甘薯淀粉生产废液中蛋白质的提取及抗氧化活性研究

论文摘要

甘薯（Ipomoea batatas L.）是重要的粮食作物、经济作物和工业原料，中国的甘薯种植面积和产量均居世界首位。本课题采用河南省种植面积较广的高淀粉甘薯品种徐薯18、豫薯13、郑薯04-4-2及SL-19为实验原料，从其淀粉生产废液中提取蛋白质，并研究其蛋白质的结构和抗氧化活性。实验室模拟工业化甘薯淀粉生产过程，收集甘薯淀粉生产废液。单因素实验表明甘薯淀粉生产废液中蛋白质提取的最适条件为：碱提pH值8.0、碱提温度60℃、碱提时间1.5h、甘薯蛋白质等电点为pH4.5。在单因素实验基础上，优化蛋白质提取方法，提取甘薯淀粉生产废液中的碱溶性和酸溶性蛋白质，总提取率可达72.66%，蛋白质的纯度最高为73.68%。色泽色差分析结果显示：同一甘薯品种的酸溶性蛋白较碱溶性蛋白颜色浅；不同甘薯品种淀粉生产废液中提取的蛋白质中豫薯13和SL-19颜色较白，适宜于用作食品添加剂及营养强化剂。扫描电镜观察发现：甘薯蛋白质表面多为较平整的片状结构，但SL-19碱溶性蛋白表面有大小、深浅不一的孔洞，酸溶性蛋白呈蜂窝状构造。SDS-PAGE结果显示：甘薯蛋白质分子量为25.0kDa。红外光谱分析表明，甘薯蛋白质存在明显的酰胺Ⅰ区、酰胺Ⅱ区和酰胺Ⅲ区的特征吸收谱带，对酰胺Ⅰ区拟合分析发现甘薯蛋白二级结构中β-折叠和β-转角结构所占比例较大，含量均占40%左右；α-螺旋和无规卷曲所占比例较小，含量均占10%左右。氨基酸分析结果显示：SL-19碱溶性和酸溶性蛋白质含有17种氨基酸，碱溶性蛋白质中必需氨基酸含量与WHO氨基酸组成模式谱比较接近。抗氧化活性测定结果显示：甘薯蛋白质样品的还原力均随蛋白质浓度的增大而升高，徐薯18的碱溶性和酸溶性蛋白质还原力明显高于其它两种甘薯的蛋白质；碱溶性蛋白对DPPH自由基的清除率随蛋白质浓度升高而先下降后上升，SL-19清除率最大，而酸溶性蛋白对DPPH自由基的清除率随蛋白质浓度升高而增大且徐薯18清除率最大。甘薯蛋白对过氧化氢的清除能力及抗亚油酸过氧化反应能力随着蛋白质浓度的增大而升高，且碱溶性蛋白要优于酸溶性蛋白，其中徐薯18的过氧化氢清除力及抗亚油酸过氧化反应能力最高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 国内外研究现状及立题背景
• 1.1.1 甘薯的起源与分布
• 1.1.2 甘薯的营养及药用价值
• 1.1.3 甘薯在中国的利用现状
• 1.1.4 甘薯蛋白质的研究现状
• 1.2 课题研究的目的及意义
• 1.3 主要研究内容
• 1.3.1 甘薯营养成分的测定及甘薯淀粉生产废液成分分析
• 1.3.2 甘薯淀粉生产废液中可溶性蛋白的提取分离
• 1.3.3 甘薯蛋白的性质表征
• 1.3.4 甘薯蛋白的抗氧化活性实验
• 第二章 甘薯淀粉生产废液中蛋白质的提取
• 2.1 前言
• 2.1.1 植物蛋白的生物酶提取法
• 2.1.2 植物蛋白的物理提取法
• 2.1.3 植物蛋白的化学提取法
• 2.2 实验材料与仪器
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 主要试剂
• 2.2.3 实验仪器与设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 甘薯打浆液的制备
• 2.3.2 甘薯及甘薯淀粉生产废液的基本成分测定
• 2.3.3 甘薯淀粉生产废液中蛋白质提取单因素条件的确定
• 2.3.4 甘薯淀粉生产废液中蛋白质提取工艺的确定
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 原料基本成分分析
• 2.4.2 甘薯淀粉生产废液中蛋白质提取单因素条件研究
• 2.4.3 甘薯淀粉生产废液中蛋白质提取不同工艺的比较分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 甘薯淀粉生产废液中蛋白质性质的表征
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料与仪器
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 主要试剂
• 3.2.3 实验仪器
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 甘薯淀粉生产废液中所得蛋白质的色泽色差分析
• 3.3.2 甘薯淀粉生产废液中蛋白质微观形态观察
• 3.3.3 十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）[77]
• 3.3.4 甘薯淀粉生产废液中蛋白质的红外图谱分析
• 3.3.5 甘薯蛋白质的氨基酸组成分析
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 甘薯淀粉生产废液中所得蛋白质的色泽色差分析
• 3.4.2 甘薯淀粉生产废液中蛋白质的微观形态观察
• 3.4.3 十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）分析甘薯蛋白分子量
• 3.4.4 甘薯淀粉生产废液中蛋白质的红外图谱分析
• 3.4.5 甘薯蛋白的氨基酸组成分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 甘薯蛋白质的抗氧化活性研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料、仪器
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 主要试剂
• 4.2.3 实验仪器与设备
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 甘薯蛋白质的还原能力测定[96]
• 4.3.2 甘薯蛋白质清除 DPPH·自由基的能力测定[97-99]
• 2O₂）清除率的测定[100,101]'>4.3.3 甘薯蛋白质过氧化氢（H₂O₂）清除率的测定[100,101]
• 4.3.4 亚油酸过氧化体系[38]
• 4.4 实验结果
• 4.4.1 甘薯蛋白质的还原能力
• 4.4.2 甘薯蛋白质对 DPPH·自由基的清除能力
• 4.4.3 甘薯蛋白质对过氧化氢的清除能力
• 4.4.4 抗亚油酸过氧化反应
• 4.5 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 实验总结
• 5.1.1 甘薯淀粉生产废液中蛋白质提取、分离工艺条件的研究
• 5.1.2 甘薯蛋白质结构特性及营养分析
• 5.1.3 甘薯蛋白质抗氧化活力研究
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历