燕窩水解工藝對吸濕保濕效果影響的研究 論文正文

1、畢 業(yè) 論 文（設計）題 目燕窩的水解工藝及吸濕保濕效果的研究 指導老師 專業(yè)班級 生物技術及應用0701 姓 名 學 號 2010年5月30日摘要本文通過對燕窩水解工藝對吸濕保濕效果影響的研究，考察燕窩水解產(chǎn)物在吸濕、保濕化妝品上應用的可行性。通過對酶種類、酶和底物濃度、酶解時間、酶解溫度、pH值等對燕窩水解產(chǎn)物產(chǎn)率及吸濕保濕性能的影響，發(fā)現(xiàn)最佳的燕窩水解工藝：燕窩冷凍粉碎過100目篩，加50倍的水，沸水煮45 min，冷卻至55加1.2%的堿性酶，調pH至9.95，水浴3.5h，滅活，抽濾凍干。收率達80%以上，6000D以上的含量在20%以下。且該產(chǎn)品的吸濕保濕效果較好。關鍵詞：燕窩；水

2、解工藝；吸濕；保濕目 錄引言. 11材料與方法.21.1原料.21.2試劑.21.3主要儀器.21.4方法 .21.4.1工藝流程.31.4.2水解產(chǎn)物藥理活性.31.4.2.1吸濕性測定.31.4.2.2保濕性測定.31.4.3工藝流程對收率的影響. 31.4.3.1燕窩粉碎度對收率的影響.31.4.3.2底物濃度對收率的影響.31.4.3.3酶種類對收率的影響.31.4.3.4酶種類對水解產(chǎn)物吸濕和保濕性能的影響.41.4.3.5組合酶對水解產(chǎn)物收率的影響.41.4.3.6水煮時間對收率和分子量分布的影響.41.4.3.7水煮時間對水解產(chǎn)物吸濕保濕性能的影響.41.4.3.8水解時間對水解

3、產(chǎn)物收率和分子量分布的影響.51.4.3.9水解時間對水解產(chǎn)物吸濕保濕性能的影響.51.4.3.10水煮后酶種類對產(chǎn)物收率的影響.52結果分析52.1燕窩粉碎度對收率的影響.52.2底物濃度對收率的影響.62.3酶種類對收率的影響.62.4酶種類對水解產(chǎn)物吸濕和保濕性能的影響.62.5組合酶對水解產(chǎn)物收率的影響.72.6水煮時間對收率和分子量分布的影響.72.7水煮時間對水解產(chǎn)物吸濕保濕性能的影響.82.8水解時間對水解產(chǎn)物收率和分子量分布的影響.92.9水解時間對水解產(chǎn)物吸濕保濕性能的影響.102.10水煮后酶種類對產(chǎn)物收率的影響.113結論.11參考文獻.12引言燕窩是雨燕科動物金絲燕及多

4、種同屬燕類分泌出的唾液與少量絨羽混合凝結所筑成的燕窩巢。其性味甘、平，歸心、肺、腎經(jīng)，具有養(yǎng)陰潤燥，益氣補中的功效。中醫(yī)學上可用于治療虛損，癆瘵，咳嗽痰喘，咯血，吐血，久痢，久瘧，噎膈反胃等癥，一向以貴重藥材及美味佳肴而在民間廣為流傳使用，是宜藥宜膳的高級保健品1?，F(xiàn)代研究表明，燕窩成分復雜，具有多種生物學活性，其化學組成隨產(chǎn)地、燕的種類、生產(chǎn)季節(jié)、氣候條件等不同而變化?？傮w上講，其基本成分為：水分約10，蛋白質50，碳水化合物20，多種氨基酸及膠質、金屬礦物元素和多種維生素。天然燕窩可完全溶解于鹽酸,吸水性極好，一克燕窩吸水能膨脹至七八克。燕窩中包含多種生物活性物質，根據(jù)藥理作用不同，可分為

5、凝血抑制因子、病毒傳染力中和劑、表皮生長因子、促細胞分裂物質，它們通過與其細胞膜受體結合及參與細胞RNA的合成，增加物質的轉運和糖代謝，刺激人真皮成纖維細胞內膠原酶的活性，影響細胞的代謝、生長和分化2。迄今為止，燕窩中分離提取的多種活性物質已被證實具有促進細胞生長修復、調節(jié)體內酶的活性、抑制病毒感染等多種生物學功能，而通過水解不僅能獲得具有生物學活性的水解產(chǎn)物，還能提高產(chǎn)物的親水性，為拓展燕窩的應用領域奠定基礎3。另有研究表明，燕窩中的一些肽在蛋白序列里并不表現(xiàn)活性，通過水解能被釋放出來，表現(xiàn)出燕窩及其分離蛋白所不具備的生物學活性。這表明，從水解角度研究燕窩的生物學特性，有助于深度開發(fā)燕窩的利

6、用價值，具有突破性的意義。但是，目前有關燕窩水解條件及其產(chǎn)物性質方面的研究很少，缺乏系統(tǒng)的分析、調控手段和足夠的數(shù)據(jù)資料4。目前關于水解動植物蛋白的研究取得了一定的進展。中國專利 CN98101032 報道了用木瓜蛋白酶制備家禽水解物的方法，該法控制水解過程，可使家禽的肉及筋骨等通常被視為廢料部分中的蛋白質變成可供人們食用并易于吸收的水解產(chǎn)物。提高了蛋白質的利用率。但該法僅限于對家禽，特別是雞肉及筋骨的處置，而且可用的酶種受到特殊的限定。中國專利 CN1858225A 報道了用無花果蛋白酶，降解燕窩蛋白質獲得燕窩多肽的制備方法，得到的產(chǎn)品營養(yǎng)價值好，人體利用率高，在人體內合成蛋白質率比燕窩高2

7、6以上。但是該方法的產(chǎn)物多肽分子量段分布在1000200之間，生物活性成分部分已被破壞（EGF的分子量為6000左右），只適用于食品及食品添加劑等，不符合護膚品添加劑的分子量要求5。因此，開展關于燕窩水解條件及其產(chǎn)物性質的相關研究是重要且必要的。通過研究燕窩水解條件和水解產(chǎn)物的性質，得到水解的優(yōu)化方案，可以對水解產(chǎn)物進行調控，使之表現(xiàn)出不同的理化性質和生理功能，不僅能夠為闡明燕窩生物學活性的物質基礎和作用機制提供理論依據(jù)，同時也能滿足生產(chǎn)的需求，有助于挖掘和開發(fā)燕窩的潛在利用價值，提高其附加值，拓展其應用范圍6。為了開發(fā)具有良好吸濕保濕性能的燕窩水解產(chǎn)品，將其分子量控制在具有吸濕、保濕的分子量

8、合適比例，主要針對分子量在2000-6000之間功能性分子的控制，本實驗研究了酶的種類、酶的加入量、酶解時間以及酶解溫度對產(chǎn)品的分子量及吸濕保濕效果的影響，提出一條生產(chǎn)具有良好吸濕保濕性能燕窩水解產(chǎn)物的生產(chǎn)工藝。1材料與方法1.1原料燕窩（由廣東順德萬贏化工有限公司提供）1.2試劑胰蛋白酶，木瓜蛋白酶，胃蛋白酶，堿性蛋白酶，中性蛋白酶，菠蘿蛋白酶，動物蛋白酶，氫氧化鈉，鹽酸。1.3主要儀器數(shù)控磁力攪拌器，凍干機，電子天平，培養(yǎng)皿，燒杯，錐形瓶，冰柜。1.4方法1.4.1工藝流程燕窩50烘干6h粉碎后過100目篩(或200目或未粉碎)水提（或不水提）調pH值至所需加酶（或不同次序的加酶）適宜溫度

9、的水浴攪拌水解適宜的時間酶滅活(85保持25min)抽濾殘渣進行進一步處理或不處理，濾液冷凍干燥冷凍干燥產(chǎn)物稱重，計算收率產(chǎn)品表征吸濕保濕效果測定。1.4.2 水解產(chǎn)物藥理活性測定1.4.2.1 吸濕性測定取一定量經(jīng)P2O5干燥的樣品置于20 R.H. 80的干燥器中，于一定的時間點稱量，計算吸濕率（吸水增重/樣品原重100），n37。1.4.2.2 保濕性測定將樣品配成10水溶液，精密稱取一定量的樣品溶液涂布在貼有3M膠帶的玻璃板上，涂布面積1.51.5 cm2。置于20 R.H. 60的干燥器中，于一定的時間點稱量，計算保濕率（失水水后樣品重量/樣品原重100），n3。1.4.3 工藝流程

10、對收率的影響1.4.3.1燕窩粉碎度對收率的影響未粉碎燕窩、粉碎后過100目、過200目篩的燕窩粉各10g，置于500mL的燒杯中, 加入300mL水，再各加入0.2g胰蛋白酶，48水浴攪拌水解4h，酶滅活(85保持20min) 后抽濾，得水解液和殘渣。觀察殘渣量的多少。1.4.3.2底物濃度對收率的影響取粉碎過100目篩燕窩粉5g，置于500mL的燒杯中, 改變水的加入量（250mL、150mL），再各加入0.2g胰蛋白酶，48水浴攪拌水解4h，酶滅活(85保持20min) 后抽濾，得水解液和殘渣，觀察殘渣量。1.4.3.3酶種類對收率的影響取燕窩10g，置于500mL的燒杯中, 加入500

11、mL水，改變加入酶的種類（堿性蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、動物蛋白酶、菠蘿蛋白酶、胃蛋白酶）各0.3g，在各自最佳溫度下水浴攪拌水解4h，酶滅活(85保持20min) 后抽濾，得濾液和殘渣，濾液冷凍干燥后得白色粉末狀固體，稱重算得率。1.4.3.4酶種類對水解產(chǎn)物吸濕和保濕性能的影響吸濕性能測定：取經(jīng)P2O5干燥的燕窩的胰蛋白酶、堿性蛋白酶、中性蛋白酶水解產(chǎn)物樣品200mg置于20 R.H. 80的干燥器中，于一定的時間點稱量，計算吸濕率（吸水增重/樣品原重100），10甘油水溶液為陽性對照。保濕性能測定：將樣品配成10水溶液，稱取燕窩的胰蛋白酶、堿性蛋白酶、中性蛋白酶水解產(chǎn)物2

12、00mg涂布在貼有3M膠帶的玻璃板上，涂布面積1.51.5 cm2。置于20 R.H. 60的干燥器中，于一定的時間點稱量，計算保濕率（失水水后樣品重量/樣品原重100），10甘油水溶液為陽性對照。1.4.3.5組合酶對水解產(chǎn)物收率的影響取粉碎后過100目篩的燕窩粉10g，置于500mL的燒杯中, 加入500mL水，水提改變加入各種酶組合（先加一種酶水解4h，滅火后再加一種酶水解2h）共0.03g（1：1），在各自最佳溫度下水浴攪拌水解，酶滅活(85保持20min) 后抽濾，得水解液和殘渣，水解液冷凍干燥稱重。1.4.3.6水煮時間對收率和分子量分布的影響取燕窩10g，置于500mL的燒杯中,

13、 加入500mL水，改變水煮時間（15min、30min、45min），冷卻至55再加入堿性蛋白酶0.12g，在55下水浴攪拌水解4h，然后酶滅活(85保持20min) 后抽濾，水解液冷凍干燥，稱重，并測定其分子量的分布。1.4.3.7 水煮時間對水解產(chǎn)物吸濕保濕性能的影響吸濕性能測定：取經(jīng)P2O5干燥的1.4.3.7項下制備的燕窩水解產(chǎn)物樣品200mg置于20 R.H. 80的干燥器中，于一定的時間點稱量，計算吸濕率（吸水增重/樣品原重100），10甘油水溶液為陽性對照。保濕性能測定：將樣品配成10水溶液，稱取1.4.3.7項下制備的燕窩水解產(chǎn)物200mg涂布在貼有3M膠帶的玻璃板上，涂布面

14、積1.51.5 cm2。置于20 R.H. 60的干燥器中，于一定的時間點稱量，計算保濕率（失水水后樣品重量/樣品原重100），10甘油水溶液為陽性對照。1.4.3.8 水解時間對水解產(chǎn)物收率和分子量分布的影響取燕窩10g，置于500mL的燒杯中, 加入500mL水，水煮45min，再加入堿性蛋白酶0.12g，在55下水浴攪拌，改變水解時間（1h、2h、3h），酶滅活(85保持20min) 后抽濾，水解液冷凍干燥，稱重并測定其分子量分布情況。1.4.3.9 水解時間對水解產(chǎn)物吸濕保濕性能的影響吸濕性能測定：取經(jīng)P2O5干燥的1.4.3.9項下制備的燕窩水解產(chǎn)物樣品200mg置于20 R.H.

15、80的干燥器中，于一定的時間點稱量，計算吸濕率（吸水增重/樣品原重100），10甘油水溶液為陽性對照。保濕性能測定：將樣品配成10水溶液，稱取1.4.3.9項下制備的燕窩水解產(chǎn)物200mg涂布在貼有3M膠帶的玻璃板上，涂布面積1.51.5 cm2。置于20 R.H. 60的干燥器中，于一定的時間點稱量，計算保濕率（失水水后樣品重量/樣品原重100），10甘油水溶液為陽性對照。1.4.3.10 水煮后酶種類對產(chǎn)物收率的影響取粉碎后過100目篩的燕窩粉10g，置于500mL的燒杯中, 加入500mL水，水煮45min后，改變加入的各種酶（堿性蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、動物蛋白酶、菠

16、蘿蛋白酶、胃蛋白酶）共0.3g（1：1），在各自最佳溫度下水浴攪拌水解，酶滅活(85保持20min) 后抽濾，水解液冷凍干燥，稱重。2 結果與分析2.1燕窩粉碎度對水解產(chǎn)物收率的影響未粉碎燕窩和粉碎后過100目、過200目篩的水解殘渣相比，明顯量多了很多，而過100目和過200目篩的燕窩粉的水解殘渣差異不大。因此燕窩應粉碎至過100目篩為宜。2.2 底物濃度對水解產(chǎn)物收率的影響觀察殘渣的量可知，底物濃度為2%和3%的時候，水解殘渣量相當。根據(jù)處理樣品成本來講，一般選取底物濃度較高的進行水解。因此3%的底物濃度對于后續(xù)工藝操作較為合適。2.3 酶種類對水解產(chǎn)物收率的影響結果見表2.1。結果表明：

17、堿性蛋白酶的水解得率最高，其次是胰蛋白酶，然后是中性蛋白酶。菠蘿蛋白酶、木瓜蛋白酶和動物蛋白酶的產(chǎn)物收率都低于25%，胃蛋白酶的產(chǎn)率最低，只有13%。因此僅從產(chǎn)物收率來講，應選擇產(chǎn)物收率較高的堿性蛋白酶。表2.1酶種類對水解產(chǎn)物收率的影響水解方法產(chǎn)率堿性蛋白酶（55）67%中性蛋白酶（55）38%胰蛋白酶（48）45%動物蛋白酶(50)23%菠蘿蛋白酶(40)21%木瓜蛋白酶(50)18%胃蛋白酶(37)13%2.4 酶種類對水解產(chǎn)物吸濕、保濕作用的影響吸濕結果見表2.2。結果表明：各水解樣品于8h后顯示出較強的吸濕特性，特別是24h時尤為顯著。各種酶的水解產(chǎn)品的吸濕性能相差不大。表2.2酶種

18、類對燕窩水解產(chǎn)物吸濕作用的影響NO.2h 4h 8h 24h 胰蛋白酶0.11320.1052370.1870320.157107中性蛋白酶0.0890.0990.17550.153堿性蛋白酶0.09870.1289040.1284090.12295510%甘油-0.167-0.26906-0.3986-0.75635保濕結果見表2.3。結果表明：中性蛋白酶水解產(chǎn)物的保濕性最好，2h和4h時比10甘油保濕性好，堿性蛋白酶的保濕性能居中，而胰蛋白酶、動物蛋白酶、菠蘿蛋白酶的水解產(chǎn)物保濕性能比另外兩種酶的效果要差一些。總體看來，各種酶水解的產(chǎn)物保濕性與10甘油相近。表2.3酶種類對燕窩水解產(chǎn)物保濕

19、作用的影響水解方法2h SD4h SD8h SD堿性蛋白酶0.7430.0058730.5969920.0066650.3361220.028254中性蛋白酶0.76270.0259510.6203250.0053140.3774590.005641胰蛋白酶0.72930.0186580.5728850.0148840.3156760.03551動物蛋白酶0.71880.0492930.5881160.0364930.3443780.006885菠蘿蛋白酶0.71160.06470.5647410.0694250.3186610.03968310%甘油0.72770.0379150.56836

20、80.0707210.4290130.06572.5 組合酶對水解產(chǎn)物收率的影響結果見表2.4。結果表明，組合工藝對于提高收率的效果并不理想。因此，在酶的選擇上應選擇堿性蛋白酶進行工藝優(yōu)化。表2.4組合酶對水解產(chǎn)物收率的影響水解方法收率%胰酶堿酶66.16胰酶木瓜酶61.46堿酶胰酶62.122.6 水煮時間對收率和分子量的影響結果見表2.5和圖2.1。從圖和表中可以看出，加入了水煮工藝，收率有所提高，且隨著水煮時間的延長，6000以上的大分子物質越來越少，2000到6000D的物質在水煮45min以前呈上升趨勢，超過45min以后就有所下降，所以，選擇最佳水煮時間為45min。表2.5水煮時

21、間對收率和分子量的影響水煮時間收率分子量分布2000D2000-60006000D15min75.9258.998.4332.5830min71.5271.319.1319.5645min69.5276.689.2414.0860min71.0081.307.7011.0min水煮時間對分子量分布的影響05101520253035010203040506070%2000-6000D6000D圖2.1水煮時間對分子量分布的影響2.7 水煮時間對產(chǎn)物吸濕、保濕作用的影響吸濕保濕結果分別見圖2.2和圖2.3。從圖2.2來看，隨著水煮時間的增加，其水解產(chǎn)物的吸濕性越好，水煮45min的水解產(chǎn)物的吸濕性

22、最好。水煮時間對水解產(chǎn)物吸濕性能的影響00.020.040.060.080.100.120.140.160102030405060吸濕時間/h水煮15min水煮30min水煮45min圖2.2水煮時間對燕窩水解產(chǎn)物吸濕性能的影響從圖2.3來看，水煮30min的水解產(chǎn)物保濕性最好，其次是水煮15min的水解產(chǎn)物，但是三者差別不大。水煮時間對產(chǎn)物保濕作用的影響00.10.20.30.40.50.60.70.80.90246810保濕時間/h%水煮15min水煮30min水煮45min圖2.3水煮時間對燕窩水解產(chǎn)物保濕性能的影響2.8 水解時間對收率和分子量的影響結果見表2.6和圖2.4。從圖和表中

23、可以看出，隨著水解時間的延長，6000D以上的大分子物質不斷下降，尤其從水解3h到4h之間的下降的幅度最大，2000到6000D的物質隨著時間的延長越來越少，但不明顯。時間選擇最佳水解時間為4h。表2.6水解時間對產(chǎn)物收率和分子量分布的影響水解時間收率分子量分布結果評價2000D2000-60006000D1h82.8740.7210.1549.13隨著水解時間的延長，6000D以下的含量增加，但是2000-6000D的含量降低2h82.3341.989.6148.413h81.7345.889.4844.644h69.5276.689.2414.086h71.5283.988.527.5水解時間(h)水解時間對分子量分布的影響010203040506002468%20006000D6000D圖2.4水解時間對產(chǎn)物分子量分布的影響2.9 水解時間對吸濕保濕性能的影響結果圖2.5和圖2.6。從圖2.5來看，隨水解時間的延長，產(chǎn)物的吸濕作用有所下降。從圖2.6來看，隨水解時間的延長，保濕性能也逐漸下降。因此，在保證得率的情況下，水解時間應選擇盡可能短的時間。吸濕時間/h水解時間對吸濕作用的影響0.10.110.120.130.140.150.160102030405060水解1h水