多元线性回归正交设计优化啤酒酵母蛋白酶解工艺林松毅,王晓丽,刘静波,于一丁,李海霞(吉林大学军需科技学院营养与功能食品研究室,长春130062)摘要:以啤酒酵母蛋白为底物,以中性蛋白酶的酶解效果为衡量指标,采用对比分析和多元线性回归正交组合设计试验方法,优化出中性蛋白酶可控酶解啤酒酵母蛋白的工程化回归模型。优选出最佳工艺参数如下:啤酒酵母蛋白质量分数为1.13%,中性蛋白酶质量分数为5.02%,酶解温度为54.3℃,酶解pH值为6.1时,经过3次验证发现水解度均在44.71%以上,证明了回归模型具有工程化生产指导意义。关键词:啤酒酵母蛋白;中性蛋白酶;酶解参数:TS201文献标识码:A:167125497(2009)0521229205OptimizationofhydrolyzationofwastebrewingyeastproteinusingorthogonaldesignoflinearLINSong2yi,WANGXiao2li,LIUJing2bo,YUYi2ding,LIHai2xia(LaboratoryofNutritionandFunctionalFood,CollegeofQuartermasterTechnology,JilinUniversity,ChangchunAbstract:Wastebrewingyeastproteinwashydrolyzedbydispaseandmeasuredbythedegreeofhydrolysis.Orthogonaldesignoflinearregressionwasadoptedtoobtainregressionequation.Theoptimalconditionsarecalculatedas:concentrationofwastebrewingyeastprotein1.13%,concentra2tionofdispase5.02%,temperature54.3℃,pH6.1.Threetimetestsverifythatthedegreeofhydrolysisisabove44.71%.Theresultsindicatethattheregressionequationisofgreatsi近年来,啤酒酵母蛋白倍受广大科研学者的关注,其主要原因是啤酒酵母含有丰富的蛋白质、18种以上的常见氨基酸,其中人体必需的氨基酸有8种,除蛋氨酸含量不多以外,其他含量几乎与动物肌肉蛋白和牛乳蛋白相同[1]。如果按照我国年产啤酒接近4000万吨计算,那么每年啤酒废酵母排放量约为40～60万吨,则被废弃掉的啤酒酵母蛋白约16～30万吨,由此可见,啤酒酵母蛋白资源浪费尤为严重。本文是在对啤酒酵母泥预处理方法[2]、海藻糖与核酸等因子提取技术研究[3]的基础上,借助对比分析和多元线性回归正交组合设计等试验方法,以啤酒酵收稿日期:2008212230.基金项目:吉林省科技厅农业重点项目(20070201).作者简介:林松毅(19702),女,副教授,博士.研究方向:营养与功能食品.E2mail:linsongyi730@163.com通信作者:刘静波(19622),女,教授,博士.研究方向:营养与功能食品.E2mail:ljb168@sohu.com·1230·吉林大学学报(工学版)第39卷母蛋白为底物,以中性蛋白酶的水解度为衡量指标,优化中性蛋白酶制备啤酒酵母功能性肽液或氨基酸产品的酶解方法,重点是优化中性蛋白酶可控酶解啤酒酵母蛋白水解度达到40%以上的工程化数学模型,为深入研究核酸2核苷酸2氨基酸型的全方位全剂型产品奠定研究基础。由于啤酒酵母细胞壁的特殊细胞结构特征,所以本研究从蛋白酶解破坏细胞壁的角度看,可为深入研究从啤酒废酵母细胞中制备核酸及其衍生物、果糖二磷酸钠、谷胱苷肽、辅酶A和B族维生素等产品奠定研究基础,也可为解决啤酒生产企业环境污染问题和啤酒酵母蛋白优质蛋白资源综合开发利用提供一种技术路线。式中:V为酶解所需NaOH质量,g;Mp为蛋白质总质量,g;C为NaOH浓度,mol/L;htot为每克蛋白质中肽键的克当量(取8.38);a为a2氨基酸的解离度。1.4试验方案1.4.1单因素试验方案以啤酒酵母蛋白水解度为衡量指标,通过对比分析啤酒酵母蛋白质量分数(0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%)、中性蛋白酶的加酶量(2%、3%、4%、5%、6%、7%)、酶解温度(35、40、45、50、55℃)、酶解适宜pH(6.0、6.5、7.0、7.5)4个主要影响因素对啤酒酵母蛋白水解度的影响情况。1.4.2多元线性回归正交组合设计方案在单因素试验研究的基础上,借助多元线性回归正交组合设计方法,进一步优化啤酒酵母蛋白质量分数(Z1)、中性蛋白酶的质量分数(Z2)、酶解温度(Z3)、酶解适宜pH(Z4)4个主要1材料与方法1.1试验材料啤酒酵母蛋白由吉林大学军需科技学院营养与功能食品研究室提供;中性蛋白酶为天津泛氟国际贸易有限公司生产;L2酪氨酸(分析纯)购买于北京鼎国生物技术发展中心;浓硫酸、硫酸铜、硫酸钾、氢氧化钠、盐酸、碳酸钠、三氯乙酸、磷酸氢二钠和磷酸二氢钠等分析纯试剂均为北京化工...