高蛋白面包酵母酶解过程的研究(2)

　　2结果与分析

　　2.1两种典型外源酶对面包酵母酶解过程的影响

　　首先分别采用两种典型的酵母降解酶（木瓜蛋白酶和酵母抽提专用酶）作用于面包酵母乳液，在pH值6.0、温度55℃，加酶量为0.3%的条件下搅拌52h，离心分离后测定其上清液总氮含量、上清液氨基氮含量、固形物湿质量和上清液体积，结果如图1所示。

　　由图1知，20h前的酶解过程中，酵母抽提液的总氮含量、氨基氮含量和上清液体积呈明显上升趋势，湿质量含量呈明显下降趋势。20h后，总氮和氨基氮含量增长变缓，湿质量和上清液体积变化甚微。以总氮含量和氨基氮含量为响应值，在前20h酶解过程中，酵母抽提专用酶的效果优于木瓜蛋白酶，故选择酵母抽提专用酶作后续研究。

　　2.2酵母抽提专用酶酶解条件的优化

　　2.2.1pH值对酵母酶解过程的影响酵母抽提专用酶最适pH值推荐范围为5.0～7.0，本研究拓宽其范围为3.0～8.0，在温度为55℃的12%酵母悬浮液中加入0.3%的酶，分别调节pH值为3.0，5.0，6.0，7.0，8.0，酶解20h，结果如图2所示。

　　由图2知，在3.0≤pH值≤7.0范围内，随着pH值的升高，氨基氮含量、总氮含量和上清液体积不断上升，湿质量不断降低，说明此过程中酵母内溶物在不断释放和降解。pH值为7.0时，总氮和氨基氮含量均达到最大值分别为6.51g·L-1和12.63g·L-1，对应的湿质量和上清液体积分别为3g和7mL（总体积10mL）。当pH值>7.0时，氨基氮含量、总氮含量和上清液体积随pH值的升高而降低，湿质量增高，这说明pH值>7.0时，酶的破壁和降解能力均逐渐减弱。

　　2.2.2加酶量对酵母酶解过程的影响酵母抽提专用酶的最适推荐加酶量为0.3%～0.5%，本研究选择加酶量为0.3%～1.2%，在温度为55℃的12%酵母悬浮液中分别加入0.3%，0.5%，0.7%，0.9%，1.2%的酶，酶解20h，结果如图3所示。

　　由图3知，在加酶量为0.3%～1.2%时，随着酶量的增加，总氮含量、氨基氮含量和上清液体积没有明显变化，但酵母的湿质量含量反而上升，这可能说明面包酵母的酶解速率一方面受破壁溶出速率控制，另一方面过多的酵母抽提专用酶还可能抑制或破坏酵母内源酶作用，导致酶量的增加而酶解效果不明显。综合考虑，酵母抽提专用酶添加量为0.3%。

　　2.2.3温度对酵母酶解过程的影响酵母抽提专用酶最适温度推荐范围为50～60℃，本研究选择温度为40～60℃，在pH值为7的12%酵母悬浮液中加入0.3%的酶，温度分别为40，50，55，60℃时，酶解20h，结果如图4所示。

　　由图4可以看出，温度对酶解过程中氨基氮含量、总氮含量、湿质量和上清液体积的影响都较大。随着温度的升高，氨基氮、总氮及上清液体积不断增加，湿质量不断减少；温度达到60℃时，氨基氮、总氮及上清液体积均达到最高值，分别为4.84g·L-1、10.67g·L-1和7.8mL，湿质量也达到最优值为2.56g（总体积10mL）。但考虑到酶蛋白的热敏性和大规模生产中的能耗，确定60℃为酶解温度。

　　2.2.4加酶时间对酵母酶解过程的影响在温度为60℃的12%酵母悬浮液中，分别在0，3，6，9，

　　12h加入0.3%的酶，酶解20h，酶解过程参数如图5所示。

　　由图5可知，随着加酶时间的延长，总氮、氨基氮含量及上清液体积均不断降低，湿质量也不断增加。因此，在自溶开始时加酶效果最好。

　　2.2.5酶解时间对酵母酶解过程的影响在温度为60℃的12%酵母悬浮液中于0h加入0.3%的酶，调节pH值为7，酶解50h，试验结果如图6所示。

　　由图6知，1～24h的酶解过程中，氨基氮、总氮含量及上清液体积均随时间延长而增加，湿质量不断降低。25h后，上清液体积呈下降趋势，湿重含量呈上升趋势，酶解效果变差。故选择酶解时间为24h。

　　2.3酵母酶解优化工艺的确定

　　选取酶解pH值、酶量、酶解温度、酶解时间4个因素设计正交试验，以总氮和氨基氮含量为响应值。正交试验因素水平见表1，正交设计试验方案及结果见表2。

　　由表2的极差（R）分析得知，pH值、酶量对总氮含量的影响较大，而对氨基氮含量影响较小。温度变化对总氮和氨基氮影响都较大，影响最小的是反应时间，即各因素的影响大小次序为：pH值>酶量>温度>时间。以酵母抽提液中总氮、氨基氮为主要考察方面，选择最佳酶促自溶条件是：A2B2C2D1，即pH值7.0，酶量0.3%，温度60℃，时间20h。