大豆分离蛋白接枝改性研究

论文摘要

本文对大豆分离蛋白接枝改性及应用进行了研究。主要探讨的是大豆分离蛋白的接枝改性,用大豆分离蛋白与水溶性单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）进行接枝改性;对接枝改性机理进行研究;并对大豆分离蛋白及其接枝产物SPI-g-NH-PAPMS的粘度、溶解性、表面疏水性、表面电荷、聚集体形态等水溶液性质进行了详细的研究;对接枝前后的乳化性能变化进行了初步地探讨。本文将大豆分离蛋白分散在在pH≈8.5的8 mol/L尿素缓冲溶液中,在N2保护下,以硝酸铈铵和过硫酸钾为复合引发剂,β-巯基乙醇为蛋白质变性剂,采用自由基接枝反应,合成了大豆分离蛋白接枝聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的共聚物（SPI-g-PDMC）,用傅立叶红外谱图证明了接枝反应的成功。研究表明:较好的反应条件为复合引发剂配比为5: 11,单体用量16 mmol,反应时间6 h。用Zeta电位仪研究表明:在整个pH值研究范围内（2～12）,接枝产物SPI-g-PDMC的表面带正电荷。利用EDC/NHS催化H2N-PAMPS的端氨基与大豆分离蛋白上的自由羧基发生缩合反应,成功的将亲水性的H2N-PAMPS长链接枝到大豆分离蛋白SPI上。然后利用1H-NMR、傅利叶红外光谱、13C-NMR对接枝产物H2N-PAMPS和SPI-g-NH-PAMPS进行结构表征,结果证明成功地将H2N-PAMPS接枝到SPI上。并且对EDC催化接枝反应的接枝点和接枝机理进行的探索研究。对大豆分离蛋白及其接枝产物SPI-g-NH-PAPMS的水溶液性质进行了较为详细的研究。与SPI相比,接枝产物SPI-g-NH-PAMPS的表面电荷变负,粘度增加,表面疏水性降低,在宽的pH范围（212）内都有很好的溶解性,尤其在等电点附近溶解性提高了40%。接枝产物SPI-g-NH-PAMPS聚集体展现出独特的核-壳结构,接枝后聚集体的平均粒径从180 nm增加到220 nm。利用光学显微镜和直尺初步地研究了SPI及其接枝产物SPI-g-NH-PAMPS的乳化性能。研究表明:SPI和SPI-g-NH-PAMPS都能形成水包油型乳状液。在研究的浓度范围内（11～1 mg/mL）,随着蛋白质溶液的浓度越高,乳化效果越好。在酸性pH值范围内,与SPI相比,SPI-g-NH-PAMPS的乳化活性和稳定性更好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 大豆蛋白质的分类和组成
• 1.2.1 大豆蛋白质的分类
• 1.2.2 大豆蛋白质的相对分子质量
• 1.2.3 大豆蛋白质的氨基酸组成
• 1.3 大豆蛋白质的分子结构
• 1.4 大豆蛋白质的功能性
• 1.4.1 溶解性
• 1.4.2 乳化性
• 1.4.3 粘性
• 1.5 大豆蛋白质的改性方法
• 1.5.1 大豆蛋白的物理改性
• 1.5.2 大豆蛋白的化学改性
• 1.5.3 大豆蛋白的酶法改性
• 1.5.4 大豆蛋白的生物工程改性
• 1.6 大豆蛋白质的改性方法
• 1.6.1 自由基型接枝共聚反应法
• 1.6.2 缩聚型接枝共聚反应法
• 1.7 立题依据
• 1.8 本论文研究工作设计
• 第二章 大豆分离蛋白与 DMC 接枝共聚物 SPI-g-PDMC 的合成与表征
• 2.1 前言
• 2.2 实验材料与方法
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验仪器与设备
• 2.2.3 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 大豆分离蛋白及接枝产物SPI-g-PDMC 的FTIR 表征
• 2.3.2 大豆分离蛋白与DMC 自由基接枝反应机理研究
• 2.3.3 单体用量对大豆分离蛋白接枝率和接枝效率的影响
• 2.3.4 反应时间对大豆分离蛋白接枝率和接枝效率的影响
• 2.3.5 复合引发剂配比对大豆分离蛋白接枝率和接枝效率的影响
• 2.3.6 pH 值对SPI、SPI-g-PDMC 水溶液Zeta 电位的影
• 2.4 结论
• 第三章 EDC 催化大豆分离蛋白接枝氨基封端聚AMPS 的合成表征
• 3.1 前言
• 3.2 实验材料与方法
• 3.2.1 实验材料
• 3.2.2 实验仪器与设备
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 2N-PAMPS 的合成与表征'>3.3.1 H₂N-PAMPS 的合成与表征
• 3.3.2 大豆分离蛋白接枝产物SPI-g-NH-PAMPS 的合成与表征
• 3.4 结论
• 第四章 大豆分离蛋白及其接枝产物SPI-g-NH-PAMPS 的水溶液性质表征
• 4.1 前言
• 4.2 实验材料与方法
• 4.2.1 实验材料
• 4.2.2 实验设备与仪器
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 剪切速率对SPI、SPI-g-NH-PAMPS 水溶液粘度的影响
• 4.3.2 pH 值对SPI、SPI-g-NH-PAMPS 水溶液的Zeta 电位的影响
• 4.3.3 pH 值对SPI、SPI-g-NH-PAMPS 溶解性的影响
• 4.3.4 接枝率（GP%）对SPI-g-NH-PAMPS 的表面疏水性的影响
• 4.3.5 pH 值对SPI、SPI-g-NH-PAMPS 表面疏水性的影响
• 4.3.6 SPI、SPI-g-NH-PAMPS 水溶液的动态激光光散射（DLS）研究
• 4.3.7 SPI、SPI-g-NH-PAMPS 聚集体的透射电镜（TEM）研究
• 4.4 结论
• 第五章 大豆分离蛋白及其接枝产物 SPI-g-NH-PAMPS 的乳化性能的初步研究
• 5.1 前言
• 5.2 实验材料与方法
• 5.2.1 实验原料
• 5.2.2 实验设备与仪器
• 5.2.3 乳化性能的测定
• 5.2.4 浓度对乳化性能的影响
• 5.2.5 pH 值对乳化性能的影响
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 浓度对SPI、SPI-g-NH-PAMPS 乳化性能的影响
• 5.3.2 pH 值对SPI、SPI-g-NH-PAMPS 乳化性能的影响
• 5.4 结论
• 第六章 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