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通过研究蛋白酶轻度水解对初乳清蛋白质的影响,期望在保持初乳中主要活性成分的前提下,达到降低制品致敏性的目标,主要研究结果如下:
1.建立了以原料牛初乳或牛初乳粉为原料制备初乳乳清蛋白制品的实用工艺。所得制品去除了最主要的乳品过敏原α<,S1>-酪蛋白、β-酪蛋白,并富含活性IgG,适用于后续蛋白酶水解加工。
2.选择木瓜蛋白酶为实验酶制剂。通过考察氨基态氮含量变化,结合SDS-PAGE不连续垂直电泳分析,考察了底物浓度、酶加量、E/S值、酶解pH、温度、时间等因素对初乳清蛋白质酶解效果的影响。结果发现:pH 5.29;底物浓度50 mg/mL;E/S=1:50~1:250;温度35℃~45℃;时间6~8小时为较适宜的酶解工艺参数范围。
3.在高纯度IgG或初乳乳清蛋白混合物体系中考察了酶解对IgG的影响。结果发现:对于纯化IgG,在底物浓度为30 mg/mL、pH 7.2、木瓜蛋白酶的加量为2000 u/g、酶解温度37℃、时间6小时的条件下,可基本保持完整结构;对于初乳乳清蛋白混合物,在底物浓度为50 mg/mL、pH 5.29、木瓜蛋白酶的加量为27000 u/g、酶解温度50℃、时间大于5小时的条件下,体系中的IgG可完全酶解。
4.采用Design-Expert实验设计软件进行初乳乳清蛋白酶解方案设计,运用响应面分析法(RSM)对酶解工艺参数进行了优化。综合考虑水解程度与活性IgG残留率两个指标,得出较适宜实验工艺条件为:E/S值0.012、酶解温度35℃、时间6小时,反应pH 5.29,底物浓度50 mg/mL。该酶解条件下,酶解产物氨基态氮含量为56.10mmol/L,IgG含量为27.92 mg/mL。不同条件下酶解样品的SDS-PAGE不连续垂直电泳及葡聚糖G-150凝胶层析分析结果表明,木瓜蛋白酶对于初乳乳清蛋白的酶解具有相当选择性,即首先作用于IgG及α-乳白蛋白,而β-乳球蛋白则较难酶解。
5.初步探讨了工艺和酶解过程对初乳乳清蛋白酶解产物中活性成分的影响,结果表明:初乳清蛋白质中IgG、溶菌酶等生物活性成分在酶解前后没有显著变化。采用本文设计的乳清分离与酶解工艺所获的IgG制品中,主要致敏原含量以及蛋白质整体分子量水平显著下降,致敏性显著降低。