冷榨菜籽饼制备浓缩蛋白工艺条件的研究

论文摘要

油菜籽是一种重要的植物油料资源，但因菜籽饼粕中含有硫甙等抗营养成分，使其在养殖业中的应用受到限制，更无法用作食用蛋白资源。本课题研究以脱皮冷榨菜籽饼为原料，利用醇洗工艺生产高蛋白含量、低抗营养物质残留菜籽浓缩蛋白的最佳工艺条件，并对菜籽浓缩蛋白的改性技术进行研究，以期为利用菜籽饼粕生产高端饲料浓缩蛋白和功能性食用浓缩蛋白提供理论和技术支持。以脱皮油菜籽经液压低温压榨得到的菜籽饼（残油率17%左右）为原料，通过单因素实验及正交实验，在浸提温度45℃、溶剂比（乙醇:正己烷）7:3、固液比1:10、乙醇浓度85%、浸提时间50min/次、浸提5次的最佳工艺条件下得到的菜籽浓缩蛋白的组成为：蛋白含量（干基）70.45%、残油0.95%、植酸1.21%、单宁1.35%、硫甙未检出。又进行了螺旋低温压榨菜籽的工艺研究，并以其冷榨饼（残油率10%左右）为原料，经单因素实验及正交实验得到醇洗制备其浓缩蛋白的最佳工艺条件。压榨工艺条件：一级压榨，榨膛温度40℃，榨螺转速35rpm，榨口直径12cm；二级压榨，榨膛温度40℃，榨螺转速35rpm，榨口直径8cm；三级压榨，榨膛温度50℃，榨螺转速30rpm，榨口直径6cm；四级压榨，榨膛温度30℃，榨螺转速30rpm，榨口直径6cm；蛋白制备最佳工艺条件：浸提温度45℃，浸提时间55min/次，混合溶剂比7.5:2.5，浸提次数4次，固液比1:7.5，乙醇浓度75%。最佳条件下得到蛋白含量65.04%、残油率0.81%、植酸1.35%、单宁1.64%、硫甙未检测出的菜籽浓缩蛋白产品。并对醇洗菜籽浓缩蛋白生产所得的混合溶剂萃取液进行回收溶剂、残油工艺条件研究。待萃取液的己烷相与乙醇相在室温下静置分层、完全分离后分别旋转蒸发，得到己烷相中含油脂7.34%，乙醇相中含油脂2.26%，能达到一定的残油回收效果，故利用混合溶剂生产醇洗菜籽浓缩蛋白是可行的。为研究菜籽浓缩蛋白作为功能性食用蛋白的可行性，探索了水浴加热方法对蛋白功能性的改善情况。通过单因素及正交实验确定了以优化菜籽浓缩蛋白水溶性及乳化性为目标的最佳改性工艺条件：pH值9.0，加热温度80℃，加热时间6min，料液比1:8，能得到水溶性、乳化性及凝胶性有较大改善的改性菜籽浓缩蛋白。比较改性前后菜籽蛋白结构的不同：电镜结果显示菜籽蛋白改性后孔隙度变大，结构变得更松散均匀。电泳图谱显示出改性后的菜籽蛋白解离出更多小分子蛋白质。经红外光谱图拟合曲线分析发现蛋白的二级结构在改性后出现了自由卷曲结构，β-转角比例下降。这些结构方面的变化与其功能性的改善是吻合的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 油菜籽现状概述
• 1.2 菜籽制油工艺的现状与发展
• 1.2.1 传统菜籽油制油工艺
• 1.2.2 油菜籽制油工艺的改进与创新
• 1.3 菜籽蛋白的营养价值及制备工艺
• 1.3.1 菜籽蛋白的营养价值
• 1.3.2 国内菜籽蛋白制备工艺研究的现状
• 1.3.3 国外菜籽蛋白制备的研究现状
• 1.4 菜籽中抗营养物质及脱除
• 1.4.1 油菜籽中抗营养物质的种类和危害
• 1.4.2 菜籽中抗营养物质的检测
• 1.4.3 脱除菜籽饼粕中抗营养物质的研究
• 1.4.3.1 生产中脱除菜籽抗营养物质的研究现状
• 1.4.3.2 国外对菜籽蛋白脱除抗营养物质的研究概述
• 1.5 菜籽蛋白的功能性及改性研究
• 1.5.1 菜籽蛋白的功能特性概述
• 1.5.1.1 物理改性
• 1.5.1.2 化学改性
• 1.5.1.3 生物工程方法改性
• 1.5.2 国外菜籽蛋白改性研究概述
• 1.6 油菜籽的应用研究及前景
• 1.6.1 菜籽蛋白的应用前景
• 1.6.1.1 菜籽蛋白在饲养业的应用前景
• 1.6.1.2 菜籽蛋白在食品中的应用
• 1.6.1.3 菜籽蛋白功能性的应用
• 1.6.2 菜籽中活性物质的应用研究
• 1.8 课题研究的目标和内容
• 1.8.1 课题研究目标
• 1.8.2 课题研究内容
• 第二章 液压冷榨菜籽饼混合溶剂浸洗制取菜籽浓缩蛋白工艺条件的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 主要实验试剂
• 2.2.3 主要实验仪器
• 2.2.4 实验方法
• 2.2.4.1 菜籽的脱皮及冷榨
• 2.2.4.2 混合溶剂萃取制备菜籽浓缩蛋白
• 2.2.4.3 原料及产品基本组成成分的测定方法
• 2.2.4.4 硫代葡萄糖甙的测定——硫脲法[57]
• 2.2.4.5 单宁的测定——F-D 比色法[58]
• 2.2.4.6 植酸的测定——硫代硫酸钠滴定法[59]
• 2.2.4.7 萃取液的分离
• 2.3 实验结果与分析
• 2.3.1 原料组成成分分析
• 2.3.2 单因素实验结果与分析
• 2.3.2.1 浸提温度对浸提效果的影响
• 2.3.2.2 溶剂比对浸提效果的影响
• 2.3.2.3 浸取时间对浸提效果的影响
• 2.3.2.4 乙醇浓度对浸提效果的影响
• 2.3.2.5 固液比对浸提效果的影响
• 2.3.2.6 浸提次数对浸提效果的影响
• 2.3.3 正交试验结果与分析
• 2.3.4 菜籽浓缩蛋白及萃取液组分分析
• 2.3.4.1 菜籽浓缩蛋白的组成
• 2.3.4.2 混合溶剂萃取液的分离及组分分析
• 2.4 小结
• 第三章 螺旋冷榨菜籽饼混合溶剂浸洗制备菜籽浓缩蛋白工艺条件的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 主要实验试剂
• 3.2.3 主要实验仪器
• 3.2.4 实验方法
• 3.2.4.1 菜籽除杂、脱皮
• 3.2.4.2 制备冷榨菜籽饼[60,61]
• 3.2.4.3 混合溶剂浸洗制备菜籽浓缩蛋白
• 3.2.4.4 两步萃取菜籽浓缩蛋白
• 3.2.4.5 萃取液的分离
• 3.2.4.6 碱溶蛋白的测定方法[75]
• 3.2.4.7 原料及产品基本组分的测定方法
• 3.2.4.8 抗营养成分的测定方法
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 原料组成成分分析
• 3.3.2 螺旋冷榨菜籽饼工艺条件的确定
• 3.3.3 单因素实验结果
• 3.3.3.1 萃取时间对浸提效果的影响
• 3.3.3.2 混合溶剂比对浸提效果的影响
• 3.3.3.3 萃取温度对浸提效果的影响
• 3.3.3.4 固液比对浸提效果的影响
• 3.3.3.5 萃取级数对浸提效果的影响
• 3.3.3.6 乙醇浓度对浸提效果的影响
• 3.3.4 正交试验结果与分析
• 3.3.5 菜籽浓缩蛋白及混合溶剂萃取液组分分析
• 3.3.5.1 混合溶剂萃取制备菜籽浓缩蛋白产品成分分析
• 3.3.5.2 混合溶液萃取过程对蛋白质变性程度的影响
• 3.3.5.3 两步萃取制备菜籽浓缩蛋白成分分析
• 3.3.5.4 萃取液成分分析
• 3.4 小结
• 第四章 菜籽浓缩蛋白水浴加热改性工艺条件的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 主要实验试剂
• 4.2.3 主要实验仪器
• 4.2.4 实验方法
• 4.2.4.1 水浴改性方法
• 4.2.4.2 氮溶解指数（NSI）的测定
• 4.2.4.3 乳化性及乳化稳定性的测定[62]
• 4.2.4.4 吸油性的测定
• 4.2.4.5 吸水性的测定
• 4.2.4.6 起泡性及泡沫稳定性的测定
• 4.2.4.7 菜籽浓缩蛋白结构分析
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 菜籽浓缩蛋白组成成分的分析
• 4.3.2 蛋白质功能性的比较
• 4.3.3 单因素实验结果分析
• 4.3.3.1 料液比对改性前后蛋白 NSI 及乳化性的影响
• 4.3.3.2 加热时间对改性前后蛋白 NSI 及乳化性的影响
• 4.3.3.3 加热温度对改性前后蛋白 NSI 及乳化性的影响
• 4.3.3.4 pH 值对改性前后蛋白 NSI 及乳化性的影响
• 4.3.4 正交实验结果分析
• 4.3.5 菜籽浓缩蛋白改性前后的功能性比较
• 4.4 菜籽浓缩蛋白结构评价
• 4.4.1 菜籽浓缩蛋白的电子显微镜扫描分析
• 4.4.2 菜籽浓缩蛋白的电泳图谱分析
• 4.4.3 菜籽浓缩蛋白的傅里叶红外光谱分析
• 4.5 小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 创新点
• 5.3 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历