汉麻籽分离蛋白的制备工艺、功能性质及应用研究

论文摘要

汉麻籽蛋白是一种新型、优质、来源丰富的蛋白质资源,其研究和应用可以提高汉麻籽利用率、促进我国汉麻产业链的全面发展。本课题以脱壳汉麻籽为对象,研究了汉麻籽分离蛋白(hempseed protein isolate,简称HPI)的制备工艺、营养特性和功能特性,通过有限酶法修饰改善其功能特性,并将其应用到焙烤制品中提高面粉的营养价值、改善面团特性和面包的感官品质。首先,研究了HPI的碱提酸沉制备工艺。分析了料液比、pH、温度、提取时间对碱提提取率、蛋白质含量和溶解度等指标的影响,通过正交实验获得的优化工艺条件为:料液比1:20,pH 8.0,温度40℃,提取时间70 min。在此制备条件下,产品的碱提提取率为86.95%,蛋白质得率为70.56%,蛋白质含量为92.39%,溶解度为31.89%。其次,研究了HPI的营养特性和功能性质。通过氨基酸分析表明,HPI氨基酸种类齐全、含量丰富,是一种优质植物蛋白资源。色氨酸为其第一限制性氨基酸,其余各必需氨基酸含量均满足FAO/WHO规定的2～5岁儿童推荐摄入量。热稳定性分析表明,HPI热变性温度为88.4℃,变性热为1.544 J/g。表面疏水性分析结果表明,HPI分子表面的疏水性残基数目较多。HPI乳化活力、亲油能力和水合能力高于大豆分离蛋白,但起泡能力较低。HPI溶解度较低,限制了其在液体食品中的应用及功能性发挥。环境因素,如温度、盐浓度对溶解度和乳化性质具有显著影响,温度的适度提高可以增大其溶解度和乳化活力,但是长时间高温作用易发生聚集变性。同时,HPI呈现出低盐盐析、高盐盐溶的特点。采用Protease N对HPI进行有限酶法修饰。水解度为3.01%时,HPI溶解度、乳化活力、起泡能力均显著增大,同时乳化稳定性、泡沫稳定性、水合能力、亲油能力稍有降低,但不显著。而水解度为5.31%时,HPI乳化稳定性、泡沫稳定性、水合能力、亲油能力均显著降低。可见,适度酶解有助于改善HPI的功能性质。最后,对HPI在焙烤制品中的应用进行了研究。HPI以3%比例部分替代面粉时,面粉中第一限制性氨基酸赖氨酸含量提高了42.31%。HPI的应用使得面团的粉质指标均显著改善。面团拉伸特性指标在1%～3%的HPI替代量时略呈下降趋势,但影响不显著。HPI应用到面包生产中,提高了面包的营养价值、出品率并减缓了面包的失水速度,但对面包的比容和色泽产生轻微的不利影响。综合考虑面包的营养价值和感官品质,以1%～3%的使用量为宜。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 汉麻的发展历史
• 1.2 汉麻的种植现状
• 1.3 汉麻籽的食用价值和化学组成
• 1.4 汉麻籽蛋白的营养价值
• 1.5 国内外研究现状
• 1.5.1 汉麻籽的国内外研究现状
• 1.5.2 汉麻籽蛋白的国内外研究现状
• 1.6 国内外生产和应用现状
• 1.6.1 汉麻籽的生产和应用现状
• 1.6.2 汉麻籽蛋白的生产和应用现状
• 1.7 立题背景及意义
• 1.8 主要研究内容
• 第二章 汉麻籽分离蛋白的制备
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料和设备
• 2.2.1 材料和试剂
• 2.2.2 仪器和设备
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 汉麻籽分离蛋白的制备工艺
• 2.3.2 基本成分的测定
• 2.3.3 碱提提取率的计算
• 2.3.4 蛋白质总得率的计算
• 2.3.5 溶解度的测定
• 2.3.6 数据统计与分析
• 2.4 结果与讨论
• 2 脱油后汉麻籽粕的组分分析'>2.4.1 超临界CO₂脱油后汉麻籽粕的组分分析
• 2.4.2 酸沉pH 的确定
• 2.4.3 料液比对提取效果的影响
• 2.4.4 pH 对提取效果的影响
• 2.4.5 温度对提取效果的影响
• 2.4.6 提取时间对提取效果的影响
• 2.4.7 碱提工艺的优化
• 2.5 本章小结
• 第三章 汉麻籽分离蛋白的功能性质及其改善
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料和设备
• 3.2.1 材料和试剂
• 3.2.2 仪器和设备
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 氨基酸分析
• 3.3.2 蛋白质热稳定性测定
• 3.3.3 表面疏水性的测定
• 3.3.4 溶解度的测定
• 3.3.5 水合能力的测定
• 3.3.6 亲油能力的测定
• 3.3.7 乳化活力及乳化稳定性的测定
• 3.3.8 起泡能力和泡沫稳定性的测定
• 3.3.9 汉麻籽分离蛋白的有限酶法修饰工艺
• 3.3.10 水解度（DH）的测定
• 3.3.11 数据处理与分析
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 汉麻籽分离蛋白的营养特性
• 3.4.2 汉麻籽分离蛋白的热稳定性
• 3.4.3 汉麻籽分离蛋白的表面疏水性
• 3.4.4 汉麻籽分离蛋白的溶解特性
• 3.4.5 汉麻籽分离蛋白的水合能力
• 3.4.6 汉麻籽分离蛋白的亲油能力
• 3.4.7 汉麻籽分离蛋白的乳化特性
• 3.4.8 汉麻籽分离蛋白的起泡特性
• 3.4.9 有限酶法修饰对汉麻籽分离蛋白功能性质的改善
• 3.5 本章小结
• 第四章 汉麻籽分离蛋白在焙烤制品中的应用
• 4.1 前言
• 4.2 材料和仪器
• 4.2.1 材料和试剂
• 4.2.2 仪器和设备
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 面粉吸水量的测定
• 4.3.2 粉质曲线的测定
• 4.3.3 拉伸曲线的测定
• 4.3.4 氨基酸分析
• 4.3.5 面包烘焙实验
• 4.3.6 面包比容的测定
• 4.3.7 面包水分含量的测定
• 4.3.8 面包心色差测定
• 4.3.9 面包保水性测定（面包贮存实验）
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 汉麻籽分离蛋白、面粉蛋白氨基酸分析
• 4.4.2 汉麻籽分离蛋白对面团粉质特性的影响
• 4.4.3 汉麻籽分离蛋白对面团拉伸性能的影响
• 4.4.4 汉麻籽分离蛋白对面包品质的影响
• 4.5 本章小结
• 主要结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文及专利