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     图3.11 酶添加量木瓜蛋白酶的对水解度和固形物含量的影响
    Fig. 3.11 The impact of papain content on the degree of hydrolysis and solids content
    由图3.11可知,酶添加量在1.0%-2.0%之间,随着加酶量的增加,水解度迅速上升,超过2.0%时,水解度的上升明显减缓。产生以上结果的原因可能是在酶解反应中,随着加酶量的增加,过量的木瓜蛋白酶分子抑制了中间产物向酶解反应的终产物的转化,开始时牛骨粉底物较充足,一方面,酶量的增加增多了其与底物接触的机会,从而增强水解程度,使水解度和总氮回收率都呈上升趋势;另一方面,当加入的蛋白酶已饱和底物时,酶量的增加主要使肽生成小肽和氨基酸,并不明显增加总氮回收率。当蛋白酶浓度过大时,由于其本身也是蛋白酶而发生酶解,反而干扰了酶解物的组成。
    试验中,加酶量到达2.0%时,水解度最大,而继续添加酶量时,趋于不明显的上升或平稳趋势。综合考虑试验指标与生产成本,认为木瓜蛋白酶加酶量取在2.0% 较为合适。
    (2)木瓜蛋白酶酶解时间的选择
    首先先添加猪胰脂肪酶,条件为温度35℃,pH7,底物浓度1:6,酶添加量为1.5%的情况下酶解3h。随后,为了确定木瓜蛋白酶的最适添加量,在温度60℃,pH为7.0,底物浓度为1:8,酶添加量是2.0%的情况下分别酶解1、2、3、4、5h,观察不同木瓜蛋白酶酶解时间对酶水解效果的影响,结果见图3.12(origin作图)。
     图3.12 酶解时间对木瓜蛋白酶的水解度和固形物含量的影响
    Fig. 3.12 The impact of the hydrolysis time on the degree of hydrolysis and solids content
    当其他条件一定时,酶解反应随着时间的增长而逐渐加深。如图3.12所示,酶解时间为3小时时,水解度最高。而固形物含量整体变化不明显,这是因为牛骨含量基本相同,所以酶解液组成也基本相似,所以固形物含量变化不大。
    随着水解时间的延长,木瓜蛋白酶与底物作用充分,水解度逐渐增加,当达到3h后水解度变化逐渐下降。随着时间的继续增加,底物浓度减少,从而导致水解速度降低。酶解反应的初速度最快,但随着反应混合物中底物浓度的变小、溶解性肽的逐渐增加,这些反应产物与未水解的牛骨粉对酶产生竞争性结合,使溶解氮产生的速度减缓,即蛋白质分子水解不是均匀的。理论上图的变化应该随着时间的增长而趋于平缓,而实际情况中通常会出现下降趋势,其原因可能是:随着水解时间的增长,底物的损耗增大(包括粘在瓶壁上的底物、酶解过程挥发出来的水分等),导致最后离心出来的酶解液体积偏小,从而影响其水解度。此外,酶也可能因为自降解而失活,使酶自身的活力逐渐衰弱。而且在工厂大批量生产时,若酶解时间过长也十分的不经济,因此,综合利弊得出酶解时间2h为最适酶解条件。
    3.2.2 复合蛋白酶与风蛋白酶复配使用酶解牛骨粉的优化
    (1)复合蛋白酶添加量的选择
    首先先添加猪胰脂肪酶,条件为温度35℃,pH7,底物浓度1:6,酶添加量为1.5%的情况下酶解3h。随后,为了确定复合蛋白酶的最适添加量,在温度55℃,pH为7.5,底物浓度为1:8,酶添加量分别是0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%的情况下酶解3h,然后继续加入风蛋白酶(条件为温度50℃,酶解时间2h),观察不同复合蛋白酶酶添加量对酶水解效果的影响,结果见图3.13(origin作图)。
     图3.13 酶添加量对复合蛋白酶的水解度和固形物含量的影响
    Fig. 3.13 The impact of the protamex content on the degree of hydrolysis and solids content
    图3.13描述了水解度随复合蛋白酶添加量的变化趋势,酶添加量在1.0%-2.0%之间时,水解度快速上升,此后再增加酶的添加量水解度变化很小。这可以解释为在低水平的酶添加量条件下,底物浓度偏低,酶被底物所饱和,因此随着酶添加量的增加水解度迅速增加,当酶添加量达到2.0%后变化幅度放缓,可能是酶与酶之间产生了竞争性抑制作用,导致尽管酶量成倍增加,但水解度却仅有少量的上升。
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