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以玉米黄粉为原料制备玉米蛋白和玉米黄素的研究

王超跃  
【摘要】:玉米黄粉(Corn gluten meal,CGM)是湿法生产玉米淀粉过程中产生的副产物。因富含蛋白质和玉米黄素,玉米黄粉在食品加工中极具潜在的应用价值。但是玉米黄粉具有水溶性差、难以被人体消化等诸多缺点,这些限制了玉米黄粉在食品工业中的应用。本文旨在系统性研究玉米黄粉中的玉米蛋白和玉米黄素。探索了玉米浓缩蛋白的工业化制备技术,并利用喷射蒸煮技术对玉米浓缩蛋白进行了脱酰胺改性处理;探讨了改性玉米浓缩蛋白在面包制品中应用的可行性;最后研究了从玉米黄粉中提取玉米黄素的方法,并利用玉米黄素和水溶性大豆多糖(Soybean soluble polysaccharides,SSPS)制备一种玉米黄素-大豆多糖复合颗粒。具体研究内容及结果如下:(1)利用玉米黄粉制备玉米浓缩蛋白。首先,利用亚临界脱脂、淀粉酶酶解等工艺处理后制备的玉米浓缩蛋白(corn protein concentrates,CPC)。处理完成后,该产品蛋白含量达到82%左右,回收率达75%,并具有颜色浅、异味少等特点。再结合酸性条件下的喷射蒸煮脱酰胺的处理,获得改性玉米浓缩蛋白。该产品溶解性及功能性质(起泡性、泡沫稳定性等)都显著提高。另外,体外消化实验表明,改性后的玉米浓缩蛋白的消化性大幅地提高,且消化产物具备与碱性蛋白酶酶解产物相似的抗氧化活性。这为玉米浓缩蛋白的应用提供了基础。(2)将改性玉米浓缩蛋白应用于烘焙制品中。玉米浓缩蛋白并不具备面筋蛋白的特性,直接利用CPC制备面团,无法形成面筋网络结构;添加羟甲基丙基纤维素(Hydroxy propyl methyl cellulose,HPMC)后,CPC面团的粉质特性得到改善,面团的形成时间降低、稳定时间增加、弱化度降低。CPC面包的质构特性也得到了改善,其硬度和咀嚼性下降、弹性增加。研究还发现添加HPMC并没有对面团中蛋白质的二级结构产生影响。上述结果说明将CPC应用在面包制品中是可行的。在面包中,易消化的CPC既可以起到充当面包固态填充物的作用,也具备一定的营养价值。(3)利用酶辅助有机溶剂(正己烷、无水乙醇)萃取法从玉米黄粉中提取玉米黄素,该法可以提高玉米黄素的提取率和纯度。再采用超声均质法,利用玉米黄素浸膏和大豆多糖制备了一种玉米黄素-大豆多糖复合颗粒。结果表明:在酸性条件下,该复合颗粒的粒径大小为220-250 nm,电位保持在-35 m V~-45 m V。另外,FTIR和XRD实验表明,复合颗粒呈无定型状态,说明玉米黄素和大豆多糖之间存在着相互作用(疏水相互作用或氢键相互作用)。当大豆多糖与玉米黄素的质量比为1:1和1:0.5时,玉米黄素-大豆多糖复合颗粒在p H=3.0的条件下具有良好的稳定性,并且具备了良好的温度(40、70、100℃)稳定性和盐离子耐受性(25-200 m M)。抗氧化性实验表明,复合颗粒能在较长时间内保持其原有的抗氧化性。


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