摘  要：本發(fā)明公開(kāi)了一種低耗物理雙場(chǎng)協(xié)同提高植物乳酶解效率的方法，步驟為將酶溶解水，冰浴攪拌得到酶液；將酶液進(jìn)行低溫等離子體處理，其次亞麻籽經(jīng)浸泡濾水后膠體磨研磨得到亞麻籽勻漿液，利用脈沖電場(chǎng)對(duì)亞麻籽勻漿液進(jìn)行預(yù)處理，將CP處理后的酶液添加到PEF處理后的亞麻籽植物乳中進(jìn)行酶解，滅酶和過(guò)濾，得到總固形物含量、蛋白質(zhì)含量和總酚含量高，黏度適中的亞麻籽植物乳。本發(fā)明中通過(guò)低耗物理雙場(chǎng)處理后，亞麻籽植物乳的食用品質(zhì)得到大幅提高，總酚含量、蛋白含量和固形物含量分別提高了66％、17％和12％，黏度降低了49％。本發(fā)明雙場(chǎng)耦合酶解體現(xiàn)出協(xié)同增效，對(duì)于綠色、清潔標(biāo)簽、高品質(zhì)植物乳加工領(lǐng)域具有較大應(yīng)用潛力。

 

權(quán)利要求書(shū)

1.一種低耗物理雙場(chǎng)協(xié)同提高植物乳酶解效率的方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)酶液配制：稱(chēng)取酶，加入水混合，冰浴攪拌混合均勻，得到酶液，備用；

(2)低溫等離子體處理：吸取酶液于潔凈的培養(yǎng)皿中，將培養(yǎng)皿置于等離子體發(fā)生器噴嘴下方，以穩(wěn)定的等離子體處理酶液，收集處理后的酶液在28℃下密封保存?zhèn)溆茫?/span>

(3)亞麻籽勻漿液制備：將微波脫膠的亞麻籽與水混合，浸泡后，棄掉浸泡液，然后向浸泡的亞麻籽中加入水，膠體磨循環(huán)412min后收集植物乳；

(4)脈沖電場(chǎng)預(yù)處理亞麻籽勻漿液：將步驟(3)制備的植物乳進(jìn)行脈沖電場(chǎng)，得到處理液；

(5)酶解：向處理液中添加0.10.5wt％步驟(1)或步驟(2)制備的酶液，酶解后滅酶，然后過(guò)濾，得到蛋白質(zhì)含量高、固形物含量高、黏度適中的亞麻籽植物乳。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低耗物理雙場(chǎng)協(xié)同提高植物乳酶解效率的方法，其特征在于，步驟(1)中所述酶為纖維素酶、蛋白酶、植酸酶、半纖維素酶、糖化酶、菠蘿蛋白酶中的一種或多種混合；

所述酶與水的質(zhì)量比為15：10。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低耗物理雙場(chǎng)協(xié)同提高植物乳酶解效率的方法，其特征在于，步驟(2)中所述低溫等離子體處理的脈沖放電電壓為1620kV，頻率為2002000Hz，脈寬100500ns，處理時(shí)間為1560s。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低耗物理雙場(chǎng)協(xié)同提高植物乳酶解效率的方法，其特征在于，步驟(3)中所述微波脫膠的亞麻籽與水的質(zhì)量比為1：510，浸泡時(shí)間為0.53h。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低耗物理雙場(chǎng)協(xié)同提高植物乳酶解效率的方法，其特征在于，步驟(4)中所述脈沖電場(chǎng)處理的電場(chǎng)強(qiáng)度為1.33.7kV/cm，脈沖次數(shù)為36次，脈寬為100500ns，頻率為5001000Hz，流速為4080rpm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低耗物理雙場(chǎng)協(xié)同提高植物乳酶解效率的方法，其特征在于，步驟(5)中所述酶液的加入量為0.10.5wt％。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種低耗物理雙場(chǎng)協(xié)同提高植物乳酶解效率的方法，其特征在于，步驟(5)中所述酶解溫度為4555℃，酶解時(shí)間為3075min；滅酶溫度為90100℃，滅酶時(shí)間為1015min；過(guò)濾過(guò)篩粒度為120200目。

 

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及功能食品加工技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是涉及一種低耗物理雙場(chǎng)協(xié)同提高植物乳酶解效率的方法。

 

背景技術(shù)

酶存在于所有自然存在的生命形式中，包括植物、動(dòng)物和微生物。酶在食品工業(yè)中的應(yīng)用主要在于改變產(chǎn)品的功能特性，和/或控制或改進(jìn)食品加工過(guò)程。酶可以取代合成催化劑，并減少有毒試劑的使用，產(chǎn)生更少的能源消耗，對(duì)環(huán)境友好，屬于低碳、低耗技術(shù)。目前，全球農(nóng)業(yè)食品產(chǎn)生碳排放占25％(125億噸)，排第一位，國(guó)家“碳減排”、“碳達(dá)峰”綠色環(huán)保需求，以及酶對(duì)產(chǎn)品功能包括質(zhì)地、外觀、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、保質(zhì)期和安全性的改善作用受到食品加工行業(yè)內(nèi)的廣泛認(rèn)可，因此，酶在農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)中的應(yīng)用，特別是在食品工業(yè)中，正變得越來(lái)越有吸引力。

然而，酶是一種具有催化活性和高度專(zhuān)一性的特殊蛋白質(zhì)，具有很高的底物特異性，因此工業(yè)過(guò)程的復(fù)雜、變化、多重底物混雜的加工條件更增加了酶解過(guò)程的不穩(wěn)定性，從而降低了酶的工業(yè)效率，同時(shí)酶本身價(jià)格相對(duì)于合成催化劑較高，這都對(duì)提高酶解效率、解酶工藝優(yōu)化提出了更高要求。酶解反應(yīng)速度/酶解效率主要取決于傳質(zhì)效率和酶分子構(gòu)象等2個(gè)因素。運(yùn)用低耗、綠色、環(huán)保的物理場(chǎng)處理，具有提高酶解效率的潛力。

低溫等離子體(CP)是物質(zhì)的第四態(tài)，是由大量的分子、原子、離子和電子等粒子組成的體系，可以在較低能耗下產(chǎn)生較高能量的活性粒子如活性氧和活性氮，且可在較低溫時(shí)(小于50℃)保持足夠高的活性，從而不同程度地影響酶分子構(gòu)象，進(jìn)而改變酶催化效率。非熱處理設(shè)備和工藝是提高植物乳性能的高效新方法。脈沖電場(chǎng)(PEF)作為一種低耗、非熱、新型加工處理技術(shù)，一方面通過(guò)誘導(dǎo)植物脅迫刺激反應(yīng)產(chǎn)生高能粒子，另一方面還會(huì)引起食品結(jié)構(gòu)變化，例如通過(guò)電透化效應(yīng)導(dǎo)致細(xì)胞膜中可逆或不可逆孔隙的形成，進(jìn)而促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)素包括蛋白質(zhì)和酚類(lèi)物質(zhì)等在食品體系中的積累，因此可用于植物原料處理，如植物化合物萃取、高品質(zhì)果汁/植物乳等飲料的制備。此外，PEF對(duì)反應(yīng)底物進(jìn)行預(yù)處理具有提高酶與底物接觸效率的作用，因此具有促進(jìn)了酶解效率提高的潛力。超聲(US)作為一種非熱技術(shù)，因其獨(dú)特的空化效應(yīng)和優(yōu)異的性能而備受關(guān)注，研究表明US處理可以增加蛋白質(zhì)、多糖等膠體大分子的結(jié)構(gòu)柔性，在提高酶與底物相互作用方面具有潛在效果。

目前等離子體技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用在多個(gè)領(lǐng)域并發(fā)揮積極作用，例如航空航天、生物、醫(yī)療等，其中大氣壓等離子體設(shè)備簡(jiǎn)便，成本低廉，可廣泛用于食品加工等領(lǐng)域。同時(shí)，脈沖電場(chǎng)與超聲應(yīng)用范圍廣，能耗低，屬于新型綠色加工技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外其在食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

因此，提供一種低耗物理雙場(chǎng)協(xié)同提高植物乳酶解效率的方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

 

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種低耗物理雙場(chǎng)協(xié)同提高植物乳酶解效率的方法，本發(fā)明利用低耗物理雙場(chǎng)協(xié)同提高植物乳酶解效率，制備出蛋白質(zhì)含量和總酚含量高、黏度適中的亞麻籽植物乳。本發(fā)明方法具有操作簡(jiǎn)單方便，高效的特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種低耗物理雙場(chǎng)協(xié)同提高植物乳酶解效率的方法，包括以下步驟：

(1)酶液配制：稱(chēng)取酶，加入水混合，冰浴攪拌混合均勻，得到酶液，備用；

(2)低溫等離子體處理：吸取酶液于潔凈的培養(yǎng)皿中，將培養(yǎng)皿置于等離子體發(fā)生器噴嘴下方，以穩(wěn)定的等離子體處理酶液，收集處理后的酶液在28℃下密封保存?zhèn)溆茫?/span>

(3)亞麻籽勻漿液制備：將微波脫膠的亞麻籽與水以混合浸泡后，棄掉水，然后向浸泡的亞麻籽中加入水，膠體磨循環(huán)412min后收集植物乳；

(4)脈沖電場(chǎng)預(yù)處理亞麻籽勻漿液：將步驟(3)制備的植物乳進(jìn)行脈沖電場(chǎng)，得到處理液；

(5)酶解：向處理液中添加0.10.5wt％步驟(1)或步驟(2)制備的酶液，酶解后滅酶，然后過(guò)濾，得到蛋白質(zhì)含量高、固形物含量高、黏度適中的亞麻籽植物乳。

進(jìn)一步，步驟(1)中所述酶為纖維素酶、蛋白酶、植酸酶、半纖維素酶、糖化酶、菠蘿蛋白酶中的一種或多種混合；酶與水的質(zhì)量比為15：10。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果在于：采用本發(fā)明的上述方案能夠使固體酶粉充分溶解，適應(yīng)低溫等離子體設(shè)備對(duì)樣品的處理要求。

進(jìn)一步，步驟(2)中所述低溫等離子體處理的脈沖放電電壓為1620kV，頻率為2002000Hz，脈寬100200ns，處理時(shí)間為1560s。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果在于：本發(fā)明上述方案中低溫等離子體在低能耗下產(chǎn)生較高能量的活性粒子，影響酶分子構(gòu)象，改變酶活性。低溫等離子體處理纖維素酶15s，纖維素酶的酶活可提高89.56％。

進(jìn)一步，步驟(3)中所述微波脫膠的亞麻籽與水的質(zhì)量比為1：510，浸泡時(shí)間為0.53h。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果在于：以上述比例浸泡可使亞麻籽快速吸水膨脹、軟化，利于提高磨漿效率。

進(jìn)一步，步驟(4)中所述脈沖電場(chǎng)處理的電場(chǎng)強(qiáng)度為1.33.7kV/cm，脈沖次數(shù)為39次，脈寬為100500ns，頻率為5001000Hz，流速為4080rpm。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果在于：脈沖電場(chǎng)對(duì)亞麻籽勻漿液進(jìn)行預(yù)處理具有提高酶與底物接觸效率的作用，有利于輔助酶解促進(jìn)亞麻籽植物乳中總酚的釋放。

進(jìn)一步，步驟(4)中所述脈沖電場(chǎng)可用超聲代替

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果在于：超聲對(duì)亞麻籽勻漿液進(jìn)行預(yù)處理具有提高酶與底物接觸效率的作用，有利于輔助酶解促進(jìn)亞麻籽植物乳中蛋白質(zhì)的釋放。

進(jìn)一步，步驟(5)中所述酶液的加入量為0.10.5wt％。

更進(jìn)一步進(jìn)一步，步驟(5)中所述酶解溫度為4555℃，酶解時(shí)間為3075min；滅酶溫度為90100℃，滅酶時(shí)間為1015min；過(guò)濾過(guò)篩粒度為120200目。

采用上述進(jìn)一步方案的有益效果在于：酶水解植物細(xì)胞壁層中的糖苷鍵，促進(jìn)細(xì)胞內(nèi)容物的溶出，而低耗物理雙場(chǎng)耦合酶法，亞麻籽植物乳的食用品質(zhì)得到大幅提高，其中總酚含量、蛋白含量和固形物含量分別提高了66％、17％和12％，賦予亞麻籽植物乳較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有益效果在于：

1、本發(fā)明經(jīng)低耗物理雙場(chǎng)處理后，亞麻籽植物乳的食用品質(zhì)得到大幅提高，其中總酚含量、蛋白含量和固形物含量分別提高了66％、17％和12％，賦予亞麻籽植物乳較高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

2、與單一常規(guī)技術(shù)相比，通過(guò)低耗物理雙場(chǎng)耦合酶解體現(xiàn)出協(xié)同增效，本發(fā)明的制備工藝簡(jiǎn)單方便，反應(yīng)過(guò)程易控制，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)成本低，屬于綠色、清潔標(biāo)簽、高品質(zhì)植物乳加工方式。

3、本發(fā)明首次提出低耗物理雙場(chǎng)耦合提高植物乳酶解效率的方法，一方面通過(guò)第一物理場(chǎng)直接提高酶的活性，直接提高酶解效率，縮短反應(yīng)時(shí)間，另一方面通過(guò)第二物理場(chǎng)處理植物乳本身，促進(jìn)酶與底物的接觸，間接進(jìn)一步提高酶解效果。本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)低耗物理雙場(chǎng)處理后，亞麻籽植物乳的食用品質(zhì)得到大幅提高，其中總酚含量、蛋白含量和固形物含量分別得到了提高，黏度降低了49％。數(shù)據(jù)顯示雙場(chǎng)耦合酶解體現(xiàn)出協(xié)同增效，對(duì)于綠色、清潔標(biāo)簽、高品質(zhì)植物乳加工領(lǐng)域具有較大應(yīng)用潛力。

 

附圖說(shuō)明

圖1所示為低溫等離子體處理不同時(shí)間后的纖維素酶的酶活和提高率；

  

圖1

圖2A和圖2B所示分別為低溫等離子體處輔助纖維素酶制備亞麻籽乳的總酚含量和黏度；

  

圖2A

  

圖2B

圖3A和圖3B分別為低溫等離子體輔助菠蘿蛋白酶制備亞麻籽乳的固形物含量和蛋白質(zhì)含量；

  

圖3A

  

圖3B

圖4所示為不同電場(chǎng)強(qiáng)度的脈沖電場(chǎng)單獨(dú)處理或輔助酶解亞麻籽乳后的總酚含量；

  

圖4

圖5A和圖5B所示分別為不同超聲功率和不同超聲時(shí)間輔助菠蘿蛋白酶制備亞麻籽植物乳的固形物含量；

  

圖5A

  

圖5B

圖6A和圖6B所示分別為低溫等離子體和超聲耦合酶法制備亞麻籽植物乳的蛋白質(zhì)含量和固形物含量；

  

圖6A

  

圖6B

圖7A和圖7B所示分別為低溫等離子體和脈沖電場(chǎng)耦合酶法制備亞麻籽植物乳的總酚含量和黏度；

  

圖7A

  

圖7B

圖8所示為發(fā)亞麻籽乳制備的工藝流程示意圖。

  

圖8

 

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1第一物理場(chǎng)提高酶的活力

1.1.材料與試劑

纖維素酶CTS，濰坊康地恩生物科技有限公司；纖維素酶(CL)活性檢測(cè)試劑盒，AKSU043M，北京盒子生工科技有限公司。

1.2.主要儀器與設(shè)備

數(shù)顯恒溫水浴鍋，HH6，金壇市鴻科儀器廠；多功能酶標(biāo)儀，SpectraMAXM2，美谷分子儀器(上海)有限公司，脈沖電源驅(qū)動(dòng)的等離子體放電裝置。

1.3.實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果

綠色物理場(chǎng)低溫等離子體處理纖維素酶，提高纖維素酶酶活力

(1)酶液配制：稱(chēng)取15g纖維素酶加入50mL水混合均勻，冰浴攪拌30min。

(2)低溫等離子體處理酶液：吸取1mL酶液于潔凈的培養(yǎng)皿(直徑35mm)并做好標(biāo)記，置于等離子體發(fā)生器噴嘴下方，脈沖放電電壓為18kV，頻率為1000Hz，脈寬200ns。當(dāng)?shù)入x子體穩(wěn)定(即無(wú)明顯絲狀火花)時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器，設(shè)置處理時(shí)間為60s，收集處理后的纖維素酶在4℃下密封保存?zhèn)溆谩?/span>

(3)使用BOXBIO纖維素酶活性檢測(cè)試劑盒測(cè)定酶活。

酶液預(yù)處理：CP處理后的酶液于4℃離心10min，取上清待測(cè)。

測(cè)定步驟：測(cè)定管中依次加入試劑一50μL、試劑二200μL、水50μL和粗酶液上清液50μL，對(duì)照管中粗酶液用滅活的對(duì)應(yīng)的滅活粗酶液代替，其他試劑及添加量保持不變。充分混勻后，50℃水浴糖化30min，立即沸水浴處理15min，(密封以防止水分散失)，即為糖化液。吸取糖化液10μL，加入30μL的試劑三，沸水浴顯色15min(密封以防止水分散失)，冷卻至室溫。標(biāo)準(zhǔn)管糖化液用10μL的標(biāo)準(zhǔn)稀釋液代替，其余試劑及添加量保持不變。吸取200μL反應(yīng)液于96孔板，測(cè)定540nm處吸光值，記為A測(cè)定、A對(duì)照、A標(biāo)準(zhǔn)和A空白；計(jì)算ΔA測(cè)定＝A測(cè)定A對(duì)照，ΔA標(biāo)準(zhǔn)＝A標(biāo)準(zhǔn)A空白。

纖維素酶(CL)活性計(jì)算：?jiǎn)挝欢x：每mL液體樣本每分鐘催化產(chǎn)生1μg葡萄糖定義為一個(gè)酶活力單位。

CL(U/mL)＝1000×x×V_反總/(V_樣×T)＝233.33×x

注釋?zhuān)?/font>V_反總：反應(yīng)體系總體積，0.35mL；V_樣：反應(yīng)體系中加入粗酶液的體積，0.05mL；T：糖化時(shí)間，30min；1000：?jiǎn)挝粨Q算系數(shù)，1mg/mL＝1000μg/mL。

如圖1所示，當(dāng)CP處理纖維素酶不同時(shí)間后，酶活呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)，且CP處理時(shí)間為15s時(shí)，酶活可提高89％，酶活的提高可能由于活性粒子不同程度地影響酶分子構(gòu)象，酶的活性位點(diǎn)暴露，酶活得到提高。

實(shí)施例2第一物理場(chǎng)提高酶在植物乳加工中的實(shí)際酶解效率

2.1.材料與試劑

纖維素酶CTS，濰坊康地恩生物科技有限公司；菠蘿蛋白酶，北京索萊寶科技有限公司；干法脫膠亞麻籽，食品級(jí)，甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院；海沙，濃硫酸，硼酸等均購(gòu)買(mǎi)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；凱氏定氮高效催化片，福林酚均來(lái)自源葉生物。

2.2.主要儀器與設(shè)備

脈沖電源驅(qū)動(dòng)的等離子體放電裝置；膠體磨，臥式60型，深圳市雷通實(shí)業(yè)有限公司；數(shù)顯恒溫水浴鍋，HH6，金壇市鴻科儀器廠；電熱鼓風(fēng)干燥箱，1011AB，天津市泰斯特儀器有限公司；全自動(dòng)凱時(shí)定氮儀，K9860，海能未來(lái)科技集團(tuán)股份有限公司；數(shù)字粘度計(jì)，SNB1，上海精密科學(xué)儀器有限公司。

2.3.實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果

2.3.1通過(guò)對(duì)纖維素酶施加低溫等離子體，提高纖維素酶在植物乳加工中的酶解效率的方法，包括如下步驟：

(1)酶液配制：稱(chēng)取15g纖維素酶CTS加入50mL水混合均勻，冰浴攪拌30min。

(2)低溫等離子體處理酶液：吸取1mL酶液于潔凈的培養(yǎng)皿(直徑35mm)并做好標(biāo)記，置于等離子體發(fā)生器噴嘴下方，脈沖放電電壓為18kV，頻率為1000Hz，脈寬200ns。當(dāng)?shù)入x子體穩(wěn)定(即無(wú)明顯絲狀火花)時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器，設(shè)置處理時(shí)間為15s，收集處理后的纖維素酶在4℃下密封保存?zhèn)溆谩?/span>

(3)亞麻籽勻漿液制備：使用微波脫膠亞麻籽1：7浸泡2h后，棄掉浸泡液，按照1：7比例加入純水，膠體磨循環(huán)12min后收集植物乳。

(4)酶解工藝：向處理液中添加0.1wt％經(jīng)CP處理的的纖維素酶，于50℃酶解30min后，90℃下滅酶15min，200目濾布過(guò)濾得到亞麻籽植物乳。

如圖2A和圖2B所示，當(dāng)CP輔助纖維素酶酶解亞麻籽植物乳后，發(fā)現(xiàn)CP的應(yīng)用提高了亞麻籽植物乳中的總酚的釋放效率黏度的降低效率。因此復(fù)合場(chǎng)選擇CP處理纖維素酶60s。

2.3.2通過(guò)對(duì)菠蘿蛋白酶施加低溫等離子體，優(yōu)化處理時(shí)間，提高菠蘿蛋白酶在植物乳加工中的酶解效率的方法，包括如下步驟：

(1)酶液配制：稱(chēng)取1g菠蘿蛋白酶加入10mL水混合均勻，冰浴攪拌30min。

(2)低溫等離子體處理酶液：吸取1.5mL酶液于潔凈的培養(yǎng)皿(直徑35mm)并做好標(biāo)記，置于等離子體發(fā)生器噴嘴下方，脈沖放電電壓為18kV，頻率為1kHz，脈寬200ns。當(dāng)?shù)入x子體穩(wěn)定(即無(wú)明顯絲狀火花)時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器，設(shè)置處理時(shí)間為45s，收集處理后的菠蘿蛋白酶在4℃下密封保存?zhèn)溆谩?/span>

(3)亞麻籽勻漿液制備：將微波脫膠亞麻籽與水按1：7質(zhì)量比混合浸泡2h后，棄掉浸泡液，膠體磨循環(huán)12min后收集植物乳。

(4)酶解工藝：向上述處理液中添加0.075wt％經(jīng)CP處理后的菠蘿蛋白酶，于50℃酶解1h后，90℃下滅酶15min，200目濾布過(guò)濾得到亞麻籽植物乳。

如圖3A和圖3B所示，當(dāng)CP輔助菠蘿蛋白酶酶解亞麻籽植物乳后，發(fā)現(xiàn)CP處理菠蘿蛋白酶時(shí)間太長(zhǎng)或太短都降低了亞麻籽植物乳蛋白質(zhì)的釋放效率；而當(dāng)CP處理45或60s時(shí)，CP輔助酶解亞麻籽植物乳固形物和蛋白質(zhì)的含量釋放效率都有所提高。因此復(fù)合場(chǎng)選擇CP處理菠蘿蛋白酶60s來(lái)提高了菠蘿蛋白酶在植物乳加工中的酶解效率。

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，CP物理場(chǎng)不僅可以提高測(cè)量的酶活值，還可以提高其在復(fù)雜植物乳體系的真實(shí)酶解效果。

實(shí)施例3第二物理場(chǎng)提高亞麻籽植物乳品質(zhì)

3.1.材料與試劑

纖維素酶CTS，濰坊康地恩生物科技有限公司；菠蘿蛋白酶，北京索萊寶科技有限公司；干法脫膠亞麻籽，食品級(jí)，甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院；海沙，濃硫酸，硼酸等均購(gòu)買(mǎi)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；凱氏定氮高效催化片，福林酚均來(lái)自源葉生物。

3.2.主要儀器與設(shè)備

高壓脈沖電場(chǎng)發(fā)生儀，THUPEF4，武漢新天普實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司；超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)，JY92IIDN，寧波新芝生物科技股份有限公司；膠體磨，臥式60型，深圳市雷通實(shí)業(yè)有限公司；數(shù)顯恒溫水浴鍋，HH6，金壇市鴻科儀器廠；電熱鼓風(fēng)干燥箱，1011AB，天津市泰斯特儀器有限公司；全自動(dòng)凱時(shí)定氮儀，K9860，海能未來(lái)科技集團(tuán)股份有限公司。

3.3.實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果

3.3.1通過(guò)對(duì)亞麻籽勻漿液施加脈沖電場(chǎng)，優(yōu)化電場(chǎng)強(qiáng)度，建立了高效的亞麻籽乳酶解工藝，提高亞麻籽植物乳品質(zhì)的方法，包括如下步驟：

(1)酶液配制：稱(chēng)取15g纖維素酶CTS加入50mL水混合均勻，冰浴攪拌30min。

(2)亞麻籽勻漿液制備：將微波脫膠亞麻籽與水按1：7質(zhì)量比混合浸泡2h后，棄掉浸泡液，膠體磨循環(huán)12min后收集植物乳。

(3)脈沖電場(chǎng)預(yù)處理亞麻籽乳：對(duì)上述制備的亞麻籽勻漿液進(jìn)行脈沖電場(chǎng)和超聲處理，脈沖電場(chǎng)處理的電場(chǎng)強(qiáng)度為1.8kV/cm，脈沖次數(shù)為3次，脈寬為500μs，頻率為1kHz，流速為40rpm，得到處理液；

(4)酶解工藝：向上述處理液中添加0.1wt％經(jīng)CP處理的的纖維素酶，于50℃酶解30min后，90℃下滅酶15min，200目濾布過(guò)濾，得到亞麻籽植物乳。

如圖4所示，當(dāng)對(duì)亞麻籽勻漿液施加低強(qiáng)度的脈沖電場(chǎng)后，亞麻籽植物乳總酚的釋放效果很微弱，當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度大于2.7Kv/cm時(shí)，亞麻籽植物乳總酚的含量明顯的提高，可能由于當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度大于2.7Kv/cm時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度的增加，植物細(xì)胞膜的通透性提高，活性成分的釋放能力增強(qiáng)。而當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度過(guò)低時(shí)，不足以影響植物細(xì)胞的通透性。綜上選擇脈沖電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為3.7Kv/cm，與對(duì)照組相比，該工藝條件下的亞麻籽植物乳含有較高的總酚。

3.3.2第二物理場(chǎng)(超聲波)提高亞麻籽植物乳品質(zhì)的方法，包括如下步驟：

(1)酶液配制：稱(chēng)取1g菠蘿蛋白酶加入10mL水混合均勻，冰浴攪拌30min。

(2)亞麻籽勻漿液制備：將微波脫膠亞麻籽與水按1：7質(zhì)量比混合浸泡2h后，棄掉浸泡液，膠體磨循環(huán)4min(12min)后收集植物乳。

(3)超聲預(yù)處理亞麻籽乳：對(duì)上述制備的亞麻籽勻漿液進(jìn)行超聲預(yù)處理200w，10min(10min，200w和400w)得到處理液；

(4)酶解工藝：向上述處理液中添加0.075wt％經(jīng)CP處理或不經(jīng)CP處理的的纖維素酶，于50℃酶解30min后，90℃下滅酶15min，200目濾布過(guò)濾。得到亞麻籽植物乳。

如圖5A和圖5B所示，超聲處理亞麻籽乳200w或400w10min后，亞麻籽植物乳的固形物含量都有所降低，可能原因是功率過(guò)大會(huì)使黃酮類(lèi)、多糖和可溶性蛋白發(fā)生降解。通過(guò)對(duì)超聲時(shí)間探究，當(dāng)超聲波輔助酶解亞麻籽植物乳后，超聲時(shí)間10min亞麻籽植物乳總固形物含量降低；可能原因是超聲時(shí)間越長(zhǎng)，空化效應(yīng)越強(qiáng)，氨基態(tài)氮的損失較大，固形物含量減少。從固形物含量對(duì)比可以看出，該工藝條件下的亞麻籽植物乳固形物含量較高，提高了5.22％，因此最終選擇超聲條件為200w，5min。

上述實(shí)驗(yàn)表明，使用第二物理場(chǎng)處理植物乳后，可以間接通過(guò)提高酶與底物的接觸效率，實(shí)現(xiàn)酶解效果的增強(qiáng)，達(dá)到提高植物乳品質(zhì)的效果。

實(shí)施例4雙場(chǎng)耦合，協(xié)同增效提高亞麻籽植物乳品質(zhì)

4.1.材料與試劑

纖維素酶CTS，濰坊康地恩生物科技有限公司；菠蘿蛋白酶，北京索萊寶科技有限公司；干法脫膠亞麻籽，食品級(jí)，甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院；海沙，濃硫酸，硼酸等均購(gòu)買(mǎi)于國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；凱氏定氮高效催化片，福林酚均來(lái)自源葉生物。

4.2.主要儀器與設(shè)備

脈沖電源驅(qū)動(dòng)的等離子體放電裝置；高壓脈沖電場(chǎng)發(fā)生儀，THUPEF4，武漢新天普實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司；超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)，JY92IIDN，寧波新芝生物科技股份有限公司；膠體磨，臥式60型，深圳市雷通實(shí)業(yè)有限公司；數(shù)顯恒溫水浴鍋，HH6，金壇市鴻科儀器廠；電熱鼓風(fēng)干燥箱，1011AB，天津市泰斯特儀器有限公司；全自動(dòng)凱時(shí)定氮儀，K9860，海能未來(lái)科技集團(tuán)股份有限公司。

4.3.實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果

4.3.1雙場(chǎng)(低溫等離子體和超聲)耦合，協(xié)同增效提高亞麻籽植物乳品質(zhì)的方法，包括如下步驟：

(1)酶液配制：稱(chēng)取1g菠蘿蛋白酶加入10mL水混合均勻，冰浴攪拌30min。

(2)低溫等離子體處理酶液：吸取1.5mL酶液于潔凈的培養(yǎng)皿(直徑35mm)并做好標(biāo)記，置于等離子體發(fā)生器噴嘴下方，脈沖放電電壓為18kV，頻率為1000Hz，脈寬200ns。當(dāng)?shù)入x子體穩(wěn)定(即無(wú)明顯絲狀火花)時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器，設(shè)置處理時(shí)間為60s，收集處理后的纖維素酶在4℃下密封保存?zhèn)溆谩?/span>

(3)亞麻籽勻漿液制備：使用脫膠15次微波亞麻籽與水按1：7質(zhì)量比混合浸泡2h后，棄掉浸泡液，膠體磨循環(huán)12min后收集植物乳。

(4)超聲預(yù)處理亞麻籽乳：對(duì)上述制備的亞麻籽勻漿液進(jìn)行超聲預(yù)處理(200w，5min)的到處理液；

(5)酶解工藝：向上述處理液中添加0.075wt％經(jīng)CP處理60s后的菠蘿蛋白酶，于50℃酶解1h后，90℃下滅酶15min，200目濾布過(guò)濾。得到亞麻籽植物乳

如圖6A和圖6B所示，三種技術(shù)單獨(dú)使用的效果很有限，但當(dāng)三種技術(shù)聯(lián)用時(shí)表現(xiàn)出協(xié)同作用。一方面通過(guò)低溫等離子體應(yīng)用，亞麻籽植物乳固形物和蛋白質(zhì)的釋放效率都得到提高，另一方面通過(guò)超聲處理植物乳本身，促進(jìn)酶與底物的接觸，也進(jìn)一步提高酶解效果。最終通過(guò)低耗物理雙場(chǎng)處理制備的亞麻籽乳含有較高的蛋白質(zhì)和總固形物含量，亞麻籽植物乳的食用品質(zhì)得到大幅提高。

4.3.2雙場(chǎng)(低溫等離子體和脈沖電場(chǎng))耦合，協(xié)同增效提高亞麻籽植物乳品質(zhì)的方法，包括如下步驟：

(1)酶液配制：稱(chēng)取15g纖維素酶CTS加入50mL水混合均勻，冰浴攪拌30min。

(2)低溫等離子體處理酶液：吸取1mL酶液于潔凈的培養(yǎng)皿(直徑35mm)并做好標(biāo)記，置于等離子體發(fā)生器噴嘴下方，脈沖放電電壓為18kV，頻率為1000Hz，脈寬200ns。當(dāng)?shù)入x子體穩(wěn)定(即無(wú)明顯絲狀火花)時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器，設(shè)置處理時(shí)間為15s，收集處理后的纖維素酶在4℃下密封保存?zhèn)溆谩?/span>

(3)亞麻籽勻漿液制備：將微波脫膠亞麻籽與水按1：7質(zhì)量比混合浸泡2h后，棄掉浸泡液，膠體磨循環(huán)12min后收集植物乳。

(4)脈沖電場(chǎng)預(yù)處理亞麻籽乳：對(duì)上述制備的亞麻籽勻漿液進(jìn)行脈沖電場(chǎng)和超聲處理，脈沖電場(chǎng)處理的電場(chǎng)強(qiáng)度為3.7kV/cm，脈沖次數(shù)為3次，脈寬為500μs，頻率為1kHz，流速為40rpm，得到處理液；

(5)酶解工藝：向上述處理液中添加0.1wt％經(jīng)CP處理的的纖維素酶，于50℃酶解30min后，90℃下滅酶15min，200目濾布過(guò)濾得到亞麻籽植物乳。

如圖7所示，三種技術(shù)單獨(dú)使用的效果很有限，但當(dāng)三種技術(shù)聯(lián)用時(shí)表現(xiàn)出協(xié)同增效作用。如圖7A所示，PEF、酶解和CP處理后亞麻籽植物乳總酚含量分別提高了21.07％、12.98％和28.26％，而當(dāng)兩場(chǎng)復(fù)合耦合酶法時(shí)總酚含量提高了65.50％。如圖7B所示黏度也體現(xiàn)協(xié)同作用，最終兩場(chǎng)復(fù)合耦合酶法黏度降至77.47mPa·s。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。

 

摘自國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利，發(fā)明人：鄧乾春，陳亞淑，郝倩，陳洪建，鄭暢，彭登峰，程園夢(mèng)，申請(qǐng)?zhí)?/font>：202211281330.3，申請(qǐng)日：2022.10.19