紫苏饼粕蛋白质的分离提取及其功能特性研究

论文摘要

紫苏饼粕的蛋白质含量可高达28%～33%,必需氨基酸含量丰富,功效比值、净蛋白比值和真消化率分别为2.07、2.87和82.6,而且味芳香,适口性好,杂质很少,不像菜籽粕那样含有硫甙及其降解物,亦不像棉籽粕那样含棉酚有毒成分,不存在对人体健康不利的物质,是制备植物蛋白产品的良好资源。因此,本文以综合利用紫苏资源、开发紫苏分离蛋白为目的,以紫苏饼粕为原料,对其蛋白质的分离提取工艺以及紫苏分离蛋白的理化性质和功能特性进行了系统的研究,以期为紫苏分离蛋白的工业化生产及在食品加工中的应用提供参考。1.对本试验所用紫苏籽及紫苏饼粕的组成成分进行分析,结果显示紫苏籽中粗脂肪含量为45.4%,粗蛋白含量为20.19%,脱脂后饼粕的粗蛋白含量更高,可以达到32.33%;而紫苏油的脂肪酸组成中亚麻酸含量高达52.12%。2.以蛋白质提取率为考察指标,在单因素试验分析的基础上,采用L9（34）正交表对碱提酸沉法分离提取紫苏饼粕蛋白质进行优化试验,确定其最佳工艺条件为:料液比1∶10、碱提pH值9、碱提温度50℃、碱提时间60min、酸析pH值4.4。在该工艺条件下,每Kg紫苏饼粕能够提取得到230g左右的紫苏分离蛋白产品,其纯度为83.67%（以干基计纯度为88.81%）。3.对紫苏分离蛋白氨基酸组成及含量进行分析,发现其氨基酸组成比较全面,必须氨基酸含量丰富,除赖氨酸外,其他氨基酸比较平衡,其氨基酸评分为62;SDS-PAGE电泳图上显示杂带比较多,说明紫苏分离蛋白并不是单一的纯蛋白质,而是混合蛋白质（包括亚基）;经分析计算得,紫苏分离蛋白蛋白质（或亚基）分子质量主要分布于三个范围,即19.1kDa～22.4kDa、32.9kDa～36.2kDa和54.9kDa左右。4.对紫苏分离蛋白功能特性做了较为系统的研究,探讨了在不同环境条件下紫苏分离蛋白各种功能性质的变化规律,并得到以下结论:（1）紫苏分离蛋白的氮溶解指数（NSI）随着pH值的升高而先降后升,在等电点时达到最小值5.3%;紫苏分离蛋白的NSI随着温度和NaCl浓度的升高而先升后降,温度60℃和NaCl浓度0.05mol/L时分别达到最大值。（2）紫苏分离蛋白的持水力随pH值的升高而先降后升,在等电点附近达到最小值0.6g/g,pH值为10时最高,可以达到5.68g/g;紫苏分离蛋白的持水力随温度的升高而先升后降;同样紫苏分离蛋白的持水力随着NaCl和蔗糖添加量的增大呈先增加后减小的趋势。（3）随着蛋白质浓度的增加,紫苏分离蛋白的乳化性和乳化稳定性均呈上升趋势;紫苏分离蛋白的乳化性和乳化稳定性均随pH值的升高而先降后升,在等电点附近时最小,pH值为10时最佳;随着NaCl浓度的增大,紫苏分离蛋白的乳化性和乳化稳定性均呈先上升后下降的趋势,但浓度达到0.15mol/L之后乳化稳定性的变化不明显;紫苏分离蛋白的乳化性和乳化稳定性随着蔗糖添加量的增加均呈现上升趋势。（4）紫苏分离蛋白的起泡性和泡沫稳定性均随蛋白质浓度的增大而增强,浓度达到9%时,起泡性将近300%,1小时后泡沫基本未有消失;随着pH值的增加,紫苏分离蛋白的起泡性和泡沫稳定性均先降后升,在等电点附近最小,pH值为10时最佳,为180%;NaCl浓度为0.05mol/L时,紫苏分离蛋白的起泡性和泡沫稳定性均最佳,继续增加NaGl会产生负作用,尤其是泡沫消失的非常快;加入蔗糖对紫苏分离蛋白的起泡性不利,但却能够起到稳定泡沫的作用。（5）紫苏分离蛋白溶液的黏度随蛋白质浓度的增加先缓慢升高,当浓度达到一定值（9%）则呈指数上升的趋势;紫苏分离蛋白溶液的黏度在等电点附近最小,越是远离等电点越大;温度和离子强度则对紫苏分离蛋白溶液的黏度均起负作用;而蔗糖对紫苏分离蛋白溶液的黏度则显示为正效应,特别是达到7%后效果更好。（6）紫苏分离蛋白在室温（25℃）时的吸油性最为理想,继续升高温度会有不利的影响,其吸油性随着温度的增加而呈下降趋势。（7）紫苏分离蛋白只有在浓度达到10%时才能形成自持凝胶,并且随着蛋白浓度的升高,凝胶强度会增大;但即使蛋白质浓度为20%,紫苏分离蛋白的凝胶强度也不大,只有36.3g。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 文献综述
• 1.1 紫苏的概述
• 1.1.1 紫苏的植物学特征
• 1.1.2 紫苏的生物学特征
• 1.1.3 紫苏的植物学分类与分布
• 1.2 紫苏茎叶的研究现状
• 1.2.1 紫苏茎叶化学成分的研究概况
• 1.2.2 紫苏茎叶生物活性的研究概况
• 1.2.3 紫苏茎叶的开发利用概况
• 1.3 紫苏籽的研究现状
• 1.3.1 紫苏籽化学成分的研究概况
• 1.3.2 紫苏籽生物活性的研究概况
• 1.3.3 紫苏籽的开发利用概况
• 1.4 植物蛋白的概述
• 1.5 蛋白质的功能特性
• 1.6 分离蛋白的概述
• 1.6.1 分离蛋白的制备方法
• 1.6.2 分离蛋白的应用
• 1.7 本课题的立题依据及研究目的和意义
• 1.8 本课题研究的内容
• 第2章 紫苏饼粕蛋白质分离提取的研究
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验试剂
• 2.1.3 实验仪器和设备
• 2.1.4 实验方法
• 2.1.5 紫苏饼粕蛋白质分离提取的工艺流程
• 2.2 实验内容
• 2.2.1 紫苏饼粕蛋白质等电点的测定
• 2.2.2 紫苏饼粕蛋白质分离提取的单因素试验
• 2.2.3 紫苏饼粕蛋白质分离提取的正交优化试验
• 2.2.4 数据分析方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 基本组成成分分析
• 2.3.2 紫苏饼粕蛋白质等电点的确定
• 2.3.3 碱提条件对紫苏饼粕蛋白质提取率的影响
• 2.3.4 紫苏饼粕蛋白质分离提取最佳工艺条件的确定
• 2.4 本章小结
• 第3章 紫苏分离蛋白理化性质的研究
• 3.1 实验材料
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 主要实验试剂
• 3.1.3 主要实验仪器和设备
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 紫苏分离蛋白氨基酸组成和含量的测定
• 3.2.2 SDS-PAGE电泳法测定紫苏分离蛋白亚基的分子量
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 紫苏分离蛋白的氨基酸组成分析与评价
• 3.3.2 紫苏分离蛋白亚基分子量的分析
• 3.4 本章小结
• 第4章 紫苏分离蛋白功能特性的研究
• 4.1 实验材料
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 主要实验试剂
• 4.1.3 主要实验仪器和设备
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 紫苏分离蛋白溶解性的测定
• 4.2.2 紫苏分离蛋白持水性的测定
• 4.2.3 紫苏分离蛋白乳化性及乳化稳定性的测定
• 4.2.4 紫苏分离蛋白起泡性及泡沫稳定性的测定
• 4.2.5 紫苏分离蛋白黏度的测定
• 4.2.6 紫苏分离蛋白吸油性的测定
• 4.2.7 紫苏分离蛋白凝胶形成能力的测定
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 紫苏分离蛋白溶解性的研究
• 4.3.2 紫苏分离蛋白持水性的研究
• 4.3.3 紫苏分离蛋白乳化性及乳化稳定性的研究
• 4.3.4 紫苏分离蛋白起泡性及泡沫稳定性的研究
• 4.3.5 紫苏分离蛋白黏度的研究
• 4.3.6 紫苏分离蛋白吸油性的研究
• 4.3.7 紫苏分离蛋白凝胶形成能力的研究
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文