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水相酶法同步提取冷榨花生饼中蛋白质和花生油的研究
作 者: 何东平
导 师: 张声华
学 校: 华中农业大学
专 业: 农产品贮藏与加工
关键词: 冷榨花生饼 碱提 酶解 花生蛋白 花生油 功能特性 花生油品质 花生超细粉 花生多肽
分类号: TS224
类 型: 博士论文
年 份: 2006年
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内容摘要
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花生是我国主要的油料作物之一，制油是花生的主要用途，而制油后的花生饼一般都作为饲料，花生蛋白资源没有得到充分利用，通过酶解可以大大提高其营养价值和商业价值。本研究主要探讨水相酶法同步提取冷榨花生饼中蛋白质和花生油的新技术、花生冷榨过程特征、产物的理化品质、花生多肽的制备分离与分析、以及花生超细粉工艺与品质评价的研究等，为开发利用花生、冷榨花生饼提出了新途径。主要研究内容及结果如下：1水相酶法同步提取冷榨花生饼中蛋白质和花生油1．1花生冷榨过程与基本特性研究以花生油料为研究对象，探讨分析了植物油料在冷态压榨过程中的基本特性及变化规律、冷态压榨下整粒花生仁和碎粒花生仁的出油压力与出油应变、出油率、应力-应变关系、实际压缩比等问题。建立了花生油料出油率与压榨压力的经验公式、应力-应变经验公式和实际压缩比理论计算模型。1．2水相酶法处理冷榨花生饼水相酶法处理冷榨花生饼同步提取花生蛋白和花生油，即在水介质中碾磨花生冷榨饼，调整分散体系的pH值，用中性蛋白酶酶解，经离心分离后得到乳油和蛋白质水解产物，乳油经过破乳得到花生油。以pH、酶解温度、酶解时间、加酶量为单因素进行了单因素酶解研究，再以水解度为响应值对酶解条件进行响应面分析，得到最佳工艺条件为：pH6.7、反应温度50℃、酶解时间2.5 h、加酶量为6500u／g底物。冷榨花生饼出饼温度≤60℃，残油6.83％，冷榨花生饼中蛋白质含量≥55％，通过水相酶法最终产品花生蛋白质水解物纯度为89.94％，花生蛋白质得率为48.85％。1．3水相酶法提取的蛋白质产物的理化特性相同条件下，花生水解蛋白的乳化性、乳化稳定性、起泡性、吸油性和持水性和花生碱提蛋白相比都有所改善。提升幅度乳化性高达11.1％、乳化稳定性37.3％、起泡性34.0％、吸油性0.039(g／g)及持水性1.324(g／g)，更适合于肉制品和乳制品等食品加工中。花生水解蛋白比花生碱提蛋白泡沫的稳定性稍差些，下降了4.6％。这可能是因为酶解作用，使水解蛋白的粘度较低，液膜强度小，从而使泡沫稳定性下降。1．4水酶法提取的花生油品质分析通过比较分析水酶法提取的花生油和水代法提取的花生油的理化性质和脂肪酸组成，水相酶法提取的花生油与现代的水代法和机榨法生产的花生油相比，它们之间没有多大区别，均符合国家花生油标准GB 1534-2003；其中按水相酶法提取的花生油，产品质量好，出油率高，按其加工工艺和方法生产的花生油避免了与有机溶剂的接触，不存在花生油中残留溶剂的问题，确保花生油的食用安全性。2花生多肽的制备及纯化用AS1.398中性蛋白酶酶法水解花生蛋白制备营养性花生多肽。本研究对影响花生蛋白水解得花生多肽的各种影响因素，如酶制剂的筛选，酶解工艺参数等进行了系统研究。通过正交实验，得到最佳工艺参数是pH值7.0、温度42℃、加酶量6500U／g原料、酶水解时间8h、料液比1：8(w／v)。用AS1.398蛋白酶水解得到花生肽粗品，运用超滤装置中5KD中空纤维膜组件截取分子量范围5KD以下的组分、用葡聚糖凝胶层析分离得到2个活性峰，经含尿素的SDS-PAGE凝胶电泳显示为单一的谱带，分子量范围在6.5KD和2KD左右。再通过3KD中空纤维膜组件截取样品分子量范围3KD以下的组分，经过用葡聚糖凝胶层析和SDS-PAGE凝胶电泳分析得到1个活性峰，分子量在2KD左右。运用柱前衍生技术对多肽进行了氨基酸组成分析，借以了解多肽的一级结构，为深入结构分析和功能研究奠定基础。3花生超细粉生产工艺及其性质的研究食用冷榨花生饼经超细粉碎加工生产的花生超细粉由于粒度小、白度白、糊化性能良好，其食品加工性质发生了很大的变化。花生粗粉主要以大于100目的颗粒存在，颗粒粗于标准面粉(120目)，花生超细粉则比标准面粉细(小于140目)。花生超细粉由于粒度细，摩擦角大(56.7°)，流动性变差。花生超细粉糊化温度降低，糊化完全，回生慢，因此，花生超细粉能替代面粉制作各种食品。
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全文目录
摘要 10-13
ABSTRACT 13-17
缩略语表 17-18
第一章 前言 18-32
1 花生的生产现状 18
2 花生与花生油的营养成分 18-23
2.1 花生是经济作物及食、油两用作物 21
2.2 花生含有丰富的蛋白质 21-22
2.3 花生油的主要脂肪酸 22-23
3 花生油生产工艺的发展 23-24
4 冷榨花生饼的特点与综合利用 24-25
5 水相酶法同步提取冷榨花生饼中蛋白质和花生油 25-27
5.1 花生蛋白的提取技术 25-26
5.2 水相酶法同步提取冷榨花生饼中蛋白质和花生油 26
5.3 水相酶法工艺的效果评价 26-27
6 花生蛋白、花生多肽和花生油的品质评价 27-29
6.1 花生水解蛋白的功能特性研究 27
6.2 水相酶法提取的花生油品质分析 27
6.3 花生超细粉生产工艺及其性质的研究 27-28
6.4 花生多肽的制备及纯化 28-29
7 本课题研究意义与研究内容要点 29-32
7.1 本课题研究意义 29
7.2 本课题研究内容要点 29-30
7.2.1 水相酶法提取冷榨花生饼中蛋白质和花生油 29-30
7.2.2 花生多肽的制备和纯化 30
7.2.3 花生超细粉生产工艺及其性质的研究 30
7.3 本课题创新点 30-32
7.3.1 花生冷榨过程与基本特性研究 30-31
7.3.2 水相酶法同步提取冷榨花生饼中蛋白质和花生油 31
7.3.3 水相酶法工艺提取的蛋白质产物的理化特性 31
7.3.4 水相酶法提取的花生油品质分析 31-32
第二章 水相酶法同步提取冷榨花生饼中蛋白质和花生油 32-70
1 材料与方法 32-44
1.1 实验材料 32
1.2 主要化学试剂 32-33
1.3 实验仪器与设备 33-34
1.4 实验方法 34-44
1.4.1 花生冷榨过程与基本特性研究 34-39
1.4.1.1 花生的冷态压榨试验 35-36
1.4.1.1.1 试验材料 35
1.4.1.1.2 试验装置 35-36
1.4.1.2 花生出油压力、出油应变试验 36-37
1.4.1.3 花生出油率试验 37
1.4.1.4 花生应力-应变试验与实际压缩比模拟模型 37
1.4.1.4.1 应力-应变试验 37
1.4.1.4.2 花生实际压缩比试验 37
1.4.1.5 花生流变试验 37
1.4.1.6 低温冷榨花生实践 37-39
1.4.1.6.1 低温冷榨花生油同步提取蛋白的工艺流程图 38
1.4.1.6.2 低温冷榨工艺过程 38-39
1.4.2 采用水相酶法从冷榨花生饼同步提取花生蛋白和花生油 39-41
1.4.2.1 水相酶法同步提取冷榨花生饼中蛋白质和花生油的工艺 39-40
1.4.2.1.1 酶解花生蛋白液的单因素实验 39-40
1.4.2.1.1.1 加酶量对水解度的影响 39
1.4.2.1.1.2 pH对水解度的影响 39
1.4.2.1.1.3 酶解温度对水解度的影响 39
1.4.2.1.1.4 酶解时间对水解度的影响 39-40
1.4.2.1.2 酶解花生蛋白溶液的响应面分析 40
1.4.2.2 冷榨花生饼成分测定 40
1.4.2.2.1 冷榨花生饼水分含量的测定 40
1.4.2.2.2 冷榨花生饼粗蛋白含量的测定 40
1.4.2.2.3 冷榨花生饼蛋白质得率的测定 40
1.4.2.2.4 冷榨花生饼粗脂肪含量的测定 40
1.4.2.2.5 冷榨花生饼灰分含量的测定 40
1.4.2.3 酶活力测定 40-41
1.4.2.4 水解度的测定 41
1.4.3 水相酶法中蛋白质分离产物的理化特性 41-43
1.4.3.1 碱提蛋白的提取工序 41
1.4.3.2 水相酶法中蛋白质分离产物的提取工序 41
1.4.3.3 蛋白质分离产物的理化特性 41-43
1.4.3.3.1 乳化性与乳化稳定性 41-42
1.4.3.3.1.1 乳化性 42
1.4.3.3.1.2 乳化稳定性 42
1.4.3.3.2 起泡性和泡沫稳定性 42
1.4.3.3.3 吸油性 42-43
1.4.3.3.4 持水性 43
1.4.4 水酶法提取的花生油品质分析 43-44
1.4.4.1 过氧化值的测定 43
1.4.4.2 油脂酸值的测定 43
1.4.4.3 透明度的测定 43
1.4.4.4 色泽的测定 43
1.4.4.5 加热试验 43
1.4.4.6 水分及挥发物 43
1.4.4.7 不溶性杂质 43
1.4.4.8 花生油的脂肪酸成分分析 43-44
2 结果与分析 44-68
2.1 花生冷榨过程与基本特性研究 44-55
2.1.1 花生冷态压榨过程 44-45
2.1.2 花生出油压力、出油应变试验结果 45
2.1.3 花生出油率试验结果与分析 45-46
2.1.4 花生应力—应变试验结果与分析 46
2.1.5 油料压榨过程应力—应变模型与模拟 46-48
2.1.6 花生实际压缩比理论计算模型 48-50
2.1.7 花生蠕变试验结果与分析 50-51
2.1.8 低温提取花生蛋白及花生油技术与传统工艺技术分析 51
2.1.9 产品性能分析 51-55
2.1.9.1 低温压榨花生油质量Q/FHS001-2005技术标准 51-52
2.1.9.2 低温压榨一级花生油检测指标与技术标准比较分析 52-53
2.1.9.3 花生蛋白粉质量Q/FHS002-2005技术标准 53-54
2.1.9.4 低温提取花生蛋白粉检测指标与技术标准比较分析 54-55
2.2 水相酶法同步提取冷榨花生饼中蛋白质和花生油 55-60
2.2.1 冷榨花生饼的主要成分 55
2.2.2 酶解条件对水解度的影响 55-57
2.2.2.1 加酶量对水解度的影响 55-56
2.2.2.2 pH对水解度的影响 56
2.2.2.3 酶解温度对水解度的影响 56
2.2.2.4 酶解时间对水解度的影响 56-57
2.2.3 酶解花生蛋白的响应面试验数据分析 57-60
2.2.3.1 优化实验结果的计算与分析 58
2.2.3.2 最佳参数的验证实验 58
2.2.3.3 响应面分析 58-60
2.3 水相酶法中蛋白质分离产物的理化特性 60-65
2.3.1 乳化性和乳化稳定性 60-61
2.3.2 起泡性和泡沫稳定性 61-63
2.3.3 吸油性 63-64
2.3.4 持水性 64-65
2.4 水相酶法提取的花生油品质分析 65-68
2.4.1 花生油的理化指标分析 65-68
2.4.2 花生油的脂肪酸成分分析 68
3 小结 68-70
3.1 花生冷榨过程与基本特性研究 68
3.2 水相酶法同步提取冷榨花生饼中蛋白质和花生油 68-69
3.3 水相酶法中蛋白质分离产物的理化特征 69
3.4 水相酶法提取的花生油品质分析 69-70
第三章 花生多肽的制备及纯化 70-81
1 材料与方法 70-77
1.1 实验材料 70
1.2 主要化学试剂 70-71
1.3 实验仪器与设备 71-72
1.4 实验方法 72-75
1.4.1 酶活力的测定 72
1.4.2 蛋白质水解度的测定 72
1.4.3 三氯乙酸(TCA)可溶性氮测定 72
1.4.4 花生肽的制备工艺流程 72-73
1.4.5 多肽粗品的预处理 73-74
1.4.5.1 离心 73
1.4.5.2 粗滤 73
1.4.5.3 超滤 73-74
1.4.5.3.1 膜材料的选择 73
1.4.5.3.2 超滤纯化花生多肽 73-74
1.4.6 冷冻干燥 74
1.4.7 凝胶层析分离花生多肽 74-75
1.4.7.1 凝胶的处理 74
1.4.7.2 装柱 74
1.4.7.3 平衡 74
1.4.7.4 加样与洗脱 74
1.4.7.5 收集与测定 74-75
1.4.8 多肽SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳 75
1.4.8.1 电泳贮存液的配制 75
1.4.8.2 胶的制备 75
1.4.8.3 样品缓冲液的制备及样品的处理 75
1.4.8.4 电泳 75
1.5 花生多肽的氨基酸分析 75-77
1.5.1 多肽的水解 76
1.5.2 氨基酸的测定 76-77
1.5.2.1 洗脱液配制 76
1.5.2.2 DABS-AA的衍生制备 76
1.5.2.3 HPLC分离分析 76-77
2 结果与分析 77-80
2.1 SEPHADEX G-25凝胶层析分析结果 77
2.2 SDS-PDGE凝胶电泳分析 77-79
2.3 花生多肽的氨基酸分析 79-80
3 小结 80-81
第四章 花生超细粉技术及其特性研究 81-95
1 材料与方法 81-84
1.1 实验材料 81
1.2 实验仪器和设备 81-82
1.3 实验方法 82-84
1.3.1 花生超细粉生产工艺流程 82
1.3.2 品质分析 82-83
1.3.2.1 粒度测定 82
1.3.2.2 摩擦角的测定 82-83
1.3.2.3 白度实验 83
1.3.2.4 糊化性质实验 83
1.3.3 花生超细粉煎饼工艺流程 83
1.3.4 产品检测方法 83
1.3.5 花生超细粉粗细度的确定 83
1.3.6 原辅料配方设计和最佳工艺参数的选择 83-84
2 结果与分析 84-94
2.1 花生超细粉粒度 84-85
2.2 花生粗粉粒度 85
2.3 花生超细粉摩擦角测定结果 85-86
2.4 花生超细粉白度测定结果 86
2.5 花生超细粉糊化性质测定结果 86-91
2.6 花生粉的粒度对煎饼的影响 91
2.7 花生超细粉煎饼配方和最佳工艺参数的确定 91-93
2.8 质量要求 93
2.9 实验结果分析 93-94
2.9.1 粒度分布 93-94
2.9.2 粒度分析 94
2.9.3 流动性分析 94
2.9.4 白度分析 94
2.9.5 糊化性质分析 94
3 小结 94-95
第五章 结论 95-97
参考文献 97-102
致谢 102-103
附录一 图表目录(按先后顺序排列) 103-106
附录二 2003年-2006年攻读博士学位期间发表的相关论文、成果及专利 106-109
附录三 花生油检验报告 109-114
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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 食品工业 > 食用油脂加工工业 > 制油工艺
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