法、离子交换法、微孑L滤膜滤过法及超滤法。而酶法除杂是分离精制的新方法，此方法是根据天然物提取液中杂质的种类、性质，有针对性地采用相应的酶，将这些杂质分解或除去，以改善液体产品的澄清度，提高产品的稳定性。由于酶反应具有高度的专一性，决定了酶解方法除杂的高效性。 2酶的种类 2．1 用于天然植物细胞破壁的酶 2．1．1 纤维素酶 纤维素是由链状结构的β-D-葡萄糖以β- l，4-葡萄糖苷键结合而成的聚合物，纤维素分子束聚集成为较大的单位——微纤丝，构成了植物细胞壁的框架，在微纤丝之间的空隙中尚有其他物质(角质、木质素、二氧化硅)，形成植物细胞壁的基本结构。在干燥植物中纤维素约占总重的l／3～l／2。 纤维素酶具有分解、软化纤维素、破坏细胞壁、增加植物细胞内容物的溶出量的作用，它是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，包括内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、β-葡萄糖苷酶3个组分。最适pH值4～5，最佳作用温度40~60℃。 2．1．2半纤维素酶 半纤维素包括木聚糖、甘露聚糖、阿托伯聚糖、阿拉伯半乳聚糖和木葡聚糖等多种组分，约占植物干重的35％。含量仅次于纤维素。 半纤维素酶由β-甘露聚糖酶、β-木聚糖酶等内切型酶，β-葡萄糖苷酶、β-甘露糖苷酶、β-木糖苷酶等外切型酶以及阿拉伯糖苷酶、半乳糖苷酶、葡萄糖苷酸酶和乙酰木聚糖酶等组成。具有消化植物细胞壁的作用。 2．1．3果胶酶 果胶质属于黏液质类，是植物细胞的正常产物，多见于植物的地下部分及种子中。 果胶酶是分解果胶质的聚糖水解酶、果胶质酰基水解酶的一类复合酶的总称。固体的呈浅黄色，易溶于水；液体的呈棕褐色。最适作用温度45-50 ℃，作用pH值3～6。
(完整版)年产5000吨糖化酶发酵车间设计
南阳理工学院 本科生毕业设计 学院（系）：生物与化学工程学院 专业：生物工程 学生： ******* 指导教师：李慧星 完成日期 2010 年 5 月
南阳理工学院本科生毕业设计 年产5000吨糖化酶发酵车间设计 The design of annual output of 5000 tons of glucoamylase fermentation factory workshop 总计：毕业设计（论文）28页 表格： 5 个 插图： 1 幅
南阳理工学院本科毕业设计 年产5000吨糖化酶发酵车间设计 The design of annual output of 5000 tons of glucoamylase fermentation factory workshop 学院（系）：生物与化学工程学院 专业：生物工程 学生姓名：郭留洋 学号：***** 指导教师：****** 评阅教师： 完成日期：2010年5月 南阳理工学院 Nanyang Institute of Technology
年产5000吨糖化酶发酵车间的工艺设计 生物工程专业郭留洋 【摘要】糖化酶是工业生产的主要酶制剂之一，广泛用于酿酒、葡萄糖、果葡糖浆、抗菌素、乳酸、有机酸、味精、棉纺厂等各方面。本设计以玉米淀粉为主要原料，利用黑曲霉，采用机械搅拌通风罐进行发酵生产，完成生产5000吨糖化酶发酵车间工艺设计，通过工艺流程设计、工艺衡算、设备选型和车间布置设计，设计出生产5000吨糖化酶发酵车间采用3个75m3发酵罐和3个6m3种子罐等，并依据生物工程工厂车间布置原则，对发酵罐车间进行合理布置，绘制了工艺流程图和车间布置图，工艺设计的结果为糖化酶的生产提供一定参考。 【关键字】糖化酶工厂设计深层发酵黑曲霉
方格星虫多糖提取研究综述
学术研讨109 方务1虫多糖故取所究综述刘伟强①陈文?王湘君?何鸿源①钱明①刘思慧① ①海南热带海洋学院理学院②海南热带海洋学院生命科学与水产学院 查阅文献可知，方格星虫富含多糖、蛋白质和钙、磷、铁等多种营养成分，营养 价值丰富，其中多糖具有多种活性和较高的药用功效。目前方格星虫多糖的提取方法 有水提法、酸提法、碱提法和醇提法。本文拟定用采用高压脉冲电场提取技术结合酶 法提取方格星虫粗多糖，通过单变量因素实验以及响应面优化法，研究PEF结合酶法 提取方格星虫多糖最佳工艺，利用高效液相色谱检测多糖含量，为后续方格星虫的研 究做铺垫。 1前言 方格星虫俗称沙虫，也称为海人参。分布于沿海滩涂泥沙之中，一般盛产在海 南沿海，北部湾的北海市、湛江市等地。查阅文献发现，方格星虫体内是含有多种 氨基酸、维生素、高蛋白、低脂肪的海产 品，是滋彳_品，在饮姑面，方格星 虫口感好，肉质稚嫩。多糖是糖苷键结合 成的糖链，超过的单糖组成聚合糖高分子碳水化合物，一般不溶于水，无甜 味，其中方格星虫多糖具有多种活性，如 免疫调节、抗菌、抗病毒、维持肠道健 康、清除自由基、延缓衰老、调节造血功 能等，对人体健康及生理调节作用巨大，使得多糖的研究具有广阔的市场前景，多 糖资源的开发和利用日益活跃。人们需求 量逐渐增加，能補赚方格星虫的高效开发和合理利用[1_a。 2方格星虫的研究状况 随着社会的发展和人民生活水平的提 高，人们对饮食和保健品的需求量也越来 越大。因此，方格星虫在药理及饮食中使 用频繁，使得国内夕卜对方格星虫的研究日 益增加，主要涉及代谢生理、生态特征等 研究，对于方格星虫多糖提取方法的探究 研究较少，P E#合酶法提取方格星虫多 糖的研究极少。陈文等131对方格星虫多糖 的研究，以海南三亚沿海方格星虫为对 象，利用酶进行酶解，采用响应面法研究 超声波辅助酶法提取方格星虫多糖最舡 艺条件；实_棘明：在超声波辅助酶 法提取方格星虫多糖的实验过程中，单因 素的最隹条件为酶底物比为2.5%、温度为50 t、浸提时间为2 h、料液比为1:17 g/m L、超声时间为l h、p H值为8、超声 功率为960 W,多糖的最大提取率3.24%。 刘玉明等[41对方格星虫多糖不同提取工艺 的研究，应用酶法、碱法以及酶法碱法联 合提取，实验结果酶法提取率为0.60%， 碱法提取率为1.47%,联合法提取率为 0.20%;三种工艺提取多糖的含量分别为 21.83%、87.30%、36.40%。董兰芳等[5_6] 酣赚提取方格星虫多糖，三氯乙酸脱 蛋白、透析、醇沉，最终提取率为 1.47%,多糖质量分数64.15%。 3 P E F结合酶提取法 3.1研究优点 目前多糖的提取有水提法、酸提法、 碱提法、醇提法，但提取聽没有达到最 佳，存在着提取时间长、纯度低、杂质多 等缺点。以P E F结合酶法作为提取的方 法，P E F又称高压脉冲电场，是采用高电 场强度、麵冲宽度和高脉冲频率对液体 进行处理，可以连续杀菌。该技术提取时 间短、操作简单、耗能少、赫低，撤 提高得率和经济亂且实紐理条件温 和，可有效维持提取物的生理活性，是一 种有发展前景的天然产物的提取技术，也 是一种機的提取手段。酶是一类生物催 化剂，能降低反应的活化能，多糖大多存 在于细胞间质间，通过酶的作用破坏方格 星虫的细胞膜结构，使溶液的渗透性增 强，有效提高多糖的提取率。响应面优化 (R S M)是一种优化实验条件的方法， 适合于解决非线性数据处理的相关问题， 通过对过程回归方程进行拟合和响应曲 面、绘制等高线、可直接地求出相应各因 素水平的响应值，在各因素水平的响应值 基础上，找出预测的响应值最优值以及对 应的实验条件，确定最佳工艺参数。提取 得到的方格星虫多糖含量利用高效液相色 谱法检测，计麟率；高效液相色谱又称 H P L C,在流动相为液体的基础上，引用 气相色谱法的理论，该法固相液相分离效 果明显，分析速度快，操作简单，能快速 测定多糖含量關。 3.2研究内容 方格星虫謝样品的撇理，配制反 应标准溶液，P E F结合酶法提取多糖，绘 制标准曲线等操作。高压电场、脉冲时 间、料液比、酶种类、添加酶量、酶解温 度、酶解时间、提取时间和温度都是影响 多糖提取率的因素，以单因素实验确定 P E F处理关键参数、高压电场、脉冲时 间、酶种类，在最优单因素变量基础上， 应用正交实验1141研究料液比、酶用量、提 取时间和温度对方格星虫多糖提取的影 响；响应面法确定酶解温度、酶解时间， 利用P E F结合胰蛋白酶法提取方格星虫多 糖，多糖含量用高效液相色谱法检测。对 力口标回收率的分析，减少实验误差，根据 实■贼析其线性关系、方数析、响 应面优化等，并辅以方差及响应面分析对 实验结论加以论证，确保实验结雜确性 与可行性，确定最隹提取職条件。 4结论 方格星虫在研究价值，尤其是 在医学领域的开发，目前关于方格星虫多 糖提取的方法较多，P E F (下转108页）
资料 海洋星虫
资料海洋星虫 海洋星虫属于“星虫科”海洋生物，俗称“沙虫”。它的形状很像一根肠子，呈长筒形，体长约10～20厘米，且浑身光裸无毛，体壁纵肌成束，每环肌交错排列，形成方块格子状花纹，星虫虽然没有海参、鱼翅、鲍鱼的名贵，但味道鲜美脆嫩，为海参、鱼翅所不及。生长在沿海滩涂，因为对生长环境的质量十分敏感，一旦污染则不能成活，因而有“环境标志生物”之称。 目录 1星虫简介 2海洋星虫保健功能的民间及古方记载 ?保健功能 ?古方记载 ?海洋星虫保健功能的现代医学研究 3海洋星虫胶囊提高机体免疫功能的研究 4海洋星虫胶囊的抗疲劳作用 ?海洋星虫胶囊能够显著延长小鼠负重游泳时间 ?样品对小鼠负重游泳时间的影响（X±SD） ?海洋星虫胶囊能够显著加快动物血乳酸的消除 ?海洋星虫胶囊延缓衰老作用研究 ?海洋星虫胶囊抗辐射作用研究 ?项目前景展望 1星虫简介 【性味】味甘、咸，性平。 【食疗功效】解烦渴、降血压，滋阴降火、清肺补虚。有阴虚劳损、肾虚腰痛、骨蒸潮热、阴虚盗汗、肺虚咳喘、胸闷痰多，小孩儿尿床（夜尿频繁）以及妇女产后乳汁稀少等症状，均可用海洋星虫食疗。现代营养学还证实了海洋星虫有降低血脂，破坏癌细胞生长的作用。由于海洋星虫的酶解物具有抗氧化，抗菌，抗辐射，抗病毒，抗疲劳，防癌，调节免疫，延缓衰老的功效，因此，现代对海洋星虫的药用研究方向主要在溶栓药物，抗凝血药物以及抗衰老药物上。 海洋星虫具有丰富的营养物质。我国多种本草中记载了其食用和药用价值，有些地区用其代替中药－冬虫夏草，东南沿海民间称其为“海洋冬虫夏草”，将其作为一种高级补品。闽南人称之为“动物人参”。现代医药研究表明海洋星虫含有多种活性物质，能够调节机体多种机能，含有丰富的蛋白质、微量元素等。锌的含量达到2.3×10μg/g，牛磺酸含量是普通生物的70倍(达3%)，蛋白质含量为55%以上，精氨酸含量高达6.8%；具有显著的延缓衰老、抗氧化、抗疲劳、耐缺氧、耐高温等功效，对心血管系统具有明显的保护作用。本项目分析了海洋星虫的主要活性成分，从海洋星虫制备获得了海洋星虫胶囊，对其抗疲劳、抗辐射和延缓衰老功能进行了详细的研究。 海洋星虫胶囊是通过生化高新技术制备而成具有明确功效成分的产品。富含蛋白质、牛磺酸、微量元素、精氨酸等活性物质。 牛磺酸，又名2-氨基乙烷亚磺酸，是细胞内含量最高的游离氨基酸。研究证明它具有平衡细胞渗透压、维持细胞膜稳定性、调节细胞钙稳态和对抗氧自由基损伤等细胞保护作用。牛磺酸的主要药理作用活性有：A、解热、镇痛、消炎；B、镇静、安神；C、保护细胞膜、保肝利胆；D、抗病毒、抗病原菌；E、解毒、解化学中毒、预防中毒等。牛磺酸的主要生理调节作用有：A、促进大脑发育，调节神经传导，改善脑功能，抑制和治疗老年性痴呆；B、
【开题报告】酶解法提取牛皮胶原蛋白的条件优化
开题报告 食品质量与安全 酶解法提取牛皮胶原蛋白的条件优化 一、选题的背景与意义 胶原蛋白，主要存在于动物的皮、骨、软骨、牙齿、肌腱、韧带和血管中，是结缔组织极重要的结构蛋白。由于胶原蛋白具有良好的物理性能和生物学特性，因而其被广泛的应用于化工、食品、医学、生物材料以及农业等诸多领域。因此，胶原蛋白的提取一直是研究的热点。 目前国际上已开发出许多胶原保健品和功能性胶原生物材料。相对于我国，其在胶原蛋白的基础研究上已经具有一些优势并拥有一定的国际专利，而且部分已经投入市场，形成一定的市场规模。而我国的高质量胶原蛋白基础研究还有差距，有关这方面的核心专利技术不多。 但就目前的消费趋势来看，我国胶原蛋白的需求量逐渐增加，特别是随着人们对饮食和健康的不断重视，因此市场前景较为关阔。另一方面在肉制品和制革加工过程中含有丰富胶原物质的副产物（皮、内脏、肉骨头）利用的附加值很低。这样既浪费资源又污染环境，利用这些废弃物生成胶原蛋白实现资源的合理和有价值的利用，实现经济和社会效益的双赢。 本实验的以牛肉制品的下脚料——牛皮为原料，利用酶解法提取胶原蛋白，同时通过试验条件的优化，得到较优的提取条件，为今后的进一步研究提供参考。 二、研究的基本内容与拟解决的主要问题： 基本内容： 1、对牛皮成分的测定：主要测其水分、脂肪、粗蛋白、胶原蛋白等。 2、酶制剂的选择和复合：选择两种胶原蛋白提取率比较高的酶，然后按一定比例进行复合试 验。 3、研究不同实验条件对胶原蛋白提取率的影响：通过对加酶量、水解pH、水解温度、水解 时间、固液比等因素进行单因素试验，并在此基础上进行正交试验得出优化的工艺条件。拟解决的问题： 1、如何选择合适的比例对两种单酶进行复合。 2、如何提高胶原蛋白的提取率。 三、研究的方法与技术路线： 研究的方法： 1、牛皮成分测定：水分测定采用直接干燥法；脂肪测定采用索式提取法；蛋白质测定采用凯 式定氮法；胶原蛋白的含量测定采用羟脯氨酸法
沙虫干功效竟然这样多!
沙虫干功效竟然这样多！ 沙虫干是属于一种渔民比较常见的食物，是将沙虫经过人工加工晒干处理后的食物，味道比较香脆可口方面保存，可以当中配菜食用，而沙虫干对人体也有很大的好处，可以有效起到降压功效，还可以滋补身体，起到清热解毒的功效，对肺部疾病也有很大的好处，还可以有效起到降血脂预防癌症等功效。 ★简介 沙虫，动物学名称为“方格星虫”，非海肠子，产于沿海滩涂泥沙之中，外观长约两寸，状若芦芽，是一种高蛋白的补品。沙虫又叫沙肠虫，它的形状很像一根肠子，呈长筒形。沙虫看似没有海参、鱼翅名贵，主要原因是沙虫的被认知程度不高，
但其味道鲜美无比，这是海参、鱼翅所不能及，食疗价值也不输海参，被誉为“海洋虫草”。 沙虫属海鲜类，而不属中药类，沙虫含丰富蛋白质,味道尤其鲜美,可鲜食、亦可晒干后食。有降血压、治湿、防癌作用。干制后炸、炒、炖、烩、煮汤均可。营养价值高，在市场上十分畅销。价格上也比较昂贵，一般盛产于北部湾的北海市、湛江市等地。沙虫生长对海水环境要求极高，素有“海洋环境标志生物”之称。 ★食疗功效
解烦渴、降血压，滋阴降火、清肺补虚。有阴虚劳损、肾虚腰痛、骨蒸潮热、阴虚盗汗、肺虚咳喘、胸闷痰多，小孩儿尿床(夜尿频繁)以及妇女产后乳汁稀少等症状，均可用沙虫食疗。现代营养学还证实了沙虫有降低血脂，破坏癌细胞生长等作用。由于沙虫的酶解物具有抗氧化，抗菌，抗辐射，抗病毒，抗疲劳，防癌，调节免疫，延缓衰老的功效，因此，现代对沙虫的药用研究方向主要在溶栓药物，抗凝血药物以及抗衰老药物上。 ★营养价值 沙虫，其名不美貌不雅，但其营养、味道及医药与食疗价值都不亚于其他名贵海产珍品，有“海洋虫草”的美誉。它富含蛋白质，多肽成分，17种氨基酸，其中人体必需的氨基
植物多糖研究现状
植物多糖是普遍存在于自然植物界中的由许多相同或不同的单糖以α-或β-糖苷键所组成的化合物，由1O个以上的单糖分子通过聚合而成，其分子量较大，是一类大分子化合物。多糖还是一类重要的信息分子，结合了蛋白质和脂类的多糖，在有机体中参与多种生命活动。人们对多糖生物活性的研究可追溯到1936年Shear对多糖抗肿瘤作用的发现。以后陆续发现一些真菌多糖和高等植物多糖具有明显的抑菌抗肿瘤等活性。至今已有300多种多糖从自然界中得到分离与鉴定J。研究发现多糖及糖复合物参与和介导了细胞各种生命现象的调节，具有抗肿瘤、免疫调节、降血糖、抗病毒、降血脂、抗凝血等生物活性 J。因其来源广泛，没有毒副作用，而且药物质量通过化学手段容易控制等优点，成为当今新药及功能保健品和绿色食品添加剂发展的新方向。本文主要对植物多糖的提取分离技术、分析检测方法及生物学活性等研究发展进行综述。 1.植物多糖的提取分离 在植物多糖的研究中，如何建立最佳的提取工艺是多糖研究的基础．目前植物多糖提取方法甚多，每种方法都各有利弊，选择合适的植物多糖提取方法可满足不同的需要J，常用方法主要有水提取法、酸提法、碱提法、酶解法、超声法、微波法等。近些年多采用混合或辅助手段提高提取效率，降低溶剂用量。J 1.1 水提醇沉法 水提醇沉法是提取多糖最常用的方法。多糖是极性大分子化合物，根据相似相容原理，应使用水、醇等极性较强的溶剂，利用多糖溶于水而不溶于醇的性质，可以采用热水浸煮或冷水浸提渗滤提取多糖，用乙醇将多糖从提取液中沉淀出来，即为水提醇沉法。一般来说，醇含量在50％一60％可以去除淀粉，在75％时可除去蛋白质，在80％时基本可以除去全部蛋白质、多糖和无机盐。 影响水提醇沉法提取率的因素有：水的用量、提取温度、料液比、提取时间及提取次数。传统采用正交试验法确定上述几个因素的最佳比例，如孙莹等J用水提醇沉法对大黄多糖的工艺优化进行研究，发现在料液比1：10，提取温度95oC 二，提取1h的情况下，大黄多糖得到最佳浓度为80％，得到影响提取率的主次因素依次为料液比、提取温度和提取时间。 水提醇沉法提取多糖不需要特殊设备，但在提取多糖的同时也易将蛋白质、苷类等水溶性成分提出来，造成存放时易变质。此外该法耗时，提取率也不高。 1.2 酸碱提法 用稀酸或碱溶液提取多糖，在一些植物中得到更高的提取率．孟宪元J等用5％HC1和水2种方法提取茜草多糖，发现稀酸提取法产品纯度相对较高．赵宇等用0．1 mol／L HC1溶液提取海篙子多糖发现，粗多糖产率酸提方法优于水提方法．赵云平 Jmo．1 mol／L氢氧化钠提取知母多糖，多糖得率22．078％．虽然碱法提取会使多糖含量增加，但寡糖含量则相对减少，且提取后液体需要中和，程序繁琐．碱提多糖时，容易使多糖的糖苷键断裂，且这种提取方法只适用于含果胶物质少，黏度小的原料．酸会引起多糖降解及糖苷键的断裂，因此在稀酸提取时，时间不宜长、温度不宜太高． 酸提法和碱提法在反应结束后还要对酸、碱液进行迅速中和或透析，否则会减产。此外酸碱的残留会造成毒性隐患，不适宜大规模的生产。 1.3 酶解辅助提取 酶解辅助提取是利用酶反应的高度专一性的性质，将植物细胞壁水解或降解，使得有效成分充分释放而被提取的方法，常用的酶有纤维素酶、蛋白酶等。
高温双酶法液化与糖化工艺综述
高温双酶法液化与糖化工艺综述 【摘要】本文主要讲述了玉米发酵法生产酒精工艺中的高温蒸煮液化与糖化工艺，研究了在各种不同的温度、酸碱度等条件下，对淀粉液化糖化效率的影响。 【关键词】淀粉酶；糖化酸；液化；糖化；温度；PH；底物浓度 酒精已被作为再生能源广泛应用到各个领域。我国的酒精生产工艺主要是淀粉质原料的发酵，淀粉的液化糖化在发酵法生产酒精中占有很重要的地位，它直接决定了淀粉的利用率及淀粉质原料的成本，以下以玉米味原料探讨淀粉的液化糖化工艺。 一、液化糖化工艺中拌料浓度与温度 1、料浆的浓度 料浆浓度的高低直接会影响到发酵成熟醪所含酒精的多少，发酵醪越稀，生产每吨酒精排放的废糟就越多，处理酒糟的设备，投资就越大，醪液越浓，对酒精的处理投资就越小，但对酒母的生长是不利的，当前大多数厂的粉水比为1：3～4，少数厂已降到1：2.6左右，采用高温双酶法液化糖化工艺料水比可以降到1：2.0（我们厂在实际操作中控制在1：1.8～2.0，这样才最有利于液化，达到最好经济效益）。 2、料浆温度 由于拌料用水一般多为后序工段生产过程中产生的废热水，废热水的温度过高会对使浓度高的料浆粘度增加并出现结团的现象，造成拌料不匀和输送困难。对于高浓度料浆，温度不宜超过60℃。 二、淀粉酶及液化条件和液化方法 1、a—淀粉酶水解淀粉可得到葡萄糖和麦芽糖 a—淀粉酶能水解淀粉及产物分子中的a—1，4葡萄糖键）生成产物的还原糖末端。（不能水解纤维素中的β-1.4，糖苷键酶的主体异构特异性表明，酶与底物的结合，至少存在三个结合点） 2、淀粉液化的方法有升温液化、高温液化及喷射液化 （1）升温液化法将原料浆调整到一定浓度，调整PH6.0～7.0，加入CaO 或CaCL2至一定浓度，投入适量的淀粉酶，在剧烈搅拌下，由60℃加热到85℃～93℃，并保持30～60min，达到所需的液化程度后，升温到100℃，灭菌10min。
酶解的原理
退浆简介 去除织物上浆料的工艺过程。棉、粘胶以及合成纤维等织物的经纱，在织造前大都先经过浆纱。浆料在染整过程中会影响织物的润湿性，并阻碍化学品对纤维接触。因此织物一般都先经退浆。棉织物退浆兼有去除纤维中部分杂质的作用；合成纤维织物有时可在精练过程中同时退浆。 2退浆方法 各类织物退浆的方法随浆纱所用的浆料而不同，常用的有下列四种方法。 热水退浆法 织物浸轧热水后，在退浆池内保温堆置十多小时，使浆料溶胀而易于用水洗去。这种方法对于用水溶性的海藻酸钠、纤维素衍生物等为浆料的织物，有良好的退浆效果。对于用淀粉上浆的织物，在25～40℃下堆置较长时间，任其自然发酵、降解，也可获得退浆效果。 碱液退浆法 淀粉在氢氧化钠（烧碱）溶液作用下能发生溶胀，聚丙烯酸聚合物在碱液中较易溶解，可利用精练或丝光过程中的废氢氧化钠溶液作退浆剂，浓度通常为10～20克/升。织物浸轧碱液后,在60～80℃堆置6～12小时；棉织物还可应用碱、酸退浆,其方法是先经碱液退浆，水洗后再浸轧浓度为4～6克/升的稀硫酸堆置数小时，进一步促使淀粉水解，有洗除棉纤维中无机盐类杂质的作用。 酶退浆法 主要用于分解织物上的淀粉浆料，退浆效率较高。淀粉酶是一种生物化学催化剂，常用的有胰淀粉酶和细菌淀粉酶。这两种酶主要组成都是α-淀粉酶，能促使淀粉长链分子的甙键断裂，生成糊精和麦芽糖而极易从织物上洗除。淀粉酶退浆液以近中性为宜，在使用中常加入氯化钠、氯化钙等作为激活剂以提高酶的活力。织物浸轧淀粉酶液后，在40～50℃堆置1～2小时可使淀粉充分水解。细菌淀粉酶较胰淀粉酶耐热，因此在织物浸轧酶液以后，也可采用汽蒸3～5分钟的快速工艺，为连续退浆工艺创造条件。 氧化剂退浆法
生物酶解技术经验
生物酶解技术经验文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
天然植物有效成分的提取新技术——生物酶解技术 酶是生物体活细胞产生的，以蛋白质形式存在的一类特殊的生物催化剂。某些酶可以在常温、常压和温和的酸碱条件下，将植物细胞壁分解，较大幅度提高天然植物中有效成分的提取率，改善生产过程中的滤过速度和纯化效果，提高产品纯度和制剂的质量。 生物酶解技术包括酶法提取(又称酶反应提取)和酶法分离精制两方面。该技术是在传统的天然植物成分提取基础上进行的，应用常规提取设备即可完成，操作简便，成本低廉。 1原理 ???酶法提取是根据植物细胞壁的构成，利用酶反应所具有高度专一性的特点，选择相应的酶，将细胞壁的组成成分(纤维素、半纤维素和果胶质)水解或降解，破坏细胞壁结构，使细胞内的成分溶解、混悬或胶溶于溶剂中，从而达到提取目的，且有利于提高成分的提取率。许多天然植物中含有蛋白质，采用煎煮法时蛋白质遇热凝同，影响提取成分的煎出，如加入蛋白酶，就可以将天然植物中的蛋白质分解析出，如此可提高成分的提取率。 ???天然植物水提液除了含有提取成分外，还含有淀粉、蛋白质、果胶、树胶、树脂、黏液质等，这些成分的存在往往使提取液呈混悬状态，并影响提取液的滤过速度，为此要实施除杂，常用的方法有离心法、澄清剂法、醇沉法、大孔树脂吸附法、离子交换法、微孑L滤膜滤过法及超滤法。而酶法除杂是分离精制的新方法，此方法是根据天然物提取液中杂质的种类、性质，有针对性地采用相应的酶，将这些杂质分解或除去，以改善液体产品的澄清度，提高产品的稳定性。由于酶反应具有高度的专一性，决定了酶解方法除杂的高效性。 2酶的种类 2．1?用于天然植物细胞破壁的酶 2．1．1?纤维素酶 ???纤维素是由链状结构的β-D-葡萄糖以β-l，4-葡萄糖苷键结合而成的聚合物，纤维素分子束聚集成为较大的单位——微纤丝，构成了植物细胞壁的框架，在微纤丝之间的空隙中尚有其他物质(角质、木质素、二氧化硅)，形成植物细胞壁的基本结构。在干燥植物中纤维素约占总重的l／3～l／2。 纤维素酶具有分解、软化纤维素、破坏细胞壁、增加植物细胞内容物的溶出量的作用，它是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，包括内切葡聚糖酶、纤维二糖水解酶、β-葡萄糖苷酶3个组分。最适pH值4～5，最佳作用温度40~60℃。 2．1．2半纤维素酶 ???半纤维素包括木聚糖、甘露聚糖、阿托伯聚糖、阿拉伯半乳聚糖和木葡聚糖等多种组分，约占植物干重的35％。含量仅次于纤维素。 半纤维素酶由β-甘露聚糖酶、β-木聚糖酶等内切型酶，β-葡萄糖苷酶、β-甘露糖苷酶、β-木糖苷酶等外切型酶以及阿拉伯糖苷酶、半乳糖苷酶、葡萄糖苷酸酶和乙酰木聚糖酶等组成。具有消化植物细胞壁的作用。 2．1．3果胶酶
蛋白质酶解工艺的工业难点 201710
蛋白质酶解工艺的工业难点 多酶体系生产工艺相关程序 | 2017.10 Kevin 酶解法制取活性多肽，首要在于不能营养物质变质（允许变性）。
关键解释 项目说明 本项目核心技术有固态化酶系统，多酶体系，分离纯化技术（包括层析技术、密度梯度离心技术、超过滤与反渗析技术等），活性干燥技术（包括高压喷雾技术、活性保持技术、瞬间干燥技术）、生理应用评估系统等。 在此主要是围绕多酶体系论述工业与实验室主要差异，以及为了工业目标包括成本、效率、人力等因素的充分调整。 生理应用评估系统是根据蛋白质、多肽的临床应用与询证医学应用大数据得出的数据库分析报告，目前共有20余万份患者使用及反馈数据，为国内外唯一一份此方面系统报告。遗憾的是，人生多艰，我制作出此系统15年后，依然由于各种原因没有将此系统应用起来。 项目背景 过去30年间分离纯化技术的进展，以及检测手段的现代化，大大加快了发现新活性多肽的速度。但是小分子活性肽在工业化水平和临床药物的发展上方兴未艾，无论酶解法或是合成 法均存在不同程度的问题：借助于蛋白水解酶 生成肽键虽然鼓舞人心，但尚未达到普遍应用 的地步；用蛋白水解片断进行的合成，离普遍 应用也还有不小的差距。近期的工作重点，应 当在结构学、方法学、生理学、工业化应用上 取得突破。 在酶解法过程中，酶解位置、酶解产物、氨基 酸序列分析等均为重要检测方法。 本文设定 在此我们选用效果比较好的一种模式，也是充 分酶解骨肉组织蛋白质，生产小分子多肽和游 离氨基酸的模式。 这种模式主要有碱性酶、中性酶和酸性酶组成， 以此分解各种蛋白质肽键和肽链末端。 即使如此，仍然有氨基酸损失，例如酪氨酸。 （如需要酪氨酸，需要添加）。 第5步酶制剂预处理 酶具有特异性，无论使用多少种酶，事实上取 决于实验目的。使用何种酶，决定了产物的特 定物质多少。 纯化酶固然效力、控制准确，但是产物也因为 精确而单一效果突出。混合酶效力差，但有效 产物种类多，往往营养性作用更大。 酶的性质决定酸性产物、碱性产物或接近中性 的产物的多寡。 因此，要生产出含有符合人体意义的营养模式 （例如氨基酸模式），就必须保证酶的种类和 准确用量、激活时间、添加时间、作用时间， 从而保证产物在要求范围内。 第8步多酶体系 由于酶解的特异性， PH值的自然下降，故酶 的作用时间和效力也均不同， 就蛋白酶而言，虽然从大类上看，只有碱性酶、 中性酶和酸性酶三大类，实际上至少有5-8种 蛋白酶。 例如，木瓜蛋白酶和中性酶虽然功能部分重叠， 但亦有酶解位置很大不同。胰蛋白酶和胰凝乳 蛋白酶也是如此。 多酶协同，就必须不能彼此降低效能，因此实 验室采取一种灭活再加入另外一种的做法。因 为精确，反而不能最大程度利用酶的效能。因 为酶的活性不是骤高骤低的变化，是曲线。
以淀粉为原料双酶法制葡萄糖生产工艺
以淀粉为原料双酶法制葡萄糖生产工艺 双酶法是用专一性很强的淀粉酶和糖化酶为催化剂，将淀粉水解为葡萄糖的工艺。淀粉水解分为两步进行：第一步，用耐高温α-淀粉酶进行液化；第二步，用淀粉糖化酶对液化后液进一步水解为葡萄糖，使DE 值达到98%以上。 水解反应 〔C6H10O5〕n + nH2O n〔C6H12O6〕糖化酶 生产工艺流程图： 玉米淀粉（或精制淀粉乳） ↓ 调浆计量 ↓ 蒸汽→喷射液化←淀粉酶 ↓ 糖化←复合糖化酶 ↓ 蒸汽→灭酶脱色←活性炭 ↓ 板框过滤→旧活性炭弃去 ↓ 离子交换 ↓↙冷却水 蒸汽→蒸发浓缩——→葡萄糖浆 ↓ 降温结晶←冷却水 ↓ 糖膏分离 ↓ 蒸汽→气流干燥 筛分 ↓ 食用葡萄糖 ↓ 检验 ↓ 称量包装 ↓ 成品入库 生产结晶葡萄糖一般的配料工序要求的指标为： 浓度：30%～36% （如生产其他的糖品，料液配料浓度可放宽到45%） pH 值：最适pH5.4～6.0(可在pH5.0～7.0 之间选择) 淀粉乳蛋白含量：≤0.6%
电导率：≤200us/cm 1、调浆 工艺过程：①用低于42℃的水将粉乳比重调至17-18.5Be°，用泵将调好的淀粉乳打入调节罐，在不断搅拌条件下加一定量的10%稀碱液使淀粉PH 达5.5-5.8。②加入一定量的耐高温α—淀粉酶进行液化。加高温酶的量根据液化液的DE 值确定，要求DE 值在13-17%之间。 2、液化： 工艺过程：①将一定浓度，一定PH 值的淀粉乳连续用泵打入连续液化器进行液化。 ②一喷液化温度控制在106-110℃，二喷液化温度控制在135-145℃，控制出料速度，使液化液碘色反应为棕红色③液化液不合格必须返工，重新液化。 酶法喷射液化工序要求的指标为： 浓度：32%±2% pH 值：5.4～6.0（最好5.5～5.8） 加酶量：0.035%～0.07%（对固形物） 喷射温度：一喷温度：106-110℃二喷温度：135-145℃ 液化保持：温度：95℃；时间：90～120min. 液化终了DE 值：14～20%之间（最好在DE14～16%之间） 碘试：暗红樱色 3、糖化： 工艺过程：①将降温后的液化料液，调好PH 值，按干物量加入糖化酶②在一定温度条件下糖化一定时间DE 值达98%以上。 酶法糖化工序要求的指标如下： pH 值：4.1～4.5 加酶量：100～150u/g 淀粉（视酶活力加0.6～0.9kg/T 绝干淀粉） 保持温度：60±2℃ 糖化时间：48h(一般控制45～56h 之间) 糖化终了DE 值：≥98.5%（多数情况下接近或超过99%） 糊精反应：无白色絮凝物 4、蛋白预处理： 工艺过程：糖化液经预涂硅藻土的真空转鼓过滤机阻挡蛋白质后，用板式换热器提温灭酶流入脱色罐。 技术参数：灭菌温度：80-85℃ 蛋白含量：≤0.15% 5、脱色： 工艺过程：①蛋白预处理的料液流入脱色罐，同时加入一定比例的洗蜜、分蜜（洗蜜经板式换热器升至80-85℃），灭酶经过一次脱色，二次脱色，用活性炭吸附杂质，经板框过滤机过滤得到澄清、透明、无色的精制糖液②脱色温度在80℃左右，加炭量可根据出料色泽达到要求为度③当板框压力高，过滤速度慢时，打开板框过滤机把炭卸下来。 技术参数：一次脱色滤膜白度：≥70% 色点：≤15 个/45ml 脱色时间：30 分钟 脱色温度：80-85℃ 二次脱色滤膜白度：≥77% 色点：≤10 个/45ml
生物酶解技术经验
精心整理 天然植物有效成分的提取新技术——生物酶解技术 酶是生物体活细胞产生的，以蛋白质形式存在的一类特殊的生物催化剂。某些酶可以在常温、常压和温和的酸碱条件下，将植物细胞壁分解，较大幅度提高天然植物中有效成分的提取率，改善生产过程中的滤过速度和纯化效果，提高产品纯度和制剂的质量。 1原理 22．1 2．1． (角质、木。 最适pH 值4～52．1 半纤维素包括木聚糖、甘露聚糖、阿托伯聚糖、阿拉伯半乳聚糖和木葡聚糖等多种组分，约占植物干重的35％。含量仅次于纤维素。 半纤维素酶由β-甘露聚糖酶、β-木聚糖酶等内切型酶，β-葡萄糖苷酶、β-甘露糖苷酶、β-木糖苷酶等外切型酶以及阿拉伯糖苷酶、半乳糖苷酶、葡萄糖苷酸酶和乙酰木聚糖酶等组成。具有消化植物细胞壁的作用。 2．1．3果胶酶 果胶质属于黏液质类，是植物细胞的正常产物，多见于植物的地下部分及种子中。 果胶酶是分解果胶质的聚糖水解酶、果胶质酰基水解酶的一类复合酶的总称。固体的呈浅黄色，易溶于水；液体的呈棕褐色。最适作用温度45-50℃，作用pH 值3～6。
2．2用于分离精制、改善提取澄清度的酶 有木瓜蛋门酶、菠萝蛋白酶、葡萄糖苷酶、转糖苷酶。 3应用 3．1酶法提取 3．1．1含生物碱类成分酶法提取 以黄连提取盐酸小檗碱为例：将黄连粗粉按每g加入10U量的纤维素酶(活力单位2000U·g-1)，充分混匀，加3倍量水，用0．3％硫酸调pH值至5后浸泡，在40℃下恒温水浴90min，将黄连及0．3％硫酸作溶剂置于渗漉筒中，浸渍、渗漉，收集渗漉液，用石灰乳调pH值至10～12，沉淀，抽滤，滤液用浓盐酸调pH值至l～2，加精制食盐使含盐量达7％，充分搅拌，静置24h，滤过，i)l=淀，在60℃下干燥，得盐酸小檗碱粗品。用薄层扫描法进行含量测定，结果表明：黄连经酶法提取后，所得盐酸小檗 碱含量为4 3．1.2 0．5％纤维素酶(1h， 7．68％。两种T 3．1． 4．5，3．1 6种3．2 果胶酶分解果胶、淀粉酶分解淀粉)，将其降解为小分子物质或分解除去，可改善水提取液的过滤困难问题，提高液体制剂的澄清度和制剂纯度。 以决明子提取总蒽醌、青皮提取陈皮苷为例：决明子中加热水少许，温浸30min，用10倍水煎煮2h，再8倍水煎煮1．5h，滤过，合并两次滤液，浓缩至物料与药液l：5，均分为5份，分别加入复合蛋白酶I(调节到60～70℃)、复合蛋白Ⅱ(55-60℃)、果胶酶(55-65℃)、澄清剂(50～60℃)、对照空白，保温2h，定时搅拌，离心(3000rpm)，过滤，将上清液和沉淀分别蒸干，结果用复合蛋白酶I处理效果较好，总蒽醌含量0．717％，而空白对照为0．223％。青皮的试验，用果胶酶处理效果较好，陈皮苷含量6．26％，而空白对照为4．47％。 4技术关键 4．1酶的种类