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无机盐和糖类对木瓜蛋白酶凝固大豆分离蛋白凝胶性质的研究

作　者: 笪久香
导　师: 栾广忠
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 粮食、油脂及植物蛋白工程
关键词: 大豆分离蛋白凝胶木瓜蛋白酶无机盐糖类
分类号: TS214.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

为了提高酶法凝固大豆蛋白的凝胶强度，以大豆分离蛋白（SPI）为原料（配制成蛋白浓度为4%的分散液），以木瓜蛋白酶为凝固剂制备SPI凝胶，分别研究了添加中性无机盐和糖类（葡萄糖、蔗糖、乳糖和葡聚糖）对SPI理化特性的影响，采用质构仪测定凝胶硬度和黏性，探讨无机盐和糖类对木瓜蛋白酶凝固SPI的凝胶强度的影响，拟找到提高木瓜蛋白酶凝固SPI凝胶强度的方法。其结果如下：1、添加一价和二价无机盐（NaCl、KCl、CaCl₂、MgCl₂、MgSO₄、）可以显著缩短木瓜蛋白酶凝固SPI的凝胶时间，提高凝胶强度，且在相同离子强度下，Ca²⁺、Mg²⁺对凝固时间及凝胶强度影响均大于Na⁺、K⁺；添加无机盐均不同程度的降低了SPI的pH值，加入木瓜蛋白酶后pH值再次持续降低，凝固后趋于稳定；无机盐的种类和浓度对木瓜蛋白酶凝固SPI过程中蛋白质降解程度影响不明显。添加离子强度为15（物质的量浓度为5mmol/L）的CaCl₂并将木瓜蛋白酶添加量从0.15%减少到0.1%，可使凝胶强度比对照增加60%。2、根据Arrhenuis方程，计算出了试验无机盐离子强度下木瓜蛋白酶凝固SPI的活化能。结果表明添加无机盐降低了木瓜蛋白酶凝固SPI的活化能，且随着离子强度的增加，活化能降低。3、以CaCl₂为代表，对木瓜蛋白酶凝固SPI的凝胶强度进行优化。通过单因素实验和二次回归旋转正交组合实验，建立了木瓜蛋白酶凝固SPI的模型，该模型能较准确预测凝胶的强度；在大豆蛋白蛋白质含量为4%时，CaCl₂摩尔浓度为7.45mmol/L、凝固温度为49.7℃、凝固剂木瓜蛋白酶的添加量为0.06525%时，凝胶的硬度可达到最大，为61.754g，比对照23.3g提高了165%。4、以葡萄糖、乳糖和葡聚糖为代表的还原糖和以蔗糖为代表的非还原糖与SPI冷冻干燥后，在干热条件下，不同还原糖能够与SPI发生不同程度的美拉德反应，而非还原糖不能与SPI发生美拉德反应；这可以从蛋白质的凝胶电泳条带两种染色方法和蛋白质的自由氨基含量可以得到验证。随着干热反应时间的延长，美拉德反应的糖基化程度越高，蛋白质的自由氨基含量越低，同时蛋白质的溶解度也越低，蛋白质的褐变程度也越明显。干热反应1h不会显著降低蛋白质的溶解度，并且可以保证一定的糖基化程度，因此选择1h为干热反应时间。1h的干热反应后，除去SPI中剩余的未反应的糖类制备纯净的SPI糖基化产物，与空白及干热反应后未做处理的对比，加入木瓜蛋白酶形成凝胶测定凝胶强度，发现添加糖类能够显著提高凝胶强度，而糖基化能够极显著降低凝胶强度。因此可以推测：去糖基可能会提高木瓜蛋白酶凝固SPI的凝胶强度。5、本试验得到提高木瓜蛋白酶凝固SPI凝胶强度的方法有：一是在适当条件下，添加一定浓度的无机盐，如控制凝固温度为50℃左右，添加7.45mmol/L CaCl₂、凝固剂木瓜蛋白酶的用量减少到0.06525%；二是在一定的条件下，添加适量的糖类，可以提高凝胶的强度；另外，采用一定方法和技术，去除大豆蛋白的糖基。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-11
第一章绪论  11-20
  1.1 大豆及大豆蛋白概述  11-12
    1.1.1 大豆蛋白功能特性  11
    1.1.2 大豆籽粒的蛋白质组成  11-12
  1.2 大豆蛋白的凝胶性  12-17
    1.2.1 凝胶性的概念  12-13
    1.2.2 大豆蛋白凝胶的分类  13-15
    1.2.3 影响大豆蛋白凝胶的因素  15-17
  1.3 木瓜蛋白酶诱导的大豆蛋白凝胶  17-18
    1.3.1 木瓜蛋白酶简介  17
    1.3.2 木瓜蛋白酶凝固大豆蛋白研究进展  17-18
  1.4 研究的目的和意义  18
  1.5 研究内容和技术路线  18-20
第二章无机盐对木瓜蛋白酶凝固大豆分离蛋白凝胶的影响  20-29
  2.1 试验材料与方法  20-23
    2.1.1 材料与试剂  20
    2.1.2 主要仪器和设备  20-21
    2.1.3 试验方法  21-23
  2.2 结果与分析  23-28
    2.2.1 无机盐对木瓜蛋白酶凝固 SPI 凝固时间的影响  23-24
    2.2.2 无机盐对木瓜蛋白酶凝固 SPI 凝胶质构的影响  24-25
    2.2.3 无机盐对木瓜蛋白酶凝固 SPI 过程中 pH 值变化的影响  25-26
    2.2.4 无机盐对木瓜蛋白酶凝固 SPI 过程中蛋白质降解的影响  26
    2.2.5 木瓜蛋白酶的添加量对凝胶质构的影响  26-28
  2.3 本章小结  28-29
第三章木瓜蛋白酶凝固大豆分离蛋白的凝胶动力学研究及模型建立  29-39
  3.1 试验材料与方法  29-31
    3.1.1 材料与试剂  29
    3.1.2 主要仪器与设备  29
    3.1.3 试验方法  29-31
  3.2 结果与讨论  31-37
    3.2.1 不同离子强度无机盐对木瓜蛋白酶凝固 SPI 活化能的影响  31-32
    3.2.2 单因素试验  32-35
    3.2.3 采用响应面分析法对木瓜蛋白酶凝固 SPI 工艺的优化  35-37
  3.3 本章小结  37-39
第四章糖基化对木瓜蛋白酶凝固大豆分离蛋白凝胶的影响  39-48
  4.1 试验材料与方法  39-42
    4.1.1 材料与试剂  39-40
    4.1.2 仪器与设备  40
    4.1.3 试验方法  40-42
  4.2 结果与讨论  42-47
    4.2.1 SDS-PAGE 分析  42
    4.2.2 干热反应时间对蛋白质溶解度的影响  42-43
    4.2.3 干热反应时间对蛋白质自由氨基含量影响  43-44
    4.2.4 干热反应时间对蛋白质糖化度的影响  44-45
    4.2.5 干热反应时间对大豆蛋白褐变程度的影响  45-46
    4.2.6 糖基化对凝胶质构的影响  46-47
  4.3 本章小结  47-48
第五章结论与展望  48-50
  5.1 结论  48-49
  5.2 展望  49-50
参考文献  50-55
致谢  55-56
作者简介  56

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