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物理及酶法改善热压榨花生粕蛋白功能特性的研究

刘岩  
【摘要】:热压榨花生粕(或脱脂花生粉)是花生榨油的副产物,其中含有43.7 %的粗蛋白,由于花生蛋白在压榨过程中变性严重,溶解性大幅降低,导致蛋白提取率下降,功能特性缺失,限制了其在食品体系中的应用。本文旨在通过物理或酶解手段,改善花生粕中热变性蛋白的溶解性及其它功能特性,探索适用于热压榨花生粕蛋白资源利用的途径。 花生仁经历高温干热/湿热处理和常温脱脂后制备花生分离蛋白,研究了加热方式及不同热处理时间对其物化及功能特性的影响。由SDS-PAGE和DSC分析可知,花生球蛋白组分比花生伴球蛋白组分更加耐热;高温处理显著降低了花生脱脂粉中蛋白的回收率(p 0.05),但所制备的花生分离蛋白在pH7.0左右的溶解性随加热时间延长而升高,其等电点随加热时间的延长向酸性偏移;花生仁经150℃干热处理60 min后,其制备的花生分离蛋白样品的乳化活性显著高于未变性的花生分离蛋白(p 0.05),105℃湿热处理使花生分离蛋白的乳化特性降低,加热至135min,其起泡能力与未变性分离蛋白无显著差别(p 0.05)。 采用碱溶酸沉法从花生粕中提取分离蛋白,探讨了超高压微射流不同的均质压力(80 MPa,100 MPa,120 MPa,140 MPa,160 MPa)对其结构和功能特性的影响。随均质压力的增加,花生分离蛋白的乳化性、起泡性和凝胶性均有不同程度的增加(p 0.05),微射流均质120 MPa为改善花生分离蛋白功能特性的最优条件,尤其凝胶特性提高显著,与未经微射流处理的空白对照相比,其热诱导凝胶的弹性模量(G′)从5 Pa增加至4700 Pa左右;在此均质压力下,分离蛋白具有较高的自由巯基含量和较低的变性焓值。 探讨了高温强碱处理对花生粕蛋白提取率及其功能特性的影响。结果表明:高温强碱处理能够改善花生粕蛋白的溶解性,进而提高其蛋白回收率,同时显著改善其分离蛋白的功能特性。通过对高温强碱促提分离蛋白工艺的优化,其提取率由19.9 %增至54.8 %,且蛋白纯度可高达91.2 %,制备的花生粕分离蛋白的功能特性(溶解性、乳化性和起泡性)显著优于未变性花生分离蛋白和大豆分离蛋白(p 0.05)。 采用Alcalase、Protamex或Papain对花生粕蛋白限制性酶解处理,再经碱溶酸沉提取制备花生浓缩蛋白,研究了蛋白酶种类及其水解度对花生粕蛋白提取率及其制备的花生浓缩蛋白功能特性的影响。结果表明,蛋白酶优先水解花生粕中不可溶蛋白部分,由SDS-PAGE图谱可知,花生球蛋白的酸性亚基相对于球蛋白碱性亚基更易被酶解;当水解度(DH)为1.0 %时,经Alcalase酶解后制备的浓缩蛋白提取率达到最高值,约44.0 %,并表现出最优的持水性,达6.2 mL/g;当DH 8.0 %时,经Protamex和Papain酶解后制备的花生浓缩蛋白具有最高的乳化活性指数(EAI),分别为140 m2/g和160 m2/g;相对于未经酶解处理的花生浓缩蛋白,三种蛋白酶制备的浓缩蛋白起泡特性均有显著改善(p 0.05)。 以Alcalase、Protamex或Papain对花生粕蛋白限制性酶解处理,离心后上清液直接冻干制备花生蛋白粉,其纯度较低,但蛋白利用率高,Alcalase酶解产物的蛋白回收率最高,可达81.1 %;三种蛋白酶制备的花生蛋白粉,乳化活性由高到低分别为:Protamex Papain Alcalase;Alcalase和Protamex的酶解产物的起泡特性都有显著改善(P 0.05)。


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