响应面法优化酶改性大豆分离蛋白条件的研究
摘 要:随着社会主义现代化进程的不断发展与社会生产力水平的不断提高,近年来,我国在农业科技领域取得了巨大的成就,作为科技务农成果的重要组成部分,植物蛋白不仅可以促进人体消化,同时对于人体的健康也具有重要的保障作用。
本文以大豆分离蛋白为例,通过对响应面法优化酶改性大豆分离蛋白条件的实验材料和原理进行分析,从而对大豆分离蛋白乳化性的影响因素进行了具体分析。
毕业论文网 关键词:响应面法;优化酶;大豆分离蛋白 前言:作为一种重要的植物蛋白产品,大豆分离蛋白不仅是应用范围最广泛的高附值产品,同时也是一种健康的食品添加剂,对大豆蛋白的结构进行改造,一方面,可以提高大豆蛋白本身的品质,另一方面,也可以保障人体健康。
本文以酶法改性方法为例,对大豆分离蛋白的结构改造实验做出了具体的分析,并通过对酶中能够影响大豆分离蛋白乳化性的因素展开了具体研究。
1.实验材料与实验原理 1.1实验材料 本实验的材料主要包括了大豆分离蛋白、中性蛋白酶、本实验自制的氢氧化钠(NaOH),分析天平、85—2A磁力搅拌器、PHS—2C型PH测试计以及DK—S11型电热恒温水浴锅等[1]。
1.2实验原理 1.2.1工艺流程 在利用中性蛋白酶对大豆分离蛋白进行结构改造前,首先,应将实验用的大豆分离蛋白溶解在水中,使其形成的水分散液具有一定的底物浓度,并将电热恒温水浴锅的温度设置在90。
C,对其进行加热搅拌10分钟。
其次,将上述水分散液的温度降低到中性蛋白酶的酶解温度,并利用实验所需的PH测试计将水分散液的PH值调节到规定值,随后加入适量的中性蛋白酶,并使其与水分散液反映半小时左右。
最后,当酶的水解结束后,将水分散液加热至100。
C,从而对水分散液进行灭酶处理,并将其冷却备用[2]。
1.2.2乳化性测定 由于酶的乳化性是影响大豆分离蛋白结构改造实验的关键,因此,在探究酶改性法改造大豆分离蛋白结构前,应该对酶溶解后,分离蛋白的乳化性进行测定。
首先,取90ml的浓度为2%的上述待测样品,并将其溶解在0.2摩尔/升的PH值为7.0的盐酸稀溶液中。
然后,在上述溶液中加入25ml的大豆色拉油,在大豆色拉油与盐酸溶液反应十分钟后,从底部适量取出所形成的乳浊液,并将其稀释至原溶液浓度的50倍,测定其在500nm处的吸光值,并以其均质后第一时间所显示的吸光值为大豆分离蛋白的具体乳化值[3]。
1.2.3单因素分析 根据酶的种类不同,可将以中性蛋白酶为主的响应面法优化酶改性大豆分离蛋白的条件分为反应后溶液的PH值、大豆分离蛋白自身的质量分数、以及酶与大豆分离蛋白溶液的反应温度等。
本实验以反映溶液的PH值处于5—9、大豆分离蛋白质量分数为4%—8%、反应温度为40。
C、50。
C、60。
C、70。
C和80。
C等具体数据为测定依据,从而确定大豆分离蛋白溶液的最佳酶解条件。
2 单因素试验结果分析 2.1反应液的PH对大豆分离蛋白乳化性影响 本实验中,在对中性蛋白酶溶解于大豆分离蛋白溶液后,反映溶液的PH值的测量过程中发现,当溶液的PH值为5(溶液呈弱酸性)时,大豆分离蛋白的乳化活性最低,且随着反映过程中溶液PH值的不断升高,大豆分离蛋白的乳化活性也随之加大,但当反映溶液的PH=7时,大豆分离蛋白的乳化活性达到最高值,而随着溶液的PH值继续增大,即当反应溶液的PH为8或9时(溶液呈碱性),大豆分离蛋白的乳化活性则又会有所降低,由此可知,当中性蛋白酶溶解于溶液后,溶液的酸性最强时,大豆分离蛋白的乳化活性也最强[4]。
2.2质量分数对大豆分离蛋白乳化性影响 由对反应溶液中大豆分离蛋白质量分数的测定可知,当大豆分离蛋白的质量分数为6%,即实验中所用大豆分离蛋白的质量与其溶解在水后溶液的质量之比为6%时,大豆分离蛋白自身的乳化性最强,且达到1.391OD500,,其具体原因为当大豆分离蛋白的质量分数增加时,其内部所含的肽分子数也随之增加,即反映溶液中的肽分子数也随之增加,而随着肽分子数的增加,疏水基团暴露在反映溶液中,从而增加了大豆分离蛋白中的疏水部分,并促进了胶束的形成,另一方面,由于受到胶束的影响,使得大豆分离蛋白中肽分子的端基增加,从而增加了溶液中的电荷数,并最终使得大豆分离蛋白的乳化性提高。
当继续提高大豆分离蛋白的质量分数时,由于分离蛋白中肽分子的端基数目趋于饱和,且无法随着电荷数的增加而增加,因此,反映溶液的亲水性也达到了一定的饱和度,使得大豆分离蛋白吸附油滴的能力下降,从而使大豆分离蛋白的乳化性降低[5]。
2.3反应温度对大豆分离蛋白乳化性影响 在对溶液的反应温度进行测量时,可知,当溶液的温度为50。
C时,大豆分离蛋白的乳化性最高,这是因为温度的升高一方面加快了中性蛋白酶的溶解速度,另一方面,也加快了酶的失活速度,从而使温度在50。
结论: 本文通过对响应面法优化酶改性大豆分离蛋白条件的实验材料和实验原理进行阐述,并从加入中性蛋白酶后,反应液的PH值、大豆分离蛋白的质量分数和反应温度等方面对影响大豆分离蛋白结构的条件进行了具体分析,可见,未来加强对响应面发优化酶改性大豆分离蛋白条件的研究力度对于促进我国农业的发展和保障人们的身体健康具有重要的历史作用和现实意义。
参考文献 [1]毛晓英.核桃蛋白质的结构表征及其制品的改性研究[D].江南大学,2012. [2]李磊,迟玉杰,王喜波,于滨.超声—琥珀酰化复合改性提高大豆分离蛋白乳化性的研究[J].食品工业科技,2011,03(12):123—126. [3]郎双静.碱性蛋白酶工程菌的构建及改性SPI在乳饮料中的应用研究[D].黑龙江八一农垦大学,2012. [4]刘大川,杨国燕.酶改性大豆分离蛋白的制备及产品功能性的研究[J].中国油脂,2004,12(02):56—61. [5]胡利,贾冬英,姚开,迟原龙.转谷氨酰胺酶改性大豆分离蛋白条件研究[J].粮食与油脂,2013,10(11):35—39.