蛋白酶微胶囊制备工艺及在干酪成熟中的应用.pdf
《蛋白酶微胶囊制备工艺及在干酪成熟中的应用.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《蛋白酶微胶囊制备工艺及在干酪成熟中的应用.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2 0 1 0年 2月农 业 机 械 学 报第 41卷 第 2期DOI:10.3969/.j issn.1000?1298.2010.02.031蛋白酶微胶囊制备工艺及在干酪成熟中的应用*张?娜?赵新淮(东北农业大学乳品科学教育部重点实验室,哈尔滨 150030)?摘要?以明胶和阿拉伯胶为壁材,通过 Box?Behnken设计响应面优化试验,采用冷冻干燥工艺制备蛋白酶微胶囊。将微胶囊添加到干酪中,测定 pH 4?6可溶性氮总氮比、水溶性氮总氮比以及 12%TCA 可溶性氮总氮比,同时进行质构、SDS?PAGE、SEM 分析。结果表明:明胶质量分数为 3?8%、阿拉伯胶质量分数为 3?7%、芯材
2、添加量为 6?4mg/(100 mL)时蛋白酶微胶囊化效率达到 93?4%;干酪中应用该微胶囊后使 p H 4?6可溶性氮总氮比、水溶性氮总氮比以及 12%TCA 可溶性氮总氮比增加,酪蛋白逐渐被降解为小肽且质地改善,干酪成熟 60 d后蛋白质微观结构破坏。关键词:蛋白酶?微胶囊?制备?干酪?降解?质地中图分类号:TS201?1;TS252?53文献标识码:A文章编号:1000?1298(2010)02?0151?06Study on Preparation of ProteaseM icrocapsule andItsApplication in Cheese R ipeningZhang
3、Na?Zhao Xinhuai(Key Laboratory of Dairy Science ofM inistry of Education,NortheastAgriculturalUniversity,H arbin 150030,China)AbstractGelatin and arabic gum were used as the wallmaterial to prepare protease m icrocapsule w ith freezedrying technique through Box?Behnken design and response surfacemet
4、hodology.Them icroencapsulatedprotease were added to cheese to deter m ine the ratios of p H 4?6 soluble nitrogen to total nitrogen andwater soluble nitrogen to total nitrogen,as well as of 12%TCA soluble nitrogen to total nitrogen inripened cheese.SDS?PAGE analysis,texture analysis and scanning ele
5、ctronm icroscope exam inationwerealso employed to analyze ripened cheese.It was shown fromthe analysis results that the opti mumconditions for proteasem icrocapsule preparation is that the concentrations of gelatin and arabic gum are3?8%and 3?7%respectively,core material(protease)is 6?4mg/(100mL),an
6、d m icroencapsulationefficiency is 93?4%.The ratios of p H 4?6 soluble nitrogen to total nitrogen,water soluble nitrogen tototal nitrogen,and 12%TCA soluble nitrogen to total nitrogen in ripened cheese are all increased whenproteasem icrocapsule is incorporated in cheese,indicated that degradation o
7、f casein into sm all peptidesoccurs and lead to the i mprove m ent in texture.The m icrostructure of proteins in cheese was destroyedafter 60 days of ripening.Key words?Protease,M icrocapsule,Reparation,Cheese,Degradation,Texture收稿日期:2009?01?15?修回日期:2009?02?26*国家!863高技术研究发展计划资助项目(2006AA10Z324)作者简介:张
8、娜,博士生,主要从事食品科学研究,E?mai:lfoodzhangna 163?com通讯作者:赵新淮,教授,博士生导师,主要从事食品科学研究,E?mai:l zhaoxh mai.l ?引言干酪主要含蛋白质和脂肪。干酪成熟过程中,蛋白质逐渐水解成为多肽、小肽以及氨基酸 1。传统干酪成熟时间为 0?5 2年 2,因此加快干酪的成熟同时保证干酪质地,是乳品企业及科研人员的研究重点 1 3。采用蛋白酶加速干酪成熟是一个常采用的方法 4。在过去的研究中,从发酵豆制品中筛选出一株产蛋白酶的微生物,其发酵液中存在相当活性的蛋白酶 5。为了开发这株微生物所分泌蛋白酶的未来应用潜力,尤其是在干酪生产方面,尝
9、试通过微胶囊技术对蛋白酶进行包埋处理,并将其应用于干酪的成熟。本文选用明胶和阿拉伯胶作为复合壁材,蛋白酶为芯材,通过冷冻干燥技术进行蛋白酶的微胶囊化,利用响应面设计对微胶囊制备工艺参数进行优化。通过质地、SDS?聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS?PAGE)、扫描电子显微镜分析干酪成熟过程中蛋白质的降解和质地改善,考察蛋白酶微胶囊在干酪成熟中的应用效果。1?材料与方法1?1?材料与设备蛋白酶由实验室中毛霉发酵液分离、冷冻干燥制得;明胶(天津奥凯化工贸易有限公司);阿拉伯胶(德国 W illy Benecke公司);低分子量标准蛋白质(中科院上海生化研究所,电泳级);凝乳酶(Maxiren?180,荷兰
10、代夫特 DS M 公司,食品级)。所用试剂均为分析纯,水为去离子水。LGJ?1型冷冻干燥机(上海医用分析仪器厂);FW100型粉碎机(天津市泰斯特仪器有限公司);TU?1900型紫外可见分光光度计(北京普析通用仪器有限公司);Foss2400型全自动凯式定氮仪(瑞典福斯公司);TA.XT PLUS型物性测定仪(美国);DYCZ?28A型电泳槽(北京六一电泳仪器厂);凝胶成像分析系统(美国 UVP公司);DELTA 320型精密p H 计(梅特勒?托利多中国有限公司);电子分析天平(梅特勒?托利多仪器上海有限公司);S?3400N型扫描电镜(日本 H I TACH I)。1?2?方法1?2?1?
11、蛋白酶的微胶囊包埋1?2?1?1?蛋白酶微胶囊的制备参考其他水溶性物质的包埋技术 6。取一定体积的水,边 搅拌边 缓慢加 入明胶,持 续搅拌30m in,分散后于 60#水浴加热溶胀,溶解后冷却至40#左右。取一定量的阿拉伯胶,边搅拌边缓慢加入一定体积去离子水,溶解后向其中加入蛋白酶。将阿拉伯胶?蛋白酶溶液同明胶溶液混合,搅拌,混合物倒入玻璃培养皿(?15 cm)中,冷冻干燥、粉碎、过 100目标准筛,得到蛋白酶微胶囊。1?2?1?2?蛋白酶微胶囊的制备条件优化根据单因素试验结果,选择明胶质量分数、阿拉伯胶质量分数、芯材添加量,以微胶囊化效率为响应值,设计三因素二次回归方程来拟合因素和指标(响
12、应值)之间关系,通过 Design Expert 7?0软件用Box?Behnken(响应面分析)对试验数据进行逐步回归分析,确定微胶囊化的最优工艺参数。试验因素水平设计如表 1所示。表 1?蛋白酶微胶囊化工艺响应面分析因素水平编码Tab.1?Coded levels of variables of the response surfacedesign for proteasem icroencapsulation编码因素明胶质量分数X1/%阿拉伯胶质量分数X2/%芯材添加量X3/mg(100mL)-11451503410-12351?2?1?3?微胶囊化效率测定(1)表面芯材酶活测定准确取
13、1?00 g微胶囊产品置于小布氏漏斗,抽滤,同时用注射器在微胶囊表面快速滴加数滴去离子水。将滤纸片移走,去离子水再次冲洗布氏漏斗通道,然后定容至 10 mL。取一定量溶液按 SB/T10317%1999 7测定蛋白酶表面酶活。(2)产品中芯材总蛋白酶活力测定准确取 1?00 g微胶囊产品,边搅拌边加入去离子水,溶解后定容至 50 mL,然后按 SB/T 10317%1999 7测定蛋白酶总酶活。根据公式计算微胶囊化效率Y=1-AB&100%(1)式中?A%微胶囊表面芯材酶活B%微胶囊产品中芯材总酶活1?2?2?蛋白酶微胶囊在干酪中的应用1?2?2?1?干酪的制作对传统生产干酪方法进行一定改进
14、8 9,即在生产中不添加乳酸菌发酵剂,而加入乳酸调节 p H值为 6?0。压榨前加蛋白酶微胶囊,搅拌均匀后装入模具内压榨成型。干酪置于 4#成熟室进行成熟。1?2?2?2?干酪成熟效果评价(1)总氮(TN)采用 IDF标准 10测定。(2)水溶性氮总氮比(WSN/TN)和 p H 4?6可溶性氮总氮比(p H 4?6 SN/TN)采用 Kuchroo等方法 11测定。(3)12%TCA可溶性氮总氮比(12%TCA SN/TN)采用 Polychroniadou等方法 12测定。(4)干酪质地分析采用 Benedito等方法 13。(5)SDS?聚 丙 烯 酰 胺 凝胶 电 泳 分 析 采 用1
15、52农?业?机?械?学?报?2 0 1 0年Andrews等方法 14。(6)扫描电镜分析采用 Rachel等方法 15。图 1?微胶囊化效率与各因素之间的响应面和等高图Fig.1?Response surface plots and contour plots ofm icrocapsule efficiency as a function of each factor1?2?3?数据统计分析试验结果采用 SPSS 15?0软件进行处理,利用LSD方法进行方差分析。2?结果与讨论2?1?蛋白酶微胶囊的制备条件优化在单因素的基础上进行 Box?Behnken三因素响应面优化,利用 Design
16、 Expert软件用 Box?Behnken响应面分析法对试验结果进行多元回归拟合,得到蛋白酶微胶囊化效率 Y 的二次多项回归模型方程为Y=16?88+40?05 X1+6?43 X2-0?003 3 X3-1?23 X1X2+0?001 1 X1X3-0?000 7 X2X3-5?33 X12-0?34 X22+0?000 504 X23(2)对模型进行方差分析及模型系数显著性检验,结果如表 2所示。通过方差分析可知,模型方程极显著,模型的 P值为 0?000 2;失拟项 P 值为 0?480 5,不显著;模型的决定系数 R2=0?966 3;校正决定系数(AdjR2)的变化为 0?922
17、9,说明此二次模型能够拟合真实的试?表 2?回归模型方差分析Tab.2?Variance analysis of regression model变异源平方和自由度均方F值P 值模型284?88931?6522?270?000 2残差9?9571?42失拟项4?2531?421?000?480 5纯误差5?7041?42总和294?8316验结果。显著性检验表明:明胶质量分数、阿拉伯胶质量分数、芯材添加量对微胶囊化效率的影响均较显著(P 0?1),其中明胶质量分数的影响极显著(P 0?01)(图 1,表 2)。明胶质量分数、阿拉伯胶质量分数、芯材添加量 3个因素对微胶囊化效率的影响大小顺序依次
18、为:明胶质量分数、芯材添加量、阿拉伯胶质量分数。明胶质量分数和阿拉伯胶质量分数对微胶囊化效率的响应曲面和等值线图如图 1a所示。芯材添加量恒定时,随着明胶质量分数逐渐增大和阿拉伯胶质量分数减小,微胶囊化效率明显增大。从等值线图看出,明胶质量分数在 3?1%3?95%、阿拉伯胶质量分数在 3?0%4?2%时微胶囊化效率较大。153第 2期?张娜 等:蛋白酶微胶囊制备工艺及在干酪成熟中的应用图 1b给出明胶质量分数和芯材添加量对微胶囊化效率的响应曲面和等值线图。随着明胶质量分数升高和芯材添加量减小,微胶囊化效率显著增大,达到一定程度后微胶囊化效率稍有降低。从等值线图看出,明胶质量分数在 2?9%3
19、?8%、芯材添加量在511mg/(100mL)时微胶囊化效率较大。阿拉伯胶质量分数和芯材添加量对微胶囊化效率的响应曲面和等值线图如图 1c所示。随着阿拉伯胶质量分数和芯材添加量减少,微胶囊化效率逐渐增大,随后逐渐趋于平缓。从等值线图看出,阿拉伯胶质量分数在3%4?3%、芯材添加量在 5?0 8?0mg/(100mL)时微胶囊化效率较大。通过分析确定蛋白酶微胶囊化的最优工艺条件为:明胶质量分数 3?8%,阿拉伯质量分数 3?7%,芯材添加量 6?4mg/(100mL)。将此最优条件组合代入二次回归模型,得出微胶囊化效率预测值为93?9%,实际试验值为 93?4%,表明所得回归方程可以很好地反映明
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 蛋白酶 微胶囊 制备 工艺 干酪 成熟 中的 应用
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【二***】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【二***】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。