工艺论证Word格式.docx
- 文档编号:19402205
- 上传时间:2023-01-06
- 格式:DOCX
- 页数:7
- 大小:43.03KB
工艺论证Word格式.docx
《工艺论证Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《工艺论证Word格式.docx(7页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
1992年世界人均占有禽蛋6.6kg,中国是8.7kg,从此,中国的人均禽蛋占有量亦开始超过世界平均水平。
到2008年我国人均占有量也达到的20.29kg。
我国的禽蛋生产省份主要是山东、河北、江苏、河南和黑龙江等北部省份(高兴华,2002)。
尽管我国养禽业的发展很快,禽蛋产量不断增加,但是我国的禽蛋加L业却未跟上禽蛋生产的步伐。
目前我国的禽蛋还是主要以鲜蛋形式上市,禽蛋加工率低,仅有%5的鸡蛋用于蛋制品加工。
我国的蛋制品加工业起步较晚,禽蛋产品单一,技术含量低,还未形成规模化生产,远远落后于欧美等发达国家。
由于蛋制品加工业落后,不能调节鲜蛋生产与加工、消费之间的平衡,加上禽蛋不便于运输,造成大规模蛋禽饲养地如东北三省等地区的禽蛋供大于求,禽蛋价格偏低,特别是华北、东北的禽蛋生产大省,造成很多禽蛋生产厂亏损倒闭,严重影响了蛋禽生产者的积极性,限制了我国养禽业的持续发展。
为了解决这些问题,发挥我国禽蛋优势,开发禽蛋深加工技术,生产溶菌酶、卵磷脂、免疫球蛋白等科技含量高的功能性产品,增加产值利润,蛋制品生产的多样化以及保健食品的开发具有重要意义。
这样既可以综合利用我国的禽蛋资源,又创造了更高的经济效益(马闯,1998)。
溶菌酶在酶学研究中是一种有重要意义的酶。
随着来源于微生物的溶菌酶的研究进展的加快,溶菌酶不但有助于人们对细胞壁细微构造的认识,而且促进了对新的溶菌酶的开发和研究。
大力开发溶菌酶产业可以促进食品上业、医药工业、轻工、军工和饲料工业的发展。
当前世界上利用高新技术开发利用蛋品方兴未艾。
据有关学者统计,未来十年,世界蛋品加工业将有快速发展,发达国家蛋制品比重将提高到50%,对鲜蛋和蛋制品的要求也将更高。
我国作为世界蛋类产量最高的国家,蛋类深加工有着广泛的发展前景,更应开发和研究这个领域,充分发挥我国的禽蛋优势,进行科学配套生产,创造更高的经济效益。
我国禽蛋产量高,但加工比例很低,不到6%,附加值太低,因此禽蛋深加工,提高附加值己势在必行。
自然界中蛋清中溶菌酶含量最丰富。
提取溶菌酶不但具有理论意义,而且有较好的经济效益。
目前虽然对溶菌酶的研究较多,但是缺乏适合工业化生产溶菌酶的可行性工艺,为了更好的将溶菌酶应用于医药、食品等行业中,有必要对溶菌酶的提取进行系统性研究。
本设计即以综合利用鸡蛋为目的,适合工业化生产的溶菌酶提取工艺。
三、产品概述
溶菌酶,又称胞壁质酶或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶,是一种能水解致病菌中黏多糖的碱性酶,白色或微白色冻干粉,溶于水,不溶于乙醚和丙酮,该酶广泛存在于人体多种组织中,鸟类和家禽的蛋清、哺乳动物的泪、唾液、血浆、尿、乳汁等体液以及微生物中也含此酶,其中以蛋清含量最为丰富。
可分解溶壁微球菌、巨大芽孢杆菌、黄色八叠球菌等革兰阳性菌,具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。
鸟类和家禽的蛋清溶菌酶含量最多,鸡蛋清含量约为3.5%,鸡蛋壳中含量约为1.3%。
四、工艺论证
以鸡蛋为原料制备溶菌酶的方法主要有结晶法、离子交换层析法及亲和层析法等。
1.食盐直接结晶法
直接结晶法是一种传统的制备溶菌酶的方法,其提取工艺路线:
鲜鸡蛋→打蛋取蛋清→过滤→盐析→调pH→超滤浓缩脱盐→调pH→低温静置→结晶→粗品→精制
重要步骤如下:
①调等电点。
向蛋清中加入一定量的中性盐(NaCl),并用氢氧化钠调节溶液的pH至溶菌酶的等电区(10.7~11.3)。
②结晶。
加入少许的溶菌酶晶体做晶种,于4℃条件下静置1~2周即可慢慢析出。
③精制。
可利用重结晶的方法将此结晶精制,直到所需纯度,但由于结晶的条件很难获得,结晶法成本比较高,而且生产工艺复杂,所以其他来源的溶菌酶一般不采用此法。
另外,结晶法也不适合以分离微量的溶菌酶,目前结晶法仍然可以用于提取卵白溶菌酶。
2.离子交换层析法:
离子交换层析法是依据被分离的介质间异种电荷的静电引力的不同来进行物质的分离方法。
其工艺路线:
鲜鸡蛋→打蛋取蛋清→过滤→室温慢速搅拌吸附→低温静置→上柱洗脱→超滤浓缩→结晶或冷干燥→成品
①交换树脂的选择
溶菌酶是一种碱性蛋白质,最适宜的pH为6.5,因此常选择弱酸性阳离子交换树脂进行分离。
②交换树脂的类型
目前国内外已经用于溶菌酶分离纯化的离子交换剂主要有724型、732型弱酸性阳离子交换树脂、D903、D201大孔离子交换树脂、CM、DEAE-纤维素,羧甲基琼脂糖、CM2Toyopearl树脂、CM2sephadex阳离子交换树脂、DuoliteC-464树脂、大孔隙苯乙烯系强碱性阴离子交换吸附树脂等。
③搅拌吸附
控制温度5℃,采用724型阳离子交换树脂吸附,搅拌吸附阶段的最佳工艺条件为:
蛋清与树脂(D152离子交换树脂)的比为5:
1,pH7.0,搅拌吸附3.5h.
④洗脱。
用1%的稀硫酸分4次洗脱。
⑤除杂。
用NaOH调pH至8.5~9.0,除去杂质。
⑥pH。
pH对溶菌酶的提取效果影响很大,在pH为9时,每毫克没粗制品中酶活力明显高于pH为6时的酶粗制品。
⑦酶析出。
用3mol/L的HCl调pH至3.5,加5%NaOH溶液使溶菌酶析出。
⑧成品。
用无水丙酮0℃干燥得溶菌酶成品,按蛋清质量计收率为0.14%.
3.亲和层析法
亲和层析法是根据酶与底物有特异亲和力的特性,利用酶分子独有的专一性结合位点或结构的分离方法。
根据溶菌酶在特定条件下兼具甲壳质可被溶菌酶缓慢水解,分离得到的酶易被其水解产物多糖污染,因此。
为了降低溶菌酶对甲壳质的水解能力,就对甲壳质进行了修饰,获得了一系列甲壳质衍生物,如CC-纤维素(甲壳质包被纤维素)、CM-甲壳质(羧甲基甲壳质)等用作亲和层析的吸附剂。
溶菌酶通过这些衍生物作为吸附剂的层析柱时被亲和吸附而其他杂蛋白因没有这种专一性而被洗涤下来。
洗脱用一定条件的洗脱液再将溶菌酶溶出。
更多的吸附剂,除甲壳质及其衍生物呵作为配体之外,溶菌酶分解溶壁微球菌细胞壁所得的分解产物也可以作为配体,通常将其用溴化氰活化的琼脂糖连接得到琼脂糖配体衍生物。
由于琼脂糖的结构与溶菌酶底物类似,因此琼脂糖本身也作为亲和吸附的配体,研究发现,用琼脂糖作为配体分析提纯的溶菌酶不含杂蛋白。
亲和层析法缺点:
蛋壳清洗液中常混有泥沙、蛋壳和蛋壳膜碎片等杂质,且粘度较大,用一般的亲和层析时易造成层析柱的堵塞.
4.聚丙烯酸沉淀法
聚丙烯酸沉淀法为将提取过滤后含酶洗脱液,首先经过吸附步骤,即将过滤后的澄清溶液用20%的NaOH溶液调pH至6.0,在调pH值的过程中不停的搅拌。
有少量的乳白色沉淀析出,然后加入15%聚丙烯酸,立即有白色沉淀析出,加至pH值为3.0为止,静置17个小时进行倾析,得到粘附于底部的乳白色胶状物。
第二步解离,将前步得到的溶菌酶聚丙烯酸凝聚物。
加入少量蒸馏水并用0.5mol/L的Na2CO3,将其溶解,转移后,将pH值调到9.5。
加入5%CaCl2溶液将溶菌酶聚丙烯酸解离,至无沉淀析出,然后过滤,得到澄清溶液。
第三步盐析,将所得澄清溶液加入5%的NaCl溶液搅拌均匀.放入冰箱调温度为0℃。
待有晶体析出后,用无水乙醇洗涤数次,置恒温培养箱中40℃条件下干燥称重。
五.提取方法分析
目前国外采用直接结晶法或离子交换树脂法制备溶菌酶。
应用食盐直接结晶法,提取溶菌酶重量收率达0.24%左右,酶活收率61%左右。
应用离子交换法,发现重量收率达到0.4%,酶活收率90%左右。
同时发现混合H+型、Na+型的离子交换树脂,可起到调节蛋清pH的作用,不引起其他无机酸碱,减少了工艺过程带来的杂质,不影响剩余蛋清性质,有利于蛋清生物综合利用。
离子交换树脂法提取鸡蛋清中溶菌酶,工艺设备简单,操作方便,生产周期(3d~4d),适用于工业化生产,生产的溶菌酶活性较高,得率稳定,成本低,对蛋清质量影响小,剩余蛋清仍可在利用。
而蛋黄还可以用来提取胆固醇、卵磷脂、脑磷脂,使得材料多重利用,节约成本。
由于我们采取的原材料都是蛋清,考虑到蛋壳中溶菌酶的含量是1.3%,因此在离子交换树脂的基础上对蛋壳进行了考虑.
其工艺路线框图如下:
鲜鸡蛋
鲜蛋清
鲜蛋壳
过滤
粉碎
1%NaCl,pH3.0抽提
室温慢速搅拌吸附
低温静置
滤渣
上清液
上柱洗脱
二次抽提
超滤浓缩
蛋壳的综合利用
成品
结晶或冷冻干燥
五、展望
在环境污染日趋严重的当今世界,在倡导绿色食品的今天,溶菌酶作为一种天然蛋白质,能在胃肠内作为营养物质被消化和吸收,对人体无毒性,也不会在体内残留,是一种安全性很高的食品保鲜剂、营养保健品和药品。
我国虽然是产蛋大国,但蛋的深加工层次低,研究发展溶菌酶的生产,对于提高蛋品的附加值,推动国民经济的发展,是一项具有十分重要意义的工作。
参考文献
[1]戴清源.溶菌酶的研究进展[J].山东食品发酵,2005(3):
23-25.
[2]林翠花.溶菌酶结构特点及其应用[J].潍坊学院学报,2005,2(5):
108-110.
[3]刘仲敏,何伯安.溶茵酶及其在食品工业中应用[J].食品与发酵工业,1995(5):
80-82.
[4]AlexanderJ,eta1.Exonencodefunctionalandstructuralunitsofchickenlysceyme[J].PmeNatlAcadSciUSA,1980,77(10):
5759.
[5]FordLD,eta1.Crystalstreuctureofalysozyme-tetrasaccharidelac-tonecomplex[J].JMolBiol,1974,8:
349.
[6]林亲录,马美湖.鸡蛋卵清中溶菌酶的提取与纯化[J].食品科学,2002,2(23):
43-46.
[7]王炜军,方颖,黄国林.蛋壳残留溶菌酶的磁性亲和分离[J].华南农业大学学报,2005,4(26):
62-66.
[8]张灏,赵玉萍,杨严俊.超滤法提取蛋清溶菌酶[J].无锡轻工大学学报,2002,6(21):
607-612.
[9]刘源岗,邓倩莹,廖问陶.溶菌酶的活性测定[J].食品科技,2005,(10):
71-73.
[10]郭勇.酶的生产与利用[M].北京:
化学工业出版社,2003.
[11]生物工艺学/李维平主编、-北京:
科学出版社,2010。
- 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:
- 工艺 论证