燕麦蛋白的改性研究

论文摘要

本文以燕麦原料,探讨了脂肪在燕麦中的分布情况,研究了燕麦脱脂的最佳溶剂和工艺条件,得到了残油量较低的脱脂燕麦物料,并分离提取出较高纯度的燕麦分离蛋白（oat protein isolate,OPI）。分别采用酶法和琥珀酰化对燕麦分离蛋白进行改性。制取了酶法改性燕麦分离蛋白（enzymatic oat protein isolate,EOPI）和完全酰化燕麦分离蛋白（succinylated oat protein isolate,SOPI）,同时对其理化特性做了分析。采用逐层碾磨测定脂肪的方法,揭示出燕麦脂肪大部分存在于胚乳中,占到燕麦总脂肪的80%以上;通过对4种不同粒度燕麦的脱脂效果测定,分析出中碎燕麦（穿过2.0mm孔）脱脂效果较好,并在此基础上采用乙醚、正己烷对物料进行浸出脱脂,分析出以正己烷为溶剂较乙醚效果好,其最佳工艺参数为:料液比1:2.5、时间6h、温度60℃,脱脂燕麦残油量0.60%,制备的燕麦分离蛋白中蛋白含量90.0%（以干基计）。利用菠萝蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、碱性蛋白酶四种蛋白酶对OPI进行水解,观察水解进程曲线,选出碱性蛋白酶作为改性用酶。在对加酶量、料液百分比、反应时间的单因素实验基础上,采用Box-Benhnken响应面分析法,以水解度（DH值）为评定指标,得到了制备酶改性燕麦分离蛋白（EOPI）的最佳工艺参数为:加酶量1200u/g、料液百分比2%、反应时间30min。利用最佳工艺制备的EOPI的DH值为5.34%。分析比较出了EOPI在溶解性、起泡性、乳化性上都明显高于OPI,在起泡稳定性和乳化稳定性上低于OPI。采用琥珀酸酐（丁二酸酐）对OPI进行酰化改性,制备出酰化度分别为21.4%、36.0%、57.8%、76.1%、99.7%的酰化燕麦分离蛋白。并对其理化特性进行分析,试验结果证明燕麦分离蛋白的溶解性、乳化性和乳化稳定性、起泡性和起泡稳定性随着酰化度的升高而增强。以完全酰化蛋白（SOPI）为研究对象,在pH>5时,SOPI在溶解性、起泡性、乳化性及乳化稳定性上均高于OPI,而在起泡稳定性上变化不大。借助SDS-PAGE图谱了解到EOPI分子质量小于OPI分子量,而SOPI分子质量略大于OPI分子质量。由扫描电镜图观察到,相对于OPI,EOPI和SOPI的形态结构均发生了明显变化。运用DSC测出OPI、EOPI、SOPI的变性温度分别为98.21℃、110.51℃和111.60℃。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 燕麦蛋白质的组成及营养成分
• 1.3 燕麦蛋白质的制备
• 1.4 蛋白质的理化特性
• 1.4.1 溶解性
• 1.4.2 起泡性和起泡稳定性
• 1.4.3 乳化性和乳化稳定性
• 1.4.4 热稳定性
• 1.5 燕麦蛋白质的应用
• 1.6 蛋白质改性研究进展
• 1.6.1 酶改性
• 1.6.2 化学改性
• 1.6.3 物理改性
• 1.6.4 基因工程改性
• 1.7 本课题研究目的及意义
• 1.8 本课题主要研究内容
• 1.8.1 燕麦脱脂及燕麦分离蛋白的制备
• 1.8.2 燕麦蛋白的酶改性及制品理化性质研究
• 1.8.3 燕麦蛋白的琥珀酰化及其制品理化性质研究
• 第2章 燕麦脱脂及燕麦分离蛋白的制备
• 2.1 前言
• 2.2 材料、仪器与设备
• 2.2.1 主要材料
• 2.2.2 仪器与设备
• 2.3 检测方法
• 2.4 实验方法
• 2.4.1 燕麦各部位物料制备及脂肪测定
• 2.4.2 不同粒度燕麦物料制备试验
• 2.4.3 不同粒度燕麦物料的脱脂效果验证
• 2.4.4 正己烷脱脂的单因素试验
• 2.4.5 乙醚脱脂的单因素试验
• 2.4.6 燕麦分离蛋白的制备
• 2.5 结果与分析
• 2.5.1 脂肪在燕麦各层的分布情况
• 2.5.2 不同粒度燕麦物料的脱脂效果
• 2.5.3 燕麦脱脂工艺参数的初步确定
• 2.5.4 燕麦分离蛋白提取结果
• 2.6 小结
• 第3章 燕麦蛋白的酶改性及制品理化性质研究
• 3.1 前言
• 3.2 材料、仪器与设备
• 3.2.1 主要材料
• 3.2.2 仪器与设备
• 3.3 检测方法
• 3.4 实验方法
• 3.4.1 蛋白酶不完全水解燕麦分离蛋白
• 3.4.2 酶解蛋白质水解度（DH）的测定
• 3.4.3 酶浓度与酶解效果
• 3.4.4 料液百分比与酶解效果
• 3.4.5 时间与酶解效果
• 3.4.6 改性蛋白的制备
• 3.4.7 溶解性测定
• 3.4.8 起泡性与泡沫稳定性
• 3.4.9 乳化性与乳化稳定性
• 3.4.10 蛋白质分子质量的测定
• 3.4.11 微观形态分析
• 3.4.12 DSC 测定
• 3.5 结果与分析
• 3.5.1 4 种蛋白酶对燕麦分离蛋白的水解进程曲线
• 3.5.2 加酶量对酶解的影响
• 3.5.3 料液百分比对酶解的影响
• 3.5.4 时间对酶解的影响
• 3.5.5 最佳酶解工艺参数的确定
• 3.5.6 酶改性燕麦分离蛋白理化特性
• 3.6 小结
• 第4章 燕麦蛋白的琥珀酰化及制品理化性质研究
• 4.1 前言
• 4.2 材料、仪器与设备
• 4.2.1 主要材料
• 4.2.2 仪器与设备
• 4.3 检测方法
• 4.4 实验方法
• 4.4.1 琥珀酰化燕麦分离蛋白的制备
• 4.4.2 酰化度的测定
• 4.4.3 不同酰化度燕麦蛋白的性质比较
• 4.4.4 完全酰化燕麦蛋白的性质
• 4.5 结果与分析
• 4.5.1 琥珀酰化度大小对燕麦分离蛋白的影响
• 4.5.2 完全琥珀酰化燕麦分离蛋白理化特性
• 4.6 小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间研究成果