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脱脂米糠联产植酸和蛋白酶解物研究

作　者: 张丙华
导　师: 张晖
学　校: 江南大学
专　业: 粮食、油脂及植物蛋白工程
关键词: 脱脂米糠植酸米糠蛋白酶解物精制功能性质
分类号: TS229
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本论文研究了脱脂米糠的综合利用。脱脂米糠提取植酸后利用蛋白酶酶解米糠中的蛋白质获得米糠蛋白酶解物(RBPH),同时研究了植酸的纯化、RBPH的精制和功能性质。首先采用酸浸法得到植酸提取液,综合考虑植酸提取率和蛋白损失率,利用Box-Benhnken中心组合试验和响应面分析,确定了植酸的最佳提取条件:pH3.9,液料比9︰1,提取时间4.4 h,提取温度50℃。在该工艺条件下植酸提取率达85.83%,蛋白质损失率为10.67%。利用碱沉淀法和D318型弱碱性阴离子交换树脂吸附洗脱分离纯化植酸。首先选择Ca(OH)2-氨水两步沉淀法沉淀植酸,沉淀pH 9.0。其次,使用D318型弱碱性阴离子交换树脂对植酸分离纯化,吸附洗脱条件分别为:吸附液pH2.5,流速1.0 mL/min、浓度10 mg/mL,NaOH洗脱液流速1.0 mL/min、浓度1.5 mol/L。在此条件下,植酸回收率达96%。最终植酸提取率为79.20%,纯度为94.72%。利用碱性蛋白酶和复合蛋白酶双酶分步酶解制备RBPH。利用Box-Benhnken中心组合试验和响应面分析,得出了制备RBPH的最佳工艺条件:碱性蛋白酶酶解条件pH9.0,温度60℃,酶添加量4000 NPU/g,时间1.8 h;复合蛋白酶酶解条件pH7.5,温度45℃,酶添加量3200 NPU/g,时间2 h。经双酶分步酶解提取,米糠中蛋白质提取率为79.12%,RBPH纯度为34.51%,水解度为23.34%。采用50 KDa超滤膜除去RBPH中的大分子杂质,并利用DA201-C大孔吸附树脂对RBPH进行分离纯化。确定了RBPH吸附洗脱的工艺条件:吸附液pH4.5,吸附流速0.5 mL/min,解吸流速1.0 mL/min。以不同浓度乙醇进行分级洗脱,得到了具有不同氨基酸组成和疏水值的RBPH(RBPH-25,RBPH-50,RBPH-75,RBPH-100),RBPH回收率为96.43%。RBPH的纯度从粗提物的34.51%升至60%~78%,RBPH得到了富集。同时,经精制后米糠中蛋白质最终提取率为66.42%。实验表明,RBPH各组分具有良好的乳化活性,并具有很强的抗氧化性和较好的降胆固醇活性。与大豆分离蛋白(SPI)相比,RBPH具有较好的乳化性,而且乳化稳定性较强,且25%组分在弱酸性和中性条件下具有最好的乳化性。而75%乙醇洗脱组分(RBPH-75)具有最高的抗氧化活性;RBPH各组分具有很强的DPPH自由基清除能力、抑制亚油酸自动氧化能力和还原能力,但螯合铁离子能力较差,在浓度为4 mg/mL时,螯合铁离子能力最高为20.38%。同时,对RBPH降胆固醇活性研究发现,RBPH具有一定的降胆固醇性质,其中RBPH-50和RBPH-75具有较高的降胆固醇活性,在10mg/mL时对胆固醇溶解抑制率最高可达48.53%。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 引言  7-11
  1.1 米糠的综合利用  7
  1.2 植酸的研究现状  7-8
    1.2.1 植酸的提取  7-8
    1.2.2 植酸的纯化  8
  1.3 米糠蛋白及其活性肽研究现状  8-10
    1.3.1 米糠蛋白及米糠蛋白酶解物(RBPH)的制备  8-9
    1.3.2 RBPH 的精制  9
    1.3.3 RBPH 的功能性质及生物活性  9-10
  1.4 立题依据  10
  1.5 论文研究内容  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  11-12
  2.3 实验方法  12-17
    2.3.1 原料基本成分测定  12
    2.3.2 植酸、米糠蛋白提取顺序的选择  12
    2.3.3 植酸的提取及纯化  12-13
    2.3.4 酶解米糠制备RBPH  13-14
    2.3.5 RBPH 的精制  14-15
    2.3.6 RBPH 的功能性质  15-16
    2.3.7 RBPH 氨基酸组成分析  16
    2.3.8 RBPH 分子量分布测定  16-17
3 结果与讨论  17-38
  3.1 脱脂米糠成分及植酸、米糠蛋白提取顺序的选择  17
    3.1.1 脱脂米糠基本成分分析  17
    3.1.2 植酸、米糠蛋白提取顺序的选择  17
  3.2 植酸的提取  17-20
    3.2.1 提取方式的选择  17-18
    3.2.2 植酸提取单因素结果与分析  18
    3.2.3 响应面优化植酸提取工艺结果  18-20
  3.3 植酸的纯化  20-22
    3.3.1 植酸沉淀工艺选择  20-21
    3.3.2 阴离子交换树脂静态吸附  21
    3.3.3 阴离子交换树脂动态吸附、洗脱  21-22
    3.3.4 732 型阳离子交换树脂脱盐及植酸产品质量  22
  3.4 RBPH 的制备  22-29
    3.4.1 高温和低温脱脂米糠蛋白分级比较  22-23
    3.4.2 提取植酸后脱脂米糠残渣成分分析  23
    3.4.3 蛋白酶的选择及组合  23-25
    3.4.4 双蛋白酶水解条件单因素结果与分析  25
    3.4.5 响应面优化双酶水解工艺结果  25-27
    3.4.6 优化工艺RBPH 水解度测定  27-28
    3.4.7 RBPH 成分、分子量及氨基酸组成分析  28-29
  3.5 RBPH 的精制  29-34
    3.5.1 RBPH 超滤处理  29-30
    3.5.2 RBPH 大孔吸附树脂处理  30-32
    3.5.3 精制后RBPH 成分、分子量及氨基酸组成分析  32-34
  3.6 RBPH 的功能性质  34-38
    3.6.1 RBPH 的乳化性和乳化稳定性  34
    3.6.2 RBPH 的抗氧化性  34-37
    3.6.3 RBPH 降胆固醇性质  37-38
论文主要结论  38-39
致谢  39-40
参考文献  40-44
附录  44-46
作者在攻读硕士学位期间发表论文  46

脱脂米糠联产植酸和蛋白酶解物研究

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