猪胰酶提取工艺研究
目录
1 引言 1
1.1 胰酶的应用 1
1.2 胰酶的工艺研究现状 1
1.3 胰酶的提取制备工艺 2
1.4 本课题研究的目的、意义和内容 2
2 材料与方法 3
2.1 实验材料、试剂和设备 3
2.2 实验方法 4
2.3 胰酶活力及品质测定 7
2.4 胰酶生物学性质测定 10
3 实验结果分析 11
3.1 不同工艺流程对胰酶活力品质影响 11
3.2 单因素实验结果 11
3.3 正交实验结果 13
3.4 验证实验结果 14
3.5 胰酶生物学性质研究结果 15
结论 18
致谢 19
参考文献 20
1 引言
胰酶是从动物的胰脏中提取来的一种酶的混合物，含有多种酶如胰蛋白酶、肽酶、脂肪酶和淀粉酶等。是一种类白色至微黄色的粉末，微臭，但无霉败的臭气，有引湿性，水溶液
1.1 胰酶的应用
胰酶的应用广泛，也是属于我国生化制药行业的重要产品。在医药学上，胰酶主要是作为助消化类的药，是用来治疗消化不良或者食欲不振以及肝胰疾病等引起的消化问 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
题[3]。其中胰蛋白酶在医药、轻工业及科学研究方面也具有广泛的应用价值。据统计，胰蛋白酶的年消耗量占酶制品世界市场的3%[4]，在工业上，胰酶主要是应用于皮革加工过程，它比其它微生物来源的蛋白酶更加适合于皮革加工，在对皮革的软化、脱脂、松紧度等上面起到较好的调节作用，也用于丝绸、纺织、印染等工业部门[5]。当前来说，也有许多关于胰酶制备的研究但是多是对原来工艺的相关部分进行改进，所以，对胰酶制备过程中的影响因素做一个稍微系统全面点的研究是有必要的[6,7]。因为国内胰脏资源相对来说比较丰富，所以如何提高胰脏的利用率、生产高质量胰酶来满足国内外市场的需求，同时又能提高效率、降低成本、提高效益,这是目前各胰酶生产厂家十分关注的问题[8]。
1.2 胰酶的工艺研究现状
近几十年来，我国的胰酶工业发展十分迅速，其生产工艺的研究也取得了很大的进步。三酶（胰蛋白酶、胰淀粉酶、胰脂肪酶）的酶活力有了较大的提高，收率也有很大的提高[3]。胰酶可在低温下储存较长的时间而不失活，因此提取制备胰酶的全部操作过程应在低温和低pH下进行[9]。
罗虹[5]等研究了胰酶生产的三种工艺路线，分别是硫酸钠沉淀和乙醇沉淀，测定了胰酶产品的酶活、收率和脂肪含量，结果表明三种工艺路线的收率都较高。用硫酸钠沉淀工艺最简单、成本最低、胰酶活力无损失，但产品的脂肪含量偏高。丙酮沉淀和乙醇沉淀工艺较复杂，且丙酮和乙醇需要回收，酶活力有一定的损失。
何新霞等[9]根据生产经验，分析了工艺中影响酶活和收率的因素，选出pH值、激活时间、激活温度、沉淀醇度等七个因素，进行了正交实验，得出最佳工艺条件。
傅渝滨等[11]重点研究了激活过程中辅料加入顺序、NaOH的用量和沉淀程胰浆pH值对胰酶活力和收率的影响。
吴晓英等[12]研究了从猪胰腺中提取胰酶的新工艺，方法是使用7.5%异丙醇提取剂，添加0.2% CaCl2和1%胰酶粉为激活剂以及适量的保护剂，并加入NaHCO3使体系pH稳定在6.5～7.0之间，在室温下提取3 h。
郭兆斌等[13]研究了用异丙醇来沉淀胰酶，以胰蛋白酶活力为指标，筛选出最佳影响因素和工艺参数为：提取醇度为15%、pH为6.5、提取时间为3 h、激活时间为8 h、激活温度为8℃、沉淀醇度为60%。
1.3 胰酶的提取制备工艺
目前胰酶的生产主要采用猪胰脏作为原料提取分离。其生产过程主要包括胰脏的破碎、胰酶的激活、沉淀、脱脂、干燥等过程[13]。
1.4 本课题研究的目的、意义和内容
我省每年屠宰猪790万头，但是有超过90%的胰脏都被废弃，将动物的胰脏作为废弃物烧掉或者是处理掉的作法不但是造成了浪费，而且增加了屠宰企业的后续处理费用。胰脏中含有多种酶类，包括胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、弹性蛋白酶等等，而禽畜胰脏是提取上述酶类的主要并且优质的来源。因此，利用先进的生物分离工程技术改进胰酶的生产工艺，提高回收率，提高纯度，达到药典规定的三酶活力（胰蛋白酶、胰淀粉酶、胰脂肪酶），在动物副产品综合利用中具有很重要的意义。通过本试验，预期达到以下研究目标：
（1）通过对胰酶提取工艺的研究，确定其提取猪胰酶的最佳工艺流程、主要影响因素和工艺参数，为胰酶的工业化生产提供依据。
（2）对试验所得产品进行酶活力、收率、脂肪残留、干燥失重的测定，确定其应用价值。
（3）通过对猪胰酶的生物学特性研究，为胰酶类产品的开发利用提供理论依据。
2 材料与方法
2.1 实验材料、试剂和设备
2.1.1 实验材料
新鲜或冷冻的猪胰脏
2.1.2 实验试剂
试剂名称 级别 生产厂家
氯化钠 分析纯 无锡市亚盛化工有限公司
硼砂 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
磷酸二氢钾 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
磷酸氢二钾 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
可溶性淀粉 分析纯 西陇化工股份有限公司
氢氧化钠 分析纯 西陇化工股份有限公司
无水乙醇 分析纯 天津大茂化学试剂厂
丙酮 分析纯 上海凌峰化学试剂有限公司
氯化钙 分析纯 中国医药上海化学试剂有限公司
三氯醋酸 分析纯 南京宁城化学试剂AR有限公司
氢氧化钠 分析纯 南京宁城化学试剂有限公司
盐酸 分析纯 天津市科密欧化学试剂有限公司
硫代硫酸钠 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
硼酸 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
三羟甲基氨基甲烷 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
其中酪蛋白、酪氨酸、壳聚糖、马铃薯淀粉、麦芽糖等均为生化试剂。
2.1.3 实验仪器和设备
名称 型号 生产厂家
分析天平 FA2004N 上海菁海仪器有限公司
恒温水浴锅 HHS-2S 上海虞龙仪器有限公司
pH计 PHS-3C 上海舜宇仪器有限公司
真空干燥箱 DZF-6020 上海恒科学仪器有限公司
冷冻离心机 J-26XP BECKMAN COULTER
电泳仪 DYCZ-23A 北京市六一仪器厂
1 引言 1
1.1 胰酶的应用 1
1.2 胰酶的工艺研究现状 1
1.3 胰酶的提取制备工艺 2
1.4 本课题研究的目的、意义和内容 2
2 材料与方法 3
2.1 实验材料、试剂和设备 3
2.2 实验方法 4
2.3 胰酶活力及品质测定 7
2.4 胰酶生物学性质测定 10
3 实验结果分析 11
3.1 不同工艺流程对胰酶活力品质影响 11
3.2 单因素实验结果 11
3.3 正交实验结果 13
3.4 验证实验结果 14
3.5 胰酶生物学性质研究结果 15
结论 18
致谢 19
参考文献 20
1 引言
胰酶是从动物的胰脏中提取来的一种酶的混合物，含有多种酶如胰蛋白酶、肽酶、脂肪酶和淀粉酶等。是一种类白色至微黄色的粉末，微臭，但无霉败的臭气，有引湿性，水溶液
1.1 胰酶的应用
胰酶的应用广泛，也是属于我国生化制药行业的重要产品。在医药学上，胰酶主要是作为助消化类的药，是用来治疗消化不良或者食欲不振以及肝胰疾病等引起的消化问 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
题[3]。其中胰蛋白酶在医药、轻工业及科学研究方面也具有广泛的应用价值。据统计，胰蛋白酶的年消耗量占酶制品世界市场的3%[4]，在工业上，胰酶主要是应用于皮革加工过程，它比其它微生物来源的蛋白酶更加适合于皮革加工，在对皮革的软化、脱脂、松紧度等上面起到较好的调节作用，也用于丝绸、纺织、印染等工业部门[5]。当前来说，也有许多关于胰酶制备的研究但是多是对原来工艺的相关部分进行改进，所以，对胰酶制备过程中的影响因素做一个稍微系统全面点的研究是有必要的[6,7]。因为国内胰脏资源相对来说比较丰富，所以如何提高胰脏的利用率、生产高质量胰酶来满足国内外市场的需求，同时又能提高效率、降低成本、提高效益,这是目前各胰酶生产厂家十分关注的问题[8]。
1.2 胰酶的工艺研究现状
近几十年来，我国的胰酶工业发展十分迅速，其生产工艺的研究也取得了很大的进步。三酶（胰蛋白酶、胰淀粉酶、胰脂肪酶）的酶活力有了较大的提高，收率也有很大的提高[3]。胰酶可在低温下储存较长的时间而不失活，因此提取制备胰酶的全部操作过程应在低温和低pH下进行[9]。
罗虹[5]等研究了胰酶生产的三种工艺路线，分别是硫酸钠沉淀和乙醇沉淀，测定了胰酶产品的酶活、收率和脂肪含量，结果表明三种工艺路线的收率都较高。用硫酸钠沉淀工艺最简单、成本最低、胰酶活力无损失，但产品的脂肪含量偏高。丙酮沉淀和乙醇沉淀工艺较复杂，且丙酮和乙醇需要回收，酶活力有一定的损失。
何新霞等[9]根据生产经验，分析了工艺中影响酶活和收率的因素，选出pH值、激活时间、激活温度、沉淀醇度等七个因素，进行了正交实验，得出最佳工艺条件。
傅渝滨等[11]重点研究了激活过程中辅料加入顺序、NaOH的用量和沉淀程胰浆pH值对胰酶活力和收率的影响。
吴晓英等[12]研究了从猪胰腺中提取胰酶的新工艺，方法是使用7.5%异丙醇提取剂，添加0.2% CaCl2和1%胰酶粉为激活剂以及适量的保护剂，并加入NaHCO3使体系pH稳定在6.5～7.0之间，在室温下提取3 h。
郭兆斌等[13]研究了用异丙醇来沉淀胰酶，以胰蛋白酶活力为指标，筛选出最佳影响因素和工艺参数为：提取醇度为15%、pH为6.5、提取时间为3 h、激活时间为8 h、激活温度为8℃、沉淀醇度为60%。
1.3 胰酶的提取制备工艺
目前胰酶的生产主要采用猪胰脏作为原料提取分离。其生产过程主要包括胰脏的破碎、胰酶的激活、沉淀、脱脂、干燥等过程[13]。
1.4 本课题研究的目的、意义和内容
我省每年屠宰猪790万头，但是有超过90%的胰脏都被废弃，将动物的胰脏作为废弃物烧掉或者是处理掉的作法不但是造成了浪费，而且增加了屠宰企业的后续处理费用。胰脏中含有多种酶类，包括胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、弹性蛋白酶等等，而禽畜胰脏是提取上述酶类的主要并且优质的来源。因此，利用先进的生物分离工程技术改进胰酶的生产工艺，提高回收率，提高纯度，达到药典规定的三酶活力（胰蛋白酶、胰淀粉酶、胰脂肪酶），在动物副产品综合利用中具有很重要的意义。通过本试验，预期达到以下研究目标：
（1）通过对胰酶提取工艺的研究，确定其提取猪胰酶的最佳工艺流程、主要影响因素和工艺参数，为胰酶的工业化生产提供依据。
（2）对试验所得产品进行酶活力、收率、脂肪残留、干燥失重的测定，确定其应用价值。
（3）通过对猪胰酶的生物学特性研究，为胰酶类产品的开发利用提供理论依据。
2 材料与方法
2.1 实验材料、试剂和设备
2.1.1 实验材料
新鲜或冷冻的猪胰脏
2.1.2 实验试剂
试剂名称 级别 生产厂家
氯化钠 分析纯 无锡市亚盛化工有限公司
硼砂 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
磷酸二氢钾 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
磷酸氢二钾 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
可溶性淀粉 分析纯 西陇化工股份有限公司
氢氧化钠 分析纯 西陇化工股份有限公司
无水乙醇 分析纯 天津大茂化学试剂厂
丙酮 分析纯 上海凌峰化学试剂有限公司
氯化钙 分析纯 中国医药上海化学试剂有限公司
三氯醋酸 分析纯 南京宁城化学试剂AR有限公司
氢氧化钠 分析纯 南京宁城化学试剂有限公司
盐酸 分析纯 天津市科密欧化学试剂有限公司
硫代硫酸钠 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
硼酸 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
三羟甲基氨基甲烷 分析纯 国药集团化学试剂有限公司
其中酪蛋白、酪氨酸、壳聚糖、马铃薯淀粉、麦芽糖等均为生化试剂。
2.1.3 实验仪器和设备
名称 型号 生产厂家
分析天平 FA2004N 上海菁海仪器有限公司
恒温水浴锅 HHS-2S 上海虞龙仪器有限公司
pH计 PHS-3C 上海舜宇仪器有限公司
真空干燥箱 DZF-6020 上海恒科学仪器有限公司
冷冻离心机 J-26XP BECKMAN COULTER
电泳仪 DYCZ-23A 北京市六一仪器厂
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