山核桃饼粕蛋白质提取纯化工艺及其功能特性的研究

摘要

山核桃(Caryc.cathyensisSarg)属坚果类果实，含油率高，营养价值丰富，果仁中含有多种矿物质元素。特别是山核桃蛋白含量较高，18种氨基酸种类齐全，且8种必须氨基酸含量合理，长期食用，可预防心脑血管疾病和癌症，降低血脂，是营养丰富无污染的绿色食品。目前，对于山核桃的利用除了直接加工食用外，部分用于油脂榨取，而压榨后的山核桃饼粕的综合利用研究报道甚少。为了使原料得以充分利用，提升山核桃的附加值，本文以宁国山核桃饼粕为原料，研究山核桃蛋白质的提取，纯化，脱色及其蛋白质的功能特性，为山核桃饼粕的综合利用和新产品开发提供技术依据。本论文的主要结果如下：
　　 1.确定提取山核桃蛋白的最优工艺参数。首先对浸提方式、时间、料液比、碱提pH、碱提温度和酸沉pH进行了单因素试验，得出对山核桃蛋白提取率影响较大的因素是碱提pH、料液比、碱提温度。由此设计3因素3水平的二次正交旋转组合试验设计，以优化山核桃蛋白的提取条件，确定碱提pH、料液比、碱提温度的零水平分别为8.5、1:25、55℃。
　　 2.根据二次正交旋转组合设计实验，建立了以蛋白质浸出率为目标函数的数学模型，通过交互作用分析，得出碱提pH对浸出率影响最显著，其次是碱提温度和料液比。根据模型预测，获得山核桃蛋白的最优提取工艺条件为：pH9.0、料液比1:25、碱提温度为57℃，在此条件下山核桃蛋白的提取率为56.88％。响应值和各因素的相关回归模型为：
　　 Y=52.39425+3.25832X1+0.84180X2+1.56694X3-0.36754X12-0.93853X22-1.82772X32-0.38875X1X2-0.11375X1X3-0.36625X2X3
　　 3.研究了山核桃蛋白质纯化和脱色的条件。通过酶法去杂，水洗等工艺对蛋白质进行纯化，确定了加酶处理、水洗温度、水洗次数对纯度的影响。结果表明，加α-淀粉酶处理，在40℃水洗两次可提高蛋白质纯度。通过添加活性炭，高岭土，抗坏血酸，过氧化氢等对蛋白质进行脱色处理表明，高岭土的脱色效果最好，脱色率达到70％以上，脱色后颜色明显变浅，溶液更加澄清，且蛋白质损失率控制在10％左右，因此选取低添加量的高岭土对山核桃蛋白进行脱色处理。
　　 4.研究了山核桃蛋白质的功能特性，包括氨基酸含量，溶解度，持水性，吸油性，乳化性、起泡性及粘度等。结果表明，利用山核桃饼粕提取的蛋白中氨基酸种类齐全，氨基酸含量高低、排列次序与山核桃果仁蛋白具有一致性。同时，山核桃蛋白同样具有良好的功能特性。溶解度在等电点附近最低，在偏离等电点的酸性或碱性条件下，溶解度逐渐增大；持水力受温度，pH值影响，在50℃达到最大值，在pH值为5时持水能力最差，偏离等电点时持水力逐渐增大；吸油性在50℃最低，偏离50℃时吸油性逐渐上升；乳化及乳化稳定性在等电点附近最低，在偏离等电点的酸性或碱性条件下逐渐增大；起泡性在等电点附近最低，泡沫稳定性最好；黏度随温度的升高呈下降趋势。