1 재료 및 방법

1.1 실험 재료

1.1.1 원료 및 보조 재료

실크, 칡, 구기자, 흑단 모두 쉬저우시장에서 구입했습니다. 자당, 중성 프로테아제(130000 u/g) 및 트립신(4000 u/g)은 실험실에서 제공했으며 파파인(650000 u/g)은 Guangxi Haifa Bioenzyme Products Factory에서 제공했습니다.

1.1.2 주요 시약

포름알데히드 시약, 농황산, 농염산, 수산화나트륨, 무수황산나트륨, 무수염화칼슘, 염소수, 프탈산수소 칼륨, 메틸레드 , 황산동, 붕산, 쇠고기 추출물, 펩톤, 한천, 소금, 731 및 723 음이온 및 양이온 교환수지 및 혼합 프롬프트제: 메틸렌블루 1량과 메틸레드 지시약 2량의 혼합물.

1.1.3 주요장비

전기항온건조로, 전기항온배양기, 다기능분쇄기, 저속대형원심분리기, 랙밸런스, 자기교반기, 정밀기 pH 측정기, 전자 저울, 디지털 항온 수조, 휴대용 압력 증기 멸균기, 유도 밥솥.

1.2 실험 방법

1.2.1 공정 흐름

(1) 산분해 용액을 이용한 음료 제조 공정 흐름

실크 탈검 → 산가수분해→양이온교환수지 탈산→실크피브로인아미노산

한약재→세정→추출→거친여과→원심혼합→

향료, VC, 자당 등

p>

충진→밀봉→살균→냉각→관능평가 및 위생시험→완제품

(2) 효소액을 이용한 음료 제조 공정 흐름

실크 탈검→CaCl2 실크피브로인 용해 → 효소가수분해 → 효소불활성화 → CaCl2 제거 → 실크피브로인 아미노산

한약재 → 세척 → 추출 → 거친여과 → 원심분리 → 조제 → 충진

향료, VC , 자당 등

→밀봉→살균→냉각→관능평가 및 위생시험→완제품

1.2.2 실크 탈검 방법

세척 및 건조 최종 실크를 Na2CO3 용액(0.4%, 0.5%, 0.6%)에 삶아(20분, 30분, 40분) 최적의 검 제거 조건을 결정했습니다.

1.2.3 실크 피브로인의 산가수분해 방법

검을 제거한 실크 피브로인을 건조시켜 단일 인자 실험을 수행합니다. 먼저 산도 3M, 고액비 1:50, 111°C에서 15시간 동안 산분해를 선택하고 시간당 아미노산 함량을 측정하여 적절한 산분해 시간 범위를 얻은 다음 고액분해를 선택합니다. 위의 결정된 범위 내에서 1.0M, 1.5M, 2.0M, 2.5M, 3.0M, 3.5M, 4.0M, 4.5M, 5.0M과 같은 다양한 농도에서 산분해가 수행됩니다. , 등을 사용하여 적합한 산 농도 범위를 선택할 수 있습니다. 마지막으로 산 농도와 시간이 적절한 범위 내에 있도록 선택하고 서로 다른 고액 비율 1을 선택하여 가장 적합한 것으로 결정했습니다. :20, 1:30, 1:40, 1:50, 1:60, 1:70 및 1:80. 획득된 산 농도, 고액비, 산분해 시간을 적절한 범위 내의 3개 수준에서 선택하여 3요소와 3개 수준의 직교 실험을 수행하여 최적의 산분해 조건을 찾았습니다.

1.2.4 CaCl2에 실크 피브로인 용해

다양한 농도(30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%)를 준비합니다. ,) CaCl2 용액을 이용하여 실크 피브로인의 용해 효과를 측정하고, 실크 피브로인을 용해시키기 위한 최적의 CaCl2 농도를 알아냅니다.

1.2.5 효소적 가수분해 과정의 연구 방법 (1) 최고의 가수분해효소 선택. 세 가지 프로테아제의 최적 효소 투여량, 효소 가수분해 온도, 효소 가수분해 pH 값 및 동일한 효소 가수분해 시간 하에서 실크 단백질 액을 효소 가수분해시켰으며, 세 가지 효소의 효소 가수분해 효과를 비교하고, 가수분해 효과를 기준으로 선택했습니다. 최고의 효소. (2) 효소 가수분해 조건의 결정. 상기 실험에서 결정된 최적의 실크 피브로인 프로테아제를 바탕으로 기질 농도, pH 값, 온도의 3가지 수준에 대한 직교 실험을 수행하여 효소 가수분해에 대한 최적 조건을 결정했습니다.

기질 농도는 각각 4%, 5%, 6%였으며, pH 값은 각각 5.0, 5.5, 6.0이었고, 효소 가수분해 온도는 각각 50°C, 55°C, 60°C였다.

1.2.6 산분해 용액의 탈산성화

732형 강산성 양이온교환수지를 사용하여 산분해 용액을 탈산성화하면 닌히드린이 보라색으로 변할 때 투입을 중단한다. 컬럼에서 유출액이 거의 중성이 될 때까지 탈이온수로 이온 교환 컬럼을 세척한 다음 닌히드린이 더 이상 보라색으로 나타나지 않을 때까지 0.5M 암모니아수를 사용하여 아미노산을 용출합니다.

1.2.7 한약재즙 추출

세척한 한약재와 정제수를 1:10의 비율로 90℃ 수조에서 1시간 동안 추출한다. 잔류물에 8배량의 순수한 물을 첨가하고 90℃ 수조에서 0.5시간 추출한 후 여액과 잔류액을 합하여 저속 대용량 원심분리기로 원심분리한다. .

1.2.8 음료 배합

음료 배합을 선택하기 위해 3가지 요인과 3가지 수준을 사용하는 직교 실험을 설계합니다. 음료에 대한 점수를 매기기 위해서는 제품의 색, 향, 맛, 조직상태 등에 따라 점수 기준을 정해야 합니다.

1.2.9 음료 살균 및 위생 테스트

음료 살균: 완성된 제품을 90°C에서 15분, 20분, 25분 동안 각각 살균한 후 37°C에 보관합니다. 관찰을 위한 C 항온 수조 인큐베이터 안정성이 가장 좋으며 멸균 시간이 가장 좋습니다. 총 박테리아 수는 플레이트 콜로니 계수 방법을 사용하여 결정되었습니다.

1.3 테스트 항목 및 방법

실크의 조단백질은 마이크로 킬달 방법을 사용하여 결정되었습니다. 아미노질소 함량은 포름알데히드 전위차법을 사용하여 측정되었습니다.

1.3.1 실크 피브로인 효소 가수분해물의 탈산소화 효과 시험

732형 강산성 양이온 교환수지를 사용하여 높이 40cm, Φ15의 수지 컬럼에 넣고, 유출액이 닌히드린 보라색으로 변하면 수지가 포화되어 아미노산 액체가 흘러나오는 것을 의미합니다. 이때 컬럼 로딩을 중지하고 유출액이 거의 중성이 될 때까지 이온 교환 컬럼을 세척한 다음 0.5를 사용합니다. 암모니아수가 더 이상 아미노산을 용출하지 않을 때까지 닌히드린의 발색 반응은 모든 아미노산이 제거되었음을 나타냅니다.

1.3.2 음이온과 양이온 교환수지의 탈이온 효과 검출

CaCl2 용액에 녹인 실크 피브로인 용액을 컬럼 높이 40cm, Φ15의 양이온교환수지 컬럼에 넣는다. Ca2+, NaOH 용액을 사용하여 유출수에 Ca2+가 있는지 확인합니다. 흰색 침전물이 나타나지 않으면 40cm의 컬럼 높이와 Φ15의 음이온 교환 수지를 통과하여 Cl-가 있는지 확인합니다. 흰색 침전물이 없으면 컬럼을 중지하십시오.

2 결과 및 고찰

2.1 실크 탈검 조건 결정

실크의 미량 성분은 아미노산 함량을 보장하기 위해 주로 세리신에 분포되어 있습니다. 실크 피브로인 품질의 경우 검 제거를 수행해야 합니다. 실크 피브로인은 물에 녹지 않지만 세리신은 수용성입니다. 세리신은 친수성이지만 수성 매질에서 실크 피브로인과 분리하는 데 오랜 시간이 걸리고 고온 처리가 필요하므로 분리 매질로 Na2CO3를 사용합니다. 그 중 세리신 제거율(%) = 세리신 액 중의 단백질 함량(g) × 100% 총 세리신 단백질(g)이다. 시험 결과를 표 1에 나타내었다.

표 1 실크 피브로인의 Na2CO3 탈착의 직교 실험 설계 및 결과

처리 시간(분) 농도(%) 세리신 제거율(%)

1 1 (20) 1 (0.4) 48.5

2 1 2 (0.5) 35.7

3 1 3 (0.6) 59.8

4 2 ( 30) 1 60.3

5 2 2 100

6 2 3 100

7 3 (40) 1 73.9

8 3 2 100

9 3 3 100

표 1에서 볼 수 있듯이 0.5% NaCO3 용액에 30분간 끓이는 것이 검 제거 효과가 가장 좋습니다. 끓는 동안 물이 증발하여 NaCO3 농도에 영향을 미치는 것을 방지하려면 용기에 뚜껑을 덮어야 합니다. 실크는 검 제거 후 실크 피브로인이 되며, 세리신은 수성 매질에 존재합니다.

2.2 산 가수분해 단일 인자 실험

실크 피브로인 1g을 사용하여 3M H2SO4, 고액비 1:60, 110°C에서 가수분해합니다. 실크 피브로인은 H2SO4에 3시간 동안 완전히 용해될 수 있다는 실험을 통해 밝혀졌습니다. 4~15시간 동안 가수분해 상황을 측정한 결과, 아미노산 함량은 8~10시간에서 더 높았으며, 10시간 이후에는 거의 변하지 않거나 감소하기 시작했습니다.

실크 피브로인을 사용하여 고액비 1:60 및 110°C에서 8시간 동안 산분해하여 다양한 H2SO4 농도와 아미노 질소 함량 간의 관계를 비교한 결과, 산분해 농도는 다음과 같습니다. 너무 낮거나 너무 높으면 아미노산 함량에 영향을 미치므로 3M과 4M 사이에서 조절하는 것이 좋습니다.

실크 피브로인을 사용하여 110°C의 3M H2SO4에서 8시간 동안 산분해하여 고액비가 산분해에 미치는 영향을 측정합니다. 실크 피브로인은 최소한의 고액비로만 담글 수 있기 때문입니다. 1:20은 최소 고체-액체 비율입니다. 그 결과, 고액비가 1:50~1:70일 때 가수분해 효과가 가장 좋은 것으로 나타났다.

2.3 산가수분해 직교시험

산가수분해 단일인자 실험을 통해 산가수분해에 영향을 미치는 인자는 주로 산농도, 고액비, 시간 등인 것으로 알려져 있다. 이를 각각 3가지 수준의 요인에 대해 실험 결과를 Table 2에 나타내었다.

표 2 산가수분해 직교 시험 결과 및 분석

컬럼 A B C

인자 시간(h) 산도(M) 고액 아미노산 수율(%)

실험 1 1 (8) 1 (3) 1 (1:50) 69.1

실험 2 2 (9) 2 (3.5) 2 (1:60) 73.2

실험 2 2 (9) 2 (3.5) 73.2

p>

실험 3 3 (10) 3 (4) 3 (1:70) 71.9

실험 4 2 1 2 87.2

실험 5 2 2 3 89.1

실험 6 2 3 1 86.5

실험 7 3 1 3 78.4

실험 8 3 2 1 80.3

실험 9 3 3 2 79.6

평균값 1 71.400 78.233 78.633

평균값 2 87.600 80.867 80.000

평균값 3 79.433 79.800

극한 차이 16.200 2.634 1.367

표 2에서 산분해 수율이 가장 높은 조합이 A2B2C3인데, 표 4에서 보면 이상적인 조합이 A2B2C2이므로 다시 A2B2C2를 비교한 결과 실크피브로인 아미노산은 수율은 89.8%로 A2B2C3보다 약간 우수하므로 산분해의 최적 조건은 산 농도 3.5M, 고액비 1:60, 110°C에서 9시간 산분해로 결정됩니다.

2.4 실크 피브로인의 CaCl2 용해 결과

실크 피브로인의 CaCl2 용액에 대한 용해 특성은 매우 특이하며 농도가 35% 미만이거나 35% 이상일 경우 거의 용해되지 않습니다. 표 3에 표시된 대로 55%입니다. 40%가 가장 좋습니다.

표 3 CaCl2 농도와 실크 피브로인 용해 사이의 관계

1 2 3 4 5 6 7 8

CaCl2 농도 30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65%

실크 피브로인의 용해도 0 14.5% 100% 32.5% 15.5% 0 0 0

2.5 최적의 가수분해효소 결정

파파인 효소적 가수분해를 위해 pH는 6.0, 온도는 50°C, E/S=10%, 기질 농도, 즉 실크 피브로인 농도는 4%로 조절됩니다. 실험 결과, 효소 가수분해 속도는 처음 1시간 내에 급격히 증가하고, 3시간 내에 0.07 mg/ml에 도달한 다음 천천히 증가하는 것으로 나타났습니다. 트립신은 pH 8.0, 온도 40°C, E/S=2%, 실크 피브로인 농도 4%에서 효소 가수분해에 사용됩니다. 이는 7시간 내에 최대값 0.053mg/ml에 도달합니다.

중성 프로테아제는 pH 7.0, 온도 50°C, E/S=2%, 실크 피브로인 농도 4%에서 실크 피브로인을 효소적으로 가수분해하여 3시간 내에 0.065 mg/ml에 도달합니다. 파파인이 가수분해 효과가 가장 좋은 것을 알 수 있다.

2.6 실크 피브로인을 가수분해하는 파파인의 직교 실험

파파인이 실크 피브로인을 가수분해하는 최적의 조건 조합을 결정하기 위해 직교 실험을 수행합니다. 파파인의 최적 효소 조건은 pH 5.5, 온도 55°C, 기질 농도 5%, 효소량 10%입니다. 결국 실크피브로인 1.001g에서 0.184g의 아미노산을 얻을 수 있다. 실크 피브로인의 산 가수분해와 효소 가수분해를 비교하면, 산 가수분해가 효소 가수분해보다 확실히 더 낫다는 결론을 내릴 수 있습니다.

2.7 음료 준비

음료를 제조할 때 향미 조정에 주의해야 합니다. 이 음료의 향미에 영향을 미치는 주요 요인은 아미노산 농도, 한약재 농도, 따라서 음료 레시피를 최적화하기 위해 3-요인 3 실험이 설계되었습니다. 표 4에 표시된 바와 같습니다.

표 4 음료 제조 결과 및 분석

A B C 열

인자 아미노산 한약재 설탕 농도(%) 실험 결과

농도 (%) 농도 (%)

실험 1 1 (0.3) 1 (2) 1 (8) 7.8

실험 2 1 2 (3) 2 (9) 7.4< /p >

실험 3 1 3 (4) 3 (10) 7.2

실험 4 2 (0.4) 1 2 9

실험 5 2 2 3 8.5

실험 6 2 3 1 8

실험 7 3 (0.5) 1 3 7.6

실험 8 3 2 1 7

실험 9 3 3 2 7.5

평균 1 7.467 8.133 7.600

평균 2 8.500 7.633 7.967

평균 3 7.367 7.567 7.767

범위 1.133 0.566 0.367

음료의 최적 배합은 표 4에서 얻을 수 있다: 아미노산 농도는 0.4%, 한약재 농도는 2%, 설탕 농도는 9%, 소량 완제품을 얻기 위해 복숭아 향과 VC를 첨가합니다.

2.8 음료의 저장안정성 시험

이 시험에서는 통조림 전후에 살균처리를 하고, 한약재즙을 원심분리하여 얻은 음료는 맑고 투명하다. 통조림 후에는 다양한 멸균 시간을 통해 안정성을 관찰하십시오. 90°C에서 각각 15분, 20분, 25분 동안 멸균한 후 식힌 후 37°C 항온 인큐베이터에 넣어 관찰합니다. 9일 후에도 아무런 변화가 없었고, 여전히 맑고 투명한 황갈색 용액이었다.

최적의 멸균 시간을 결정하기 위해 9일간 보관한 완제품에 대해 세균 검출 실험을 실시한 결과, 90°C에서 25분간 멸균한 후의 총 세균 수는 다음과 같았다. 56/ml로 ​​국가 표준 요구 사항을 충족했습니다.

3 제품 품질 표준

3.1 감각 지표

색상: 황갈색, 균일. 맛: 달콤하고 신맛이 있으며 실크 피브로인 아미노산과 한약재의 약간 쓴맛이 있으며 특이한 냄새가 없습니다. 조직형태 : 과즙은 투명하고 불순물이 없으며, 장기간 방치해도 침전물이 생기지 않습니다.

3.2 물리화학적 지표

산도: pH 3.5 ~ 4.0, 총세균수 ≤ 100/ml, 대장균군수 ≤ 3/ml, 병원성 세균이 검출되지 않아야 합니다.

4 결론

실크 피브로인의 산가수분해는 효소가수분해보다 아미노산 수율이 더 높다. 산가수분해 수율은 89.1%인 반면, 효소가수분해 수율은 18.1%에 불과하다. 산가수분해는 효소적 가수분해에 비해 조작이 용이하고 가수분해물의 색과 냄새가 더 좋기 때문에 음료를 만들 때 산가수분해를 사용한다. 최적의 검 제거 조건은 0.5% Na2CO3에서 30분 동안 끓이는 것입니다. 이 조건에서 실크 피브로인의 손실 없이 모든 세리신이 제거됩니다.

탈검 후 실크 피브로인을 세척 및 건조시킨 후 산가수분해를 실시하였으며, 최적의 산가수분해 공정 조건은 3.5MH2SO4, 고액비 1:60, 110℃에서 9시간 가수분해하였고, 아미노산 수율은 89.8%에 달한다. 양이온 교환수지로 탈산성화된 아미노산 용액을 한약재와 혼합하였으며, 음료의 최적 배합은 실크 피브로인 아미노산 농도 0.4%, 한약재 농도 2%, 당 농도 9%, VC 농도 0.2%였다. 이렇게 하면 맑고 달콤하며 신맛이 나는 황갈색 음료가 생성됩니다.