美拉德反应对大麦蛋白热稳定性的研究

论文摘要

酿造大麦是啤酒生产最重要的原料，大麦中的蛋白质对麦芽与啤酒的质量起着重要的作用，其中大麦蛋白的热稳定性对啤酒泡沫的形成和稳定均具有重要的作用。国内外的研究表明，通过美拉德反应能够有效地改善蛋白质的功能特性。本论文主要研究美拉德（Maillard）反应对大麦蛋白热稳定性的影响，试图从理论上研究大麦蛋白的耐热机理。论文为蛋白质的改性提供了理论参考，具有良好的学术意义。论文详细研究了美拉德反应对大麦蛋白热稳定性的影响。以复合物的热稳定性为指标，通过对糖的筛选，确定葡萄糖为大麦蛋白美拉德反应过程中的糖基供体，同时结合复合物接枝程度、褐变程度及体系pH变化，通过单因素实验确定了大麦蛋白-葡萄糖美拉德反应的最佳工艺条件为：大麦蛋白-葡萄糖质量比1:1，反应pH9.0，反应温度90℃，反应时间40min。此时复合物的接枝度为23.5%，复合物的热稳定性最佳。根据大麦不同蛋白组分溶解特性依次提取了其中的水溶、盐溶、醇溶和碱溶蛋白组分，并分别进行美拉德反应。分析了四种蛋白改性前后的热稳定性变化以及四种蛋白的分布情况。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）结果显示，反应后的水溶蛋白和盐溶蛋白复合物的热稳定性明显高于反应前，并发现在120℃时LTP的热稳定性明显高于分子量40KDa的蛋白。对复合物的结构进行了分析。由荧光分析结果可知，复合物在激发波长347nm，发射波长425nm处有最大荧光强度，符合美拉德反应产物的荧光特征，从而确定美拉德反应的发生。傅里叶红外（FTIR）分析证明了大麦蛋白是以共价键的结合形式引入了葡萄糖分子。SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）结果显示，美拉德反应后，复合物在分离胶顶部出现新的高分子量的谱带，蛋白分子的亚基发生了一定的变化。热变性温度（DSC）变化分析说明反应前后在结构和组成上可能有较大差异。由氨基酸成分分析结果表明:赖氨酸、脯氨酸及精氨酸均与葡萄糖发生了美拉德反应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 酿造大麦蛋白质的构成
• 1.1.1 酿造大麦蛋白质的分类
• 1.1.2 蛋白质 Z （Antigen-1）
• 1.1.3 脂质转运蛋白 LTP1
• 1.1.4 酶抑制剂
• 1.1.5 醇溶贮藏蛋白
• 1.2 大麦蛋白质对产品质量的影响
• 1.2.1 蛋白质对麦芽质量的影响
• 1.2.2 蛋白质对啤酒浑浊的影响
• 1.2.3 蛋白质对啤酒泡沫的影响
• 1.2.4 蛋白质对啤酒色度和风味的影响
• 1.3 美拉德反应的研究进展
• 1.3.1 美拉德反应的机理
• 1.3.2 美拉德反应影响因素的研究
• 1.3.3 大麦蛋白-糖湿热反应的研究
• 1.4 本论文研究的主要意义、目的和内容
• 1.4.1 本论文研究的主要意义和目的
• 1.4.2 本论文研究的主要内容
• 第二章 大麦蛋白-糖美拉德反应的研究
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 仪器设备
• 2.1.3 方法
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 不同糖种类对美拉德反应的影响
• 2.2.2 不同 pH 值控制方法对复合热稳定性的影响
• 2.2.3 不同 pH 环境对美拉德反应的影响
• 2.2.4 大麦蛋白/葡萄糖不同质量比对美拉德反应的影响
• 2.2.5 不同反应温度对美拉德反应的影响
• 2.2.6 不同反应时间对美拉德反应的影响
• 2.2.7 对照样接枝度、褐变程度及体系 pH 变化
• 2.2.8 响应面法对大麦蛋白-葡萄糖反应条件的优化
• 2.2.9 响应面直观分析
• 2.2.10 验证性实验
• 2.3 小结
• 第三章 不同组分大麦蛋白-葡萄糖美拉德反应的研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 仪器设备
• 3.1.3 方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 四种大麦蛋白-葡萄糖美拉德反应过程中 pH 的变化
• 3.2.2 四种大麦蛋白-葡萄糖美拉德反应过程中自由氨基酸含量的变化
• 3.2.3 四种大麦蛋白-葡萄糖美拉德反应过程中褐变程度的变化
• 3.2.4 四种大麦蛋白-葡萄糖美拉德反应过程中荧光强度的变化
• 3.2.5 复合物的热稳定性分析
• 3.2.6 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳（SDS-PAGE）的结果分析
• 3.3 小结
• 第四章 大麦蛋白-葡萄糖复合物的结构分析
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 仪器设备
• 4.1.3 方法
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 荧光光谱分析
• 4.2.2 傅立叶红外光谱分析
• 4.2.3 SDS-聚丙烯凝胶电泳（SDS-PAGE）分析
• 4.2.4 热变性温度（DSC）分析
• 4.2.5 氨基酸分析
• 4.3 小结
• 第五章 结论及展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间参与的科研项目及成果
• 致谢