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小麦面筋蛋白中醇溶蛋白和谷蛋白的分离及结构研究
作 者: 张利兵
导 师: 赵妍嫣
学 校: 合肥工业大学
专 业: 农产品加工及贮藏工程
关键词: 小麦面筋蛋白 醇溶蛋白 谷蛋白 磷酸化改性 功能性质
分类号: S512.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
小麦蛋白是优质廉价的植物蛋白资源,但因其独特的氨基酸组成,限制了其应用范围。本论文以小麦面筋蛋白为原料,分离纯化了小麦醇溶蛋白和谷蛋白,确定了分离的最佳工艺条件,分析了各种蛋白的基本功能性质,研究了蛋白的结构性质。并以小麦醇溶蛋白为底物,粘度为指标,进行磷酸化改性研究,探索改性后蛋白质的功能性质变化。小麦面筋蛋白的基本组成为:粗蛋白含量为72.57%,粗脂肪为2.23%,水分为9.55%,淀粉为5.67%,灰分为1.56%,其他8.42%。通过单因素实验和正交实验,确定了从小麦面筋蛋白中分离醇溶蛋白和谷蛋白的最佳工艺参数,醇溶蛋白为:乙醇浓度65%,液料比30:1,提取时间2.5h,温度35℃;谷蛋白为:pH值10,液料比30:1,提取时间2.5h。在该工艺下分离的醇溶蛋白和谷蛋白得率为37.21%和27.16%,蛋白质纯度为96.88%和89.47%。室温25℃、pH值为7的条件下,测得小麦醇溶蛋白和谷蛋白的溶解度均较低,而起泡性、起泡乳化性、乳化性和乳化稳定性较好,粘度则差异甚大。SEM观察小麦面筋蛋白、小麦醇溶蛋白和小麦谷蛋白的结构,结果显示三者的微观结构不同;通过DSC分析小麦面筋蛋白、小麦醇溶蛋白和小麦谷蛋白的热变性过程,发现蛋白质在温度升高过程中的两个吸热峰存在显著差别,其中醇溶蛋白的耐热性最好;小麦面筋蛋白、小麦醇溶蛋白和谷蛋白的氨基酸组成比较齐全,比例相对平衡,其中小麦醇溶蛋白的必需氨基酸指数最高;测定了三种蛋白的氨基酸评分(AAS)、化学评分(CS)和必需氨基酸指数(EAAI),小麦面筋蛋白分别为4.90%、3.61%和81.42%,小麦谷蛋白分别为4.82%、3.57%和78.37%,小麦醇溶蛋白分别为6.42%、4.74%和85.62%,三个营养指标均表明小麦醇溶蛋白的营养价值是最好的;FTIR表明:小麦醇溶蛋白和谷蛋白均有在红外光谱图上的特征吸收带,而且特征官能团基本相同。以粘度为指标,采用多聚磷酸钠对小麦醇溶蛋白进行磷酸化改性,通过单因素实验和正交实验,得出改性的最优工艺,即多聚磷酸钠添加量与蛋白添加量之比为1:2,反应时间1.0h,反应温度25℃以及pH值9.5。磷酸化改性醇溶蛋白的磷酸化程度为6.43mol/mol Pr,傅里叶红外光谱图显示改性蛋白在磷酸基团引入后有了P-O-C基团、P043-的特征基团吸收峰。小麦醇溶蛋白经磷酸化改性后,在粘度提高的同时,溶解度、乳化性及乳化稳定性和起泡性及起泡稳定性都有了显著的提高。
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全文目录
摘要 5-6 ABSTRACT 6-8 致谢 8-13 第一章 绪论 13-21 1.1 小麦面筋蛋白研究概述 13-16 1.1.1 小麦面筋蛋白的组成与结构 13-15 1.1.2 小麦面筋蛋白的氨基酸组成 15 1.1.3 小麦面筋蛋白的应用 15-16 1.2 小麦蛋白的改性研究进展 16-19 1.2.1 蛋白质改性方法概述 17 1.2.2 小麦面筋蛋白的改性研究进展 17-19 1.2.3 小麦醇溶蛋白和小麦谷蛋白的改性研究进展 19 1.3 课题研究意义及主要研究内容 19-21 1.3.1 课题研究意义 19-20 1.3.2 主要研究内容 20 1.3.3 本课题的技术研究工艺路线图 20-21 第二章 小麦醇溶蛋白和谷蛋白的分离工艺研究 21-34 2.1 材料与方法 21-23 2.1.1 原料与试剂 21-22 2.1.2 实验方法 22-23 2.2 实验方案 23-24 2.2.1 小麦面筋蛋白中醇溶蛋白和谷蛋白的分离纯化 23 2.2.2 小麦醇溶蛋白分离的单因素实验 23 2.2.3 小麦醇溶蛋白分离的正交实验 23-24 2.2.4 小麦谷蛋白分离纯化的单因素实验 24 2.2.5 小麦谷蛋白分离纯化的正交实验 24 2.3 实验结果 24-33 2.3.1 标准曲线 24-25 2.3.2 小麦面筋蛋白的基本组成 25-26 2.3.3 小麦醇溶蛋白分离的单因素实验结果 26-28 2.3.4 小麦醇溶蛋白分离的正交实验结果 28-29 2.3.5 小麦谷蛋白分离的单因素实验结果 29-31 2.3.6 小麦谷蛋白分离的正交实验结果 31-32 2.3.7 验证实验 32 2.3.8 小麦面筋蛋白、小麦醇溶蛋白和谷蛋白的基本功能性质 32-33 2.4 小结 33-34 第三章 小麦蛋白结构性质研究 34-43 3.1 材料与方法 34-36 3.1.1 原料与试剂 34 3.1.2 实验方法 34-36 3.2 结果与讨论 36-41 3.2.1 小麦醇溶蛋白和谷蛋白的SEM结果分析 36-37 3.2.2 小麦醇溶蛋白和谷蛋白的热变性 37 3.2.3 小麦醇溶蛋白和谷蛋白的氨基酸组成及营养分析 37-40 3.2.4 小麦醇溶蛋白和谷蛋白的红外光谱分析 40-41 3.3 小结 41-43 第四章 小麦醇溶蛋白的改性工艺研究 43-56 4.1 材料与方法 43-44 4.1.1 材料与仪器设备 43-44 4.1.2 实验方法 44 4.2 实验方案 44-46 4.2.1 改性单因素实验 44-45 4.2.2 正交试验 45 4.2.3 磷酸化改性醇溶蛋白的功能性质测定 45-46 4.3 结果与讨论 46-54 4.3.1 单因素实验结果 46-48 4.3.2 小麦醇溶蛋白磷酸化改性正交实验结果 48-49 4.3.3 磷酸化改性醇溶蛋白的FTIR分析 49-50 4.3.4 磷酸化改性醇溶蛋白的功能性质测定 50-54 4.4 小结 54-56 第五章 结论与展望 56-58 5.1 结论 56-57 5.2 展望 57-58 参考文献 58-62 攻读硕士学位期间发表的论文 62-63
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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 麦 > 小麦
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