米蛋白肽及米蛋白肽铁螯合物生产工艺研究

论文摘要

米渣为大米糖浆生产副产品,蛋白含量在60%以上。米蛋白被国际公认为优质蛋白,而国内目前仅将米渣售给饲料厂、养殖场,效益低下,对我国本来就短缺的蛋白资源造成巨大浪费。本研究以米渣为原料,通过蛋白酶对米渣酶解得到米蛋白肽;将米蛋白肽与无机铁盐进行螯合反应,得到螯合物肽铁。通过制备米蛋白肽及螯合物米蛋白肽铁,开发米渣蛋白的营养价值和应用价值。由于米渣中含有一定量的纤维素、淀粉、脂肪等成分,通过预处理可以提高最后所得蛋白肽产品的蛋白质含量及纯度。通过试验,得到预处理条件分别为:米渣与石油醚按1:1混合脱脂,常温浸泡30min;醚洗沉淀米渣干燥后在50℃、固液比为1:5搅拌下水洗二次,作用时间30min;水洗后沉淀米渣,使用a-淀粉酶和纤维素酶先后酶解,加酶量都为0.5%,温度均为50℃,时间均为30min,pH分别为pH6.0、pH5.0,经过这一系列处理,米渣中蛋白质含量由最初的60.8%提高到81.05%。本试验比较了四种蛋白酶对米渣的酶解效果,最终选择复合胰蛋白酶,添加量为1‰。通过单因素及根据Design-Expert软件的组合实验设计原理,选取温度、固液比、pH、时间作为酶解米渣蛋白的影响因素,分别以X1、X2、X3和X4代表,通过试验结果进行多元回归拟合,对水解度（编码为Y）影响的四个因素建立二次多项回归方程:Y=8.93+0.27X1+0.056 X2+0.039 X3+0.28 X4—0.63 X12—0.13 X22—1.25X32—0.19 X42—0.0025 X1X2+0.078 X1X3+0.015X1X4+0.035 X2X3+0.005 X2X4+0.02 X3X4进行数学分析得到米渣蛋白酶解的的最佳条件为:温度50.03℃、固液比1:10、pH8.04、时间2.96h,此条件下水解度为8.97%。回归方差分析显著性检验表明,该模型回归显著（P＜0.0001）,失拟项不显著,并且该模型的R2=0.9706,RAdj2=0.9413,说明该模型与实际实验拟合较好,自变量与响应值之间线性关系显著,可以用于米渣蛋白酶解试验水解度的理论预测。综合比较酸法、酶法、异Vc钠法对米渣蛋白改性效果,确定用异Vc钠对米渣蛋白进行改性。异Vc钠改善米蛋白加工性能的工艺参数,以作用时间、温度、pH值、异Vc钠添加量为单因素,得到最佳改性条件分别为:持水性60min、40℃、pH 5.0、异Vc钠添加量0.15g;吸油性为:90min、40℃、pH 5.0、异Vc钠添加量0.10g;乳化性为:90min、40℃、pH 7.0、异Vc钠添加量0.15g;乳化稳定性为:60min、60℃、pH9.0、异Vc钠添加量0.15g。通过对酶解物功能性质及米蛋白肽生理活性研究知:与米渣蛋白质相比,酶解物功能性质有显著提高,其中溶解性增大,粘性降低,热稳定性和冷藏稳定性较好,酶解物上清液粒度较小;通过对米蛋白产品抗氧化活性研究可知,样品对DPPH·、·O2-及·OH三种自由基均具有一定清除能力,其中,清除·O2-自由基能力最强,其次为DPPH·自由基,最弱的为清除·OH自由基,清除率分别为62.36%、82.07%、35.41%。在米渣最佳酶解条件下进行中试,中试米蛋白肽产品蛋白质含量为91.50%,得率为50.3%;产品蛋白质分子量大部分都集中在3000Da下,短肽在米蛋白肽产品中占总蛋白含量的77.87%;通过对米蛋白肽产品进行氨基酸分析,知必需氨基酸含量丰富,达到了总量的39.1%。通过单因素及正交试验确定了米蛋白肽螯合铁的最佳条件为:蛋白肽与硫酸亚铁的质量比为2:1,反应温度40℃,pH为6.5,反应时间25 min,此条件下螯合率为96.5%;在最佳小试条件下进行米蛋白肽螯合铁中试研究,并且中试产品与小试及进口螯合铁产品在各项指标方面接近,中试螯合铁铁含量为14.7%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 国内外研究状况
• 1.1.1 米蛋白简介
• 1.1.2 蛋白分离提取的研究
• 1.1.3 微量元素铁的研究应用现状
• 1.1.4 国内外研究状况
• 1.2 研究价值和意义
• 1.3 拟解决的主要问题
• 第二章 不同预处理对米渣蛋白含量影响
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 主要仪器与设备
• 2.2 试验方法
• 2.2.1 常规成分的分析
• 2.2.2 预处理条件的确定
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 米渣常规成分含量分析
• 2.3.2 预处理最佳工艺讨论
• 2.4 小结
• 第三章 米渣蛋白酶解工艺条件的确定
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 主要仪器与设备
• 3.2 试验方法
• 3.2.1 米渣酶解
• 3.2.2 分析检测方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 酶及其用量的确定
• 3.3.2 米渣蛋白酶解单因素试验
• 3.3.3 响应面分析法优化米渣蛋白酶解工艺条件
• 3.4 小结
• 第四章 米蛋白肽改性修饰
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 主要仪器与设备
• 4.2 试验方法
• 4.2.1 改性米蛋白肽修饰工艺
• 4.2.3 异Vc钠改善米蛋白加工性能工艺参数研究
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 持水性和吸油性
• 4.3.2 乳化性及乳化稳定性
• 4.3.3 异Vc钠改善米蛋白加工性能工艺参数研究
• 4.4 小结
• 第五章 米渣蛋白酶解物的理化性质和米蛋白肽生理活性
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 材料
• 5.1.2 主要仪器与设备
• 5.2 试验方法
• 5.2.1 米渣蛋白酶解物溶解性测定
• 5.2.2 米渣蛋白酶解物粘性测定
• 5.2.3 米渣蛋白酶解物稳定性的测定
• 5.2.4 米渣蛋白酶解物粒度分布的测定
• 5.2.5 米蛋白肽的生理活性—抗氧化试验
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 米渣蛋白酶解物溶解性
• 5.3.2 米渣蛋白酶解物粘性
• 5.3.3 米渣蛋白酶解物热稳定性和冷藏稳定性
• 5.3.4 水溶解（悬浮状态）性能研究
• 5.3.5 米蛋白肽的生理活性—抗氧化性
• 5.4 小结
• 第六章 米蛋白肽中试生产工艺及产品分析
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 材料
• 6.1.2 主要仪器与设备
• 6.2 试验方法
• 6.2.1 蛋白肽中试工艺
• 6.2.2 米蛋白肽产品分析
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 米蛋白肽产品得率
• 6.3.2 米蛋白肽基本营养成分
• 6.3.3 米蛋白肽蛋白分子量分布
• 6.3.4 米蛋白肽短肽含量
• 6.3.5 米蛋白肽氨基酸组成
• 6.3.6 米蛋白粉主要技术指标
• 6.4 小结
• 第七章 米蛋白肽铁的螯合工艺及产物分析
• 7.1 材料与方法
• 7.1.1 材料
• 7.1.2 主要仪器与设备
• 7.2 试验方法
• 7.2.1 蛋白肽铁的螯合工艺流程
• 7.2.2 螯合率的测定
• 7.2.3 蛋白肽铁的化学鉴定方法
• 7.2.4 蛋白肽铁的红外光谱分析
• 7.2.5 蛋白肽铁产品中铁含量测定
• 7.3 结果与讨论
• 7.3.1 抗氧化剂对蛋白肽铁螯合效果的影响
• 7.3.2 pH对蛋白肽铁螯合效果的影响
• 7.3.3 蛋白肽与铁盐的质量比对蛋白肽铁螯合反应的影响
• 7.3.4 温度对蛋白肽铁螯合反应的影响
• 7.3.5 反应时间对蛋白肽铁螯合反应的影响
• 7.3.6 蛋白肽铁螯合反应正交试验
• 2S化学鉴定法'>7.3.7 螯合物的Na₂S化学鉴定法
• 7.3.8 蛋白肽铁中试工艺
• 7.4 小结
• 第八章 结论与展望
• 8.1 结论
• 8.2 进一步工作方向
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果