小米糠蛋白的酶法提取及性质研究

摘要

小米是我国重要的粮食作物，其生长周期短，适应范围广，富含多种营养物质，是一种优秀的谷物品种。小米糠是对小米进行加工后剩余的副产品，过去常被用作饲料或直接丢弃，然而研究证明，小米糠中同样含有大量的营养物质，包括蛋白质、脂肪、维生素等，对于小米糠中营养物质的研究已越来越受到人们的关注。小米糠产量大、价格低，具有较高的蛋白质含量，可以成为优秀的天然蛋白质来源。对于谷物蛋白的提取方法有很多种，包括超声等物理方法，以及酸碱提取等化学方法，其中，采用酶法提取蛋白质是一种安全有效的提取方式。酶法提取操作简单，反应温和，环境影响小，后期处理容易，能够更好的保持蛋白质的天然特性，在实际生产中具有良好的应用前景。
　　本研究以山西小米糠为原料，旨在对小米糠蛋白的性质进行初步探索，研究各种理化条件对小米糠蛋白功能特性的影响;采用酶法提取小米糠中的蛋白质，以响应曲面法和正交实验等手段优化蛋白质提取的工艺条件，为实际生产应用提供理论依据。具体研究结果如下:
　　1.测定小米糠中各种主要成分的含量，蛋白质含量达到了13.53％。提取小米糠中球蛋白、白蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白四种主要蛋白质，其中谷蛋白含量最高。氨基酸分析仪能够检测的17种氨基酸在四种蛋白中普遍存在，且球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白中谷氨酸含量最高，白蛋白中亮氨酸含量最高。通过SDS-PAGE方法分别测定了四种主要蛋白的分子量，球蛋白亚基的分子质量主要分布在120、85、50、23kD左右;谷蛋白亚基的分子质量主要分布在24kD;白蛋白的亚基分子质量分布主要在85、25、17kD。
　　2.筛选果胶酶作为提取用酶类，研究果胶酶的酶解温度、酶解时间、pH、酶添加量以及料液比对小米糠蛋白提取率的影响，采用部分析因实验和响应曲面法优化蛋白质提取条件。部分析因实验表明，酶解时间和料液比具有显著效应，通过最陡爬坡实验逼近最大响应区域后，以中心组合实验研究影响蛋白提取的主要因素，建立影响因素与响应值之间的回归方程，获得最佳提取条件为:酶解温度20℃（常温），酶解时间3.93h，pH4.7，酶添加量1000U每克小米糠，料液比1∶77。在最适条件下，蛋白质理论提取率为32.83％，实际测定结果符合预测值。
　　3.对于提取后剩余的小米糠残渣，采取乙醇浸提、丙酮沉淀的方法提取醇溶蛋白，以4因素3水平正交实验L9(34)优化醇溶蛋白提取条件。通过单因素实验，确定乙醇浓度、提取温度、浸提时间、料液比4个因素的高低水平，正交实验确定最优提取条件为乙醇浓度80％，提取温度40℃，浸提时间40min，料液比1∶12，在此条件下最高提取率为28.43％。
　　4.提取小米糠总蛋白，研究pH、温度、NaCl浓度等因素对小米糠蛋白功能特性的影响。小米糠蛋白等电点为pH3.5;蛋白吸水性在pH为等电点时最低，在50℃、NaCl浓度0.6mol/L时最大;蛋白吸油性随温度升高而减弱，在40℃加热40min时吸油能力最弱;蛋白溶解性在等电点附近时最低，随pH升高显著增大，随NaCl浓度升高呈先升后降趋势，最高值出现在NaCl浓度0.4mol/L处。
　　5.小米糠蛋白起泡性随pH值和温度升高呈先增后减趋势，在pH7.0、50℃时达到最高，这两个因素对起泡稳定性总体影响不大，稳定性随pH升高略有降低，随温度升高先增后减，最高点出现在70℃处。小米糠蛋白的乳化性及乳化稳定性随蛋白浓度的提高而提高，在蛋白浓度1.5％时达到最大;乳化性在碱性环境显著提高，乳化稳定性则在pH7.0时出现最大值;乳化性随NaCl浓度的提高先降后升，而乳化稳定性在NaCl浓度0.1-0.4mol/L之间缓慢上升，当浓度大于0.4mol/L时显著降低。

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摘要

第一章 文献综述

前言

1 小米糠的研究现状

1．1 小米糠膳食纤维

1．2 小米糠油

1．3 小米糠蛋白

1．4 小米糠维生素

2 蛋白的提取技术

2．1 物理、化学法提取蛋白

2．2 酶法提取

2．3 复合法提取

3 课题研究的内容和意义

参考文献

第二章 小米糠蛋白基本成分的分析及其氨基酸组成测定

1 材料和方法

1．1 材料和试剂

1．2 仪器与设备

1．3 实验方法

2 结果与分析

2．1 小米糠主要成分

2．2 小米糠中主要蛋白分析

3 讨论

4 本章小结

参考文献

第三章 小米糠蛋白提取条件优化

1 材料和方法

1．1 材料与试剂

1．2 仪器与设备

1．3 实验方法

2 结果与分析

2．1 小米糠蛋白提取率测定方法

2．2 酶法提取水溶性蛋白

2．3 醇溶蛋白提取条件的优化

3 讨论

4 本章小结

参考文献

第四章 小米糠蛋白性质的研究

1 材料和方法

1．1 材料和试剂

1．2 小米糠中总蛋白功能性质研究

2 结果与分析

2．1 吸水性

2．2 吸油性

2．3 起泡性和泡沫稳定性

2．4 溶解性

2．5 乳化性和乳化稳定性

3 讨论

4 本章小结

参考文献

全文总结

创新点

致谢