米糠蛋白的提取、酶解及其功能特性研究

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米糠是我国极具开发潜力的可再生农副产品,其中蛋白质以高营养、低过敏性的独特性质,已成为世界上公认的优质植物蛋白质资源。为增加可利用植物蛋白种类和米糠原料的附加值,本文采用Osborne法连续提取米糠蛋白,依次获得米糠清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白,通过单因素试验和正交试验分别对四种蛋白的提取工艺进行优化,确定最佳提取工艺条件;以蛋白溶出率为指标,选取碱性蛋白酶分别对米糠清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白进行改性,利用单因素及响应面优化试验,确立最适酶反应体系;同时对改性前后四种蛋白的溶解性等功能特性进行测定和比较分析。主要研究结论如下:(1)米糠四种蛋白最佳提取工艺条件分别为:①料液比1:11,浸提时间2.25h,浸提温度45℃,清蛋白提取率62.83±0.04%;②料液比1:11,提取时间2.0h,提取温度52.5℃,球蛋白提取率为23.94±0.03%;③料液比1:10,乙醇浓度75%,搅拌时间2.5h,醇溶蛋白提取率为5.07±0.21%;④料液比1:6,搅拌时间3.0h,溶液pH9.5,谷蛋白提取率为21.82±0.08%。(2)米糠四种蛋白最适酶解条件分别为:①加酶量7000U.g-1蛋白,酶解pH10.19,酶解温度58.13℃和酶解时间2.26h,清蛋白溶出率理论值可达96.92%,实测值为94.54±0.24%;②底物浓度4.42%,酶解pH8.19,酶解温度52.08℃和酶解时间2.15h,球蛋白溶出率理论值可达89.64%,实测值为89.21±0.08%;③底物浓度4.94%,酶解pH8.25,酶解温度56.45℃和酶解时间100.8min,醇溶蛋白溶出率理论值可达38.21%,实测值为35.07±0.31%;④底物浓度28.85%,酶解pH10.76,酶解温度56.79℃和酶解时间2.58h,谷蛋白溶出率理论值可达51.46%,实测值为51.28±0.19%。(3)选取碱性蛋白酶对米糠四种蛋白分别进行改性,四种蛋白酶解产物的溶解性、乳化特性、起泡特性、持水性、吸油性与未经处理的样品均得到显著改善。主要结果如下:①溶解性:清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白的NSI值分别提高了22.93%、64.35%、113.85%、239.64%。②乳化特性:清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白的EA值分别提高了36.90%、93.81%、83.99%、76.12%;ES值分别提高了20.13%、36.47%、42.04%、26.86%。③起泡特性:清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白的FA值分别提高了1.4倍、1.4倍、1.3倍、1.5倍;FS值分别提高了25.41%、70.31%、68.27%、37.38%。④持水性:清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白的持水性分别提高了4.23倍、4.14倍、3.11倍、3.67倍。⑤吸油性:清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白的吸油性分别提高了2.10倍、1.98倍、1.82倍、2.09倍。结果表明,米糠四种蛋白水解产物的各功能性质均有显著改善,说明通过酶法改善米糠四种蛋白的溶解性等功能性质是可行的,具有很好的开发价值和应用前景。
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