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低致敏大豆肽的制备及工厂设计

王艳  
【摘要】:大豆是一种具有很高营养价值的植物性食物。然而,大豆又是联合国粮农组织(FAO)认定的八大类过敏食品之一。大豆过敏会引起胃肠道紊乱、过敏性皮炎甚至休克和死亡。因此开发低致敏性大豆制品,对于保护大豆过敏患者的消费安全显得尤为重要。大豆加工制成豆芽,不仅可降低大豆中抗营养因子,同时还可显著提高其营养价值和营养成分的利用率。而酶水解法是一种较常用的蛋白改性方法,也被认为是降低食物致敏性最有效的加工方法。酶水解可以通过破坏大豆蛋白的一些致敏性表位,特别是构象性表位,从而引起大豆蛋白致敏性降低或消除。本论文以大豆为原料,将其加工成豆芽后,再分别利用单酶轻度酶解和双酶深度酶解制得低致敏大豆肽,并进行了工厂设计。研究工作包括:Alcalase蛋白酶轻度水解豆芽蛋白的工艺条件优化及其产物的理化性质和致敏性评估;双酶深度水解豆芽蛋白的工艺条件优化及其产物的理化性质和致敏性评估;低致敏大豆肽的工厂设计。研究的主要方法、结果和结论如下:1.采用单因素实验确定了Alcalase碱性蛋白酶水解豆芽蛋白的优化工艺条件:底物浓度为8%、酶与底物比(E/S)为1:20、酶解时间为4 h,并评估了酶解产物与IgG的结合能力。结果表明:豆芽蛋白酶解产物的抗原性低于大豆蛋白酶解产物的抗原性,但水解产物与IgE的结合能力刚好相反。在此基础上,对大豆蛋白、豆芽蛋白及其酶解产物的功能性质和营养性质进行了分析,结果表明酶解后产物中氨基酸含量升高,且大豆蛋白酶解产物中氨基酸含量高于豆芽蛋白酶解产物中氨基酸含量。另外,大豆蛋白和豆芽蛋白经酶解处理后,产物的乳化性和溶解度增强,但是乳化稳定性有所下降。2.采用单因素实验优化出中性蛋白酶、风味蛋白酶和大豆多肽水解复合酶水解的最佳条件为:中性蛋白酶酶与底物最适比为1:10,底物浓度为8%,水解时间为4 h;风味蛋白酶酶与底物比为1:10,底物浓度为8%,水解时间为3 h;大豆多肽水解复合酶酶与底物比为1:5,底物浓度为8%,水解时间为5 h。并探讨了复合酶解时酶加入顺序和第一步水解结束后灭酶对水解度的影响,结果表明酶加入的顺序对水解度影响不大,第一种酶灭活对水解度影响显著。3.利用碱性蛋白酶复合中性蛋白酶水解大豆蛋白和豆芽蛋白,并评估了酶解产物与IgG的结合能力,发现豆芽蛋白水解产物的抗原性低于大豆蛋白水解产物的抗原性;另外对大豆蛋白和豆芽蛋白的酶解产物进行IgE的结合能力进行了评估,结果发现酶解产物几乎无致敏性(OD0.2无血清学意义),豆芽蛋白酶解产物的OD值显著低于大豆蛋白酶解产物的OD值。4.对年产100吨低致敏大豆肽工厂设计进行了系统阐述,主要包括工厂总平面设计、生产工艺设计、产品质量标准、物料衡算及设备选型、劳动组织以及技术经济分析并完成相关图纸的绘制。该项目年产100吨低致敏大豆肽需大豆原料250吨,年销售额4000万元,年净利润为1507.26万元。


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