反胶束法萃取竹豆蛋白的研究

【摘要】：竹豆(Bamboo bean)属于一年生草本豆类植物,既可以作为粮食,也可兼用为绿肥和饲料等。每年可以开发利用的竹豆籽粒高达数百万吨。竹豆籽粒中蛋白质含量较为丰富,且具有较高的营养价值。目前,蛋白的提取方法主要是碱溶酸沉法,提取过程中需要使用大量的酸和碱,容易使蛋白质发生变性的同时,也会造成不同程度的环境污染。然而,本文采用的反胶束萃取技术具有安全、简单、无污染和蛋白萃取纯度高的特点,通过研究竹豆的营养成分,分析其萃取蛋白的功能性质和二级结构,为竹豆蛋白深入应用于食品加工工业提供了理论依据,实现了农产品副产物的有效增值。本论文的主要结论如下:1.本文以东北竹豆为原料,对其主要组成成分进行测定,发现竹豆中的蛋白质含量为18.7%,脂肪含量为0.64%,水分含量为11.9%,灰分含量为3.67%,淀粉含量为60.73%。同时,竹豆氨基酸含量较为丰富,其中,必需氨基酸含量为8.58%,非必需氨基酸12.02%;检测到的14种脂肪酸,包括9种饱和脂肪酸和5种不饱和脂肪酸,亚油酸与棕榈酸含量最高。另外,竹豆中含有的钾、钙、镁等矿物质元素相比于其他豆类含量较高。2.通过单因素试验、响应面试验优化反胶束法萃取竹豆蛋白的工艺参数,确定最佳的提取工艺参数如下:二辛基琥珀酸磺酸钠(AOT)浓度0.08mol/L、KCl溶液浓度0.1mol/L、KCl溶液pH值8.0、萃取时间60min、加入豆粉量0.500g、W0为25、温度49℃,此工艺条件下竹豆蛋白的前萃取率为86.19%;KCl溶液浓度0.58mol/L、KCl溶液pH值9.50、KCl溶液加入量1.0mL时,为竹豆蛋白后萃取最佳工艺条件,竹豆蛋白后萃取率为77.53%,此时,反胶束萃取竹豆蛋白得率为66.82%。3.通过DSC测得竹豆蛋白的变性温度为54.5℃,其变性焓为3.52 J/g;单因素实验分析可知,pH在4左右时,竹豆分离蛋白的溶解度最低,pH值达到12时,溶解性最高;竹豆蛋白表面疏水性为98.53%,吸水性和吸油性分别为3.53和1.35;起泡性为70.03%,乳化性为1.344,且乳化稳定性良好。4.通过傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和圆二色性光谱(CD)对蛋白质二级结构进行测定,结果表明,竹豆蛋白含有大量的折叠(33.14%-35.19%)及无规则卷曲结构(30.25%-31.84%),其次是少量转角(18.52%-20.14%)、螺旋结构(13.675-14.86%)。激光显微拉曼光谱结果显示,在酰胺I区域中,竹豆蛋白吸收峰主要有α螺旋、β折叠和无规卷曲。在酰胺III中,主要有α螺旋和β折叠结构。