[硕士论文] 花生分离蛋白磷酸化改性研究 [复制链接]

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硕士论文-花生分离蛋白磷酸化改性研究，共91页，40583字

摘 要

花生分离蛋白的加工功能性直接影响其在食品中的应用，本文采用三聚磷酸钠对花

生分离蛋白进行改性研究，通过单因素试验确定花生分离蛋白磷酸化改性条件，通过响

应面试验对花生分离蛋白改性进行条件优化和最佳条件模拟，并通过 SDS-PAGE、红外

光谱、氨基酸含量测定分析改性的机理。

采用碱溶酸沉法提取花生分离蛋白，通过单因素试验初步确定花生分离蛋白的提取

条件为：花生蛋白粉料液比为 1:11 (m/V)、碱浸提液 pH 值为 8.5、浸提温度为 30℃，

重复浸提两次，每次浸提 1.5h，酸沉 pH 值为 4.8，制取的花生分离蛋白纯度可达 90.21%，

蛋白质得率可达 65.7%。通过正交试验得出花生分离蛋白的最佳提取条件为：料液比为

1:10，碱液 pH 值为 8.5，浸提时间为 1.5h，温度为 35℃。验证试验证明在最佳条件下

经一次提取花生分离蛋白得率达到 33.05%，提取效果较好。

以氮溶解指数 NSI 为指标，通过单因素试验和响应面试验对花生磷酸化改性条件

进行优化。由单因素试验得出花生分离蛋白改性的最佳反应条件为：花生分离蛋白浓

度为 7%，三聚磷酸钠添加量为 7g/100gPr，反应 pH 值为 8.0，反应温度为 40℃，反应

时间为 3h。通过响应面优化花生分离蛋白进行磷酸化改性，得出最优试验回归方程为：

y=72.5-0.22X1+4.59X2+2.88X3+4.31X4+0.056X5+ 0.041X1X2+0.059X1X3+0.072X1X4 +

0.047X1X5-0.26X2X3-0.75X2X4+0.078X2X5-0.18X3X4-0.18 X3X5 +0.13X4X5-0.57X12-2.62

X22-0.27X32-2.67X42-0.42X52。响应面分析得到的花生分离蛋白磷酸化改性的最佳条件

为：三聚磷酸钠添加量为 7.77g/100gPr，花生分离蛋白浓度为 6.38%，反应温度为

44.85℃，反应体系 pH 值为 8.24，反应时间为 3.68h。得到的花生改性蛋白 NSI 最大值

为 77.74%。

三聚磷酸钠改性后的花生改性蛋白吸油性比花生蛋白原粉和花生分离蛋白分别提

高 33.3%和 14.3%，吸水性分别提高 25%和 150%，持水性分别提高 6.6%和 8.9%，溶解

性分别提高 27.8%和 55%，乳化性分别提高 227.5%和 13.4%，乳化稳定性相对花生蛋白

原粉的乳化稳定性没有提高，相对花生分离蛋白的乳化稳定性提高了 10.3%，起泡性分

别降低了 53.8%和 50%，泡沫稳定性相对花生蛋白原粉的降低了 12.9%，相对花生分离

蛋白的提高了 124%。经三聚磷酸钠改性后，花生分离蛋白的功能特性除了起泡性以外

都有不同程度的提高。

通过 SDS-PAGE 分析，花生分离蛋白改性前后分子量变化不大，说明在改性过程

中没有加入大分子量的基团，花生蛋白的大分子量空间结构没有发生聚合或分解。

采用硫酸铵分级沉淀法对花生蛋白组分进行分离，将试验得到的花生分离蛋白、花

生改性蛋白、花生球蛋白、改性的花生球蛋白、伴花生球蛋白、改性的伴花生球蛋白进

行红外光谱分析，对改性机理进行研究。

由红外光谱分析可以得出，花生分离蛋白在改性后引入了磷酸基团，并形成了新的

酰胺键，使酰胺Ⅱ带的吸收峰加强；且羟基的吸收峰减弱，说明羟基的数量减少，羟基

在反应中发生反应。

氨基酸含量变化分析结合氨基酸结构分析得出：花生球蛋白在改性前后丝氨酸、酪

氨酸、赖氨酸、组氨酸和脯氨酸的含量有明显的减少，伴花生球蛋白在改性前后苏氨酸、

酪氨酸、赖氨酸、组氨酸的含量有明显的减少。而这些氨基酸中含有活性羟基与活性氨

基，因此推断三聚磷酸钠可与花生分离蛋白中的丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、赖氨酸、组

氨酸和脯氨酸侧链活性基团上的羟基、氨基中的氧原子、氮原子结合，分别形成

-C-O-PO32-和-C-N-PO32-，从而引进大量的磷酸根基团，使蛋白质加工功能性得以改善。

关键词：花生分离蛋白；磷酸化；改性

目 录

摘要...... Ⅰ

Abstract................ Ⅱ

前言........ 1

1 课题研究目的意义............... 1

1.1 选题依据与背景................ 1

1.1.1 花生资源优势 1

1.1.2 花生加工业的发展......... 2

1.1.3 对优质蛋白的需求........ 2

1.1.4 花生蛋白的营养价值..... 3

1.1.5 花生蛋白功能性............. 3

1.2 研究意义........... 9

2 植物蛋白改性研究进展....... 9

2.1 改性机理........... 9

2.2 改性方法......... 10

2.2.1 物理改性...... 10

2.2.2 化学改性...... 11

2.2.3 酶工程改性.. 11

2.2.4 基因工程改性............... 12

2.3 蛋白质磷酸化. 12

3 花生蛋白改性国内外研究进展 .......... 13

4 主要研究内容.... 16

4.1 花生分离蛋白的制取...... 16

4.2 三聚磷酸钠对花生分离蛋白进行磷酸化改性  16

4.3 对花生蛋白进行改性效果分析 ....... 16

第一章 花生分离蛋白的制取............... 17

1.1 材料与方法..... 17

1.1.1 实验材料与仪器设备... 17

1.1.2 试验方法...... 17

1.2 结果与分析..... 18

1.2.1 花生蛋白粉成分........... 18

1.2.2 碱溶酸沉法单因素实验................ 18

1.2.3 碱溶酸沉法正交实验... 21

1.3 讨论 22

第二章 花生分离蛋白磷酸化改性单因素试验.... 23

2.1 材料与方法..... 23

2.1.1 实验材料与仪器设备... 23

2.1.2 试验方法...... 23

2.2 结果与分析..... 26

2.2.1 不同改性条件对磷酸化程度的影响 ............. 26

2.2.2 花生分离蛋白磷酸化改性对氮溶解指数 NSI 的影响.. 28

2.3 讨论 31

第三章 花生分离蛋白磷酸化改性响应面试验.... 32

3.1 材料与方法..... 32

3.1.1 实验材料与仪器设备... 32

3.1.2 试验方法...... 32

3.2 结果与分析..... 34

3.2.1 响应面分析实验结果表................ 34

3.2.2 响应面分析实验结果响应面与等高线图 ..... 35

3.2.3 模型的建立及其显著性检验 ........ 40

3.2.4 响应面试验花生分离蛋白磷酸化改性最佳条件 .......... 42

3.2.5 花生分离蛋白磷酸化改性效果 .... 44

3.3 讨论 48

第四章 花生分离蛋白磷酸化改性机理研究........ 49

4.1 材料与方法..... 49

4.1.1 实验材料与仪器设备... 49

4.1.2 试验方法...... 50

4.2 结果与分析..... 52

4.2.1 SDS-PAGE 电泳分析 ... 52

4.2.2 红外光谱分析............... 53

4.2.3 氨基酸分析.. 62

4.3 讨论 66

结论...... 68

参考文献............... 70

致谢...... 73

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