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核桃粕蛋白超声辅助提取及其过程的原位实时监测技术研究

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核桃粕蛋白超声辅助提取及其过程的原位实时监测技术研究

作者：邸红艳江苏大学

学位级别：硕士

核桃粕,由核桃压榨制油产生,含有丰富的核桃蛋白,是一种优质的食品原料。但由于蛋白的提取与加工技术的研究尚不够深入,导致这一优质蛋白资源没有应有的开发利用。为此,本文将现代超声波技术和微型光纤近红外光谱技术引入核桃粕蛋白的... 详细信息

核桃粕,由核桃压榨制油产生,含有丰富的核桃蛋白,是一种优质的食品原料。但由于蛋白的提取与加工技术的研究尚不够深入,导致这一优质蛋白资源没有应有的开发利用。为此,本文将现代超声波技术和微型光纤近红外光谱技术引入核桃粕蛋白的提取研究,目的在于提高提取效率、实现提取过程的精准监控。主要研究内容及结论如下:(1)核桃粕蛋白的超声辅助提取技术研究:这部分研究的目的在于提高蛋白的提取效率。为此,利用六频狭缝状和五频S型超声波设备进行了核桃粕蛋白超声辅助提取的比较研究,考察超声工作模式和提取参数对蛋白得率、纯度,以及二者加权综合评分(Y)的影响。结果表明,S型超声波工作模式优于狭缝状超声波,最优的频率组合是20和28 kHz双频。在最优工作模式下,对超声参数进行单因素及正交优化试验,得出最佳超声辅助提取参数为:超声功率密度120W/L、提取时间30 min、料液温度55℃,料液比1:25 g/mL、料液pH 9.0。在此条件下,蛋白得率可达71.00%,纯度可达72.69%,Y值可达71.68%。相对于未超声组(传统碱提组),提取时间缩短了50%,蛋白得率和纯度分别提高了7.30%和4.79%,综合评分Y提高了6.29%。表明超声波在缩短核桃粕蛋白提取时间方面表现出明显的优势。(2)超声辅助提取过程中核桃粕蛋白结构的变化研究:这部分的研究目的是为了探讨超声波强化蛋白提取的机理。为此,本文利用傅里叶变换红外光谱仪、荧光分光光度计、扫描电镜等技术手段,研究了超声波工作时间和功率密度对核桃粕蛋白分子结构(α螺旋、β转角、β折叠、无规则卷曲、巯基、二硫键和表面疏水性)和表面微观形态的影响。结果表明:超声辅助提取可以使核桃粕蛋白结构变得松散,氢键作用力减弱,使蛋白从有序结构向无序结构转变,造成β转角和无规则卷曲相对含量增加,α螺旋和β折叠相对含量降低。且随着提取时间的延长和超声强度的增加,核桃粕蛋白空间结构遭到破坏,二硫键断裂,导致巯基含量不断增加。与此同时,蛋白质发生变性,疏水性基团不断暴露于分子表面,导致疏水性不断增加(30 min时达到最大)。但提取时间过长又会造成蛋白质分子重新聚集,导致重新形成二硫键及疏水性降低。扫描电镜结果同样表明相对于传统碱提,适度的超声波处理可以使蛋白破碎更细,比表面积更小,更有利提取的进行。从上述超声波对蛋白结构的影响结果可以看出,适度的超声波处理有利于蛋白质的溶出。(3)蛋白结构变化与提取得率之间定量关联模型的建立:这部分研究目的是支撑下一步光谱监测模型的建立。为此,本文用皮尔森相关系数分析、主成分分析和逐步回归分析等方法,对超声辅助提取过程中核桃粕蛋白结构与提取效果指标的相关性进行了研究。皮尔森相关性分析结果表明:核桃粕蛋白的巯基含量与蛋白得率之间极显著正相关(p蛋白质得率变化的主要原因。主成分分析结果表明:三个主成分累积方差贡献率可达84.684%,能基本反应原来变量的全部变化信息。其中第一主成分为β折叠、β转角、无规则卷曲和疏水性,第二主成分为α螺旋和巯基,第三主成分为二硫键。经过逐步回归分析,建立的蛋白得率与巯基含量方程为y(蛋白得率)=24.715+4.711X(巯基含量),R=0.966,表明了“巯基”是影响核桃粕蛋白超声辅助提取得率的“特征结构”,该方程为进一步建立核桃粕蛋白超声辅助提取过程的智能监控模型提供了理论支持。(4)核桃粕蛋白超声辅助提取过程中巯基含量原位实时监测技术研究:本文利用微型光纤近红外光谱仪,建立了核桃粕蛋白超声辅助提取过程中蛋白结构的原位实时监测系统以及光谱采集方法。对超声辅助提取过程中采集到的光谱进行了标准正态变换(SNV)、多项式卷积平滑处理(SG)、一阶导数(1Der)和二阶导数(2Der)四种方法的预处理,通过比较相关系数(Rc和Rp)和均方根误差值(RMSECV和RMSEP),筛选出最佳的通过结构预测巯基含量的预处理方法。在最佳预处理方法下利用偏最小二乘法(PLS)、区间偏最小二乘法(iPLS)、联合区间偏最小二乘法(Si-PLS)三种方法进行建模,筛选出最优建模方法。结果显示,最佳预处理方法为SG,最佳建模方法为Si-PLS。此建模方法下巯基结构的最佳波段为946.946018.601 nm、1103.101174.448 nm、1490.646561.283 nm、1950.876020.772 nm,模型的Rc、Rp和RMSECV、RMSEP值分别为0.9736、0.9342和0.446、0.807μmol/L。该模型的建立为工业化生产中提取过程智能化系统的设计提供了技术支撑。

关键词：核桃粕蛋白超声辅助提取蛋白结构近红外光谱在线原位监测

核桃粕蛋白提取工艺优化及其酶解产物活性研究

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天津中医药 2019年第1期36卷 87-92页

作者：薛南南房康张玥辉陈萌王辉张欣钰吴高荣郭文博贾晓慧王鹏龙雷海民北京中医药大学中药学院北京102488

[目的]利用响应面法优化核桃粕蛋白提取工艺,并评价其木瓜蛋白酶解物的体外抗氧化活性,为核桃粕后续开发利用提供参考价值。[方法]采用碱溶酸沉法,以蛋白提取率为响应值,结合单因素及响应面实验探讨氢氧化钠(NaOH)浓度、液料比、提取温... 详细信息

[目的]利用响应面法优化核桃粕蛋白提取工艺,并评价其木瓜蛋白酶解物的体外抗氧化活性,为核桃粕后续开发利用提供参考价值。[方法]采用碱溶酸沉法,以蛋白提取率为响应值,结合单因素及响应面实验探讨氢氧化钠(NaOH)浓度、液料比、提取温度及时间对核桃粕蛋白提取率的影响,优化核桃粕蛋白提取工艺,并利用体外抗氧化实验评价了木瓜蛋白酶解物的活性。[结果]响应面法优化的核桃粕蛋白提取工艺为:80∶1的0.04%NaOH溶液、65℃下提取1 h,平行实验的结果为36.01%,与预测值35.27%较接近,说明该工艺真实可靠、简单可行。核桃蛋白木瓜蛋白酶解物具有一定的清除DPPH、OH自由基及还原能力,可为后续的核桃粕保健食品开发与工业化生产提供方法及参考意义。[结论]优化了一种核桃粕蛋白提取工艺,并为核桃粕的综合开发及利用提供了重要的参考价值。

关键词：核桃粕蛋白提取工艺优化酶解产物活性

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超声辅助提取核桃粕蛋白的工艺研究

超声辅助提取核桃粕蛋白的工艺研究

中国食品科学技术学会第十五届年会

作者：邸红艳马海乐叶晓非朱莉萍陆敏江苏大学食品与生物工程学院

基于核桃粕资源浪费严重,核桃粕蛋白不能被充分利用的现状,研究了不同工作模式的超声处理对核桃粕蛋白提取效果的影响。以蛋白得率和纯度为指标,在传统碱提的基础上,利用六频狭缝式超声波设备和五频S型超声波设备,对核桃粕进行处理,得... 详细信息

基于核桃粕资源浪费严重,核桃粕蛋白不能被充分利用的现状,研究了不同工作模式的超声处理对核桃粕蛋白提取效果的影响。以蛋白得率和纯度为指标,在传统碱提的基础上,利用六频狭缝式超声波设备和五频S型超声波设备,对核桃粕进行处理,得到最优的超声波处理模式;并采用单因素和正交方法对超声处理参数进行优化。结果表明最优的超声工作模式为20/28kHz,最佳超声处理参数为功率密度120W/L,超声时间30min,超声温度55℃,料液比1:25,pH 9。在最优条件下,蛋白得率为71.00%,相对于未超声组（传统碱提）的60.59%提高了17.18%;纯度为72.69%,相对于未超声组的67.87%提高了7.10%,与传统碱提方法相比,五频S型超声波设备辅助碱提方法更省时,核桃粕蛋白得率及纯度更高,适用于核桃蛋白的提取。

关键词：核桃粕蛋白超声提取正交分析

来源： cnki会议评论

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核桃粕中蛋白提取工艺的优化

食品科学 2014年第18期35卷 40-46页

作者：赵见军张润光马玉娟王小纪封斌奎张有林李龙柱陕西师范大学食品工程与营养科学学院陕西西安710062 西安市林业技术推广中心陕西西安710003 陕西大统生态产业开发公司陕西西安710065

以冷榨核桃粕为原料,研究核桃粕中蛋白提取工艺及优化。采用超声波辅助提取核桃粕中蛋白,在单因素试验的基础上,进行正交试验及Box-Behnken试验设计,通过比较、分析确定核桃粕蛋白最佳提取工艺及其优化方法。结果表明,响应面法较正交试... 详细信息

以冷榨核桃粕为原料,研究核桃粕中蛋白提取工艺及优化。采用超声波辅助提取核桃粕中蛋白,在单因素试验的基础上,进行正交试验及Box-Behnken试验设计,通过比较、分析确定核桃粕蛋白最佳提取工艺及其优化方法。结果表明,响应面法较正交试验更好的对核桃粕中蛋白提取工艺进行了优化,各因素对蛋白提取率的影响次序为碱溶pH值>液料比>超声温度>超声时间,超声功率150 W时,核桃粕蛋白最佳提取工艺为超声时间60 min、超声温度48℃、液料比25:1(mL/g)、碱溶pH 8.7,pH 5.0时进行沉淀,此条件下核桃粕蛋白质的提取率达69.62%。

关键词：核桃粕正交试验响应面法核桃粕蛋白优化

核桃饼粕蛋白提取、多肽制备条件优化及其酶解液的抗氧化性研究

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食品工业科技 2020年第11期41卷 151-157页

作者：马雅鸽张希杨婧娟舒云鹏赵声兰云南中医药大学中药学院云南昆明650500

本研究以去除多酚的核桃粕为原料,利用均匀试验优化核桃粕碱溶性蛋白提取条件,利用二次通用组合旋转设计优化双酶法制备核桃粕多肽制备条件,结合项目组前期建立的模拟胃肠道消化体系及模拟胃肠道消化体系+混合乳酸菌两种体系,制备核桃... 详细信息

本研究以去除多酚的核桃粕为原料,利用均匀试验优化核桃粕碱溶性蛋白提取条件,利用二次通用组合旋转设计优化双酶法制备核桃粕多肽制备条件,结合项目组前期建立的模拟胃肠道消化体系及模拟胃肠道消化体系+混合乳酸菌两种体系,制备核桃粕蛋白酶解液,采用体外实验对比三种体系制备核桃粕蛋白酶解液的抗氧化活性。核桃粕蛋白质最佳提取条件为:提取溶液的pH11、料液比为1∶21(g/mL)、提取温度65℃、提取时间70 min,提取2次,在此条件下提取液蛋白含量为221.6233 mg/g。双酶法制备核桃粕多肽工艺条件分为两个阶段,第一阶段胃蛋白酶酶解阶段,其最佳条件为:底物质量浓度为1 g/100 mL、pH2.4、加酶量为133.53 U/g、温度为40℃、时间139 min,在此条件下酶解,核桃粕多肽酶解液水解度25.90%;第二阶段胰蛋白酶酶解阶段,其最佳条件为:加酶量800 U/g、温度20℃、pH为6、酶解时间240 min,在此条件下酶解,核桃粕多肽酶解液的水解度为35.57%。三种酶解液的总抗氧化能力VC当量值分别为:双酶酶解液0.0516 mg/mL,体外模拟胃肠道消化酶解液0.0634 mg/mL、体外模拟胃肠道消化+混合乳酸菌酶解液0.0411 mg/mL,用双酶、体外模拟胃肠道消化、体外模拟胃肠道消化+混合乳酸菌三种体系制备的核桃粕蛋白酶解液均具有抗氧化性活性,而双酶法制备的核桃粕酶解液具有较强的抗氧化活性。

关键词：核桃粕蛋白核桃粕多肽工艺优化模拟体外消化抗氧化性

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核桃蛋白凝胶形成及其凝胶特性研究

核桃蛋白凝胶形成及其凝胶特性研究

作者：谢为峰新疆农业大学

学位级别：硕士

核桃在新疆的特色干果中占有十分重要的地位,经榨油后,会残留很多残渣,里面含有大量的蛋白资源,未经合理利用的这些蛋白,造成资源的浪费,为了改变这一现状,促进核桃蛋白凝胶新产品的研发,文章以核桃粕蛋白为原料,采用单因素和响应面的方... 详细信息

核桃在新疆的特色干果中占有十分重要的地位,经榨油后,会残留很多残渣,里面含有大量的蛋白资源,未经合理利用的这些蛋白,造成资源的浪费,为了改变这一现状,促进核桃蛋白凝胶新产品的研发,文章以核桃粕蛋白为原料,采用单因素和响应面的方法,分别考察了盐类、酸类和酶类三种类型凝固剂对核桃粕蛋白凝胶沉淀量的影响。根据核桃粕蛋白凝胶的持水性及质构特点等指标,分别从每类凝固剂中优选一种较好的凝固剂,并进行凝胶条件包括凝固剂浓度、蛋白浓度、凝胶时间、凝胶温度等因素对核桃粕蛋白凝胶影响的优化以及核桃粕蛋白凝胶的规律变化的影响。具体结果如下:1.盐类凝固剂经过筛选和优化,最终确定了盐类凝固剂结晶氯化钙对核桃粕蛋白凝胶的效果最好,核桃粕蛋白凝胶最优凝固工艺条件为:结晶氯化钙浓度为4%、蛋白浓度为10%的核桃粕蛋白液经80℃加热处理30 min后,核桃粕蛋白凝胶沉淀量最高达9.2 ml。2.酸类凝固剂经过筛选和响应面优化,最终确定了酸类凝固剂GDL对核桃粕蛋白凝胶的效果最好,核桃粕蛋白凝胶最优凝固工艺条件为:葡萄糖酸内酯浓度为1.6%、蛋白浓度为10%的核桃粕蛋白液经80℃加热处理30 min后,核桃粕蛋白凝胶沉淀量最高达6.1 ml。3.酶类凝固剂经过筛选和响应面优化,最终确定了酶类凝固剂中性蛋白酶对核桃粕蛋白凝胶的效果最好,核桃粕蛋白凝胶最优凝固工艺条件为:中性蛋白酶的浓度为中性蛋白酶添加量为1.6%、蛋白浓度为12%、凝胶时间为40 min、凝胶温度为50℃,此时核桃粕蛋白凝胶沉淀量达到最大5.1 ml。4.通过对上述三种不同凝固剂优化后产生的凝胶,进行理化指标测定、质构测定以及SDS-PAGE电泳,对三种类型的核桃粕蛋白凝胶进行比对,分析不同处理方式的凝胶固形物的凝胶特性与其机理成因的关系。

关键词：核桃粕蛋白凝固剂凝胶凝胶条件