物理方法辅助酶法提取高温豆粕蛋白及对其特性的影响

作     者：韩竹涛 

作者单位：吉林大学 

学位级别：硕士

导师姓名：董周永

授予年度：2023年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083202[工学-粮食、油脂及植物蛋白工程] 083201[工学-食品科学] 

主      题：高温豆粕 蛋白质 酶法提取 超声波技术 低温等离子体技术 

摘      要：高温豆粕是大豆提油后的主要副产物,其中蛋白质约占40%～50%,营养丰富,且价格低廉,是提取蛋白的优质资源。但由于在提取过程中豆粕受高温处理,使其中蛋白变性严重,难以被提取利用,目前大部分被用作动物饲料,其余均被直接废弃,这不仅浪费资源,而且污染环境。如何对高温豆粕中的蛋白进行提取,成为亟待解决的关键问题。本研究以高温豆粕为原料,利用超声技术和低温等离子体技术辅助酶法对高温豆粕蛋白进行提取,并对其功能特性和结构进行研究,以期为高温豆粕的高值化利用提供有益参考。主要研究内容及结果如下:1.高温豆粕的脱脂工艺研究采用超声辅助甘油对高温豆粕进行了脱脂处理。以脱脂率为指标,分别考察了超声时间、温度、功率、甘油添加量和p H值对高温豆粕脱脂效果的影响。结果表明,较佳脱脂工艺参数为超声时间60 min,超声温度50℃,超声功率400 w,处理过程中p H值为8,甘油添加量为1.00%。该试验参数下脱脂率为90.93%,脱脂后的脂肪含量仅为0.77%,该方法不仅脱脂效果良好,而且简单易行、经济环保。2.高温豆粕蛋白酶法提取工艺研究以蛋白提取率和水解度为指标,从碱性蛋白酶、中性蛋白酶、风味蛋白酶、复合蛋白酶4种供试酶中,筛选出碱性蛋白酶为高温豆粕的最佳水解酶。采用单因素试验考察了碱性蛋白酶的添加量、底物浓度、酶解时间、酶解p H和酶解温度对蛋白提取率和水解度的影响。在单因素试验的基础上,以蛋白提取率为指标,通过Box-Behnken试验设计确定了碱性蛋白酶水解高温豆粕的最佳工艺参数,即酶添加量为5095 U/g,底物浓度为4.4%,p H值9.1,酶解温度39.8℃。在此工艺条件下得到的蛋白质提取率为70.03%。3.超声辅助酶法提取高温豆粕蛋白及对其结构与功能特性的影响研究在确定的最佳酶解工艺的基础上,采用超声波辅助酶法对高温豆粕蛋白进行了提取,并考察了超声辅助处理对高温豆粕蛋白提取率、功能特性及结构的影响。结果表明,超声辅助处理能够改变高温豆粕蛋白的二级结构含量及微观形貌,并改变了蛋白的空间构象,提高了其表面疏水性,从而使其功能性质得到了明显改善。经超声处理后高温豆粕蛋白的乳化活性、乳化稳定性、溶解度、起泡性和持油性,分别提高了48.13%、56.33%、19.04%、23.33%和13.67%。4.低温等离子体辅助酶法提取高温豆粕蛋白及对其结构与功能特性的影响研究在确定的最佳酶解工艺的基础上,采用低温等离子体辅助酶法对高温豆粕蛋白进行了提取,并分别考察了低温等离子体的功率、时间及进气量对高温豆粕蛋白提取率、功能特性及结构的影响。研究发现,低温等离子体辅助处理能够使得蛋白的亮度显著下降(P0.05),二级结构和表观形貌发生改变,其溶解度、乳化活性、乳化稳定性、起泡性和持油性均显著改善(P0.05),分别提高了9.09%、47.84%、50.78%、18.73%和37.85%。