發(fā)布時(shí)間：2017-12-20 18:33

  本文關(guān)鍵詞：物理改性對(duì)蠶蛹蛋白功能特性及酶解特性的影響　出處：《江蘇科技大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：栽桑養(yǎng)蠶在我國(guó)已有數(shù)千年歷史,產(chǎn)業(yè)規(guī)模居世界首位。目前我國(guó)年產(chǎn)鮮蠶蛹50萬(wàn)噸以上,資源相當(dāng)豐富。蠶蛹具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,蛋白質(zhì)含量占干物質(zhì)量的50-60%,富含有18種氨基酸,氨基酸比例符合FAO/WHO建議的理想氨基酸模式,是一種優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)資源,具有較高的開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。然而長(zhǎng)期以來(lái),由于蠶蛹本身存在的一些不良特性以及蠶蛹蛋白特定加工生產(chǎn)技術(shù)的制約,限制了蠶蛹蛋白的深加工開(kāi)發(fā)利用,造成了蠶蛹資源的巨大浪費(fèi)。本論文以經(jīng)過(guò)脫脂蠶蛹為原料,利用磨球超微粉碎和超聲波的物理作用對(duì)蠶蛹蛋白基本特性進(jìn)行改良,在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,采用響應(yīng)面分析法優(yōu)化磨球超微粉碎和超聲波改性蠶蛹蛋白的工藝條件,研究改性前后蠶蛹蛋白氨基酸組成、理化性質(zhì)、功能特性和酶解特性的變化,并對(duì)其生物功能活性進(jìn)行評(píng)價(jià)。取得了研究結(jié)果如下:1.磨球超微粉碎改性蠶蛹蛋白的優(yōu)化工藝。以蛋白質(zhì)溶解度為評(píng)價(jià)指標(biāo),在研究料液比、處理時(shí)間、溫度和pH值的單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上,運(yùn)用響應(yīng)面分析法得到磨球超微粉碎改性蠶蛹蛋白的最優(yōu)工藝條件為,料液比8.3g/L、pH8.1、處理時(shí)間61s。在此條件下,蠶蛹蛋白的溶解性、乳化性、乳化穩(wěn)定性、起泡性和起泡穩(wěn)定性分別提高了259.6%,50.0%,141.7%,61.0%和33.8%,而其持水性和吸油性卻分別降低了25.3%和27.2%。2.應(yīng)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)方法并結(jié)合酶解試驗(yàn)對(duì)磨球超微粉碎處理前后蠶蛹蛋白的酶解動(dòng)力學(xué)進(jìn)行研究。結(jié)果表明,磨球超微粉碎處理前后蠶蛹蛋白的水解度均隨著alcalase濃度的增大而增大,隨著初始底物濃度的增大而減小。水解度公式為:未處理蠶蛹蛋白DH=3.86 ln[1+(7.0199 E0/S0-0.0064)t];超微粉碎處理蠶蛹蛋白DH=5.38 ln[1+(5.1482 E0/S0-0.0019)t]。超微粉碎處理前后蠶蛹蛋白酶解均存在最大臨界初始底物濃度。驗(yàn)證試驗(yàn)表明,所建的動(dòng)力學(xué)模型與實(shí)際水解過(guò)程基本吻合,能夠用于預(yù)測(cè)蠶蛹蛋白的酶解過(guò)程。3.超聲波改性蠶蛹蛋白的優(yōu)化工藝。以蠶蛹蛋白溶解度為主要評(píng)價(jià)指標(biāo),通過(guò)Box-Behnken旋轉(zhuǎn)中心組合方法對(duì)超聲波改性的蠶蛹蛋白的濃度、超聲波功率、處理溫度和處理時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果顯示,超聲波改性蠶蛹蛋白的最優(yōu)工藝條件:超聲波功率530.4W、蠶蛹蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)10.84%、處理溫度37.4℃、處理時(shí)間96.4min。處理后蠶蛹蛋白的溶解度可達(dá)15.63g/L。在此工藝條件下制備的蠶蛹蛋白的溶解度、乳化性和起泡性分別提高303.8%、87.5%和39.5%。4.應(yīng)用數(shù)學(xué)推導(dǎo)結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究的方法對(duì)超聲處理前后蠶蛹蛋白的酶解動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。結(jié)果表明,超聲處理前后蠶蛹蛋白的水解度均隨著alcalase濃度的增大而增大,隨著初始底物濃度的增大而減小。超聲處理前蠶蛹蛋白的alcalase酶解動(dòng)力學(xué)模型為:DH=3.86 ln[1+(7.0199 E0/S0-0.0064)t];超聲處理后蠶蛹蛋白的alcalase酶解動(dòng)力學(xué)模型為:DH=5.30 ln[1+(5.85 E0/S0-0.002)t]。超聲處理前后蠶蛹蛋白酶解均存在最大臨界初始底物濃度。驗(yàn)證試驗(yàn)表明,所建的動(dòng)力學(xué)模型與實(shí)際水解過(guò)程基本吻合,能夠用于預(yù)測(cè)蠶蛹蛋白的酶解過(guò)程。5.比較研究了酶解、超聲波和微細(xì)化改性技術(shù),對(duì)蠶蛹蛋白的分子結(jié)構(gòu)和生物學(xué)活性的影響。結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)改性后的蠶蛹蛋白,紅外光譜吸收峰的面積和峰形都發(fā)生了不同程度的變化,其中酶解改性后蛋白吸收峰的變化最大,其次為超聲波改性,而紫外光譜的峰面積和高度都明顯變小。掃描電鏡圖片顯示,改性后的蛋白質(zhì)塊狀結(jié)構(gòu)明顯變小,表面出現(xiàn)了更多的裂痕,其中經(jīng)酶解處理后的蛋白幾乎為顆粒狀。經(jīng)酶解、超聲波和微細(xì)化改性后蠶蛹蛋白的巰基含量分別比對(duì)照增加了48.56%,34.82%和12.46%;而二硫鍵含量分別比對(duì)照減少了40.47%,10.79%和11.72%。必需氨基酸總量占氨基酸總量的比值,分別提高了13.85%、2.22%和6.93%。改性后的蠶蛹蛋白的抗氧化活性和抑制ACE活性顯著提高。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S881.2

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本文編號(hào)：1312990