酰化和酶水解对菜籽蛋白功能性质和抗氧化活性的影响

论文摘要

将植物蛋白添加到食品中不仅可以提高食品营养价值，还能提高诸多功能性质。菜籽蛋白来源于菜籽提油后的副产物菜籽粕，原料易得，但由于菜籽蛋白水溶性差，影响其在食品中的应用。酰基化改性和酶水解是改善菜籽蛋白水溶性和其他功能性质的有效方法，改性改变了蛋白的结构，从而也可能影响抗氧化活性等生物活性。鉴于乙酰化和丁二酰化试剂的安全性，本文研究菜籽蛋白乙酰化和丁二酰化方法以及酰化改性对菜籽蛋白功能特性和抗氧化活性的影响。研究结果表明，加入5%的酸酐反应就能明显提高菜籽蛋白在水中的溶解性，生成的乙酰化菜籽蛋白在pH=7.0时的溶解性为原蛋白的2.8倍，而丁二酰化菜籽蛋白的溶解性更高，为原蛋白的8.4倍。但当继续提高酸酐用量直至20%，虽然菜籽蛋白的溶解性相应增加，但增加的幅度明显减小。以上规律也体现在在酰化菜籽蛋白吸油性和乳化性上，即少量的酸酐反应就能影响菜籽蛋白的结构，明显提高溶解性、吸油性和乳化性，且丁二酰化反应提高菜籽蛋白溶解性和乳化性的效果较乙酰化明显。乙酰化和丁二酰化反应均使菜籽蛋白清除DPPH自由基活性增强，且丁二酰化更为明显，酸酐用量对酰化产物抗氧化活性影响不大。鉴于酶水解能切断蛋白质分子，增加水溶性，因此本文研究碱性蛋白酶水解对菜籽蛋白功能性质以及抗氧化活性的影响。结果表明，酶水解可以明显提高菜籽蛋白的水溶性，水解度为22%的菜籽蛋白在ph＝7时的溶解性由水解前的7.32%提高至95.48%。水解也使蛋白的吸油性、泡沫稳定性得到改善，乳化稳定性提高了约9倍。此外，酶水解也提高菜籽蛋白清除dpph自由基的能力。将酶固定化是提高酶的利用率，降低生产成本的有效方法，将交联琼脂糖凝胶作为载体制取固定化酶是一种新方法，国内未见文献报道，因此本文研究以凝胶为载体制取固定化酶的方法，包括凝胶的羟基醚化、醚化产物邻二醇氧化、氧化产物醛基与游离酶的固定化等反应，以及将固定化酶水解菜籽蛋白。醚化反应过程中，naoh浓度、温度和缩水甘油浓度是主要影响因素，碱性条件有利于凝胶与缩水甘油的反应，但是碱性过大会生成甘油副产物，在酸性条件下凝胶不易与缩水甘油进行反应，因此凝胶醚化要控制反应ph值。实验结果表明，当naoh浓度为1m时缩水甘油与凝胶在室温反应的得率最高。继续用高碘酸钠氧化醚化凝胶所含邻二醇基团得到醛基，后者与酶分子中氨基反应就能生成固定化酶。继续用硼氢化钠还原，可以提高固定化酶稳定性。固定化酶水解菜籽蛋白结果表明，当酶与凝胶反应15h，制取的固定化酶水解效果最好。鉴于酰化改性和酶水解对菜籽蛋白功能性质及抗氧化活性都有一定影响，因此继续研究酰化改性和酶水解相结合对菜籽蛋白功能性质及抗氧化活性的影响显得十分必要。通过先酶水解再酰化和先酰化再酶水解两种不同组合顺序的实验，结果表明，与单纯乙酰化或丁二酰化相比，酰化和酶水解的两种顺序组合均能更好地提高菜籽蛋白的溶解性，起泡性及乳化稳定性及对DPPH自由基的清除率，其中以先酰化再酶水解的效果更好。与单纯酶水解相比，复合改性除了能提高了菜籽蛋白泡沫稳定性外，对其他功能性质影响不大，有的功能特性还有下降；但是也能提高对DPPH自由基的清除率，其中以先丁二酰化再酶解的效果更好。酰化使菜籽蛋白结构发生变化，影响下步酶水解的点位及水解物的结构，造成先酶水解再酰化和先酰化再酶水解的结果不同。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 菜籽蛋白的营养与用途
• 1.1.1 菜籽蛋白的营养价值
• 1.1.2 菜籽蛋白的应用
• 1.2 菜籽蛋白的功能性质及改性研究
• 1.2.1 菜籽蛋白的功能性质
• 1.2.2 菜籽蛋白的改性
• 1.3 菜籽多肽抗氧化活性的研究
• 1.3.1 菜籽多肽抗氧化活性的研究意义
• 1.3.2 菜籽多肽抗氧化活性研究情况简述
• 1.4 固定化酶
• 1.4.1 固定化酶简介
• 1.4.2 固定化酶载体材料的研究
• 1.5 本课题研究内容
• 第二章 菜籽蛋白的酰化改性研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 试验材料与试剂
• 2.1.2 仪器与设备
• 2.1.3 试验方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 菜籽蛋白的酰化反应简述
• 2.2.2 酰化对菜籽蛋白溶解性的影响
• 2.2.3 酰化对菜籽蛋白吸油性的影响
• 2.2.4 酰化对菜籽蛋白起泡性及泡沫稳定性的影响
• 2.2.5 酰化对菜籽蛋白乳化性及乳化稳定性的影响
• 2.2.6 酰化对菜籽蛋白清除 DPPH 自由基活性的影响
• 2.3 本章小结
• 第三章 碱性蛋白酶水解菜籽蛋白及其固定化处理
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料与试剂
• 3.1.2 仪器与设备
• 3.1.3 实验方法
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 碱性蛋白酶水解菜籽蛋白
• 3.2.2 碱性蛋白酶水解对菜籽蛋白溶解性的影响
• 3.2.3 碱性蛋白酶水解对菜籽蛋白吸油性的影响
• 3.2.4 碱性蛋白酶水解对菜籽蛋白起泡性及泡沫稳定性的影响
• 3.2.5 碱性蛋白酶水解对菜籽蛋白乳化性及乳化稳定性的影响
• 3.2.6 碱性蛋白酶水解对菜籽蛋白抗氧化活性的影响
• 3.2.7 以凝胶为载体制取固定化酶的原理
• 3.2.8 凝胶醚化反应及醚化产物的氧化
• 3.2.9 酶与凝胶反应时间对接酶量的影响
• 3.2.10 酶与凝胶反应时酶的添加量对接酶量的影响
• 3.2.11 反应时间对酶活的影响
• 3.2.12 酶的添加量对酶活的影响
• 3.2.13 固定化酶接酶量对酶活的影响
• 3.2.14 固定化酶水解菜籽蛋白
• 3.3 本章小结
• 第四章 酰化与酶水解复合改性对菜籽蛋白的功能性质及抗氧化活性的影响
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 试验材料与试剂
• 4.1.2 仪器与设备
• 4.1.3 试验方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 复合改性对菜籽蛋白溶解性的影响
• 4.2.2 复合改性对菜籽蛋白吸油性的影响
• 4.2.3 复合改性对菜籽蛋白起泡性及泡沫稳定性的影响
• 4.2.4 复合改性对菜籽蛋白乳化性及乳化稳定性的影响
• 4.2.5 复合改性对菜籽蛋白清除 DPPH 自由基活性的影响
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 论文创新点
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间研究成果
• 致谢