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生产工艺

乳清蛋白加工蛋白胨的工艺

时间:2021-11-23 16:03:59 点击:533次

    近年来,中国乳品企业承受着国际国内需求不断升级和市场原材料价格普遍上涨的压力,因此,如何在乳品成本压力骤升、盈利能力下降的行业背景下提升乳品企业的竞争力,已经成为每个乳品企业急需解决的问题。 这就需要突破传统的乳品研发概念,依靠科技进步,调整乳制品结构,不断进行产业升级,探索乳在食品行业之外的应用,开发出高附加值的产品。以乳品企业的大宗原料产品乳清蛋白为主要原料,利用风味蛋白酶进行水解,并确定最优的水解工艺条件,生产价值更高的蛋白胨类产品。不仅可以为乳品原料找到新的利用价值,同时还可以解决部分不合格奶或者是过期奶的问题,应对突发危机,提升废物利用价值,同时本研究还可以为开发功能性活性肽,如酪蛋白磷酸肽、降血压肽,降血糖肽等探索新的思路。


    酶解最优工艺条件的确定:以水解度为考察指标, 对水解条件进行优化,确定酶解的最佳工艺。 对酶浓度与底物溶液浓度比(E/S)、水解温度(℃)、pH值、反应时间(h)进行四因素三水平正交实验。 酶浓度与底物浓度最佳比值的确定:酶浓度与底物溶液浓度(E/S)之比,比酶浓度本身能更好地反映酶解过程中的反应速度特征。 当底物浓度一定, 而增加的酶量又未使底物浓度饱和时,则E/S越大,反应速度也越快,蛋白质的水解率也越高。但E/S过大,生产成本也相应提高,同时,也有可能导致酶自身相互水解,使酶活力降低。水解度随E/S的增大而增大,但E/S>160.00 U/mL时,酶解率增加不明显,考虑到生产成本问题,选择E/S为180.00mL较为合适。


    最适酶解温度的确定


    在蛋白质酶解过程中,温度对酶解反应效率的影响包括两个方面,即蛋白酶催化反应速度及蛋白酶的稳定性。 在一定范围内升高温度,底物转变成产物的速度加快,酶解效率也相应提高。 温度过高,酶蛋白变性, 酶的稳定性下降, 酶解效率随之降低。 


    酶解最佳pH值的确定


    pH值对酶催化反应的影响包括两个方面,即影响酶的稳定性以及酶催化底物转变成产物。 


    酶解时间的确定


    酶解时间主要依据酶解产物的分子量分布,原则上酶解时间越长酶解产物中游离氨基氮的质量分数及短肽的质量分数越高,但要考虑生产成本,如果产品达到相关检测指标之后,即可终止酶解过程。 


    蛋白胨产品的分析


    利用此酶解工艺条件制得的WPC水解液经过处理得到的蛋白胨产品的理化指标、氨基酸组成及质量分数可以看出,该蛋白胨产品的总氮质量分数大于12%, 氨基氮质量分数大于3%,说明该产品在质量上满足培养基协会规定的蛋白胨类产品的要求。 同时由于乳清蛋白在氨基酸组成方面要优于其他的蛋白胨类的生产原料,所以利用乳清蛋白制得的蛋白胨产品能够很好的满足微生物生长的营养需求。


    核心工艺:


    使用风味蛋白酶水解WPC的最佳工艺条件为E/S(18 000 U/100 mL),温度55 ℃,pH值为6.0,水解时间4.0 h, 底物浓度为8%。 此时, 风味蛋白酶水解WPC的水解度为46.4%。


    利用此工艺条件生产的蛋白胨产品在总氮和氨基氮质量分数上, 满足蛋白胨产品的规格要求,其氨基酸组成丰富,微生物生长所需的谷氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸等氨基酸质量分数较高,该蛋白胨产品质量较高。


    此工艺的确定可以为乳品企业中大宗原料乳清蛋白找到新的利用途径, 开发出更高价值的产品,同时利用此酶解工艺技术也可以为后续功能性多肽产品的开发打下良好的基础。


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