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棉籽粕蛋白的制备及其性质研究

作　者: 潘晶
导　师: 张晖
学　校: 江南大学
专　业: 食品科学
关键词: 棉籽粕浓缩蛋白分离蛋白理化性质功能性质酶法改性
分类号: TQ936.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

我国是第一产棉大国,棉籽资源丰富,分布广泛。提油后的副产物——棉籽粕蛋白含量高,价格低廉,是一种急待开发利用的重要蛋白质资源。由于粕中棉酚的毒性限制,利用率低,先前研究主要集中在棉酚脱毒饲养动物方面,对棉籽粕蛋白的制备及性质研究相对较少。本论文以预榨浸出的高温棉粕为原料,系统研究了棉籽粕蛋白的生产,包括浓缩蛋白的制备及分离蛋白的提取,并对蛋白的理化功能性质进行较为全面的研究,以期为深度开发和利用棉籽粕资源提供更加有效的途径。首先,采用酶处理结合醇洗法制备棉籽浓缩蛋白。选用ViscozymeL、糖化酶对棉粕进行作用,再用乙醇溶液浸洗。研究表明,在添加糖化酶1600 U/g,ViscozymeL 0.60 fbg/g,液料比10,50℃条件下作用140 min后,再用70%乙醇溶液,液料比7,60℃醇洗2次,每次45 min,得到棉籽浓缩蛋白蛋白含量为64.39%。其次,采用碱提酸沉法提取分离蛋白。通过单因素和响应面优化确定最佳提取工艺为:pH11,液料比16.5,提取温度60℃,提取时间105 min,在此条件下碱提提取率为67.27%。经酸沉及冷冻干燥后提取率为56.02%,蛋白含量为86.16%。碱提残渣用碱性蛋白酶进一步水解,提取率为24.42%,产品蛋白含量62.12%。两步相加棉籽蛋白总提取率为91.69%。再次,对高温棉粕分离蛋白的理化功能性质进行了测定,并与从低温粕中提取蛋白的性质进行比较,以研究油脂提取过程中高温对蛋白质的影响。结果表明,棉粕蛋白氨基酸组成合理,除Lys含量稍低外,其他必需氨基酸均能满足FAO/WHO规定的2-5岁儿童推荐摄入量,经高温作用后Lys、Leu、Thr等含量有所降低。低温粕以清蛋白、球蛋白为主,经高温影响的高温粕则以球蛋白、谷蛋白为主。较低温粕蛋白,高温粕蛋白的羰基含量增大,表面疏水性增强。高低温粕提取蛋白的变性温度分别为87.27℃、92.73℃。SDS-PAGE电泳知棉粕蛋白主要有8条谱带,主要分子量为59.7 kDa和53.6 kDa。棉粕分离蛋白的功能性质较所购买的大豆分离蛋白的功能性质差。受pH、盐离子浓度、温度等环境因素影响较大,一定浓度的盐离子可改善蛋白的功能性质,尤其对低温粕提取蛋白的起泡性改善明显。棉籽蛋白在油脂压榨浸提过程中,受高温影响,部分变性,导致蛋白提取率、营养价值及功能性质均有所下降。最后,采用胰蛋白酶对高温棉粕分离蛋白进行酶法改性。研究发现,水解后蛋白溶解性增加,中性条件下,DH3.47时溶解度达88.10%,DH11.34达92.40%,相比酶解前溶解性增加67.70%;DH6.37时乳化活性最好,比原来提高了87.30%;起泡能力随着水解度的增大也逐渐增大,DH11.35时起泡性最好为170%,增加120%,起泡稳定性也较好。可见,适度的酶解可使棉粕蛋白的功能性质得到明显改善。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
1 引言  9-13
  1.1 棉籽粕概况  9
  1.2 棉籽粕的脱毒方法  9
  1.3 棉籽蛋白的营养价值  9-10
  1.4 棉籽蛋白的开发和应用  10
  1.5 近年来国内外棉籽蛋白研究进展  10-12
    1.5.1 浓缩蛋白的制备  10
    1.5.2 分离蛋白的提取分离  10-11
    1.5.3 蛋白理化和功能性质  11
    1.5.4 蛋白酶法水解  11-12
  1.6 立题背景和意义  12
  1.7 研究内容和目的  12-13
2 实验材料与方法  13-19
  2.1 主要材料与试剂  13
  2.2 仪器与设备  13
  2.3 实验方法  13-19
    2.3.1 原料基本成分的测定  13
    2.3.2 棉籽浓缩蛋白的制备  13-14
    2.3.3 分离蛋白的提取制备  14-16
    2.3.4 蛋白质理化性质的测定  16-17
    2.3.5 蛋白质功能性质的测定  17-18
    2.3.6 蛋白质的酶法改性  18-19
3 结果与讨论  19-39
  3.1 棉籽粕基本成分分析结果  19
  3.2 棉籽浓缩蛋白的制备  19-23
    3.2.1 酶的筛选  19-20
    3.2.2 酶解反应单因素实验结果与分析  20
    3.2.3 响应面优化酶解工艺的结果  20-22
    3.2.4 醇洗因素对浓缩蛋白纯度的影响  22
    3.2.5 产品的基本成分及氨基酸组成  22-23
  3.3 棉籽分离蛋白的提取制备  23-27
    3.3.1 棉籽蛋白的酸沉等电点  23
    3.3.2 碱法提取蛋白质单因素实验结果与分析  23-24
    3.3.3 响应面优化碱法提取蛋白工艺的结果  24-25
    3.3.4 不同提取方式对棉粕蛋白提取率和纯度的影响  25-26
    3.3.5 碱提残渣蛋白酶提取的结果  26-27
  3.4 棉粕分离蛋白理化和功能性质研究  27-34
    3.4.1 高低温棉粕提取蛋白主要成分分析  27
    3.4.2 棉籽粕蛋白质的组分分级  27
    3.4.3 棉粕的蛋白溶出率  27-28
    3.4.4 氨基酸的组成及其分析评价  28-29
    3.4.5 热稳定性的分析  29
    3.4.6 羰基含量及疏水性的变化  29-30
    3.4.7 棉粕蛋白分子量分布  30
    3.4.8 溶解性  30-31
    3.4.9 持水性和持油性  31-32
    3.4.10 起泡性和泡沫稳定性  32-33
    3.4.11 乳化性和乳化稳定性  33-34
  3.5 高温粕分离蛋白的酶法改性研究  34-39
    3.5.1 蛋白酶的选择  34-35
    3.5.2 灭酶处理时间的选择  35
    3.5.3 SDS-PAGE 电泳结果  35-36
    3.5.4 不同水解度对溶解性的影响  36
    3.5.5 不同水解度对乳化特性的影响  36-37
    3.5.6 不同水解度对起泡特性的影响  37-39
论文主要结论  39-40
致谢  40-41
参考文献  41-45
附录  45

棉籽粕蛋白的制备及其性质研究

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