技术领域 本发明属生物工程领域,具体是涉及一种提高蛋白酶利用效率的方法。 技术背景 动植物蛋白是人体每天必须摄入的重要营养素。蛋白的分子量往往很大,在被人体摄入 后需要在体内各种蛋白酶的作用下逐渐分解成肽、氨基酸等小分子才能被人体吸收利用。在 体外,人们利用蛋白酶来处理动植物蛋白,可以改善蛋白的功能特性,改善蛋白的消化吸收 特性,水解植物蛋白还可以做成增鲜剂等食品添加剂。近年来的研究还表明,水解动植物蛋 白得到的小肽可能会产生增强免疫力、调节血压、抗菌、抗氧化、抗疲劳、治疗肝性脑病、 醒酒等多种功能,这些功能是原来蛋白所不具备的。所以利用蛋白酶水解动植物蛋白生产各 种生物活性肽成了新的研究热点,已经有很多产品上市。 酶的价格一般较高,这一点成了制约蛋白酶解技术发展的重要因素,在水解过程中, 酶的活力会持续下降,在酶解结束后,酶也无法回收。人们进行了很多有关提高酶的利用效 率的研究。固定化酶是一项重要的技术,如已公开的发明专利“一种阴离子型层状材料固定 化酶及其制备方法”(公开号:CN1459502),“壳聚糖微球固定化木瓜蛋白酶的制备”(公开 号:CN1285403)发明专利“弹性蛋白酶的修饰固定化技术及其应用方法”(专利号: 99117427.5)等,但酶固定化技术存在固定化率低,酶活衰减快,载体的安全性等问题。酶 膜耦合是另一项提高酶利用率的方法,如发明专利“大豆蛋白连续酶膜反应制备大豆肽的 方法”(专利号:200410012966.3)。发明专利“酶解与膜滤集成连续制取酪蛋白生物活性多 肽的工艺”(专利号:200310107554.3)等,但酶膜耦合技术存在膜清洗困难等问题。有关 超声处理的未见报道,根据邹承鲁院士提出“酶活性部位的柔性”理论,外界输入能量可能 会导致酶活性部位结构在酶变性前发生变化。超声作为一种能量输入,有可能促进酶的活性, 本发明正是基于这一理论进行的。 发明内容 为了解决现有技术中存在的蛋白酶利用效率低的问题,本发明提供了一种提高蛋白酶 利用效率的方法,有效地解决了问题。 本发明所采用的技术方案是: 一种提高蛋白酶利用效率的方法,是将蛋白酶加水配成溶液,利用低功率超声波处理蛋 白酶溶液,处理后加入底物进行酶解。 上述方法中所说的蛋白酶溶液优选蛋白酶重量比为0.01~0.1%的溶液。 上述方法中所说的低功率超声波处理,最好是用20、22、25、28、33、40kHz的超声 波中的一种或数种结合处理5~30min,超声功率10~200w。 经上述方法处理的蛋白酶液按常规方法用于酶解。 与现有技术相比,利用经本发明方法处理的蛋白酶进行的酶解,蛋白酶的利用率显著提 高,蛋白的水解率提高了5~12%。 具体实施方式 下面结合实施例对本发明作进一步阐述,但本发明不限于下述实施例,对于本领域一般 技术人员而言,在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动,都属于本发 明的构思和所附权利要求的保护范围。 实施例1 称取中性蛋白酶20g,加水调配成蛋白酶重量比为0.01%的酶溶液后进行超声波处理, 分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为28kHz的聚能式超声波探头4只,超声功率 200W,超声时间30min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌,以保证超声波处理均 匀。超声波处理结束后加入玉米黄粉蛋白20kg,酶解温度55℃,pH6.5,酶解过程中维持温 度和pH不变(持续加入Ca(OH)2溶液中和产生的氨基酸的酸性),酶解30min后煮沸 10min灭酶,酶解液6000r/min离心25min,上清液300目过滤后得酶解液,分别测定酶解 前蛋白溶液和酶解后的酶解液的可溶性氮,按下式计算蛋白的水解率: 测定公式W(%)=(N2-N1)/(N0-N1)×100 N0:脱脂米糠蛋白中的总氮量 N1:酶解前脱脂米糠蛋白溶液在10%TCA中的可溶性氮量 N2:酶解后酶解液在10%TCA中的可溶性氮 式中的氮是由微量凯氏定氮法测定。 氯乙酸(TCA)可溶性氮测定 量取蛋白溶液或水解液10ml,加入10%三氯乙酸10ml与之混合,放置20min后,在 4000r/min下离心15min,用凯式定氮法测定上清液的可溶性氮浓度。 经测定,与同样条件下未经超声处理过的酶的酶解过程相比,玉米黄粉蛋白的水解率提 高了12.1%。酶解液喷雾干燥得到产品6.72kg。 实施例2 称取碱性蛋白酶21.5g,加水调配成蛋白酶重量比为0.015%的酶溶液后进行超声波 处理,分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为40kHz的聚能式超声波探头4只,超声 功率10W,超声时间5min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌,以保证超声波处理 均匀。超声波处理结束后加入大豆蛋白20kg,酶解温度60℃,pH8.5,酶解过程中维持温度 和pH不变(持续加入Ca(OH)2溶液中和产生的氨基酸的酸性),酶解30min后煮沸灭 酶,酶解液6000r/min离心25min,上清液300目过滤后得酶解液,按照实施例1的方法测 定蛋白的水解率,与同样条件下未经超声处理过的酶的酶解过程相比,紫菜蛋白的水解率提 高了10.2%。酶解液喷雾干燥得到产品8.89kg。 实施例3 称取木瓜蛋白酶22g,加水调配成蛋白酶重量比为0.05%的酶溶液后进行超声波处理, 分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为20、33kHz的聚能式超声波探头各2只,超声 功率50W,超声时间10min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌,以保证超声波处理 均匀。超声波处理结束后加入紫菜蛋白20kg,酶解温度55℃,pH6.0,酶解过程中维持温度 和pH不变(持续加入Ca(OH)2溶液中和产生的氨基酸的酸性),酶解30min后煮沸灭 酶,酶解液6000r/min离心25min,上清液300目过滤后得酶解液,按照实施例1的方法测 定蛋白的水解率,与未经超声处理过的酶的酶解过程相比,紫菜蛋白的水解率提高了11.2%。 酶解液喷雾干燥得到产品7.12kg。 实施例4 称取胃蛋白酶21g,加水调配成蛋白酶重量比为0.1%的酶溶液后进行超声波处理, 分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为20、22、33、40kHz的聚能式超声波探头各1 只,超声功率60W,超声时间30min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌,以保证超 声波处理均匀。超声波处理结束后加入小麦胚芽蛋白20kg,酶解温度37℃,pH2.0,酶解过 程中维持温度和pH不变(持续加入Ca(OH)2溶液中和产生的氨基酸的酸性),酶解30min 后煮沸灭酶,酶解液6000r/min离心25min,上清液300目过滤后得酶解液,按照实施例1 的方法测定蛋白的水解率,与未经超声处理过的酶的酶解过程相比,小麦胚芽蛋白的水解率 提高了12.1%。酶解液喷雾干燥得到产品5.88kg。 实施例5 称取中性蛋白酶21g,加水调配成蛋白酶重量比为0.07%的酶溶液后进行超声波处 理,分别在萃取罐圆周上等位放入超声波频率为20、25、33、40kHz的聚能式超声波探头 各1只,超声功率100W,超声时间30min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌,以 保证超声波处理均匀。超声波处理结束后加入米糠蛋白20kg,酶解温度55℃,pH6.5,酶解 过程中维持温度和pH不变(持续加入Ca(OH)2溶液中和产生的氨基酸的酸性),酶解 30min后煮沸灭酶,酶解液6000r/min离心25min,上清液300目过滤后得酶解液,按照实 施例1的方法测定蛋白的水解率,与未经超声处理过的酶的酶解过程相比,米糠蛋白的水解 率提高了11.9%。酶解液喷雾干燥得到产品6.33kg。