大豆蛋白质组成对其提取率的影响

论文摘要

大豆中含有约40%的蛋白质和20%的油脂，是最主要的植物蛋白、植物油及其他微量活性成分来源。大豆种子中的主要蛋白质组成主要为贮藏蛋白，但近年来的研究发现其中还应包括覆盖于种子油体表面的膜蛋白。大豆分离蛋白（SPI）就是最主要的大豆蛋白制品之一，其蛋白质组成以7S和11S为主，蛋白含量高达90%以上。本研究主要探讨了大豆中4种主要贮藏蛋白组分及油体膜蛋白组成对其提取率的影响，并对大豆分离蛋白生产工艺进行了适当改进。首先以2种蛋白含量不同，相同工艺条件下分离蛋白提取率相差较大的大豆豆粕为原料，分析了其中主要的贮藏蛋白组成。通过2S、7S和11S分别提取称重的分析方法，发现高蛋白豆粕中7S和11S总含量高于低蛋白豆粕，同时高蛋白豆粕中大分子蛋白组分的含量也略高于低蛋白豆粕。经分析，分离蛋白主要组分在传统二次碱提工艺下提取不充分残留于豆渣中未提出，是高蛋白大豆豆粕分离蛋白提取率低的主要原因。其次利用植物油体提取及纯化技术及透射电子显微镜技术，对比分析了4个品种的大豆种子油体膜蛋白含量及其亚基的溶解性。发现油体膜蛋白的含量与种子油脂含量无关，但与蛋白质含量整体呈现正相关。大豆油体大小及形状取决于种子脂质含量与油体膜蛋白含量的比值。高蛋白大豆含有较多的油体膜蛋白，但膜蛋白的34kDa、24kDa、18kDa及17kDa四个亚基整体来讲溶解性较差，特别是34kDa和17kDa亚基的溶解性最差。这也是膜蛋白含量较高的高蛋白大豆制取分离蛋白提取率低的原因之一。然后文章研究了豆粕中的亲脂性蛋白-磷脂结合物对大豆分离蛋白提取率的影响。发现2种豆粕中的油体膜蛋白含量基本相同，但高蛋白豆粕产品中的脂质含量明显偏低，说明其中磷脂与亲脂性蛋白结合物溶解的较少，而磷脂结合蛋白的疏水性使该类蛋白的溶解性更差，最终影响到高蛋白豆粕的分离蛋白提取率较低。最后结合工厂实际生产情况对原碱溶酸沉工艺条件进行了优化。正交试验优化的结果是最佳二次碱提工艺为：温度45℃、萃取时间25min、料液比1:10、萃取pH8.4。车间试验显示该工艺条件下，二次萃取后高蛋白和低蛋白豆粕残渣蛋白分别降低了4%和2%。实验室针对高蛋白豆粕开发了新的制取工艺。研究表明新工艺通过两次粉碎三次碱提萃取可使残渣蛋白降至19.68%，有效提高了SPI提取率。利润计算表明，工艺的改进能有效提高工厂的经济效益。通过研究，本文得出了大豆蛋白组分对其提取率的影响因素，其中不仅包括贮藏蛋白组分的不同，还包括膜蛋白以及亲脂性蛋白-磷脂结合物的含量等，研究结果及为提高分离蛋白提取率进行的工艺改进有利于高蛋白大豆豆粕的工业化生产利用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 大豆资源及其加工利用概况
• 1.1.2 豆粕加工及其利用
• 1.1.3 大豆蛋白质的组成
• 1.1.4 大豆分离蛋白组成及功能性质利用
• 1.1.5 大豆分离蛋白产业回顾
• 1.1.6 大豆油体及相关膜蛋白
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 影响大豆分离蛋白得率的国外研究进展
• 1.2.2 影响大豆分离蛋白得率的国内研究进展
• 1.3 本研究的目的和内容
• 1.4 本课题创新点
• 第二章 不同产地大豆豆粕分离蛋白提取率的研究
• 2.1 试验仪器和材料
• 2.1.1 试验材料和试剂
• 2.1.2 试验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 原料豆粕化学成分检测方法
• 2.2.2 SPI 的制取方法
• 2.2.3 SPI 提取率的测定方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 原料测定结果
• 2.3.2 不同产地豆粕对分离蛋白提取率的影响
• 2.3.3 SPI 产品蛋白质含量及 NSI 的的测定结果
• 2.4 本章小结
• 第三章 大豆贮藏蛋白组成对分离蛋白提取率的影响
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 试验原料和试剂
• 3.1.2 试验仪器
• 3.2 研究内容和方法
• 3.2.1 原料豆粕化学成分检测方法
• 3.2.2 大豆蛋白组分的分离
• 3.2.3 大豆蛋白亚基的 SDS-PAGE 分析
• 3.2.4 大豆豆粕的 TEM 观察
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 原料成分测定结果
• 3.3.2 大豆蛋白组分组成测定结果
• 3.3.3 大豆蛋白组分电泳分析
• 3.3.4 大豆豆粕的 TEM 观察结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 大豆油体膜蛋白对分离蛋白提取率的影响
• 4.1 材料与试剂、仪器
• 4.1.1 原料
• 4.1.2 试剂与仪器装置
• 4.2 实验方法
• 4.2.1 大豆原料化学成分测定方法
• 4.2.2 大豆油体的制取
• 4.2.3 大豆油体膜蛋白的提取
• 4.2.4 大豆油体成分分离
• 4.2.5 大豆油体成分测定
• 4.2.6 大豆油体的制取
• 4.2.7 大豆油体的制取
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 大豆种子原料成分测定
• 4.3.2 油体主要成分对油体尺寸及形状的影响
• 4.3.3 油体膜蛋白含量与种子脂质及蛋白质含量的关系
• 4.3.4 大豆油体膜蛋白亚基溶解性对分离蛋白提取率的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 豆粕中磷脂-膜蛋白结合物对分离蛋白提取率的影响
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 实验原料及试剂
• 5.1.2 仪器设备
• 5.2 实验方法
• 5.2.1 实验原料化学成分测定及 SPI 的制取
• 5.2.2 蛋白质组分的分离
• 5.2.3 SDS-PAGE
• 5.2.4 脂质含量测定
• 5.2.5 磷脂各组分的测定
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 原料成分测定结果
• 5.3.2 大豆蛋白组分测定结果
• 5.3.3 大豆蛋白电泳分析
• 5.3.4 磷脂主要组分分析
• 5.3.5 磷脂对蛋白质提取的影响
• 5.4 本章小结
• 第六章 提高大豆分离蛋白提取率的工艺改进
• 6.1 试验材料和仪器
• 6.1.1 实验材料
• 6.1.2 试验仪器
• 6.2 试验方法
• 6.2.1 原料产品化学成分检测方法及 SPI 制取方法
• 6.2.2 SPI 提取工艺条件优化实验
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 原料成分测定结果
• 6.3.2 SPI 提取工艺条件优化单因素分析
• 6.3.3 SPI 提取工艺条件优化的正交实验分析
• 6.3.4 不同制取方法对分离蛋白提取率的影响
• 6.4 本章小结
• 结论
• 存在的问题与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历