米谷蛋白的酶法脱酰胺及其功能性质的研究

论文摘要

大米蛋白是营养界公认的优质植物蛋白,它的氨基酸组成合理且具有低过敏性。但大米蛋白的主要成分碱溶性谷蛋白水溶性很低,导致大米蛋白的溶解性低。本研究采用蛋白质谷氨酰胺酶（PG）对米谷蛋白进行改性,探讨了脱酰胺改性的工艺及其对大米蛋白功能性质的影响,并分析了大米蛋白在脱酰胺改性后分子构象的变化。以脱酰胺度、溶解度为考察指标,研究了PG与米谷蛋白的质量比、反应温度、反应pH值三个工艺参数对酶解工艺的影响。（1）通过单因素实验确定了PG改性米谷蛋白的较佳工艺条件为:PG与米谷蛋白的质量比为1:71:5,反应温度为3540℃,反应pH为6.07.0。在以上反应条件范围内,脱酰胺度达到35%以上,溶解度达到70%以上。（2）采用正交实验法对米谷蛋白酶法改性工艺条件进行了优化,得到最佳工艺参数为:PG与米谷蛋白的质量比为1:7,反应温度为37.0℃,pH为7.0。优化后的米谷蛋白脱酰胺度为52.76 %,溶解度为93.78 %。研究了米谷蛋白及其脱酰胺样品功能性质的变化情况。经PG脱酰胺作用的米谷蛋白在pH5.0和pH7.0的溶液中溶解度显著上升,当脱酰胺度达到52.29%,溶解度达到86.88%和96.99%。乳化性在pH7.0、酶解时间为1～12 h的范围内最好,乳化稳定性在酶解时间为1～5 h的范围内得到显著改善。改性后米谷蛋白的起泡性在pH3.0、pH5.0、pH7.0的三种溶液中均得到改善。而起泡稳定性与特性黏度则随着酶解时间的增加逐渐降低。脱酰胺改性后米谷蛋白的持水性提高1.75～2.03倍,持油性提高1.58～1.94。研究了米谷蛋白及其脱酰胺样品分子结构的变化情况。超微结构（3000×）结果表明,随着酶解时间的增加,米谷蛋白的聚集程度逐渐降低,结构逐渐松散。体积排阻色谱研究结果说明,随着酶解时间的增加,米谷蛋白聚合体的相对百分含量降低,体系中主要存在小分子量（700070000 Da）的亚基。傅立叶红外光谱检测结果显示,改性后米谷蛋白的α-螺旋结构含量由42.41%降低至25.74%,无规卷曲和β-转角的含量有所增加。脱酰胺改性后使米谷蛋白的zeta电位由-15.90 mV上升为-26.00 mV。酶解初期二硫键含量降低,但当酶解时间超过1 h后,二硫键含量趋于稳定。蛋白质热特性研究结果显示,酶解后的米谷蛋白变性温度均低于原米谷蛋白的85.2℃,且随着酶解时间的增加,吸热值逐渐增加,焓变逐渐减少,热稳定性降低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 大米蛋白的组成与营养
• 1.1.1 大米蛋白的组成
• 1.1.2 大米蛋白的营养价值
• 1.2 大米蛋白的功能性质
• 1.3 大米蛋白的脱酰胺
• 1.3.1 酸法脱酰胺
• 1.3.2 酶法脱酰胺
• 1.4 本课题的研究意义、目的和内容
• 1.4.1 本课题的研究意义和目的
• 1.4.2 本课题的研究内容
• 第二章 蛋白质谷氨酰胺酶改性米谷蛋白的工艺研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料与设备
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验仪器
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 碱法提取米谷蛋白
• 2.3.2 米谷蛋白常规成分检测
• 2.3.3 蛋白质谷氨酰胺酶改性米谷蛋白的工艺流程及评价方法
• 2.3.4 蛋白质谷氨酰胺酶改性米谷蛋白工艺条件的研究
• 2.4 实验结果与分析
• 2.4.1 碱法提取米谷蛋白的含量检测
• 2.4.2 蛋白质谷氨酰胺酶改性米谷蛋白的工艺条件选择
• 2.4.3 蛋白质谷氨酰胺酶改性米谷蛋白工艺条件的优化
• 2.5 本章小结
• 第三章 蛋白质谷氨酰胺酶改性对米谷蛋白功能性质的影响
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料与设备
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验仪器
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 蛋白质谷氨酰胺酶改性米谷蛋白
• 3.3.2 溶解性的检测
• 3.3.3 乳化性及乳化稳定性的检测
• 3.3.4 起泡性及起泡稳定性的检测
• 3.3.5 特性黏度的检测
• 3.3.6 持水持油能力的检测
• 3.4 实验结果与分析
• 3.4.1 蛋白质谷氨酰胺酶对米谷蛋白的脱酰胺作用
• 3.4.2 溶解性的变化
• 3.4.3 乳化性及乳化稳定性的变化
• 3.4.4 起泡性及起泡稳定性的变化
• 3.4.5 特性黏度的变化
• 3.4.6 持水持油能力的变化
• 3.5 本章小结
• 第四章 蛋白质谷氨酰胺酶改性对米谷蛋白分子结构的影响
• 4.1 引言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 原料与试剂
• 4.2.2 实验仪器
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 蛋白质谷氨酰胺酶改性米谷蛋白
• 4.3.2 巯基与二硫键含量的检测
• 4.3.3 zeta 电位的检测
• 4.3.4 体积排阻色谱法（SEC-HPLC）检测相对分子质量分布
• 4.3.5 傅里叶红外光谱法（FT-IR）检测二级结构的变化
• 4.3.6 差示扫描量热分析的检测
• 4.3.7 蛋白质的超微结构的检测
• 4.4 实验结果与分析
• 4.4.1 巯基与二硫键含量的分析
• 4.4.2 zeta 电位的变化
• 4.4.3 体积排阻色谱法（SEC-HPLC）测定相对分子质量分布的变化
• 4.4.4 傅里叶红外光谱法（FT-IR）分析二级结构的变化
• 4.4.5 差示扫描量热分析
• 4.4.6 蛋白质超微结构的分析
• 4.5 本章小结
• 总结与创新点
• 总结
• 创新点
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间所发表的学术论文
• 详细摘要