米蛋白肽及米蛋白肽铁螯合物生产工艺研究.pdf

摘要摘要米渣为大米糖浆生产副产品，蛋白含量在6 0 ％以上米蛋白被国际公认为优质蛋白，而国内目前仅将米渣售给饲料厂、养殖场，效益低下，对我国本来就短缺的蛋白资源造成巨大浪费本研究以米渣为原料，通过蛋白酶对米渣酶解得到米蛋白肽；将米蛋白肽与无机铁盐进行螯合反应，得到螯合物肽铁通过制备米蛋白肽及螯合物米蛋白肽铁，开发米渣蛋白的营养价值和应用价值由于米渣中含有一定量的纤维素、淀粉、脂肪等成分，通过预处理可以提高最后所得蛋白肽产品的蛋白质含量及纯度通过试验，得到预处理条件分别为：米渣与石油醚按l ：l 混合脱脂，常温浸泡3 0 m i n ；醚洗沉淀米渣干燥后在5 0 ℃、固液比为l ：5 搅拌下水洗二次，作用时间3 0 m i n ；水洗后沉淀米渣，使用a - 淀粉酶和纤维素酶先后酶解，加酶量都为O ．5 ％，温度均为5 0 ℃，时间均为3 0 m i n ，p H 分别为p H 6 ．0 、p H 5 ．0 ，经过这一系列处理，米渣中蛋白质含量由最初的6 0 ．8 ％提高到8 1 ．0 5 ％本试验比较了四种蛋白酶对米渣的酶解效果，最终选择复合胰蛋白酶，添加量为1 ‰通过单因素及根据D e s i g n - E x p e r t 软件的组合实验设计原理，选取温度、固液比、p H 、时间作为酶解米渣蛋白的影响因素，分别以X 1 、X 2 、X 3和) ( 4 代表，通过试验结果进行多元回归拟合，对水解度( 编码为Y ) 影响的四个因素建立二次多项回归方程：Y - - 8 ．9 3 + 0 ．2 7 X 1 + O ．0 5 6X 2 + 0 ．0 3 9x 3 + 0 ．2 8X 4 - - 0 ．6 3X l 二一O ．1 3X ，一1 ．2 5X 3 r z 一0 ．1 9x 4 z 一0 ．0 0 2 5X lX 2 + O ．0 7 8X lX 3 + O ．0 1 5 X , X 4 + O ．0 3 5X 2X 3 +0 ．0 0 5x 2X 4 + 0 ．0 2X 3X 4进行数学分析得到米渣蛋白酶解的的最佳条件为：温度5 0 ．0 3 ℃、固液比1 ：1 0 、p H 8 ．0 4 、时间2 ．9 6 h ，此条件下水解度为8 ．9 7 ％。

回归方差分析显著性检验表明，该模型回归显著( P 能办采用邻苯三酚自氧化法进行测定[ s 6 1 _ 具体方法如下：取0 ．0 5 m o l ／L 强s - H a缓冲液( p H 8 ．2 ) 4 m L ，置于2 5 ℃水浴中预热2 0 r a i n ，分别加入待测液1 m 】L 和 2 5 m m o l ／I 邻苯三酚溶液l m L ，混匀后于2 5 ℃水浴中反应5 r a i n ，加入8 ％的H C l0 ．1 m L 终止反应，在3 2 0 r i m 处测吸光度( A ) ，以l m L 蒸馏水代替待测液作空白试验以V c 、B H A 、1 1 B H Q 作对照清除率( ％) = 脚心1 - A 2 ) ] ／A 3 x 1 0 0 ％其中：A 1 为某浓度提取液的吸光值；A 2 不加入邻苯三酚无显色时的吸光值；A 3 不加米蛋白短肽的吸光值5 ．2 ．5 ．3 清除羟基自由基( ·o H ) 能力参照文献[ 8 7 1 并做如下改进，用F e S 0 4 + H 2 0 2 产生·O H ，以·O H 氧化水杨酸所得产物的吸光值表示·O H 的多少，吸光值越大，·O H 越多。

反应试管中加入0 ．5 m L 9 m m o l ／L F e S 0 4 ，0 ．5 m L 9 m m o l ／L z J ( 杨酸．乙醇及l m 坏同浓度的米蛋白肽样品，最后力N 9 m m o l ／L H 2 0 2 5 m L N 动反应3 7 C 温浴1 h ，于5 3 6 n m 处测吸光值( A ) 以V c 、B H A 、T B H Q 作对照清除率( ％) = 幽- ( A 1 - A 2 ) ] ／A 3 x 1 0 0 ％其中：A 3 为对照不加样品；A 1 为某浓度时的吸光值：A 2 为无显色剂时该浓度的吸光值第五章米渣蛋白酶解物的理化性质和米蛋白肽生理活性5 ．3 结果与讨论5 ．3 ．1 米渣蛋白酶解物溶解性三氯乙酸( T C A ) 是一种蛋白质沉淀剂．可以沉淀蛋白质和长肚．可定性反应蛋白的分解情况三氯乙酸氮溶解指数( T C A - N S I ) 越高，表明较短肽段的含量越高46D H81 0图5 ．1 不同D H 下蛋白酶解物溶解性从图51 可以看出，与原始蛋白质( D 1 1 0 ) 相比，蛋白酶解物的溶解性显著增大随着D H 的增大，酶解物的溶解性在p H 2 ～1 0 范围内显著提高，这主要由于酶解使得蛋白质的二级结构破坏，肽链长度减小，更小的分子数和新暴露的离子化氨基和羧基提高了水解产物的亲水性，从而增加其溶解性l ∞捌。

原始蛋白在p H S , 及酶解物在p H 6 溶解性较低，可能是底物蛋白的等电点且酸性条件下的原始蛋白及酶解蛋白的T e A ．N S I 均大于碱性条件下的T C A - N S I ，是因为增大p H ，c 0 0 一与H 2 0 的结合力弱于一C O O H 5 ．3 ．2 米渣蛋白酶解物粘性由于蛋白质中肽键的断裂降低了肽产物的疏水性，增加了净电荷，使酶解物缺乏蛋白胶凝时应有的疏水性及吸引力和排斥力之间的平衡，与原始蛋白相比枯性急剧下降I 州，这对高氮含量制品的生产极有意义第五章米渣蛋白酶解物的理化性质和米蛋白肽生理活性1 61 4 ^ 1 2．1 0 薹8 憾6 舞420：V I _ ．厂L ．一 ．51 01 52 0浓度( ％)口原始蛋白 ■酶解物图5 ．2 不同浓度对粘度的影响从图5 ．2 看出，蛋白酶解物的粘度和原始蛋白相比明显下降，1 5 0 ／6 蛋白酶解物的粘度与5 ％米渣蛋白的粘度相当这主要是因为蛋白质水解物的疏水性降低，且净电荷量增加，肽与肽之间的静电排斥防止了蛋白水解物的胶凝5 ．3 ．3 米渣蛋白酶解物热稳定性和冷藏稳定性蛋白水解物的热稳定性很重要，因为含蛋白水解物的营养食品在加工和杀菌过程中经常要经过高瘟处理乙本研究将水解液放入杀菌锅内采用加压杀菌方法进行杀菌。

这里的蛋白水解物热稳定性是指蛋白水解物受热不凝集，不沉淀，保持溶解的能力，有时蛋白水解物在加热时凝集，但仍保持溶解从表3 ．3 可知，米渣水解产物具有良好的热稳定性，在p H 2 ．0 - - 1 0 ．0 的范围内，T C A - N S I 均大于8 7 ％，受热不凝集：同时具有良好的冷藏稳定性，在p H 2 ．0 ．1 0 ．0 的范围内，T C A - N S I 均大于9 5 ％，即使在- - 1 8 ℃条件下贮藏一个月，解冻后也不发生沉淀K i n s e l l a ( 1 9 8 4 ) 1 9 1 】认为，p H 高于或低于蛋白质等电点时，蛋白质都带有正的或负的净电荷，提高了其溶解性和稳定性；在等电点，净电荷为零，吸引力占主导地位，蛋白质分子趋于缔合，溶解性和稳定性趋于降低水解物的稳定性高可以大大减少肽在清凉饮料中的沉淀问题表5 ．1 热稳定性和冷藏稳定性随p H 的变化p H 值 热稳定性( ％)9 5 ．2 09 4 ．8 59 4 ．0 49 2 ．8 08 7 ．1 38 9 ．5 98 8 ．9 69 3 ．3 29 4 ．0 1冷藏稳定性( ％)9 8 ．9 09 8 ．8 29 7 ．9 59 5 ．1 29 5 ．1 09 7 ．4 59 8 ．6 29 8 ．9 09 8 ．9 0第五章米渣蛋白酶解物的理化性质和米蛋白肚生理活性5 ．3 ．4 水溶解( 悬浮状态) 性能研究与其他奶类、豆类蛋白一样，要使米渣蛋白质具有理想的食品功能和消化吸收特性，就必须使其成为水溶解状态或处于极好的悬浮状态，本文利用粒度分布研究米渣的酶解物水溶解状态或悬浮状态特性，探讨米渣的酶解物溶解性。

样品的粒度分布测定数据( 图片) 如下：⋯a t t “ g c r u l t ，d n tI th Ir ■t M ⋯⋯一5 1 】_ ”《“ 6 ●“_w ⋯⋯●n ‘’0 】54 ⋯1 l5T M，⋯⋯_ E ∞4 Z ‘⋯_ ●％5 _ ％xo l ■●⋯¨⋯¨⋯％’●' 一 ∞xo I ●⋯_ t ，4 S S a l ⋯1 ●O ●Ⅱ，n m∞x “d ⋯¨⋯‘⋯∞‘' ±～c o ⋯V a g n - ' ⋯4 0s ●- 2 S ．3 [日●●c ¨H M L ；0 口口⋯⋯一O ’m 1图5 ．3 米渣直接溶于水的粒度分布第五章米渣蛋白酶解物的理化性质和米蛋白肚生理活性i ⋯1 1 7 ■c l d t t q ．～D l m M er0 9 ⋯ ⋯“●_ o _，1 ⋯‘^ 】w H ㈨- t m m t { 口t { t ’2 ⋯⋯n ‘1 6 i ●⋯' ，’s m∞⋯⋯⋯1 ●⋯2 6 1 ●- nt ⋯⋯o ⋯2 ⋯Ⅻr m¨⋯●⋯5 ⋯⋯r ^ _”⋯●⋯‘1 1 0 B j ⋯●⋯m¨■⋯* 《●，1 ⋯3 ●1 2 n “～■e t t h t l q■t ●^ O l i V e t⋯●m⋯●日H。

1 5 ⋯1 5 35 0 Nc ⋯⋯A ⋯h - B 4 1ED a s e l l Q e ⋯㈣Ⅵ⋯m ' 口27圈5 ．4 米渣酶解3 h 离心后上层液的粒度分布T n T z m , 4 q “‘k h q 二⋯⋯- ∞tsn m㈧，1 - t ' ㈣^ 0 ．O gA m ⋯㈨f ■f ㈣2 川4 1 N , 1 咖‘1 ，～{ 1 ●I In m“ 川l 岫帅⋯2 6 0 ．1Ⅲ2 20n mH ⋯■⋯- ～‘1 $ 42n m¨⋯⋯‘s ¨1 ⋯⋯■m”川㈣‘' ¨& a ⋯n ，，n m●⋯⋯t4 $ 09 ⋯，B g - n m一⋯⋯⋯⋯7 L 1 '口●●c I l ⋯’00 0 7 x ⋯批“目5 ．5 米渣酶解液经喷雾干燥所得蛋自粉复水后的粒度分布第五章米渣蜇白酶解物的理化性质和米蚩向肚生理话性“⋯¨i d l l m ．⋯一t ’⋯⋯⋯■m r ㈣¨“? I n l ⋯' t⋯^ ⋯～⋯_⋯^ ⋯⋯⋯●_⋯●■- ■⋯I ⋯■，●o⋯●■m ⋯⋯⋯⋯●■^ ■⋯⋯J ，_■⋯⋯⋯⋯¨^ ■d ●』_ ．⋯⋯⋯⋯5 §_ ■ ⋯㈣⋯L 4 1⋯⋯⋯⋯：¨圈5 ．6 奶糟复水后的粒度分布图5 ．3 表明，超微粉碎的米渣在水中的粒子平均直径为1 9 9 9 8 r i m ，9 0 ％粒度小于5 0 0 I ．1 n m ；图5 ．4 表明．米渣酶解3 h 离心后上层液的粒度平均直径3 0 9 ．5 n m ．9 0 ％粒度小于4 5 3 ．7 r i m ；图5 ．5 表明蛋白肽粉复水后的粒子平均直径为3 1 15 r i m ，9 0 ％的粒度小于5 6 1 ．1 n m 。

酶解过程能够将米渣从粒子的平均直径1 9 9 98 r i m 经过酶切割将粒度降低到平均直径3 1 15 n m ，为初始米渣粒子平均直径的约1 ，6 ：蛋白肽粉复水后的溶液粘度均匀增加，无分层现象．表明已经蛋白肽为完全溶解状态或处于极好的悬浮状态奶粉复水后粒子的平均直径为5 5 5 ．2 n m ，9 0 ％的粒度小于9 6 8 ．8 r i m ；与奶粉粒度相比，蛋白肽复水后平均直径( 3 1 1 ．5l l i n ) 为奶粉样品复水后的粒子的平均直径的1 1 2 综上，酶解过程能够将米渣从粒子的平均直径1 9 9 9 ．8 n m 经过酶切割将粒度降低到平均直径3 0 28 n m ，为初始米渣粒子平均直径的约1 ，6 ：植度为奶粉的大约1 ／2 ，酶解所得蛋白肽溶液粘度均匀，无分层现象，表明蛋白肚已经为完全解状态或处于极好的悬浮状态第五章米渣蛋白酶解物的理化性质和米蛋白肽生理括性5 ．3 。