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玉米花生复合蛋白酶解产物生物活性及加工性能的研究

周玲玲  
【摘要】:玉米黄粉和花生粕分别是玉米提取淀粉和花生榨油后的主要副产物,蛋白质含量都很丰富、价格低廉,但前者加工性能差,后者的加工性能也不能完全满足食品加工的需要。研究表明,蛋白质经酶解后不仅可以改善其加工性能,还可以得到具有多种生理活性的肽。目前,已有大量关于这玉米蛋白和花生蛋白酶解改性的研究报道,但将两者复配后酶法制备活性肽的研究尚未见报道。本文以玉米黄粉和花生粗蛋白为原料,经提取后复配,研究了双酶分步水解复合蛋白的工艺;综合比较了三种脱盐方式对复合蛋白酶解液的脱盐效果;采用层析柱对酶解产物进行了初步分离,并研究了各组分的ACE抑制活性;对酶解产物进行超滤分离,并研究了各组分的抗氧化活性;探讨了酶解产物的加工性能。拟为玉米花生复合蛋白制备多功能的活性肽和实现其工业化提供理论依据和技术基础。主要研究内容和结果如下: 1玉米花生蛋白的提取及复配的研究 采用醇提酸沉法从玉米黄粉中提取玉米蛋白,产品蛋白含量90.20±0.47%,粗脂肪含量为1.82±0.11%,水分含量为5.92±0.21%,灰分含量为4.64±0.10%。采用超声微波协同法提取花生蛋白,其最佳工艺为:微波功率72W、pH值9.73、料液比1:28、提取时间500s、酸沉pH值4.5、提取2次,其蛋白质提取率为88.37±0.27%,产品蛋白含量为88.95±0.39%,粗脂肪含量为1.47±0.11%,水分含量为5.86±0.21%,灰分含量为4.75±0.10%。 将玉米浓缩蛋白与花生浓缩蛋白按不同比例进行复配,分析复合蛋白氨基酸组成,结果表明:玉米浓缩蛋白与花生浓缩蛋白按3:1复配时其疏水性氨基酸含量高,是制备生理活性肽的理想原料。 2复合蛋白双酶分步水解工艺的研究 采用碱性蛋白酶和复合风味蛋白酶分步水解复合蛋白并进行工艺优化,探讨了酶解对复合蛋白氨基酸组成的影响。结果显示,双酶分步水解复合蛋白最佳工艺为:第一步,以水解度为指标,蛋白底物浓度5%、碱性蛋白酶添加量为6300U/g、温度55℃、pH值为9.5、酶解210min,灭酶,此条件下水解度为27.63±0.07%。第二步,以游离氨基氮为指标,取10mL上述酶解液,复合风味酶添加量900U/g、温度50℃、pH7.0、酶解3小时,灭酶,此条件下其游离氨基氮含量达1.25±0.09mg/mL。酶解反应条件温和,酶解前后复合蛋白氨基酸组成无明显变化。 3复合蛋白酶解产物脱盐方法的研究 分别采用MWCO100透析袋、001×7与201×7离子交换树脂和D3520大孔吸附树脂对复合蛋白酶解液进行脱盐,并对其脱盐效果进行比较。结果表明:透析法的脱盐率和氮回收率都较低;离子交换树脂法的脱盐率和氮回收都较高;D3520大孔吸附树脂的脱盐效果最好,流速为10倍柱体积·h-1,其脱盐率达88.42±0.91%,氮回收率达89.06±0.87%。复合蛋白酶解产物经D3520大孔吸附树脂脱盐后疏水性氨基酸得到了有效富集,其含量由50.8%上升至66.0%,ACE抑制率显著提高,其IC50从0.309±0.03mg/mL下降到0.257±0.02mg/mL 4复合蛋白酶解产物分子量及其ACE抑制活性的研究 采用凝胶色谱法探讨了玉米花生复合蛋白酶解产物的分子量,并采用Sephadex G-25对其进行了分离纯化,比较了各组分的ACE抑制活性。结果表明:玉米花生复合蛋白酶解产物的数均分子量Mn为1.12×103,重均分子量Mw为2.96x103,分布宽为2.65。玉米花生复合蛋白酶解产物经SephadexG-25柱层析主要分离出4个峰,收集这4个组分,其中组分Ⅲ的ACE抑制活性最高。 5复合蛋白酶解产物抗氧化能力的研究 将复合蛋白酶解液经超滤膜分离得到两个组分:组分Ⅰ(3-6kD的酶解产物)、组分Ⅱ(3kD的酶解产物),研究了复合肽、组分Ⅰ和组分Ⅱ清除OH、O2-·、DPPH及ABTS+的能力。结果表明:复合肽及其各组分均具有抗氧化活性,且其抗氧化活性与浓度之间存在量效关系,但三者抗氧化能力均弱于Vc。组分Ⅰ清除OH、O2-·、DPPH的能力最强,复合肽次之,而组分Ⅱ最低;复合肽清除ABTS+能力明显强于组分Ⅰ和组分Ⅱ。 6复合蛋白酶解产物加工性能的研究 研究了复合蛋白及其酶解产物的溶解性、黏度、吸油性、起泡性和泡沫稳定性、乳化性等加工性能,探讨了酶解改性对复合蛋白加工性能的影响。结果表明:复合蛋白难溶于水,且受pH值影响较大,其NSI在等电点附近pH5-7较低,偏离此范围, NSI值上升;而复合肽易溶于水,其NSI在pH2-9范围内没有差异(P0.05),维持在90%以上。复合蛋白的黏度与其溶解性有关,浓度超过10%,部分蛋白没有溶解,使黏度迅速上升;而复合肽易溶于水,具有高浓度低粘度的特点。复合肽的吸油性明显高于复合蛋白,两者的吸油性均随着温度升高而降低;复合肽的起泡性明显优于复合蛋白,但两者泡沫稳定性都较差;低温时复合蛋白具有良好的乳化性,但受pH影响大,而复合肽的乳化性在整个实验范围内无明显变化,维持在40%左右,高温对两者乳化稳定性均产生不利影响。总之,酶解明显地改善了复合蛋白的加工性能,使其更利于食品加工


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