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     作者：鄭曉敏

    花生具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，花生蛋白被公認(rèn)為是繼大豆蛋白之后，又一優(yōu)質(zhì)的廉價(jià)食用蛋白資源。低溫花生粕是花生冷榨提油后的副產(chǎn)物，蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)48%以上[1] 。與傳統(tǒng)熱榨工藝不同，冷榨工藝制備的花生餅粕中蛋白質(zhì)變性程度小，產(chǎn)品后續(xù)應(yīng)用空間更大[2-4]。在世界蛋白質(zhì)短缺日益嚴(yán)重的情況下，由于花生富含易于消化的蛋白質(zhì)，可以預(yù)計(jì)花生作物將得到長(zhǎng)足的發(fā)展[5]。其中，花生是一種很好的植物蛋白資源，其中含有50%左右的蛋白質(zhì)，約63%是球蛋白，33%是花生球蛋白�；ㄉ�蛋白的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高，其生物價(jià)( BV)為58，蛋白質(zhì)有效價(jià)(PER)為1.7，比面粉和玉米高，它對(duì)維護(hù)人體健康和幼兒發(fā)育具有重要作用[6] �；ㄉ�蛋白的氨基酸成分較完全，含有大量的人體必需氨基酸，且具有合理的氨基酸組成，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值可與FAO推薦的模式蛋白質(zhì)媲美[7]。在我國(guó)動(dòng)物性蛋白質(zhì)資源嚴(yán)重不足而難以滿(mǎn)足人們需要的情況下，開(kāi)展對(duì)花生蛋白的研究，開(kāi)發(fā)和利用這一巨大的蛋白質(zhì)資源，并且提高蛋白質(zhì)的綜合利用率和品質(zhì)，具有及其重要的意義。

    目前，國(guó)內(nèi)外提取植物蛋白的主要方法有：堿提法[8] 、酶法提取[9]、復(fù)合提取、離子交換提取、膜分離提取等[10] 。試驗(yàn)通過(guò)對(duì)比水相酶法與堿提法兩種方法在相同的條件下提取花生餅粕中蛋白質(zhì)，比較其功能特性，以獲得理化性質(zhì)更好的高質(zhì)量花生蛋白，為今后花生蛋白能夠更好的應(yīng)用于食品和飼料行業(yè)提供參考。

1  材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

1.1.1主要原料

    花生餅粕，實(shí)驗(yàn)室自制，基礎(chǔ)成分：水分7.98%，粗蛋白質(zhì)50.47%，粗脂肪6.83%，灰分4.56%；酶制劑：中性蛋白酶（20萬(wàn)u/g）：廣西南寧龐博生物工程有限公司；堿性蛋白酶（16萬(wàn)u/g）：廣西南寧龐博生物工程有限公司。

1.1.2主要試劑

    氫氧化鈉(AR)；天津南開(kāi)化工廠；鹽酸( AR)：天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；檸檬酸

( AR)：天津化學(xué)試劑有限公司。

1.1.3主要儀器與設(shè)備

    DF-101S集熱式恒溫加熱磁力攪拌器：鞏義市英峪予華儀器廠；離心機(jī)TD-5:湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司；FD-8冷凍干燥機(jī)：北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；XHF-D高速分散器：寧波新芝科技股份有限公司；ZD-2A自動(dòng)電位滴定儀：上海鵬順科學(xué)儀器有限公司；D-500 WIGGENS高剪切分散乳化設(shè)備：北京桑翌實(shí)驗(yàn)儀器研究所；PHS-3 pH計(jì)：上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；722型分光光度計(jì)：尤尼柯（上海）儀器有限公司。

1.2試驗(yàn)工藝流程和方法

1.2.1堿提法提取蛋白工藝流程

    冷榨花生餅粕->粉碎->浸泡->堿溶->調(diào)節(jié)pH-離心->上層清液->酸沉->離心->下層沉淀->冷凍干燥花生堿提蛋白

1.2.2水相酶法提取蛋白工藝流程

    冷榨花生餅粕->粉碎->浸泡->加熱處理->酶解斗滅酶->離心->沉淀->冷凍干燥->花生水解蛋白

1.2.3蛋白質(zhì)乳化性與乳化穩(wěn)定性的測(cè)定

1.2.3.1乳化性

    稱(chēng)取一定量的花生蛋白溶解到50 mL蒸餾水中，調(diào)節(jié)pH到特定值，加入30 mL大豆色拉油，在12 000 r/min的均質(zhì)機(jī)中均質(zhì)2 min，在1 500 r/min條件下再離心5 min。按式(1)計(jì)算乳化性：

1.2.3.2乳化穩(wěn)定性

    將離心管置于80℃水浴中，加熱30 min后，冷卻至室溫，在l 500 r/min條件下再離心5 min，測(cè)出此時(shí)的乳化層高度。則乳化穩(wěn)定性為：

1.2.4蛋白質(zhì)起泡性和泡沫穩(wěn)定性的測(cè)定[11]

    稱(chēng)取一定量的花生蛋白溶解到100 mL蒸餾水中，調(diào)解pH到特定值，在12 000 r/min的均質(zhì)機(jī)中均質(zhì)2mm，記下均質(zhì)停止時(shí)泡沫體積，則起泡性為：

    均質(zhì)停止30 min后，記下此時(shí)泡沫體積，則泡沫穩(wěn)定性為

1.2.5蛋白質(zhì)吸油性的測(cè)定[12]

    準(zhǔn)確稱(chēng)量0.5 g樣品于離心管中，加入3 mL大豆色拉油，用高速組織搗碎機(jī)混合1min，靜置30 min，在1  000 r/min條件下離心25 min，吸取上層未吸附油，稱(chēng)重。則吸油性為：

    式中：W-樣品質(zhì)量，g；W1-吸油前樣品和離心管總質(zhì)量，g；W2-吸油前樣品和離心管總質(zhì)量，g。

1.2.6蛋白質(zhì)持水性的測(cè)定[13] 

    準(zhǔn)確稱(chēng)取1.0 g樣品于預(yù)先稱(chēng)重過(guò)的離心管中，加入蒸餾水30 mL，用磁力攪拌器攪拌分散均勻樣液，測(cè)量樣液的pH，并調(diào)pH至7.0。將裝有樣液的離心管放在60℃的恒溫水浴中加熱30 min，在冷卻水中冷卻30 min。將其在2 000 r/min條件下離心10 min，除去上層清夜，稱(chēng)重。若沒(méi)有上清液，則應(yīng)再加水?dāng)噭蛟匐x心，直至離心后有少量上清液為止。則持水性為：

式中：W-樣品質(zhì)量，g；W1-離心管和樣品總質(zhì)量，g；W2-離心管和沉淀物總質(zhì)量，g。

2結(jié)果與分析

2.1  蛋白質(zhì)的乳化性和乳化穩(wěn)定性

    乳化性是指蛋白產(chǎn)品能將油水結(jié)合在一起，形成乳狀液的特性。乳化穩(wěn)定性是指油水乳狀液保持穩(wěn)定的能力。這兩種性質(zhì)都與蛋白質(zhì)分子的親水和親油基團(tuán)在分子表面的分布有關(guān)，影響的乳化性和乳化穩(wěn)定性的因素很多，主要與制品的蛋白質(zhì)內(nèi)部疏水基團(tuán)暴露程度、蛋白質(zhì)含量、氮溶解指數(shù)、蛋白質(zhì)中碳水化合物有關(guān)[14] �；ㄉ�水解蛋白和花生堿提蛋白的乳化性和乳化穩(wěn)定性見(jiàn)表1，蛋白質(zhì)的乳化性和乳化穩(wěn)定性與蛋白質(zhì)濃度和pH的關(guān)系如圖1和圖2所示。

    由圖1可知，花生蛋白在接近蛋白等電點(diǎn)(即pH5)時(shí)乳化性最低；當(dāng)偏離這個(gè)等電區(qū)域，在pH<5時(shí)，乳化性隨著pH的增大而降低；在pH>5時(shí)，蛋白質(zhì)的乳化性隨著pH的增大而升高，同時(shí)兩種花生蛋白在等電點(diǎn)區(qū)域乳化性沒(méi)有明顯改變；而在其它pH區(qū)域，花生水解蛋白的乳化性與花生堿提蛋白相比有較大提高，最大提高量達(dá)11.05%。

    由圖2可知，花生水解蛋白的乳化穩(wěn)定性與花生堿提蛋白相比，有一定的提高，在pH 7，蛋白濃度在3%和5%時(shí)，乳化性差異明顯。最大提高量可達(dá)33.31%。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)的溶解性是界面膜形成的一個(gè)重要條件，蛋白質(zhì)在乳化體系中的穩(wěn)定性取決于界面膜的穩(wěn)定性。水解蛋白中水解形成的中分子量的多肽，有助于界面膜流變性質(zhì)的改變，從而使乳化性能得到較大改善。

2.2蛋白質(zhì)的起泡性和泡沫穩(wěn)定性

    蛋白質(zhì)的起泡性是指蛋白質(zhì)能降低氣-液界面的表面張力而幫助形成起泡的能力。泡沫穩(wěn)定性是指蛋白質(zhì)維持泡沫穩(wěn)定存在的能力。起泡性是由于蛋白質(zhì)能夠降低氣-液界面的張力來(lái)推動(dòng)空氣與液體相結(jié)合所致，并通過(guò)吸附在氣-液界面形成保護(hù)膜來(lái)使泡沫穩(wěn)定存在。利用蛋白質(zhì)的起泡性和泡沫穩(wěn)定性可以賦予食品以疏松的結(jié)構(gòu)和良好的口感，用于加工奶

油、蛋糕、冰激凌等泡沫型產(chǎn)品[15]。蛋白質(zhì)的起泡性和泡沫穩(wěn)定性與pH、蛋白質(zhì)濃度、溶解度、離子強(qiáng)度等因素有密切關(guān)系�；ㄉ�水解蛋白和花生堿提蛋白的起泡性和泡沫穩(wěn)定性見(jiàn)表2，蛋白質(zhì)的起泡性和泡沫穩(wěn)定性與蛋白質(zhì)濃度和pH的關(guān)系如圖3和圖4所示。

    由圖3可知，在相同條件下，花生水解蛋白的起泡性明顯高于花生堿提蛋白，最大相差量可達(dá)33.96%。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)起泡性受表面張力的影響，蛋白質(zhì)水解后，水解物黏度降低，而低表面張力對(duì)泡沫的形成比較有利所致。3%的花生蛋白溶液起泡性最高，當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)濃度小于3%時(shí)，起泡性隨著蛋白質(zhì)濃度的增加而升高；當(dāng)超過(guò)3%時(shí)，起泡性隨著蛋白質(zhì)濃度的升高反而降低。這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)濃度過(guò)高時(shí)，擴(kuò)散速度快，拉伸形成的新界面能迅速得到蛋白質(zhì)的覆蓋，即“吉布斯·戈蘭高內(nèi)效應(yīng)”減弱泡沫粗化、穩(wěn)定性降低。當(dāng)花生蛋白在pH 5時(shí)起泡性最差，這是因?yàn)樵損H接近花生蛋白的等電點(diǎn)；當(dāng)偏離這個(gè)等電區(qū)域，在pH<5時(shí)，起泡性隨著pH的增大而降低；在pH>5時(shí)，蛋白質(zhì)的起泡性隨著pH的增大而升高，這說(shuō)明起泡性與蛋白質(zhì)的溶解性存在著一定的關(guān)系[1 6]。

    由圖4可知，花生水解蛋白與花生堿提蛋白相比，泡沫穩(wěn)定性較差。這是因?yàn)榕菽�穩(wěn)定性主要取決于液膜的強(qiáng)度，而液膜強(qiáng)度關(guān)鍵在于表面吸附膜的堅(jiān)固性，液膜黏度可以增加膜強(qiáng)度，黏度越大，強(qiáng)度越大，而水解蛋白與堿提蛋白相比，黏度較低，液膜強(qiáng)度小，故泡沫穩(wěn)定性比堿提蛋白差；泡沫穩(wěn)定性在等電區(qū)域最好，這是因?yàn)樵谶@-pH區(qū)域泡沫破裂速度非常地緩慢，泡沫排液速度和pH有很大關(guān)系，在等電點(diǎn)區(qū)域，排液速度減慢，因此泡沫穩(wěn)定

性較好。

2.3吸油性

    蛋白質(zhì)的吸油性是指蛋白產(chǎn)品吸附油的能力。對(duì)于食品的風(fēng)味來(lái)說(shuō)，蛋白質(zhì)的吸油性是重要的功能特性之一，可以提高食品對(duì)脂肪的吸收和保留能力，減少脂肪在加工過(guò)程中的損失，進(jìn)而提高食品的適口性和風(fēng)味，它在肉質(zhì)品、乳制品以及餅干夾心等食品配方及加工中起著非常重要的作用。花生水解蛋白和花生堿提蛋白吸油性見(jiàn)表3，蛋白質(zhì)的吸油性與溫度的關(guān)系如圖5所示。

    由圖5可知，花生水解蛋白的吸油性略高于花生堿提蛋白，這可能是因?yàn)閮烧叩鞍踪|(zhì)含量不同造成的。同時(shí)，在蛋白產(chǎn)品提取過(guò)程中，使用冷凍干燥使蛋白質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)變得疏松，從而促進(jìn)蛋白質(zhì)吸油性的提高。除此之外，溫度、pH、疏水性等都會(huì)影響到蛋白產(chǎn)品的吸油性[17]。

2.4持水性

    蛋白質(zhì)持水性是指蛋白產(chǎn)品吸附水的能力，是蛋白質(zhì)水化作用的直接表現(xiàn)。它決定了食品物料的彈性、可塑性、機(jī)械強(qiáng)度等，尤其在植物蛋白的功能特性中起重要作用，決定蛋白的內(nèi)聚力、可分散性、黏度、附著力等功能特性和一些表面特性。花生堿提蛋白和花生水解蛋白的持水性見(jiàn)表4，蛋白質(zhì)的持水性與pH和溫度的關(guān)系如圖6所示。

    由圖6可知，花生水解蛋白的持水性明顯高于花生堿提蛋白的持水性。從pH對(duì)持水性的影響看，花生水解蛋白在pH 5左右時(shí)，持水性最小，這是因?yàn)樵诘入婞c(diǎn)附近，蛋白質(zhì)所帶電荷幾乎為零，水化能力最小。從溫度對(duì)持水性的影響來(lái)看，由于溫度升高的過(guò)程中存在兩種可能：一種是隨著溫度的升高，氫鍵減少?gòu)亩鴮?dǎo)致持水性下降或蛋白質(zhì)變性和聚集作用，減小了蛋白質(zhì)的表面積使持水性下降；一種是由于溫度升高，埋藏在球狀分子內(nèi)部的極性側(cè)鏈由于離解和開(kāi)鏈轉(zhuǎn)向蛋白質(zhì)分子表面，從而提高了持水性。由于持水性同時(shí)還會(huì)受到pH的影響，所以在不同pH條件下，隨著溫度的變化，持水性的變化沒(méi)有統(tǒng)一的規(guī)律。除了蛋白質(zhì)含量、pH、溫度影響外，離子強(qiáng)度、作用時(shí)間及其它共存的一些組分也都會(huì)影響到蛋白質(zhì)的持水性[18]。

3結(jié)論

通過(guò)在相同條件下比較兩種方法提取蛋白質(zhì)的功能特性得出：  (1)利用水相酶法提取的花生水解蛋白的乳化性、乳化穩(wěn)定性、起泡性、吸油性和持水性與花生堿提蛋白相比都有很大改善；提升最大幅度分別為：乳化性11.05%、乳化穩(wěn)定性34.31%、起泡性33.94%、吸油性0.042 g/g.持水性1.323 g/g;但水解蛋白的泡沫穩(wěn)定性比堿提蛋白稍差。(2)如果需要制備高品質(zhì)的花生蛋白，宜采用水相酶法。 

 摘要

試驗(yàn)旨在對(duì)比水相酶法與堿提法提取冷榨花生餅粕中蛋白質(zhì)的功能特性，為食品及飼料行業(yè)更好的利用花生蛋白提供參考。研究結(jié)果表明，在相同條件下，利用水相酶法提取的花生水解蛋白的乳化性、乳化穩(wěn)定性、 起泡性、吸油性和持水性與花生堿提蛋白相比都有很大改善；提升最大幅度分別為：乳化性11.05%、乳化穩(wěn)定性34.31%、起泡性33.94%、吸油性0.042 g/g、持水性1.323 g/g;但水解蛋白的泡沫穩(wěn)定性比堿提蛋白稍差。通過(guò)對(duì)比兩種方法提取蛋白質(zhì)的功能特性，制取高品質(zhì)的花生蛋白質(zhì)宜采用水相酶法。