酶解與包合技術(shù)制備水溶性花粉的比較研究

劉佳霖 殷素會 高麗嬌 曹 蘭 羅文華 程 尚

（重慶市畜牧科學(xué)院，榮昌402460）

酶解與包合技術(shù)制備水溶性花粉的比較研究

劉佳霖 殷素會 高麗嬌 曹 蘭 羅文華 程 尚

（重慶市畜牧科學(xué)院，榮昌402460）

為了探索酶解與包合技術(shù)在蜂花粉深加工中的具體作用，試驗(yàn)選擇了多種酶制劑與環(huán)糊精制備水溶性花粉，比較了單一酶制劑、環(huán)糊精、復(fù)合酶制劑及酶制劑+環(huán)糊精復(fù)合工藝提取蜂花粉水溶性蛋白質(zhì)及水溶性黃酮的效果。結(jié)果表明：利用單一酶制劑或環(huán)糊精制備水溶性花粉，水溶性蛋白質(zhì)及黃酮提取率最高的為堿性蛋白酶及環(huán)糊精1∶2，水溶性蛋白質(zhì)提取率分別為84.55%和84.33%，黃酮提取率分別為19.51%和18.50%。采用酶解與包合復(fù)合技術(shù)制備水溶性花粉，水溶性蛋白質(zhì)提取率最高的為果膠酶+β-環(huán)糊精和纖維素酶+β-環(huán)糊精，水溶性蛋白質(zhì)提取率分別為95.40%和88.91%；水溶性黃酮提取率最高的為纖維素+堿性蛋白酶和纖維素酶+β-環(huán)糊精，黃酮提取率分別為35.93%和37.86%。綜合比較，采用纖維素酶+β-環(huán)糊精制備水溶性花粉能夠獲得較高的水溶性蛋白質(zhì)提取率和黃酮提取率。由此說明，多種技術(shù)的復(fù)合使用，有助于蜂花粉深加工的進(jìn)一步發(fā)展。

蜂花粉；酶解技術(shù)；包合技術(shù)；蛋白質(zhì)提取率；黃酮提取率

蜂花粉是蜜蜂重要的蛋白質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)，是蜜蜂采集外界植物花朵上的花粉，并加入少量花蜜和自身唾液制成的團(tuán)狀物質(zhì)。蜂花粉含有豐富的氨基酸、蛋白質(zhì)以及黃酮類化合物，其營養(yǎng)成分隨粉源植物的不同存在較大差異，通常蜂花粉含水分30～40%，蛋白質(zhì)11～35%，糖類20～39%，脂質(zhì)1～20%，還含有多種維生素及生長因子[1]。在蜜蜂蜂群中，蜂花粉質(zhì)量的好壞、數(shù)量的多寡往往決定了蜂群的生長發(fā)育狀況、蜂群抗逆能力及蜂群生產(chǎn)能力[2-4]。

研究顯示，蜂花粉對人體具有多種保健功能，其豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸和黃酮類化合物在防治心血管疾病、抗衰老、增強(qiáng)免疫力、保肝護(hù)肝、防治前列腺疾病等方面具有十分重要的作用[1,5]。目前，蜂花粉通過破壁、脫敏、滅菌等常規(guī)加工后已廣泛應(yīng)用于食品、日化及飼料加工等產(chǎn)業(yè)[6]。然而，蜂花粉的理化形狀仍沒有得到改變，重要功能組分的提取仍處于發(fā)展階段，蜂花粉水溶性差、不易吸收等問題仍是限制其深加工的重要難題[7,8]。特別在現(xiàn)代食品產(chǎn)業(yè)中，為維持食品原有的特性及口感，蜂花粉的添加量仍保持較低水平。由此，開展多種新工藝、新技術(shù)在蜂花粉加工中的應(yīng)用研究就變的尤為重要。

綜上，本研究比較了酶解改性技術(shù)及環(huán)糊精包合技術(shù)制備水溶性蜂花粉的效果，采用水溶性蛋白質(zhì)提取率及黃酮提取率評價(jià)了單一酶制劑、復(fù)合酶制劑、環(huán)糊精及酶制劑-環(huán)糊精復(fù)合工藝在蜂花粉深加工中的具體作用，為拓寬蜂花粉應(yīng)用領(lǐng)域，推動蜂花粉深加工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供理論基礎(chǔ)。

1 材料

1.1 試驗(yàn)材料

破壁蜂花粉，由重慶市畜牧科學(xué)院經(jīng)濟(jì)動物研究所試驗(yàn)蜂場提供；木瓜蛋白酶（100000 U/g）、中性蛋白酶（100000 U/g）、柚苷酶（50000 U/g）、堿性蛋白酶（30000 U/g）、胃蛋白酶（50000 U/g）、菠蘿蛋白酶（1200000 U/g）、無花果蛋白酶（1200000 U/g），購自河南金潤食品添加劑有限公司；纖維素酶（50000 U/g）、果膠酶（80000 U/g）、β-環(huán)糊精，購自河南安銳生物科技有限公司；脂酶（10000 U/g）、β-葡萄糖苷酶（200000 U/g），購自南寧東恒華道生物科技有限公司。

1.2 藥品與試劑

氫氧化鈉NaOH（分析純）、鹽酸HCl（分析純），購自重慶川東化工有限公司；亞硝酸鈉NaNO2（分析純）、硝酸鋁Al(NO3)3（分析純），購自重慶博藝化學(xué)試劑有限公司；Bradford蛋白質(zhì)定量試劑盒，購自TIANGEN；蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品，購自中國藥品生物制品檢定所；PBS磷酸緩沖液，購自Solarbio。

1.3 儀器

雙光束紫外可見分光光度計(jì)（TU-1901），購自北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；數(shù)顯恒溫水浴鍋（H4-4），購自金壇市杰瑞爾電器有限公司；磁力攪拌器（C-MAG HS4），購自 IKA；電子分析天平（FA2004），購自上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司。

2 試驗(yàn)方法

2.1 蜂花粉溶液制備

準(zhǔn)確稱取25 g蜂花粉，加入225 ml蒸餾水溶解，料液比為1∶9，攪拌混勻。

2.2 酶解技術(shù)制備水溶性蜂花粉

2.2.1 木瓜蛋白酶：使用1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=7.5，加入木瓜蛋白酶0.3750 g（酶添加量為1500 U/g），55℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min滅酶，過濾[9]。

2.2.2 中性蛋白酶：使用1 mol/L的NaOH或HCl調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=7.0，加入中性蛋白酶0.375 g（酶添加量為1500 U/g），50℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min滅酶，過濾[10]。

2.2.3 無花果蛋白酶：使用1 mol/L的NaOH或HCl調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=7.0，加入無花果蛋白酶0.031 g（酶添加量為1500 U/g），65℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min滅酶，過濾[11]。

2.2.4 柚苷酶：使用1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=5.0，加入柚苷酶0.750 g（酶添加量為1500 U/g），60℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min 滅酶，過濾[12]。

2.2.5 堿性蛋白酶：使用1 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=9.0，加入堿性蛋白酶1.250 g（酶添加量為1500 U/g），50℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min滅酶，過濾[7]。

2.2.6 胃蛋白酶：使用1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=2.0，加入胃蛋白酶0.750 g（酶添加量為1500 U/g），37℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min 滅酶，過濾[13]。

2.2.7 菠蘿蛋白酶：使用1 mol/L的NaOH或HCl調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=6.5，加入菠蘿蛋白酶0.031 g（酶添加量為1500 U/g），48℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min滅酶，過濾[14]。

2.2.8 無花果蛋白酶：使用1 mol/L的NaOH或HCl調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=7.0，加入無花果蛋白酶0.031 g（酶添加量為1500 U/g），65℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min滅酶，過濾[15]。

2.2.9 纖維素酶：使用1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=5.2，加入纖維素酶0.750 g（酶添加量為1500 U/g），65℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min 滅酶，過濾[16]。

2.2.10 果膠酶：使用1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=4.0，加入果膠酶0.469 g（酶添加量為1500 U/g），40℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min 滅酶，過濾[17]。

2.2.11 脂酶：使用1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=5.5，加入脂酶 3.750 g（酶添加量為 1500 U/g），40℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min滅酶，過濾[18]。

2.2.12 β-葡萄糖苷酶：使用1 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=5.5，加入葡萄糖苷酶0.188 g（酶添加量為1500 U/g），50℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min滅酶，過濾[19]。

2.3 β-環(huán)糊精制備水溶性蜂花粉

使用1 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)蜂花粉水溶液pH=8.7，加入 β-環(huán)糊精 12.500 g、6.250 g、3.125 g（與蜂花粉質(zhì)量比為 1∶2、1∶4、1∶8），37℃下水浴磁力攪拌 4 h，過濾[20]。

2.4 復(fù)合反應(yīng)制備水溶性蜂花粉

2.4.1 纖維素酶+果膠酶：使用1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=4.0，加入纖維素酶0.750 g（酶添加量為1500 U/g）、果膠酶0.469 g（酶添加量為1500 U/g），40℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min 滅酶，過濾[17]。

2.4.2 纖維素酶+果膠酶+堿性蛋白酶：使用1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=4.0，加入纖維素酶（5W單位）0.75 g（酶添加量為 1500 U/g）、果膠酶 0.469 g（酶添加量為1500 U/g），40℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min滅酶，冷卻。使用1 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=9.0，加入堿性蛋白酶1.250 g（酶添加量為1500 U/g），50℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min滅酶，過濾。

2.4.3 纖維素酶+果膠酶+β-環(huán)糊精：使用1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=4.0，加入纖維素酶0.75 g（酶添加量為1500 U/g）、果膠酶0.4688 g（酶添加量為1500 U/g），40℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min滅酶，冷卻。使用1 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)蜂花粉水溶液pH=8.7，加入β-環(huán)糊精6.250 g（與蜂花粉質(zhì)量比1:4），37℃下水浴磁力攪拌4 h，過濾。

2.4.4 纖維素酶+堿性蛋白酶：使用1 mol/L的HCl調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=5.2，加入纖維素酶0.75 g（酶添加量為1500 U/g），65℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min滅酶，冷卻。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min滅酶，冷卻。使用1 mol/L的NaOH調(diào)節(jié)蜂花粉溶液pH=9.0，加入堿性蛋白酶1.250 g（酶添加量為1500 U/g），50℃條件下攪拌反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后，于100℃下加熱5 min滅酶，過濾。

（未完待續(xù)）

Comparative Study on Water-Soluble Pollen Produced by Enzymatic Hydrolysis and Inclusion

Liu Jialin,Yin Suhui,Gao Lijiao,Cao Lan,Luo Wenhua,Cheng Shang
（Chongqing Academy of Animal Sciences,Chongqing 402460,China)

For comparing enzymolysis and inclusion in processing of bee pollen products,water-soluble pollen was produced by various enzymes and cyclodextrins.The effect of single enzyme,cyclodextrin,complex enzyme and enzymecyclodextrin on the extraction of water-soluble protein and flavonoids from pollen were analyzed.The result showed that the highest extraction rates of water-soluble protein and flavonoids were alkaline protease and beta cyclodextrin 1:2 in the single enzyme and cyclodextrin groups.The rates of water-soluble protein were 84.55%and 84.33%respectively,flavonoids were 19.51%and 18.50%.In the complex enzyme and enzyme-cyclodextrin groups,the highest extraction rates of water-soluble protein were pectinase-beta cyclodextrin and cellulose-beta cylodextrin,the rates of water-soluble protein were 95.40%and 88.91%.the highest extraction rates of water-soluble flavonoids were cellulose-alkaline protease and cellulase-beta cyclodextrin,the rates of water-soluble flavonoids were 35.93%and 37.86%.By comparison,the extraction of water-soluble pollen with cellulase-beta cyclodextrin get higher extraction rate of water-soluble protein and flavonoids.It shows that the combined use of various technologies will be helpful to the development of bee pollen process.

bee pollen;enzymatic hydrolysis;inclusion;extraction rate of protein;extraction rate of flavone

國家蜂產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)（CARS-45-SYZ15）；重慶市基礎(chǔ)與前沿研究計(jì)劃項(xiàng)目（cstc2015jcyjA80032）；重慶市基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)（16440）

劉佳霖（1988-），男，研究實(shí)習(xí)員，碩士，研究方向?yàn)槊鄯涫诜坌袨閷W(xué)及蜂產(chǎn)品研究，E-mail:liujialin5164@163.com。

程尚（1981-），男，助理研究員，碩士，研究方向?yàn)槊鄯涫诜坌袨閷W(xué)及蜂產(chǎn)品研究，E-mail:chengshang3@126.com。