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米渣蛋白纯化及改性研究

作　者: 赵殷勤
导　师: 张晖
学　校: 江南大学
专　业: 食品科学
关键词: 米渣乳化剂脱脂蛋白制备物化性质蛋白改性
分类号: TS210.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本论文以淀粉糖生产中的副产品米渣为原料,对米渣蛋白的纯化,结构特征及蛋白改性等进行了系统研究,探讨得到高纯度米渣蛋白技术,改善蛋白的物化性质,为开发利用米渣蛋白资源提供理论基础和技术支持。本文系统的研究了排杂法纯化米渣蛋白的工艺条件。结果表明,采用蔗糖酯乳化脱脂是可行的。在单因素实验基础上,利用响应面分析法优化工艺,得到最佳脱脂工艺为:蔗糖酯添加量0.3%,pH8.0,液固比10,70℃乳化5min,后进行两次水洗,在该工艺条件下,脱脂率可达到72%。用淀粉酶和纤维素酶酶解脱脂米渣,经优化实验得最佳工艺条件为:淀粉酶添加量220U/g,作用1h,纤维素酶添加量100U/g,作用2h。经脱脂脱糖工艺得到的米渣蛋白,纯度可达86%,脂肪含量为2.6%,蛋白回收率为93%,与米渣经正己烷脱脂后制得米渣蛋白纯度、脂肪含量接近,但乳化剂脱脂时间短,安全性高。基于米渣蛋白纯化过程中糖组分较难去除的现象,本文对米渣蛋白中糖与蛋白的结合性质进行了初步探讨。由凝胶色谱和SDS-PAGE电泳分析表明,米渣蛋白中含有糖与蛋白的复合物。其中36KDa组分为糖蛋白复合物,且米渣蛋白中糖蛋白复合物的含量比大米蛋白和米渣多。通过β-消去反应分析,米渣蛋白中糖与蛋白连接的方式不是O-糖肽键。米渣前处理—高温液化影响蛋白的结构性质。本文初步模拟了工厂大米高温液化过程,研究高温液化过程中大米蛋白的动态变化。经分析表明,在高温液化的初始阶段,清蛋白,球蛋白,醇溶蛋白和谷蛋白含量都显著减少,残渣中蛋白增多,疏水值增加,各种氨基酸含量均上升。随着高温液化时间的延长,清蛋白,球蛋白,醇溶蛋白和谷蛋白减少相对缓慢,各种氨基酸含量都有所下降。米渣蛋白是热变性的大米蛋白,热处理使米渣蛋白的结构性质发生了变化。将制得的米渣蛋白与大米蛋白进行结构和性质的比较。凝胶色谱分析表明,米渣蛋白和大米蛋白两种碱溶液溶出物具有不同的洗脱曲线,其溶出物的分子量不同。SDS-PAGE分析显示米渣蛋白中有4条谱带(其中13KDa和36KDa含量较高),大米蛋白有5条谱带,且谱带清晰,其中36KDa,19KDa和13KDa的含量较多。米渣蛋白中胱氨酸含量比大米蛋白高,而赖氨酸含量较少。CD分析显示米渣蛋白中α-螺旋、β-转角、β-折叠和自由回转结构分别占0.4%、9.8%、28.1%和59.8%,而大米蛋白中分别为2.6%、48.4%、22.8%和26%,高温变性的米渣蛋白二级结构与未变性的大米蛋白有显著差异。米渣蛋白中羰基的含量高于大米蛋白,说明米渣蛋白的氨基酸侧链被氧化。采用热压处理和胰蛋白酶结合的方法对蛋白改性。单一的胰蛋白酶对米渣蛋白的水解不如预先用热压处理后再用胰蛋白酶水解的效果好。在120℃,0.1MPa热压处理5min,再用胰蛋白酶水解,胰蛋白酶添加量为:8000NPU/g,作用1.5h,此时可溶出62%蛋白,纯度为90%。经改性后的米渣蛋白的溶解性、乳化性和起泡性都得到了改善。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 引言  7-11
  1.1 大米蛋白的制备  7-8
  1.2 米渣脱脂  8-9
  1.3 大米蛋白结构和性质  9
  1.4 大米蛋白的改性  9-10
  1.5 立题意义  10
  1.6 主要研究内容  10-11
2 实验材料与方法  11-17
  2.1 实验材料  11
  2.2 仪器与设备  11
  2.3 实验方法  11-17
    2.3.1 原料基本成分测定  11
    2.3.2 米渣蛋白纯化  11-13
    2.3.3 米渣蛋白中蛋白与糖结合性质研究  13
    2.3.4 高温液化对大米蛋白的影响  13-14
    2.3.5 米渣蛋白结构性质研究  14-15
    2.3.6 米渣蛋白改性  15-17
3 结果与讨论  17-37
  3.1 米渣基本成分的分析  17
  3.2 米渣蛋白纯化  17-23
    3.2.1 乳化剂脱脂  17-21
    3.2.2 脱脂米渣脱糖  21-23
  3.3 米渣蛋白中蛋白与糖结合性质研究  23-25
    3.3.1 凝胶色谱  23-24
    3.3.2 Schiff 染色  24
    3.3.3 糖与蛋白结合方式的研究  24-25
  3.4 高温液化对大米蛋白的影响  25-27
    3.4.1 高温液化过程中各种蛋白含量的变化  25-26
    3.4.2 高温液化过程中大米蛋白氨基酸分析  26-27
  3.5 米渣蛋白结构和性质的研究  27-30
    3.5.1 凝胶色谱  27
    3.5.2 SDS-PAGE 电泳  27-28
    3.5.3 氨基酸分析  28-29
    3.5.4 二硫键和巯基的测定  29
    3.5.5 二级结构分析—CD 光谱  29-30
    3.5.6 羰基含量分析  30
    3.5.7 蛋白溶解性的测定  30
  3.6 米渣蛋白的改性  30-37
    3.6.1 酶制剂的选择  30-31
    3.6.2 酶反应动力学的研究  31-33
    3.6.3 双酶反应及不同物理预处理对蛋白溶解度的影响  33
    3.6.4 热压预处理对酶反应进程的影响  33-34
    3.6.5 蛋白水解曲线  34
    3.6.6 不同水解度对蛋白功能性质的影响  34-37
论文主要结论  37-38
致谢  38-39
参考文献  39-44
作者攻读硕士学位期间发表的论文  44

米渣蛋白纯化及改性研究

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