大米蛋白提取工艺优化、改性及理化性质的研究

论文摘要

米渣是生产味精、乳酸、柠檬酸及淀粉糖等的副产物,富含40%-65%的蛋白质,具有良好的氨基酸组成配比,并含有机体所需的必需氨基酸,具有低过敏性和高营养价值,是一种未被充分开发的植物蛋白资源,存在着极大的开发利用价值。本研究选用以大米淀粉制糖后的米渣副产物为原料,提取米渣蛋白并通过改性提高米渣蛋白的功能特性,进一步拓展米渣蛋白的应用范围,目的是为解决优质蛋白缺乏问题、开发利用丰富的米渣蛋白资源提供一定的试验和理论依据。主要研究结果如下：1、四种大米蛋白提取技术对比研究本研究采用了碱法、蛋白酶法、淀粉酶一纤维素酶法及蛋白酶碱结合法四种方法,以米渣为原料提取大米蛋白。结果显示：①碱法提取提取工艺简单,成本低,但米渣蛋白提取率及纯度仅为30.15%,75.9%；②通过蛋白酶酶解米渣的反应进程曲线分析,发现碱性蛋白酶酶解米渣具有较高的酶活力,所得大米蛋白纯度较好,在85%左右,但提取率不高,仅为45%左右；③淀粉酶—纤维素酶法提取所得大米蛋白,虽然提取率及纯度较好,分别为76.5%和85%,但是理化特性差,溶解度仅为2.14%；④为提高蛋白提取率和纯度,使米渣蛋白具有较好的理化性质,选择蛋白酶与稀碱分步提取大米蛋白。即90℃高温水洗2次的米渣原料,按120u／g加入耐高温a—淀粉酶,调至最适反应条件降解残留淀粉,灭酶后,按1200u／g加入碱性蛋白酶,在pH8.0,45℃条件下,预酶解2h,再用稀碱调节反应体系pH12,于45℃,液固比10：1条件下,碱提2h,米渣蛋白提取率可达到60.71%,纯度90.46%。2、大米蛋白磷酸化改性技术研究本研究采用磷酸化方法对利用酶碱结合法所提取大米蛋白进行改性。以三聚磷酸钠为磷酸化试剂,通过单因素及正交试验分析,以大米蛋白溶解度为主要指标,确定磷酸化改性最佳工艺参数：STPP浓度6%,体系pH8.5,反应温度45℃,反应时间90min,所得磷酸化改性大米蛋白溶解度可达到90.5%。3、大米蛋白酰基化改性技术研究本研究采用酰基化方法对利用酶碱结合法所提取大米蛋白进行改性。以乙酸酐为酰基化试剂,通过单因素及正交试验分析,以大米蛋白溶解度为主要指标,确定酰基化改性最佳工艺参数：乙酸酐添加量0.3g/g蛋白,反应体系pH8.0,反应温度50℃,反应时间3hr,所得酰基化改性大米蛋白溶解度可达88.15%。4、大米蛋白及改性大米蛋白特性比较本研究对酶碱结合法提取的大米蛋白和磷酸化、酰基化改性后的大米蛋白进行了特性比较研究,发现改性大米蛋白比未改性大米蛋白的乳化性、起泡性、吸油性和持水性等理化性上都有较好改善,只有起泡稳定性比未改性蛋白稍差,在食品加工中的应用具有实际意义。磷酸化改性大米蛋白的各项理化性质,均优于乙酰化或琥珀酰化改性大米蛋白,由此可知,磷酸化改性更适合作为大米蛋白的化学改性方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1 引言
• 1.1 大米蛋白的营养价值及保健功能
• 1.2 大米蛋白的组成及分布
• 1.3 大米蛋白产品的应用
• 1.4 大米蛋白的提取工艺研究进展
• 1.4.1 溶剂提取法
• 1.4.2 蛋白酶提取法
• 1.4.3 物理分离法
• 1.4.4 淀粉酶法
• 1.4.5 复合提取法
• 1.5 大米蛋白的改性研究进展
• 1.5.1 磷酸化改性大米蛋白
• 1.5.2 酰基化改性大米蛋白
• 1.5.3 改性对大米蛋白功能性质影响的研究进展
• 2 本课题研究背景和立题意义
• 3 本课题主要研究内容
• 第二章 大米蛋白提取工艺的优化研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 主要试剂
• 1.3 主要仪器与设备
• 1.4 试验方法
• 1.4.1 大米常规成分分析
• 1.4.1.1 粗蛋白含量的测定
• 1.4.1.2 总糖含量的测定
• 1.4.1.3 粗脂肪含量的测定
• 1.4.1.4 总灰分含量的测定
• 1.4.1.5 粗纤维含量的测定
• 1.4.1.6 水分含量的测定
• 1.4.2 碱法提取大米蛋白的工艺条件研究
• 1.4.2.1 大米蛋白等电点的确定
• 1.4.3 蛋白酶法提取大米蛋白的工艺条件研究
• 1.4.4 淀粉酶-纤维素酶复合法提取大米蛋白的工艺探讨
• 1.4.5 酶碱结合提取大米蛋白的工艺探讨
• 1.4.5.1 酶碱结合法工艺流程
• 1.4.5.2 酶碱结合法蛋白酶预酶解工艺参数的优化
• 1.4.5.3 酶碱结合法碱提工艺参数的优化
• 2 结果与分析
• 2.1 米渣常规成分含量分析
• 2.2 碱法提取大米蛋白工艺影响因素研究
• 2.2.1 大米蛋白等电点的确定
• 2.2.2 pH值对蛋白提取率的影响
• 2.2.3 碱提温度对蛋白提取率的影响
• 2.2.4 浸提时间对蛋白提取率的影响
• 2.2.5 液固比对蛋白提取率的影响
• 2.2.6 对碱提残渣成分分析
• 2.3 蛋白酶法提取大米蛋白工艺影响因素的研究
• 2.3.1 蛋白酶种类的选择
• 2.3.2 加酶量对蛋白提取率影响
• 2.3.3 提取温度对提取率的影响
• 2.3.4 酶解时间对提取率的影响
• 2.3.5 酶解体系pH对蛋白提取率的影响
• 2.3.6 酶提残渣成分分析
• 2.4 淀粉酶-纤维素酶复合法提取大米蛋白研究
• 2.4.1 高温水洗对蛋白纯度的影响
• 2.4.2 耐高温a—淀粉酶处理后蛋白含量的变化
• 2.4.3 纤维素酶处理后米渣中蛋白含量的变化
• 2.5 酶碱结合法提取大米蛋白工艺研究
• 2.5.1 水洗次数及耐高温a—淀粉酶酶解条件确定
• 2.5.2 酶解条件的确定
• 2.5.2.1 酶解条件最佳参数的确定
• 2.5.3 碱提条件的确定
• 2.5.4 酶碱结合法提取方案的确证试验
• 3 本章小结
• 第三章 大米蛋白磷酸化改性技术研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 主要试剂
• 1.3 主要仪器与设备
• 1.4 试验方法
• 1.4.1 大米蛋白的磷酸化工艺
• 1.4.2 大米蛋白磷酸化改性条件的研究
• 1.4.3 磷酸化改性大米蛋白溶解度的测定
• 1.5 磷酸化改性大米蛋白的单因素试验
• 1.5.1 STPP浓度对改性后大米蛋白溶解度的影响
• 1.5.2 反应时间对改性后大米蛋白溶解度的影响
• 1.5.3 反应温度对改性后大米蛋白溶解度的影响
• 1.5.4 反应体系pH对改性后大米蛋白溶解度的影响
• 1.5.5 磷酸化改性条件优化的正交试验设计
• 2 结果与分析
• 2.1 磷酸化改性工艺参数的优化研究
• 2.1.1 STPP浓度对蛋白溶解度的影响
• 2.1.2 反应时间对蛋白溶解度的影响
• 2.1.3 反应温度对蛋白溶解度的影响
• 2.1.4 pH对蛋白溶解度的影响
• 2.2 磷酸化改性大米蛋白最佳参数的确定
• 2.3 磷酸化改性最佳方案的确证试验
• 3 本章小结
• 第四章 大米蛋白酰基化改性技术研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 主要试剂
• 1.3 主要仪器与设备
• 1.4 试验方法
• 1.4.1 乙酰化改性
• 1.4.2 琥珀酰化改性
• 1.4.3 酰基化大米蛋白改性条件的研究
• 1.4.4 酰基化改性大米蛋白溶解度的测定
• 1.4.5 大米蛋白酰基化改性的单因素试验
• 1.4.5.1 乙酸酐浓度对改性大米蛋白溶解度的影响
• 1.4.5.2 反应时间对改性大米蛋白溶解度的影响
• 1.4.5.3 反应温度对改性大米蛋白溶解度的影响
• 1.4.5.4 反应体系pH对改性大米蛋白溶解度的影响
• 1.4.6 大米蛋白酰基化改性条件优化的正交试验设计
• 2 结果与分析
• 2.1 酰基化试剂添加量与大米蛋白酰基化程度的关系
• 2.2 大米蛋白酰基化改性工艺参数的优化研究
• 2.2.1 乙酸酐用量对改性蛋白溶解度的影响
• 2.2.2 反应时间对改性蛋白溶解度的影响
• 2.2.3 反应温度对改性蛋白溶解度的影响
• 2.2.4 pH对改性蛋白溶解度的影响
• 2.3 酰基化改性大米蛋白最佳参数的确定
• 2.4 酰基化改性最佳方案的确证试验
• 3 本章小结
• 第五章 大米蛋白及改性大米蛋白的理化特性研究
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 主要试剂
• 1.3 仪器与设备
• 1.4 试验方法
• 1.4.1 改性大米蛋白磷酸化程度的测定
• 1.4.2 酰基化大米蛋白的制备
• 1.4.3 磷标准曲线的制作
• 1.4.4 改性大米蛋白酰基化程度的测定
• 1.4.5 大米蛋白的乳化性与乳化稳定性研究
• 1.4.6 大米蛋白的起泡性和起泡稳定性的研究
• 1.4.7 大米蛋白的吸油性研究
• 1.4.8 大米蛋白的持水性研究
• 2 结果与分析
• 2.1 改性大米蛋白磷酸化程度与溶解度的关系研究
• 2.2 大米蛋白的乳化性与乳化稳定性研究
• 2.3 大米蛋白的起泡性和起泡稳定性的研究
• 2.4 大米蛋白的吸油性研究
• 2.5 大米蛋白的持水性研究
• 3 本章小结
• 第六章 主要结论与创新点
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介