碱提对米渣分离蛋白结构与功能性质的影响及改性研究

摘要

米渣，大米糖化工业的副产物，蛋白含量高、资源丰富。碱法提取米渣中的蛋白不仅工艺成熟，而且能够促进淀粉与蛋白的分离，得到纯度较高的米渣分离蛋白。但高浓度的碱处理导致蛋白的结构发生改变，甚至生成有毒物质。本研究对不同碱浓度提取的米渣分离蛋白结构进行研究，确保分离蛋白的安全性。
　　米渣蛋白中含有大量谷蛋白，溶解性差，限制了米渣的应用范围。为了提高以乳化性为代表的米渣分离蛋白的功能性质，在确保分离方法安全的基础上，优化了琥珀酸酐酰基化和葡萄糖接枝反应这两种改性方法的工艺条件，扩大米渣蛋白的应用范围。并研究了这两种改性方法对米渣分离蛋白结构的影响。
　　对不同碱浓度提取的米渣分离蛋白的功能性质进行研究。结果表明，随着碱液浓度的增大，米渣分离蛋白溶解性及乳化性呈先上升后下降的趋势，而乳化稳定性呈逐渐下降的趋势，这可能与蛋白质降解，产生小分了量蛋白分子有关。当碱液浓度为0.03 mol/L时蛋白质起泡性最好，为21.67％。起泡稳定性随碱液浓度的增人呈下降趋势，变化不明显。
　　采用SDS-PAGE电泳、荧光探针、傅立叶红外光谱、圆二色谱、扫描电子显微镜、氨基酸分析及化学测定等方法分析不同碱浓度处理对米渣分离蛋白分子结构的影响。结果表明，0.03 mol/L是碱液提取米渣分离蛋白的安全浓度。当碱液浓度大于0.03 mol/L时，蛋白哑基带变浅、变窄，且出现条带从部分到全部消失的现象;蛋白分子结构开始变化，疏水小区暴露使表面疏水性增大;巯基与二硫键被破坏，含量降低明显;赖氨酸、半胱氨酸含量减少，说明碱处理有降解赖氨酸、半胱氨酸的作用，并可能生成有毒物质赖丙氨酸。碱处理米渣分离蛋白的傅立叶红外光谱和圆二色谱分析均表明，碱变性主要使蛋白α-螺旋结构向β-折叠结构转化。
　　对琥珀酸酐酰基化反应条件进行研究。研究了反应体系温度、pH值、反应时问、酰化剂添加量对酰化反应的影响。以酰化产物乳化性为指标，通过响应面法优化琥珀酰化米渣分离蛋白的改性条件，得到乳化性较好的产物。结果表明，琥珀酸酐添加量、反应温度、pH值对酰化反应均有显著影响。在反应时间为1h的情况下，琥珀酰化改性的最佳条件为温度36.24℃，pH8.57及琥珀酸酐添加量5.39％，在此条件下，琥珀酰化米渣分离蛋白的乳化性为5，551 m2/g，为未酰化米渣分离蛋白乳化性的2.64倍。并研究了酰化反应对米渣分离蛋白结构的影响。经酰化改性后，蛋白表面疏水性降低;红外光谱结果表明，与改性前相比，酰化产物的α-螺旋结构含量减少，β-折叠结构含量增加。
　　对湿法糖接枝反应条件进行研究。研究了反应体系温度、pH值、反应时间、蛋白/糖质量比对接枝反应的影响。以接枝复合物乳化性为指标，通过响应面法优化糖接枝米渣分离蛋白的改性条件，得到乳化性较好的产物。结果表明，在蛋白/糖质量比为1∶1的情况下，糖接枝改性的最佳条件为温度79.13℃，pH10.6及时间16 min，在此条件下，糖接枝复合物的乳化性为7，778 m2/g，为未接枝米渣分离蛋白乳化性的1.46倍。并研究了糖接枝改性对米渣分离蛋白结构上的影响。米渣分离蛋白糖接枝改性后，其结构发生变化，表面疏水性降低;米渣分离蛋白以共价键的形式引入糖分子;红外光谱结果表明，糖接枝复合产物的α-螺旋结构含量减少，β-折叠结构含量增加。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 米渣蛋白国内外研究现状

1．2．1 米渣简介

1．2．2 大米蛋白的营养价值

1．2．3 米渣的综合利用

1．3 米渣分离蛋白的提取

1．4 蛋白质碱变性研究

1．4．1 蛋白质变性

1．4．2 碱液处理对蛋白质结构影响的研究

1．5 米渣蛋白乳化性的研究

1．5．1 物理改性提高蛋白乳化性的研究

1．5．2 化学改性提高蛋白乳化性的研究

1．5．3 酶法改性提高蛋白乳化性的研究

1．5．4 基因工程改性提高蛋白乳化性的研究

1．6 本课题主要研究内容

第二章 不同碱浓度提取的米渣分离蛋白结构和功能性质研究

2．1 引言

2．2 试验材料与设备

2．2．1 原料

2．2．2 试剂

2．2．3 仪器与设备

2．3 试验方法

2．3．1 米渣常规成分测定

2．3．2 米渣氨基酸成分分析

2．3．3 米渣分离蛋白的制备

2．3．4 对不同碱浓度提取的米渣分离蛋白功能性质的研究

2．3．5 对不同碱浓度提取的米渣分离蛋白结构性质的研究

2．4 结果与分析

2．4．1 米渣中常规成分分析

2．4．2 米渣氨基酸成分分析

2．4．3 不同碱浓度提取的米渣分离蛋白功能性质的研究

2．4．4 不同碱浓度提取的米渣分离蛋白结构性质的研究

2．5 本章小结

第三章 琥珀酰化改性对米渣分离蛋白乳化性的影响

3．1 引言

3．2 试验仪器与设备

3．2．1 原料

3．2．2 试剂

3．2．3 仪器与设备

3．3 试验方法

3．3．1 米渣分离蛋白的制备

3．3．2 琥珀酸酐酰基化米渣分离蛋白的制备

3．3．3 改性产物乳化性测定

3．3．4 米渣分离蛋白琥珀酰化改性

3．3．5 对米渣分离蛋白琥珀酰化产物结构性质的研究

3．4 结果与分析

3．4．1 反应温度对琥珀酰化米渣分离蛋白乳化性的影响

3．4．2 反应时间对琥珀酰化米渣分离蛋白乳化性的影响

3．4．3 酰化剂添加量对琥珀酰化米渣分离蛋白乳化性的影响

3．4．4 反应pH对琥珀酰化米渣分离蛋白乳化性的影响

3．4．5 响应面分析优化酰化条件

3．4．6 响应面交互作用分析

3．4．7 最优酰化条件的确定与验证

3．4．8 对米渣分离蛋白琥珀酰化产物结构性质的研究

3．5 本章小结

第四章 葡萄糖接枝改性对米渣分离蛋白乳化性的影响

4．1 引言

4．2 试验材料与设备

4．2．1 原料

4．2．2 试剂

4．2．3 仪器与设备

4．3 试验方法

4．3．1 米渣分离蛋白的制备

4．3．2 米渣分离蛋白-糖共价复合物的制备

4．3．3 改性产物乳化性测定

4．3．4 米渣分离蛋白-糖共价复合物接枝度的测定

4．3．5 米渣分离蛋白-糖共价复合物褐变程度的测定

4．3．6 米渣分离蛋白葡萄糖接枝改性

4．3．7 对米渣分离蛋白糖接枝复合物结构性质的研究

4．4 结果与分析

4．4．1 反应时间对糖接枝米渣分离蛋白乳化性的影响

4．4．2 反应时间对糖接枝米渣分离蛋白接枝度与褐变程度的影响

4．4．3 反应温度对糖接枝米渣分离蛋白乳化性的影响

4．4．4 反应时间对糖接枝米渣分离蛋白接枝度与褐变程度的影响

4．4．5 葡萄糖添加量对糖接枝米渣分离蛋白乳化性的影响

4．4．6 葡萄糖添加量对糖接枝米渣分离蛋白接枝度与褐变程度的影响

4．4．7 反应pH对糖接枝米渣分离蛋白乳化性的影响

4．4．8 反应pH对糖接枝米渣分离蛋白接枝度与褐变程度的影响

4．4．9 响应面分析法优化糖接枝条件

4．4．10 响应面交互作用分析

4．4．11 量优糖接枝条件的确定与验证

4．4．12 对米渣分离蛋白糖接枝复合产物结构性质的研究

4．5 本章小结

第五章 工作总结及展望

5．1 工作主要内容总结

5．2 主要问题及展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位阶段发表的论文