花生水代法提油过程中蛋白质结构变化规律及回收应用技术研究
发布时间：2022-01-23 19:47
水代法（Aqueous extraction processing,AEP）提油工艺具有提取条件温和、油品质量好、资源利用率高和环境友好等特点,一直以来备受关注。水代法提油工艺经过半个多世纪的研究近几年基本实现了产业化,但是仍存在一些亟待解决的问题,例如蛋白质等副产物的回收与利用技术不完善、水资源消耗大和废水量多等。本课题在研究AEP工艺过程中蛋白质结构与功能性质变化的基础上,考察了水相蛋白质的回收方式及其对蛋白品质的影响,建立了微滤-超滤联用技术从AEP水相中回收蛋白质、膜透过液进入下一轮AEP循环使用的工艺路线,为此,得到全溶性花生蛋白和花生蛋白聚集体（Peanut protein aggregates,PPA）。经中试,证明此工艺路线可行。最后,使用超声波处理提高PPA功能性质和并对改性机制进行了研究。主要研究内容及结果如下:首先研究了工业化AEP工艺过程中蛋白质结构的变化。结果表明,在工业化AEP提取条件（pH 9.0、60oC）下,约有75%的蛋白质进入水相;花生蛋白在AEP过程中,组分组成及结构发生改变,伴花生球蛋白I减少而伴花生球蛋白II和花生球蛋白...
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
不同形态的蛋白聚集体[51]
蛋白的改性方法由于蛋白质的组成和结构的不同使其呈现出不同的功能性质，可以将其分类分为三大类[57]：(一）保湿性能，其中直接依赖于蛋白质-水相互作用，如分散性、溶解性、粘度和保水能力;（二）界面性质，由蛋白质在水-油界面和水-气界面的行为特征，包括乳化性和起泡性;（三）凝胶性质，由蛋白质-蛋白质和蛋白质-水相互作用。蛋白的所有功能性质都可以使用物理方法或者化学方法进行改性。物理方法主要包括挤压、冷冻、超声、均质等，而化学方法主要包括酸碱处理、酰基化、磷酸化、糖基化、烷基化和亲脂化等方法。图1-2超声波工作原理Figure1-2Principleofultrasonic蛋白质改性后，某一方面的功能性质显著地提高，一方面拓宽了蛋白质的应用领域，另一方面可以替代高价值的功能性原料，降低食品加工成本。目前超声波技术引起的蛋白质结构的变化及其对起泡性、凝胶性、保水能力和乳化的影响正逐渐成为蛋白质改性领域的研究热点。1.5.1提高溶解度通常情况下，溶解度并不被认为是蛋白质的功能性质。但溶解度是蛋白质所有功能性质的基础[58]。最近，许多研究报道了超声波技术可以通过降低蛋白质粒径来增加蛋白与水分子相互作用从而提高不同蛋白质的溶解度和其他功能性质[59-62]。Jambrak等[62]使用超声波（20-40kHz，15-30min）处理乳清分离蛋白（WPI）溶液、乳清浓缩蛋白（WC）和水解乳清蛋白（HWP）并研究其功能特性的变化，研究发现除WC外，超声波处理后样品溶解度都有所增加，这可能是因为WC含有相当数量的乳糖（25%），超声中乳糖可能能够起到削弱超声波对蛋白质的作用。超声提高了WPI和HWP的溶解度，这归因于蛋白质构象的变化，暴露了更多的亲水基团增强了蛋白质-水分子相互作用。此外，Arzeni等[60]研究了超声（20kHz、20min
第一章绪论9为了如何使AEP提油技术推广和发展的关键。只有能够充分回收和高效利用了水相中蛋白质和渣相中的花生多糖，实现了花生组份的全利用，AEP提油的资源高效利用的优势才能充分发挥出来。本文的目的就是研究花生蛋白质在AEP过程中的溶出过程、结构与功能性质的变化、回收技术、性质改良和高效利用技术，并探讨其中的机理。通过本研究提出可工业化的从AEP水相中回收和高效利用蛋白质的技术路线，完善花生水代法提油及副产物综合、高效利用的配套技术，充分发挥AEP的技术优势，提高AEP应用企业的综合经济效益，促进AEP技术的推广与应用。1.7主要研究内容和技术路线1.7.1主要研究内容本文以工业化花生AEP水相蛋白为研究对象，从AEP过程中的花生蛋白结构与功能性质变化、水相蛋白的回收方式和改性方法几个方面探讨AEP水相蛋白的回收和高效综合利用的途径、方法及其中的机理。主要研究内容如下：（1）在工业化AEP工艺条件下水相花生蛋白结构与功能性质的变化。（2）回收和干燥方法及提油方式等对回收花生蛋白结构与功能性质影响，评价各种回收方式的适用性。（3）微滤-超滤联用技术回收AEP水相中花生蛋白质，并探讨将超滤透过液重新用作AEP提取剂循环使用的可行性。（4）超声波处理花生蛋白聚集体，提高其溶解度和乳化性，并研究超声改性PPA制备乳液的稳定性。（5）超声波处理提高PPA功能性质和改性的机制。1.7.2技术路线本研究的技术路线如下：图1-3研究的技术路线图Figure1-3Technologyroadmapforresearch
【参考文献】：
期刊论文
[1]酶解大豆分离蛋白-磷脂复合乳液的制备及稳定性分析[J]. 郑建樟,管军军,路新开,刘雪,朱浩,冀旭阳. 食品科学. 2020(16)
[2]粗酶水相提取大豆油过程中蛋白酶解与油脂释放状态[J]. 吴海波,江连洲. 中国油脂. 2019(05)
[3]不同油相比例对黑豆分离蛋白乳液凝胶特性的影响[J]. 王小庆,任健. 中国油脂. 2018(01)
[4]美拉德反应对花生分离蛋白体外消化特性的影响[J]. 赵谋明,刘雷,赵亚琦,苏国万. 四川大学学报(自然科学版). 2017(05)
[5]提取方法对脱脂薏米蛋白功能特性的影响[J]. 侯俐南,丁玉琴,杨永桢,林亲录. 粮食与油脂. 2016(10)
[6]pH对酪蛋白/十二烷基硫酸钠体系泡沫性能及泡沫分离酪蛋白的影响[J]. 魏宣彪,刘桂敏,吴兆亮,张宏丹,赵洪月. 高校化学工程学报. 2010(06)
[7]模糊评判优化水酶法提取膨化大豆油脂和蛋白[J]. 李杨,江连洲,张兆国,吴海波,孙培灵,许晶,吴霞. 农业工程学报. 2010(02)
[8]超声波辅助水酶法提取大豆油的研究[J]. 杨柳,江连洲,李杨,王金铃,娄巍,吴海波. 中国油脂. 2009(12)
[9]超高压微射流均质对花生球蛋白性质的影响[J]. 张雪春,涂宗财,郑为完,黎鹏,姜颖. 食品工业科技. 2009(11)
[10]运用圆二色谱研究酶与化合物相互作用的机理[J]. 沈琼,黄滨,邵嘉亮,彭权,马林,古练权. 中山大学学报(自然科学版). 2006(04)
博士论文
[1]大豆蛋白热聚集行为及界面、乳化性质研究[D]. 王金梅.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]花生水相提油工艺中乳状液性质及其破除研究[D]. 迟延娜.江南大学 2014
[2]利用水相同时提取花生油和蛋白工艺的研究[D]. 朱凯艳.江南大学 2012
本文编号：3605041
【文章来源】：江南大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：106 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
不同形态的蛋白聚集体[51]
蛋白的改性方法由于蛋白质的组成和结构的不同使其呈现出不同的功能性质，可以将其分类分为三大类[57]：(一）保湿性能，其中直接依赖于蛋白质-水相互作用，如分散性、溶解性、粘度和保水能力;（二）界面性质，由蛋白质在水-油界面和水-气界面的行为特征，包括乳化性和起泡性;（三）凝胶性质，由蛋白质-蛋白质和蛋白质-水相互作用。蛋白的所有功能性质都可以使用物理方法或者化学方法进行改性。物理方法主要包括挤压、冷冻、超声、均质等，而化学方法主要包括酸碱处理、酰基化、磷酸化、糖基化、烷基化和亲脂化等方法。图1-2超声波工作原理Figure1-2Principleofultrasonic蛋白质改性后，某一方面的功能性质显著地提高，一方面拓宽了蛋白质的应用领域，另一方面可以替代高价值的功能性原料，降低食品加工成本。目前超声波技术引起的蛋白质结构的变化及其对起泡性、凝胶性、保水能力和乳化的影响正逐渐成为蛋白质改性领域的研究热点。1.5.1提高溶解度通常情况下，溶解度并不被认为是蛋白质的功能性质。但溶解度是蛋白质所有功能性质的基础[58]。最近，许多研究报道了超声波技术可以通过降低蛋白质粒径来增加蛋白与水分子相互作用从而提高不同蛋白质的溶解度和其他功能性质[59-62]。Jambrak等[62]使用超声波（20-40kHz，15-30min）处理乳清分离蛋白（WPI）溶液、乳清浓缩蛋白（WC）和水解乳清蛋白（HWP）并研究其功能特性的变化，研究发现除WC外，超声波处理后样品溶解度都有所增加，这可能是因为WC含有相当数量的乳糖（25%），超声中乳糖可能能够起到削弱超声波对蛋白质的作用。超声提高了WPI和HWP的溶解度，这归因于蛋白质构象的变化，暴露了更多的亲水基团增强了蛋白质-水分子相互作用。此外，Arzeni等[60]研究了超声（20kHz、20min
第一章绪论9为了如何使AEP提油技术推广和发展的关键。只有能够充分回收和高效利用了水相中蛋白质和渣相中的花生多糖，实现了花生组份的全利用，AEP提油的资源高效利用的优势才能充分发挥出来。本文的目的就是研究花生蛋白质在AEP过程中的溶出过程、结构与功能性质的变化、回收技术、性质改良和高效利用技术，并探讨其中的机理。通过本研究提出可工业化的从AEP水相中回收和高效利用蛋白质的技术路线，完善花生水代法提油及副产物综合、高效利用的配套技术，充分发挥AEP的技术优势，提高AEP应用企业的综合经济效益，促进AEP技术的推广与应用。1.7主要研究内容和技术路线1.7.1主要研究内容本文以工业化花生AEP水相蛋白为研究对象，从AEP过程中的花生蛋白结构与功能性质变化、水相蛋白的回收方式和改性方法几个方面探讨AEP水相蛋白的回收和高效综合利用的途径、方法及其中的机理。主要研究内容如下：（1）在工业化AEP工艺条件下水相花生蛋白结构与功能性质的变化。（2）回收和干燥方法及提油方式等对回收花生蛋白结构与功能性质影响，评价各种回收方式的适用性。（3）微滤-超滤联用技术回收AEP水相中花生蛋白质，并探讨将超滤透过液重新用作AEP提取剂循环使用的可行性。（4）超声波处理花生蛋白聚集体，提高其溶解度和乳化性，并研究超声改性PPA制备乳液的稳定性。（5）超声波处理提高PPA功能性质和改性的机制。1.7.2技术路线本研究的技术路线如下：图1-3研究的技术路线图Figure1-3Technologyroadmapforresearch
【参考文献】：
期刊论文
[1]酶解大豆分离蛋白-磷脂复合乳液的制备及稳定性分析[J]. 郑建樟,管军军,路新开,刘雪,朱浩,冀旭阳. 食品科学. 2020(16)
[2]粗酶水相提取大豆油过程中蛋白酶解与油脂释放状态[J]. 吴海波,江连洲. 中国油脂. 2019(05)
[3]不同油相比例对黑豆分离蛋白乳液凝胶特性的影响[J]. 王小庆,任健. 中国油脂. 2018(01)
[4]美拉德反应对花生分离蛋白体外消化特性的影响[J]. 赵谋明,刘雷,赵亚琦,苏国万. 四川大学学报(自然科学版). 2017(05)
[5]提取方法对脱脂薏米蛋白功能特性的影响[J]. 侯俐南,丁玉琴,杨永桢,林亲录. 粮食与油脂. 2016(10)
[6]pH对酪蛋白/十二烷基硫酸钠体系泡沫性能及泡沫分离酪蛋白的影响[J]. 魏宣彪,刘桂敏,吴兆亮,张宏丹,赵洪月. 高校化学工程学报. 2010(06)
[7]模糊评判优化水酶法提取膨化大豆油脂和蛋白[J]. 李杨,江连洲,张兆国,吴海波,孙培灵,许晶,吴霞. 农业工程学报. 2010(02)
[8]超声波辅助水酶法提取大豆油的研究[J]. 杨柳,江连洲,李杨,王金铃,娄巍,吴海波. 中国油脂. 2009(12)
[9]超高压微射流均质对花生球蛋白性质的影响[J]. 张雪春,涂宗财,郑为完,黎鹏,姜颖. 食品工业科技. 2009(11)
[10]运用圆二色谱研究酶与化合物相互作用的机理[J]. 沈琼,黄滨,邵嘉亮,彭权,马林,古练权. 中山大学学报(自然科学版). 2006(04)
博士论文
[1]大豆蛋白热聚集行为及界面、乳化性质研究[D]. 王金梅.华南理工大学 2012
硕士论文
[1]花生水相提油工艺中乳状液性质及其破除研究[D]. 迟延娜.江南大学 2014
[2]利用水相同时提取花生油和蛋白工艺的研究[D]. 朱凯艳.江南大学 2012
本文编号：3605041
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