酶法及离子液体双水相提取分离菜籽粕蛋白质的研究

摘要

我国蛋白资源相当有限,而菜籽蛋白作为全价优质植物蛋白,若能将大量廉价的菜籽蛋白转化为优质食品蛋白源,这将具有重要社会和经济意义。在传统水相法的基础上,酶解法增加了酶水解过程,能有效提高菜籽蛋白提取率。离子液体双水相作为一种全新的高效绿色分离体系,具有无毒、安全、快速、简便等优点,备受学术界及产业界的重视。本文以高温菜籽粕为原料,采用多酶法与碱提酸沉法结合提取菜籽粕粗蛋白,研究了离子液体/盐双水相体系的相行为,并应用[Bmim]Cl/K2HPO4体系于从菜籽粗蛋白中分离提纯菜籽蛋白,具体研究内容如下：
　　(1) 采用多酶解法与碱提酸沉法相结合的新工艺提取菜籽粕蛋白质。考察了不同酶及其用量对菜籽蛋白提取率的影响,并用L9(34)正交试验优化得到了多酶酶解的最优工艺条件：多酶为α-淀粉酶与纤维素酶的混合酶,且加入量为纤维素酶45 U/g、α-淀粉酶90 U/g,温度50℃,pH 9.0,料液比1∶10；在此最优条件下的验证实验所得蛋白质提取率为98.96%,蛋白质得率为25.37%,粗蛋白产品蛋白质含量为76.50%,形态为浅黄色无特殊气味的细晶粒及粉末固体；同时还考察了超声辅助酶法提取菜籽蛋白质,且此工艺最优条件为：超声温度为50℃,超声时间为2 h,超声频率为100 HZ,超声方式为均间隙方式操作,蛋白得率为28.56%,产品蛋白含量为82.22%,说明超声辅助酶解法有利于蛋白质提取率的提高；
　　(2) 通过采用浊度法实验测定得到了30 ℃下K2HPO4在亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐([Bmim]Cl)水溶液中的溶解度曲线,使用回归法得到了溶解度曲线经验方程并关联,关联度较高(相关系数 >0.99),同时绘制了[Bmim]Cl/K2HPO4三元体系的相图,建立了一种测定[Bmim]Cl/K2HPO4双水相体系的液液相平衡数据测定方法及实测了该体系的相平衡数据,最后还研究了温度对该体系相图的影响；
　　(3) 建立了[Bmim]Cl/K2HPO4双水相体系分离纯化菜籽蛋白的新方法,考察了在该双水相体系中离子液体浓度、盐浓度及蛋白质浓度、pH 值对菜籽蛋白提取率的影响；并通过L16(45)正交优化试验得到了该体系分离纯化菜籽蛋白的最佳工艺条件：[Bmim]Cl 浓度为 350 mg/mL、K2HPO4浓度为 150 mg/mL、菜籽蛋白浓度为 70.0 mg/L、pH 6.8。验证实验结果表明在此最佳条件下菜籽蛋白的提取率达到99.1%；
　　(4) 测定了产品的溶解度、持水性、乳化性与乳化稳定性、起泡性与泡沫稳定性以及其氨基酸组成等功能特性,结果表明,在偏离等电点区域菜籽蛋白具有良好的功能特性,且氨基酸种类齐全,配比均衡,其中必需氨基酸含量高达44.52%。

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第一章 文献综述

1.1引言

1.2菜籽饼粕的研究概述

1.3菜籽饼粕中蛋白质的提取方法研究进展

1.4离子液体双水相体系及其应用研究进展

1.5离子液体双水相萃取蛋白质机理及其应用研究

1.6本论文研究内容与目的意义

1.7工艺流程图

第二章 酶解法提取菜籽蛋白的研究

2.1引言

2.2器材与方法

2.3结果与讨论

2.4本章小结

第三章 [Bmim]Cl/K2HPO4双水相体系相图绘制及其相平衡的测定

3.1引言

3.2器材与方法

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第四章 [Bmim]Cl/K2HPO4双水相体系提取分离菜籽蛋白的研究

4.1引言

4.2器材与方法

4.3结果与讨论

4.5本章小结

第五章 菜籽蛋白功能特性的测定

5.1引言

5.2器材与方法

5.3结果与讨论

5.4本章小结

主要结论

参考文献

附录

致谢

攻读硕士期间发表论文