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小麦麸皮中蛋白质、淀粉的分离技术研究

作　者: 赵瑞昌
导　师: 姜东
学　校: 南京农业大学
专　业: 作物栽培学与耕作学
关键词: 小麦麸皮蛋白质淀粉分离
分类号: S512.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

小麦麸皮是小麦加工的副产品,含有多种有益功能组分,同时,某些组分还有独特的理化特性。为建立小麦麸皮中主要功能组分的分离工艺,明确其独特的理化特性,本研究以小麦麸皮为原料,采用超声波、酶水解等方法对小麦麸皮中蛋白质及淀粉的分离条件进行了探讨；在此基础上,进一步分析了小麦麸皮淀粉的理化特性；同时对小麦麸皮中多种组分的综合分离进行了系统研究,初步明确了类黄酮、蛋白质、淀粉及膳食纤维的综合分离条件。主要研究结果如下：1.小麦麸皮中蛋白质的分离工艺超声波-酶法制备小麦麸皮蛋白的最佳工艺：首先将10g麸皮加入到pH 6.9(由Tris和HCl调节)的溶液中,固液比1：10,超声处理9 min,然后加入3.8 g/L的α-淀粉酶,在52.5℃下,震荡反应180 min。然后将悬浮液2000 rpm离心10 min,固液分离,上清液即是蛋白液,蛋白分离率为90.05%,调节等电点(pH 4.0),固液分离,干燥即得到麸皮蛋白,蛋白得率为71.37%。2.小麦麸皮中淀粉的分离工艺及其理化特性2.1小麦麸皮中淀粉的分离工艺中性蛋白酶法制备小麦麸皮淀粉的最佳工艺：首先将100 g小麦麸皮加入到pH7.0(由Tris和HCl调节)的溶液中,固液比1：10,然后加入3 g/L的中性蛋白酶,在45℃,震荡反应60 min,超声波处理10 min；过325目金属筛,用蒸馏水冲洗筛上物3次,2500 rpm离心淀粉浆液10 min,去掉上清液；加入100 ml酒精,振荡30 min,2500 rpm离心10 min,重复三次,干燥即得淀粉,麸皮淀粉产量为14.86 g,其中蛋白质含量为0.25%。2.2小麦麸皮淀粉的理化特性麸皮淀粉中的蛋白质含量和破损淀粉率分别为0.25%和0.93%,与面粉淀粉相比均较低,且差异达显著水平。麸皮淀粉中B型淀粉粒含量明显增多,A型淀粉粒减少,峰值前移,出现在14 um处,直径小于1.5 um的淀粉粒明显增多；小淀粉粒体积比及支/直比显著高于面粉淀粉,与之相关的膨胀势呈现相似趋势。麸皮淀粉的糊化温度显著高于面粉淀粉,但糊化值明显低于面粉淀粉。X射线衍射图谱表明,与面粉淀粉晶体结构的A型特征不同,麸皮淀粉的尖峰不明显,且相对结晶度显著小于面粉淀粉。3.小麦麸皮中类黄酮、蛋白质、淀粉及膳食纤维的综合分离小麦麸皮中类黄酮、蛋白质、淀粉及膳食纤维全面制备的过程中,类黄酮得率为2.3‰；碱法制备小麦麸皮蛋白的最佳工艺条件：pH8.5,时间75min,温度45℃,固液比1：15,提取率为54.8%,酸沉条件：pH4.0,得率为43.71%；中性蛋白酶法分解小麦麸皮蛋白的最佳工艺条件：中性蛋白酶浓度3.1g/L,反应温度44.5℃,反应时间75min,在此条件下的蛋白得率为0.648±0.04%；通过筛分法进一步分离制备出淀粉和膳食纤维,得率分别为12.64%和38.27%,其中淀粉中蛋白质含量为0.21%。

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摘要 7-9ABSTRACT 9-11第一章文献综述 11-23 1 小麦麸皮的结构与组分 11-14 1.1 小麦麸皮的结构 11 1.2 小麦麸皮的组分 11-14 1.2.1 抗氧化物质 11-12 1.2.2 膳食纤维 12 1.2.3 蛋白质 12-13 1.2.4 淀粉 13 1.2.5 植酸酶 13-14 1.2.6 β-淀粉酶 14 1.2.7 灰分 14 2 小麦麸皮加工的研究进展 14-17 2.1 膳食纤维 14-15 2.2 蛋白质 15 2.3 淀粉 15 2.4 抗氧化物质 15-17 3 本研究的目的与意义 17 参考文献 17-23第二章麦麸蛋白超声波-酶法提取工艺的优化 23-35 1 试验方法 23-24 1.1 概述 23-24 1.2 试验设计 24 2 结果与分析 24-31 3 讨论与结论 31 参考文献 31-35第三章小麦麸皮淀粉的分离制备 35-42 1 试验方法 35-36 1.1 概述 35-36 1.2 试验设计 36 1.2.1 中性蛋白酶处理 36 1.2.2 稀碱溶液处理 36 1.3 数据分析 36 2 结果与讨论 36-39 2.1 中性蛋白酶处理 36-38 2.1.1 分离条件对淀粉产量的影响 36-37 2.1.2 分离条件对淀粉中蛋白含量的影响 37-38 2.2 稀碱溶液处理 38-39 2.2.1 NaOH浓度对麸皮淀粉产量的影响 38 2.2.2 反应时间对麸皮淀粉产量的影响 38-39 3 讨论与结论 39 参考文献 39-42第四章小麦麸皮淀粉特性分析 42-51 1 试验方法 42-43 1.1 概述 42 1.2 小麦麸皮淀粉的制备 42 1.3 测定方法 42-43 1.4 理化性质测定 43 1.4.1 淀粉粒级分布 43 1.4.2 淀粉粒膨胀特性测定 43 1.4.3 淀粉粒糊化特性测定 43 1.4.4 淀粉结晶度的测定 43 1.5 数据分析 43 2 结果与分析 43-48 2.1 蛋白质和淀粉含量 43-44 2.2 膨胀势和淀粉组分 44-45 2.3 粒度分布 45 2.4 糊化特性 45-47 2.5 晶体特性 47-48 3 讨论与结论 48 参考文献 48-51第五章小麦麸皮中类黄酮、蛋白质、淀粉及膳食纤维的分离制备 51-65 1 试验方法 52 1.1 概述 52 1.2 试验方法 52 1.2.1 工艺流程 52 1.2.2 项目测定 52 1.2.3 结果计算 52 1.3 数据分析 52 2 结果与分析 52-61 2.1 类黄酮的提取 52 2.2 麦麸蛋白的提取 52-56 2.2.1 pH值对蛋白提取率的影响 52-54 2.2.2 反应时间对蛋白提取率的影响 54 2.2.3 固液比对蛋白提取率的影响 54-55 2.2.4 反应温度对蛋白提取率的影响 55 2.2.5 正交试验确定蛋白提取最佳条件 55-56 2.3 酸沉淀蛋白的回收 56 2.4 固形物中蛋白的分解 56-61 2.5 回收小麦麸皮淀粉及膳食纤维 61 3 讨论与结论 61 参考文献 61-65第六章讨论与结论 65-73 1 讨论 65-68 1.1 影响小麦麸皮蛋白分离工艺的因素 65-66 1.2 影响小麦麸皮淀粉分离工艺的因素及麸皮淀粉的理化特性 66-67 1.2.1 影响小麦麸皮淀粉分离工艺的因素 66-67 1.2.2 麸皮淀粉的理化特性 67 1.3 影响小麦麸皮中类黄酮、蛋白、淀粉以及膳食纤维等分离的因素 67-68 1.4 研究展望 68 1.5 研究的创新之处 68 2 结论 68-69 参考文献 69-73致谢 73-75攻读硕士期间发表的学术论文 75

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