大豆分离蛋白改性的研究进展
基金项目:国家自然科学基金资助项目(20704044);
作者简介:李海萍(1984-),女,硕士研究生;
3通讯联系人,E 2mail :cesyjz @https://www.wendangku.net/doc/078284741.html,.
大豆分离蛋白改性的研究进展
李海萍,易菊珍3
(中山大学化学与化学工程学院高分子研究所,广州 510275)
摘要:首先介绍了大豆分离蛋白的基本组成与结构,然后分别从化学改性、酶改性和物理改性三个方面对
大豆分离蛋白改性进行了综述。其中,在化学改性方面,针对大豆分离蛋白中含有的氨基、羧基、巯基等不同活性基团的改性原理及研究现状进行了介绍。在酶改性方面,主要介绍了谷胺酰胺转胺酶、木瓜蛋白酶等对大豆分离蛋白的改性作用。在物理改性方面,介绍了共混、加热改性等目前研究较多的方法。通过化学、物理和酶等方法等来引起分子结构的微变化,可使人们获得各种符合预期的性能优良的产品,开发其在医药、化工等领域的应用潜力。
关键词:大豆分离蛋白;结构;改性
引言近年来,由于全球石油危机及环境污染问题,以石油为原料、不可降解的聚合物材料的广泛使用引起
了大家的担忧[1],而且塑料垃圾掩埋后,有毒单体和小分子低聚物的释放又会污染地下水资源
,给人类和
生物体健康构成威胁。因此,人们致力于研究通过可再生农作物开发环境友好、可生物降解的材料。大豆分离蛋白(s oybean protein is olate ,SPI )是一种重要的植物蛋白,是每年都可进行大量种植的可再生资源,而且具有无毒、可降解等优点,在材料领域具有广泛的应用前景。大豆蛋白包含多种功能团,如氨基、羟基、巯基、酚基、羧基等。这些活性基团可作为化学改性或交联的位点,来合成各种功能可与以石油为原料的材料相当或更优的新型聚合物。因此,本文介绍了大豆分离蛋白的基本组成与结构,并对基于大豆分离蛋白功能基团的改性研究进行了综述。
1 大豆分离蛋白的基本组成及结构
大豆分离蛋白(S oybean Protein Is olate ,SPI )是以低变性脱脂豆粕为原料,采用现代化的加工技术制取的一种蛋白质含量较高的功能性食品添加剂或食品原料。其主要组成元素为C 、H 、O 、N 、S 和P ,还含有少量的Zn 、Mg 、Fe 和Cu 。大豆分离蛋白中蛋白质含量高达90%以上,含有多种人体必需氨基酸,其主要
氨基酸含量如表1所示[2]。
SPI 主要包括β
2大豆伴球蛋白(7S 球蛋白,β2conglycinin )和大豆球蛋白(11S 球蛋白,glycinin )两种成分[3]。其中β2大豆伴球蛋白是由α’2(69kDa )、β2(68kDa )和β2(42kDa )三种亚基组成的分子量约为～180kDa 的三聚体糖蛋白,三种亚基分子量不同文献报道有所差别[4]。大豆球蛋白是由五种分子量为54kDa ～64kDa 的亚基(G 12G 5)组成的分子量约为～320kDa 的六角形化合物。各个亚基的基本结构通式为A 2SS 2B ,其中A 表示分子量为34～44kDa 的酸性多肽,B 表示分子量约为20kDa 的碱性多肽,A 和B 由
二硫键(SS )连接。Utsumi [5]、Maruyama 等[6]利用基因重组技术并通过X 射线晶体衍射法推导出大豆球蛋
白和β2大豆伴球蛋白结构模型,如图1所示。
表1 构成大豆分离蛋白的主要氨基酸组成
T able 1 The m ain amino acid compositions in soy protein isolate 必需氨基酸名称
分子式含量Π%赖氨酸(Lys )
HOOCCH (NH 2)CH 2CH 2CH 2CH 2NH 2611亮氨酸(Leu )
HOOCCH (NH 2)CH 2CHCH 3(CH 3)717缬氨酸(Val )
HOOCCH (NH 2)CH (CH 3)CH 3418异亮氨酸(Ile )
HOOCCH (NH 2)CH (CH 3)CH 2CH 3419苏氨酸(Thr )
HOOCCH (NH 2)CH (OH )CH 3317苯丙氨酸(Phe )
HOOCCH (NH 2)CH 2Ph 911酪氨酸(T yr )
HOOCCH (NH 2)CH 2PhOH 蛋氨酸(M et )
HOOCCH (NH 2)CH 2SCH 3211半胱氨酸(Cys )
HOOCCH (NH 2)CH 2SH 色氨酸(T rp )HOOCCH (NH 2)CH 22C 8H 5NH 114
图1 a 1大豆球蛋白天然结构模型[5];b 1β2大豆伴球蛋白结构模型[6]
Figure 1 a 1S tructure m odel of glycinin [5];b 1S tructure m odel of β2conglycinin [6]
2 大豆分离蛋白的改性
蛋白质改性就是人为地对蛋白质结构进行修饰,从而改善产品在制造、加工和保藏过程中的物理化学性质。从分子结构角度来看,大豆分离蛋白是包含多种氨基酸的复杂大分子,沿着主链分布着—NH 2、—C OOH 、—OH 等多种功能团,可通过化学、物理和酶的方法等来引起分子结构的变化,从而产生不同的物理化学特性,以达到人们预期的效果。
211 化学改性
化学改性的实质是通过改变蛋白质结构、静电荷和疏水性等性质,从而改善大豆分离蛋白的各种物理化学性质。
21111 对SPI 上的氨基(—NH 2)进行改性 对SPI 上氨基的改性研究主要集中在与羧酸、酸酐等物质发生酰基化反应,在SPI 分子链上引入新的功能基,赋予其新的功能。
H wang 和Dam odaran [7]首次通过对SPI 中赖氨酸上的氨基与乙二胺四乙酸二酐(E DT AD )进行酰基化
改性,在SPI 分子链中引入大量的羧基,破坏了SPI 分子内静电吸引,使蛋白质分子链伸展,同时赋予了蛋白质分子聚阴离子特性。然后加入戊二醛交联剂,制备了高吸水量的凝胶。
陈复生、郭东权等[8]用乙酸酐与SPI 上的氨基进行酰基化改性,制得了性能明显提高的SPI 材料:拉
伸强度1114MPa ,断裂伸长率17716%,吸水率3014%。说明酰化使SPI 的网络结构得到加强。而随着乙酸酐添加量的增加,SPI 材料的拉伸强度降低,断裂伸长率升高,原因可能是乙酰化程度的提高,大豆球蛋白四级结构的结合力减弱,蛋白质分子的紧密结构被部分破坏,从而使SPI 材料的拉伸强度降低;同时酰化后蛋白质分子表面电荷下降,多肽链充分伸展,空间结构改变,导致分子体积增大,柔韧性提高,使SPI
材料的断裂伸长率得到提高。
G uan等[9]通过微波加热使SPI上的氨基和多糖上的羰基发生梅拉德反应,成功制备了SPIΠ多糖接枝产物,并计算了接枝反应中氨基的反应速率常数。梅拉德反应是法国化学家Millard在1912年提出的,是羰基化合物(还原糖类)和氨基化合物(氨基酸和蛋白质)间的反应。核糖也是一种能与蛋白质发生梅拉德反应的高活性物质。Easa等[10]使用核糖与SPI交联并制成微胶囊,研究了其对包埋的鱼油的防氧化作用。结果表明,在储存过程中,核糖ΠSPI制备的微胶囊保存期限长,而且在37℃的胃蛋白酶溶液中,核糖ΠSPI制备的微胶囊鱼油释放量明显低于其它微胶囊。
Liu等[11]用马来酸酐(MA)与SPI分子链上的氨基和羟基反应,制备了MA接枝的SPI粘合剂。实验结果表明,MA与氨基的反应速率比与羟基的反应速率快。同时发现,MA2g2SPI粘合剂效果不理想,但其与PEI(聚醚酰亚胺)的混合物则明显提高了木材粘合物的强度和防水能力。
Subirade等[12]将甲醛交联的SPI膜应用在药物释放上,并考察了甲醛用量对膜的抗张强度、弹性模量、伸长率和溶胀的影响。结果显示SPI膜对化合物,尤其是疏水分子有卓越的粘合能力。而且交联密度能够有效调节体系对膜的腐蚀。虽然甲醛交联蛋白质的机理比较复杂,但Marquié[13]认为甲醛能够与蛋白质中赖氨酸残基上的氨基发生反应形成桥键。
周华等[14]通过原子转移自由基聚合法合成了大豆分离蛋白2g2聚甲基丙烯酸22羟乙酯。首先通过酰胺化反应在SPI表面引入溴原子,合成大分子引发剂SPI2Br,再以CuCl和2,22联吡啶为催化剂进行原子转移自由基聚合。并用FTIR、13C2NMR、G PC对大分子引发剂、接枝产物和接枝物降解链进行了结构表征。结果证明ATRP反应成功,且有较高的接枝率。
K umar和Zhang[15]通过压塑成型法制备了含2,22二苯基222羟基乙酸(DPHE Ac)的SPI膜材料(S B膜),具有优良的疏水性。同时在X射线光电子能谱、傅立叶转换红外光谱、元素分析、扫描电镜等表征结果及研究的基础上作者描述了由水诱发的S B膜疏水性增强的原因及过程,如图2所示。在S B膜中,SPI和DPHE Ac无规分布,为一相,如图2a所示。而在水中浸泡以后,生成的稳定性更高的DPH M在蛋白质链上形成了纳米尺寸的疏水保护壳,从而使制备的S B膜疏水性显著提高。
图2 SPI与DPHE Ac的反应过程示意图
Figure2 Schematic illustration of the interaction between SPI and DPHE Ac
(a)the processed films(b)films after immersion in water
21112 对SPI上的羧基(—C OOH)进行改性 王岩等[16]利用环氧氯丙烷对大豆分离蛋白进行了改性制备可生物降解材料的研究,探讨了改性制备因素对其材料性能的影响。结果表明,改性制备因素对材料的力学性能和抗水性能有显著影响,环氧氯丙烷改性大豆蛋白材料表现出高强度、低吸水率和低伸长率等特点。姚永志、陈复生等[17]则利用傅立叶红外光谱仪(FTIR)对环氧氯丙烷增塑的大豆蛋白内部分子结构进行了深入分析,利用扫描电子显微镜(SE M)对不同增塑剂增塑的大豆蛋白材料断面概貌进行了比较,总结了环氧氯丙烷改性大豆分离蛋白的机理。FTIR结果显示环氧氯丙烷对大豆分离蛋白起着增塑和化学改性的双重作用,环氧基团在高温高压下能与蛋白质分子中的羧基反应,改变了蛋白质的结构,减少了蛋白质的亲水基团数目。
21113 对SPI上的巯基(—SH)进行改性 孙超等[18]成功合成了SPI2甲基丙烯酸接枝共聚物,并对过硫酸铵引发机理进行了研究。通过向SPI分子中引入水溶性更好的甲基丙烯酸,可进一步提高大豆分离蛋
白的水溶性,改变其在水中的聚集状态,并利于其通过自组装形成新的可控聚集结构,拓宽其应用范围。其提出的反应机理如图3所示。
(1)二硫键的打开
(2)自由基的形成
(3)接枝共聚反应
图3 过硫酸铵引发机理
Figure3 The mechanism initiated by amm onium persulfate
212 酶法改性
酶法改性技术是利用蛋白酶内切作用及外切作用将蛋白分子切割成较小分子,使其蛋白功能特性有所改变。同化学改性相比,酶法改性具有以下几个优点:(1)酶解过程十分温和;(2)酶具有专一性,很少或没有副反应,易于控制。
谷氨酰胺转氨酶是蛋白质的一种常用交联剂,能够催化多肽链上谷氨酸残基的γ2肽键和伯胺之间的酰基转移,包括催化赖氨酸残基上的ε2氨基形成ε2(γ2谷氨酰)赖氨酸肽键。G an等[19]以谷氨酰胺转氨酶为交联剂合成了大豆分离蛋白凝胶,并研究了其物理化学性质及微观结构。与未加交联剂的凝胶相比,酶交联的SPI凝胶具有更好的压缩凝胶强度、粘弹性。场发射扫描电子显微镜表征结果显示酶交联的凝胶具有更密集和精细的网络结构。
Achouri等[20]研究了SPI的酶催化水解及琥珀酰胆碱对水解产物的功能性的影响。首先分别将SPI 在80℃加热10min和30min,以使SPI的分子链有一定程度的伸展,降低其分子量。然后用一种中性蛋白酶使SPI有不同程度的水解。检测结果显示,溶解的部分主要为分子量小于1215kDa的低分子多肽链。水解和琥珀酰胆碱的作用能显著提高蛋白质的溶解性,对其它功能性也有明显的改变,依改性程度的不同而不同。
木瓜蛋白酶为单一肽链,由212个氨基酸残基组成,可以被HC N、H
S或SH基的硫氢化合物如半胱
2
氨酸、还原型谷胱甘肽等所活化。Zhong等[21]比较了六种蛋白酶对大豆分离蛋白的凝胶能力。比较凝胶强度和凝胶速度,木瓜蛋白酶是最有效的交联剂。木瓜蛋白酶交联形成的凝胶强度最大。
213 物理改性
物理改性是利用加热、共混、加压、声波等方式改变蛋白质高级结构和分子间聚集方式,一般不涉及蛋白质一级结构。
张俐娜课题组在大豆蛋白共混改性研究方面获得了许多进展。他们将甲壳素晶须[22]与大豆分离蛋
白共混,通过压模也得到了力学性能较好的大豆分离蛋白塑料。共混材料的拉伸强度从大豆分离蛋白的313MPA提高到814MPa,杨氏模量从大豆分离蛋白的26MPA提高到158MPa。而且材料的抗水性也得到改善。他们还成功制备了蒙脱土与大豆分离蛋白的共混材料[23]。研究结果表明,大豆蛋白和蒙脱土界面存在静电作用和氢键相互作用,从而使硅酸盐页片能很好的分散在大豆蛋白基质中。蒙脱土对大豆分离蛋白的共混改性,明显增强了材料的机械强度和热力学稳定性。他们制备的碳酸钙Π大豆分离蛋白纳米复合物也具有很高的机械强度,并且进一步研究揭示了其结构与性质之间的关系[24]。
Huang等[25]研究了通过聚丙二醇Π环氧乙烷共聚物和β2环糊精自组装形成的纳米片与SPI共混对SPI 基可生物降解塑料的改性效果。表征结果显示纳米片能够均匀地分布在SPI基质中,同时,塑料的强度
[27]以及碳纳米管[28]均能够和模量得到增强,其防水能力也得到提高。另外,硅酸盐薄片[26]、SiO
2纳米球
通过共混来提高SPI基可生物降解塑料的强度。
高压处理则能影响蛋白质的构造,使蛋白质聚集形态、凝胶性改变或导致蛋白质变性等。因此,近年来通过高压技术来改性大豆蛋白的各种功能性质成为一个研究方向。Wang等[29]研究了高压处理对大豆分离蛋白物理化学性质的影响。200～600MPa的压力能使SPI表面疏水率明显降低,SPI中自由巯基含量在200MPa的压力处理下显著增多,压力进一步增大后巯基含量则逐步减少。而T orrezan等[30]研究发现,经过高压处理后的大豆分离蛋白巯基含量减少,Puppo等[31]认为这是由SHΠS2S键之间的相互转化反应引起的。
加热处理则可以使蛋白质的交联程度增加,使其在结构上更有序、更稳定[32]。随着加热温度的升高或保温时间的延长,蛋白膜的最大拉伸应力增大而延伸率会下降。但加热处理温度过高,时间过长,蛋白质分子会过度变性,分子链大量断裂,不利于蛋白质网络结构的形成。
3 结论
综上所述,大豆分离蛋白虽然是重要的天然高分子,来源丰富,但是其结构较复杂,包含多种性质不同的组分。因此,基于大豆分离蛋白分子结构和性能的关系,从分子结构层次上改性大豆分离蛋必将使人们可以获得符合预期的性能优良的产品,充分发挥大豆分离蛋白可再生、可降解等优点,拓宽其在材料等方面的应用。
参考文献:
[1] Ham ilton J D,Reinert K H,Hagan J V,Lord W V.J Air W aste M anage Ass oc,1995,45:247～251.
[2] 李玉珍,肖怀秋,兰立新.中国食品添加剂,2008,01:121～124.
[3] Nagano T,Fukuda Y,Akasaka T.J Agric F ood Chem,1996,44:3484～3488.
[4] C oates J B,M edeiros J S,Thanh V H,et al.Arch Biochem Biophysics,1985,243:184～194.
[5] Adachi M,H o C,Utsum i S.J Agric F ood Chem,2004,52:5717～5723.
[6] M aruyama N,Adachi M,T akahashi K,et al.Eur J Biochem,2001,268:3595～3604.
[7] H wang D,Dam odaran S.J Agric F ood Chem,1996,44:751～758.
[8] 郭东权,陈复生,刘东亮,等.食品科技,2008,4:25～27.
[9] G uan J,Qiu A,Liu X,et al.F ood Chem istry,2006,97:577～585.
[10] G an C,Cheng L,Easa A.Innovative F ood Science&Emerging T echnologies,2008,9(4):563～569.
[11] Liu Y,Li K.International Journal of Adhesion&Adhesives,2007,27:59～67.
[12] Chen L,Rem ondetto G,R ouabhia M,Subirade M.Biomaterials,2008,29(27):3750～3756.
[13] M arquiéC.J Agric F ood Chem,2001,49:4676～4681.
[14] 周华,姜鹏,杨成,等.高分子学报,2008,5:424～429.
[15] K umar R,Zhang L.Biomacrom olecules,2008,DOI:10.1021Πbm800396x.
[16] 王岩,陈复生,刘东亮,等.河南工业大学学报(自然科学版),2005,26(3):9～13.
[17] 姚永志,陈复生,左锦静,等.食品科学.2006,27(4):31～33.
[18] 孙超,刘晓亚,杨成,等.功能高分子学报,2005,18(2):285～289.
[19] G an C Y,Cheng L,Easa A.F ood Research International,2008,41:600～605.
[20] Achouri A,Zhang W,Xu S.F ood Research International,1998,31(9):617～623.
[21] Zhong F,W ang Z,Xu S,et al.F ood Chem istry,2007,100:1371～1376.
[22] Lu Y S,W eng L H,Zhang L N.Biomacrom olecules,2004,5:1046～1051.
[23] Chen P,Zhang L N.Biomacrom olecules,2006,7:1700～1706.
[24] Liu D G,T ian H F,Jia X W,Zhang L N.M acrom ol Biosci,2008,8:401～409.
[25] Huang J,Zhou Z,W ei M,Chen Y,Chang P.J Appl P olym Sci,2008,107:409～417.
[26] Y u J,Cui G,W ei M,Huang J.J Appl P olym Sci,2007,104:3367～3377.
[27] Ai F,Zheng H,W ei M,Huang J.J Appl P olym Sci,2007,105(3):1597～1604.
[28] Zheng H,Ai F,W ei M,Huang J,Chang P R.M acrom ol M ater Eng,2007,292:780～788.
[29] W ang X S,T ang C H,Li B S,et al.F ood Hydrocolloids,2008,22:560～567.
[30] T orrezan R,Tham W P,Bell A E,et al.F ood Chem istry,2007,104:140～147.
[31] Puppo C,Chapleau N,S peroni F,et al.J Agric F ood Chem,2004,52:1564～1571.
[32] 安晓琼,李梦琴,张剑,雷娜.安徽农业科学,2007,35(21):6583～6584.
Modification Study of Soybean Protein Isolate
LI Hai2Ping,YI Ju2Zhen3
(Institute o f Polymer Science,School o f Chemistry and Chemical Engineering,Sun Yat2Sen Univer sity,Guangzhou510275,China)
Abstract:The com position and structure of S oybean Protein Is olate(SPI)are first introduced,Then the functional m odification of SPI via chemical ways which include the reaction of amino group,carboxyl group and sulphydryl group,via enzymic ways which include the m odification using transglutaminase enzyme and papain,via physical ways which include blending and heat treatment are reviewed.The m odification on the structures of SPI can develop novel materials with excellent properties which could be applied in medicine,chemistry and other industrial fields.
K ey w ords:S oybean protein is olate;Structure;M odification
综述改性蛋白质的安全性
综述改性蛋白质的安全性 改性方法主要有物理法、化学法、酶法、生物基因工程法等。 1 化学改性 化学改性实质是通过改变蛋白质的结构、静电荷和疏水基团分布，去除抗营养因子，从而改善大豆蛋白的性质。蛋白质的化学改性可分为两大类，一类是蛋白质分子的特定基团与改性试剂以共价键相连接，即化学衍生化反应，另一类则不存在蛋白质与改性试剂之间的共价键，主要包括亲油化、酸、碱处理等。 最常用的食品蛋白质化学改性方法：乙酸酐和琥珀酸酐作为酰化试剂的酰化作用。它们的作用机理是酰化试剂一般与赖氨酸ε-氨基作用，带正电的氨基被一个中性的酰基残基取代。酰化作用的功能：提高蛋白质的溶解度和水合作用和改进蛋白质的乳化性质。酰化蛋白质的特点：较低的等电点、较高的正极电迁移率、较好的起泡能力、较差的泡沫稳定性、结构较无序、电荷推斥、热稳定性高（主要由前两个决定）。决定酰化蛋白质营养质量的因素：蛋白质的种类、改性的程度、所采用的酰化剂。其他改性方法，如化学磷酸化—利用并入的高亲水性的磷酸基，提高蛋白质在水中的溶解度；温和酸处理—增加蛋白质表面的负电荷、导致蛋白质结构的展开、疏水性残基的暴露—具有较好的溶解度、乳化性质、起泡性质。 化学变化的危害方面需要考虑因素有两个①改性蛋白质和它的消化产物的毒性；②使用的化学试剂以及在蛋白质中任何残留物的毒性。 蛋白质的磷酸化作用是无机磷酸(Pi) 与蛋白质上特定的氧原子(Ser 、Thr 、Tyr 的-OH) 或氮原子(Lys 的ε-氨基、His 咪唑环1 ,3 位N、Arg 的胍基末端N) 形成-C-O-Pi 或-C -N -Pi 的酯化反应。 蛋白质的磷酸化改性可通过化学方法或酶法予以实现。化学磷酸化试剂：磷酰氯(POCl3)、磷酸(H3PO4)、P2O5/ H3PO4、三聚磷酸钠(STP)。 用于蛋白质磷酸化的酶称为蛋白激酶. 蛋白激酶家族包括有约1001 种酶. 蛋白激酶能对蛋白质进行磷酸化修饰,是很有潜力和前途的食品蛋白质改性的工具。常用到的蛋白激酶有依赖于CAMP 激活的蛋白激酶(CAMPdPK)，酪蛋白激酶Ⅱ(CK- Ⅱ)。 磷酸化改性后的蛋白中,由于引进了大量的磷酸根基团,从而增加了蛋白质体系的电负性,提高了蛋白质分子之间的静电斥力,使之在食品体系中更易分散,相互排斥,因而提高了溶解度,聚结稳定性,降低了等电点,而且其净负电荷只有在相当低的pH 环境中才会被中和,故其可有效地拓宽在食品中的应用范围。用三聚磷酸钠改性大豆蛋白的实验结果充分验证了这一结论。但用磷酰氯改性蛋白时其蛋白溶解度反而下降,这是因为用磷酰氯作磷酸化试剂会导致蛋白质分子之间发生交联,这些交联键的存在是导致蛋白水溶解性降低的原因。但用磷酰氯改性蛋白可显著提高蛋白的粘度及胶凝性。磷酸化改性蛋白中由于负电荷的引入大大降低了乳化液的表面张力,使之更易形成乳状液滴,同时也增加了液滴之间的斥力,从而更易分散,因此改性蛋白的乳化能力及乳化稳定性都有较大改善。 从毒理学的观点看,因为没有一种生物可以合成磷酸根离子,而磷酸根离子为所有生物代谢所必需,必须由膳食中取得,所以蛋白质的磷酸化改性是一种较实用、有效的方法。 化学改性也存在很多的限制因素：(1)产品安全性，化学衍生化可定向地改变蛋白质的功能特性，然而这一技术在食品方面的应用却很少，毒性(或安全性)
大豆分离蛋白在肉制品中的应用教学资料
大豆分离蛋白在肉制品中的应用
大豆分离蛋白在肉制品中的应用 1、大豆蛋白在肉制品中重要作用 由于大豆蛋白具有蛋白质的功能特性，因此在食品加工中得到广泛的应用。近年来，随着社会生产力的发展，人民的生活水平得到了提高，肉制品的消费量也达到了前所未有的高度，各种各样的肉制品也随着消费者的需要而走向了市场。大豆蛋白以其重要的功能特性在肉制品加工中所起的重要作用也越来越受到肉制品加工业的关注，在肉制品加工中主要利用大豆蛋白以下方面的特性。 1 ）强化营养的高性价比蛋白源 大豆蛋白以其低廉的价格、良好的蛋白质量在肉制品中得到了广泛的应用，在灌肠、火腿等产品中添加大豆蛋白，不仅能提高蛋白质的含量，而且能改善蛋白质的配比，使蛋白质的营养更全面、更合理。 2）在肉制品中的调味作用 大豆蛋白含有少量的脂肪酸和碳水化合物，在加热之后会产生独特的豆香气，而肉制品；中有时原料肉(如鱼肉)或辅料所具有的以及由于加工工艺 (如杀菌)所产生的一些不愉快气味，可能会引起消费者的反感，大豆蛋白的独特香气对以上气味产生掩蔽作用，因而大豆蛋白对肉制品具有一定的调味作用。 3）大豆蛋白能改善肉制品的结构 大豆蛋白有良好的凝胶特性和粘结特性，在肉制品加工中利用这一特性加入大豆蛋白后可有效的改善产品的结构、增强产品的弹性、硬度，使产品的结构致密、口感更好，肉感更强。 4 )利用大豆蛋白的乳化性，解决肉制品的出水、出油问题 出水、出油是肉制品加工生产、存放过程中最常出现的问题之一，利用大豆蛋白同时具有亲水基团和亲油基团的特性，对水和油脂具有良好的亲和能力，能吸附水和油脂形成较为稳定网络结构，从而使肉制品中的水和油脂不游离出来，在加工和存放的过程中不发生出水、出油现象。 大豆分离蛋白在肉制品的应用已相当广泛，虽我国分离蛋白生产能力发展很快，但生产技术仍无明显提高，产品质量停滞不前，尚未形成多品种、多功能、系列化，致使大豆蛋白的高营养、高附加值的产品特性没有充分体现出来，市场价格一直处于低迷状态，而且国内的分离蛋白品种单一，功能性区别不大，产品质量不能满足客户的要求。国外大豆分离蛋白产品可生产出数百种，广泛应用于各个工业领域，国外产品由于品种多、质量好，虽然价格高出国产品很多，但仍占国内约 l／3市场。 国外大豆分离蛋白生产工艺、技术发展很快，由萃取方法、到改性方法，已形成多系列的配方技术。按照产品的应用领域、产品性能不同，其萃取方式、改性方法均不同。由此生产出的产品广泛适于肉类、乳品类、轻化工类等领域的不同需求，真正体现大豆蛋白 的高营养、高附加值特性。 1、大豆蛋白在肉制品中的重要作用：强化营养的高性价比蛋白源；在肉制品中的调味作用；大豆蛋白能改善肉制品的结构；利用大豆蛋白的乳化性，解决肉制品的出水、出油问 题。 2、大豆分离蛋白在肉制品中应用的一些性能指标
改性沥青的研究进展
改性沥青的研究进展 黄 彬,马丽萍,许文娟 (昆明理工大学环境科学与工程学院,昆明650093) 摘要 为了得到性能更优良的改性沥青,越来越多的材料被用作改性沥青改性剂,同时新的评价标准和方法及其他领域的新化学分析方法也被用来更完整准确地评价改性沥青的性能。总结了国内外改性沥青的研究现状及进展,从改性机理、性能影响因素及评价方法等方面来介绍各种改性沥青的概况,并概述了改性沥青的发展方向。 关键词 改性沥青 改性剂 机理 发展Rsearch Development of Modif ied Asphalt HUAN G Bin ,MA Liping ,XU Wenjuan (Faculty of Environmental Science and Engineering ,Kunming University of Science and Technology ,Kunming 650093) Abstract More materials ,as modifier ,are used to improve the properties of modified asphalt.Besides ,the new evaluation standards and methods ,new chemical analysis methods are used to evaluate the properties more com 2pletely and accurately.The situation and development of modified asphalt research at home and abroad are summa 2rized.From the aspcts of modification mechanism ,influencing factors and evaluation methods ,various modified as 2phalts are introduced ,and the development trend of modified asphalt technology is illustrated in the paper. K ey w ords modified asphalt ,modifier ,mechanism ,development 黄彬:女,1986年生,硕士研究生,主要研究方向为固体废物资源化 E 2mail :binbin_huang @https://www.wendangku.net/doc/078284741.html, 马丽萍:女,1966年生,教 授,主要研究方向为工业废气污染控制、固废综合开发利用 E 2mail :lipingma22@https://www.wendangku.net/doc/078284741.html, 0 前言 普通道路沥青由于自身的组成和结构决定了其感温性能差,弹性和抗老化性能差,高温易流淌,低温易脆裂。而且在过去的10年中,车轴负荷增加、车流量增加、气候条件恶劣,难以满足高级公路的使用要求,必须对其改性以改善使用性能。在沥青或沥青混合料中加入天然或合成的有机或无机材料,熔融或分散在沥青中与沥青发生反应或裹覆在沥青集料表面,可以改善或提高沥青路面性能。 1 改性沥青的分类 在沥青的改性材料中,高分子聚合物是应用最广泛、研究最集中的一种。其他改性材料还有两大类:矿物质填料和添加剂。矿物质填料,如硅藻土、石灰、水泥、炭黑、硫磺、木质素、石棉和炭棉等,对沥青进行物理改性,可提高沥青抗磨耗性、内聚力和耐候性。添加剂,包括抗氧化剂和抗剥落剂,如有机酸皂、胺型或酚型抗氧化剂或阴、阳离子型或非离子型表面活性剂,可提高沥青粘附性、耐老化或抗氧化能力。聚合物改性沥青(PMA 、PMB ),按照改性剂的不同一般可分为3类:①热塑性橡胶类,即热塑性弹性体,主要是嵌段共聚物,如SBS 、SIS 、SE/BS ,是目前世界上最为普遍使用的道路沥青改性剂,并以SBS 最多;②橡胶类,如NR 、SBR 、CR 、BR 、IR 、EP 2DM 、IIR 、SIR 及SR 等,以胶乳形式使用,其中SBR 应用最为广泛;③树脂类,如EVA 、PE 、PVC 、PP 及PS 。 2 各种改性沥青及其发展现状 通过SCI 和EI 分别检索近15年来改性沥青在交通、建筑、材料、能源及环境等学科方面研究的文献情况,检索结果如图1、图2及表1、表2所示。根据表1、表2数据和图1、图2情况可以看出,近几年国内外对改性沥青的研究越来越多,尤其以SBS 和胶粉最为突出,出现了多种新型改性剂。下面 将分别介绍各种改性沥青及其发展现状。 图1 SCI 检索统计表 Fig.1 SCI search results 2.1 矿物质材料改性沥青 矿物质材料作改性剂的研究较少,主要为硅藻土、纳米 碳酸钙、矿渣粉、白炭黑等,可与基质沥青形成均匀、稳定的 共混体系以改善沥青性能[1] 。
蛋白质的生物和化学改性
文章编号:1003 7969(2000)06 0181 05 蛋白质的生物和化学改性 周瑞宝1,周 兵2 (1 郑州工程学院食品科学与工程系,450052郑州市嵩山南路140号; 2 郑州油脂化学集团公司,450053郑州市黄河路;第一作者:男,59岁,教授) 摘要:生物酶或化学法改性食品蛋白质,是提高食品功能特性的重要途径。生物酶有酶源易于得到,应用更安全,并且可将蛋白质改性到所期望的功能值;化学法的乙酰化、磷酸化、糖基化、交联反应,在改变结构和功能性方面,对提高蛋白质功能特性比酶法更有效。 关键词:蛋白质;生物酶;化学法;改性 中图分类号:TQ645 9+9 文献标识码:A 1 蛋白质的酶法改性 蛋白质的改性就是用化学因素(如化学试剂、酶制剂等)或物理因素(如热、高频电场、射线、机械振荡等),使氨基酸残基和多钛链发生某种变化,引起蛋白大分子空间结构和理化性质改变,从而获得较好的功能性和营养特性。 用于水解大豆蛋白的酶,包括植物来源的木瓜酶(Papain)、微生物蛋白酶(Alcalase、Neutrase、Ther mitase)和动物蛋白酶(Pepsin、Chymotrypsin)等,都可以用于蛋白质的改性。 1 1 大豆蛋白的部分水解及其功能特性 大量文献列举了蛋白质水解对功能特性的影响,其中包括:植物蛋白的大豆蛋白[1]、蚕豆蛋白、小麦谷朊粉、玉米蛋白、燕麦粉(蛋白)、棉籽蛋白、葵花籽和菜籽蛋白;以及动物蛋白的酪蛋白,都可以进行蛋白酶水解,又称蛋白生物酶改性。 大豆蛋白酶改性[2],对于提高蛋白质的溶解性具有特殊重要性,甚至对于在水中难于分散的谷类蛋白,也是如此。只有使蛋白水解之后,才能显示它的改性意义。玉米蛋白是一种玉米储存蛋白,在pH2~5,具有很高的不溶性,当用胰蛋白酶处理水解使1 9%的肽键断裂时,在同样的pH范围内,溶解度可达30%~50%。而小麦谷朊粉用此法处理,在pH7时,达到9 8%水解度(D H)时,溶解度从7%增加到50%。燕麦粉经Alcalase 或Neutrase酶处理,在等电点(pH5.0)条件下溶解度提高3~4倍[3]。在一定的酶与底物比例条件下,增加水解度(3 8%~ 10 4%),溶解度也同时增加。用Alcalase在pH8,或Neutrase在pH7条件下,使大豆分离蛋白进行有限的蛋白酶水解,会改变它的pH值与溶解曲线图。用Thermitase酶处理蚕豆分离蛋白,使水解度达到8 3%时,在等电的pH值下,溶解度增加高达40%。用Ttaphyloc occus aureus V8蛋白酶水解酪蛋白,水解度达到2%和6 7%时,溶解度增加25%和50%。 大豆蛋白生物改性,可以提高水解蛋白的吸水和结合水的能力。这是由于蛋白水解过程中释放出氨基和羧基,离子基团数量增加。甚至大豆分离蛋白在84%的相对湿度的室温下,其吸水性随酶处理程度成比例增加。酸 沉大豆蛋白和11S大豆球蛋白,用菠萝蛋白酶进行有限蛋白水解后,吸水能力增加2~2 5倍。运用Alcalase或Teutrase处理燕麦粉,随水解度(DH)的升高,吸水能力增加。大豆蛋白质酶改性对蛋白质的乳化能力很敏感。使用木瓜蛋白酶对大豆蛋白进行短时水解,会增加乳化能力,然而,当继续水解时,乳化能力减少。有人发现大豆分离蛋白在水解度(DH)为5%时,乳化特性最佳。蛋白酶改性,也能改善花生蛋白的乳化特性。 用胰蛋白酶部分水解由大豆和蚕豆得到的11S 球蛋白,其中高分子量的水解产物大豆球蛋白 T 和豆球蛋白 T,分别对乳化能力和乳化稳定性,起着关键作用。随着豆蛋白 T的生成,其乳化能力和乳化稳定性增加,当豆蛋白 T被胰酶进一步水解时,乳化能力和乳化稳定性降低。 蛋白酶部分水解时,乳化能力和乳化稳定性的有益作用可能是由于暴露了分子内部掩蔽的疏水基团,改善亲水 疏水平衡,从而提高乳化能力。蛋白质表面失去亲水肽,导致表面疏水作用增加,而有利于表面吸附。过度消化的不利影响,使其失去球状 收稿日期:2000 09 15
改性沥青现状及发展前景
改性沥青现状及发展前景 1、改性沥青应用现状 普通道路石油沥青，由于原油成分及炼制：工艺等原因，其含蜡量较高，导致其具有温度敏感性强，与石料的粘附性差，低温延度小等缺点。用其铺筑的沥青路面，夏季较软，易出现明显车辙壅包等病害；冬季较脆，易出现低温开裂等病害；混合料的抗疲劳性能，抗老化性能较差。同时，由于经济的快速发展，普通沥肯混合料已不能满足高等级道路和特殊地点的重交通，大轴载，快速安全运输的需要。 1．1 改性沥青的应用背景和现状 据相关资料，20世纪60年代以前，沥青路面仅用于城市道路和专用公路，沥青材料主要是煤沥青和用进口原油提炼的石油沥青。20世纪70年代前后，在全国范围内曾采用渣油吹氧稠化，掺配特立尼达(TLA)或阿尔巴尼亚稠沥青等改性的方法，提高结合料稠度，配制成200号沥青铺筑以表面处治为主的沥青面层。1985年国内开展 了沥青中掺丁苯，氯丁橡胶，废轮胎粉等改性沥青和掺金属皂等改善混合料性能的研究试验工作，取得了成功的经验。1992年NovophaltPE现场改性技术的引入，对改性沥青的推广应用起到了促进作用，使改性沥青从研究试验逐步发展到生产应用。 1．2影响改性沥青应用的因素 生产施工工艺在聚合物改性沥青的大规模应用中起到了关
键性的作用。无论是聚合物改性，物理改性还是采用不同的沥青加工工艺都会增加较大的工程成本，在国内经济不发达地区的应用会受到一定的制约。 2、改性沥青的研究现状 目前国内的研究重点在新的改性剂和沥青改性剂的加工工艺上还有一部分研究是面向工程应用的，即研究在沥青集料改性剂确定的情况下，找出合适的级配，最佳沥青用量和改性剂用量以满足实际工程的要求。我国研究改性沥青已有多年的历史，也取得了丰富的成果，但至今仍有两个问题没有很好地解决： (1)没有形成对改性沥青和改性性能统一的评价标准； (2)国内没有形成统一的研究体系。 改性沥青的研究是一项长期的复杂的系统工作，要想取得突破性成果必须综合各研究机构的优势，形成统一的研究体系，比如美国l987年～l992年的大型系统工程SHRP计划等等。而相对于国内，研究工作往往由各高等院校，科研院所独立完成，没有统一的研究规划，配套工作滞后。另外由于各部门的利益关系，沥青改性的关键技术往往是秘而不宣的，在一定程度上造成人财物的巨大浪费。 3、改性沥青的应用前景 由于普通沥青已不能适应现代化路面的要求，性能良好的改性沥青必将在高等级路面中起到越来越重要的作用 3．1 SBS改性沥青将获得更广泛的应用 研究表明，SBS改性的优越性突出表现在具有双向改性作用，
蛋白质改性研究与应用进度
蛋白质改性研究与应用进度 宋英皓江南大学食品与科学学院 摘要:介绍蛋白质的功能特性,以及物理、化学、摘要介绍蛋白质的功能特性, 以及物理、化学、酶法等各种改性方法及其对蛋白质功能特性和营养安全性的影响,展望蛋白质改性的应用前景. Abstract Various protein modification methods including physical chemical，enzymatic methods and the effect of modification to its functional properties Nutritional value and safety were studied. The prospect application was also predicted. Keyword Functional properties Modification Nutritional value Safety Application 蛋白质具有营养功能,添加到食品中可以有效地提高产品的营养价值,更重要的是蛋白质在食品中可以体现出不同的功能特性,影响食品的感官特性,而且对食品在制造、加工或保藏中的物理化学性质起着重要的作用。因此蛋白质广泛用于食品加工的各个领域。但是,不少天然蛋白质的这些特性尚不突出,不能满足现代食品开发与加工的需要,往往通过特定的方法来提高其功能特性,使其应用领域更广阔。 1蛋白质的功能特性 蛋白质的功能性质主要分三类:(l)水化性质,包括水吸收及保留、湿润性、溶胀、粘着性、分散性、溶解度和粘度。由蛋白质肤链骨架上的极性基团与水分子发生水化作用。(2)与蛋白质一蛋白质相互作用有关的性质,包括产生沉淀作用、凝胶作用和形成各种其它结构(如蛋白质面团和纤维)。蛋白质分子受热舒展,内部的疏水基团暴露出来,通过疏水作用(高温能提高此类作用)、静电作用(通过ca,·和其它二价离子桥接的)、氢键(冷却能提高此类作用)或二硫交联形 成空间网状结构。(3)表面活性,包括表面张力、乳化作用和泡沫特征。蛋白质结构中既有亲水基又有亲油基,能够吸附在油一水或空气一水界面上,一旦被界面吸附,蛋白质 形成一层膜,可阻止小液滴或气泡聚集,有 助于稳定乳化液和气泡。这些功能特性 在食品中常被应用。蛋白质的功能特性与其结构有关,即氨基酸组成、排列顺序、构象、分子的形状和大小、电荷分布以及分子内和分子间键的作用。高比例的极性残基影响肤链间相互作用、水化作用、溶解性和表面活性,疏水性相互作用在蛋白质三级折叠中相当重要,它影响乳化作用、起泡性和风味结合能力。带电氨基酸能增强静力相互作用,起到稳定球蛋白,结合水分的作用,以及水 化作用、溶解度、凝胶作用和表面活性。琉基(SH)能被氧化形成二硫键,硫醇和二硫化物的相互转化会影响流变性。共价键和非共价键的性质和数量决定了蛋白质的大小、形状、表面电荷“,。所有这些性质又受PH、温度等环境因素及加工处理的影响。 2蛋白质改性 2.1物理改性 改变蛋白质功能特性的物理方法有机械处理、挤压、冷冻等。蛋白质粉末或浓缩物彻底干磨后会产生小粒子和大表面的粉末,与未研磨的试样相比,水吸收、蛋白质的溶解度、脂肪吸收和起泡性质都得到了改进;在乳的均质过程中,蛋白质悬浊液受到强烈剪切力使蛋白质聚集体(胶束)碎裂成亚基, 从而提高蛋白质的乳化能力川。挤压处理时蛋白质在高温高压下受定向力的作用而定 向排烈压力的释放,水分的瞬时蒸发,形成 具有耐嚼性和良好口感的纤维状蛋白质。将蛋白质溶液以一定速率冷却,会产生垂直于冷却表面的冰晶,使蛋白质定向排列并在冰晶空隙中被浓缩,移去水分可得到结构完整的蛋白质。 2.2化学改性 2.2.1酸、碱、盐作用下的改性 蛋白质经酸、碱部分水解可改进其功能特性,如溶解性、乳化能力、起泡性等,并能钝化酶活力,破坏毒素、酶抑制剂和过敏原,但往往会造成营养价值下降。P-乳球蛋白和乳清蛋白在酸性或微碱性中热展开,提高了它的增稠、凝胶、起泡和乳化性质。在适当pH
大豆分离蛋白的主要工艺流程
1 大豆分离蛋白的主要技术性能指标 水份：≤6% 干基粗蛋白：≥90% 水溶氮指数：≥60% TPC：≤10000个 大肠杆菌：0个 色泽：浅黄/乳白 气滋味：具有分离蛋白特有的气滋味 PH值：6.8～7.2 密度：过200目筛95%，过270目筛 90% 产品的功能特性将根据不同应用领域来确认 乳化型：通过1（蛋白）：4（水）：4（脂肪）的测试，肠体光亮、有弹性，无油、水渗出。 高凝胶型：通过1（蛋白）：5（水）：2（脂肪）的测试，肠体光洁度好，有弹性，无油、水渗出。 高分散（注射）型：1:10(蛋白:水)试验：稍搅拌溶解，静置三分钟无分层，0.5mm注射针头完全通过。 2 大豆分离蛋白工艺流程 低温豆粕——萃取——分离——酸沉——分离——水洗——分离——中和——杀菌——闪蒸——干燥——超细粉碎——混合造粒——喷涂——筛选——金属检测——包装 3 工艺简要描述： 萃取：将大豆低温豆粕置入萃取罐中按1：9的比例加入9倍的水，水温控制为40C0，加入碱使溶液在PH为9的条件下低温豆粕豆粕中的蛋白溶解于水中。 分离：将低温豆粕溶液送入高速分离机，将混合溶液中的粗纤维
（豆渣）与含有蛋白的水（混合豆乳）分离开。豆渣排到室外准备作饲料销售。混合豆乳回收置入酸沉罐中。 酸沉：利用大豆蛋白等电点为4.2的原理，加入酸调整酸沉罐中混合豆乳的PH到4.2左右。使蛋白在这个条件下产生沉淀。 分离：将酸沉后的混合豆乳送入分离机进行分离，使沉淀的蛋白颗粒与水分离。水（豆清水）排入废水处理场治理后达标排放。回收蛋白液（凝乳）到暂存罐。 水洗：按1（凝乳）：4的比例加水入暂存罐中搅拌。使凝乳中的盐份和灰份溶解于水中。 分离：将暂存罐中的凝乳液送入离心机进行分离。水排入废水处理场治理达标排放，凝乳回收入中和罐。 中和：加入碱入中和罐，使凝乳的PH调整到7。 杀菌：将中和后的凝乳利用140C0的高温进行瞬时杀菌 干燥：将杀菌后的溶解送入干燥塔，在干燥温度为180C0的条件下将溶解干燥。 筛选：对干燥的大豆分离蛋白进行初步筛选。使98%通过100目标准筛。 超微粉碎：用特殊超微粉碎机对产品进行粉碎，使90%通过200目标准筛造粒：产品随后进行造粒设备进行造粒，使产品粒度均匀。 筛选：对产品进行进一步筛选。 喷涂：在产品表面喷涂表面活性剂，提高产品乳化稳定效果。 金属检测：对产品进行金属检测。 包装：检测后的产品进行自动包装系统，按规定的重量进行包装。
SBS改性沥青的性能与应用
SBS改性沥青的性能与应用 摘要：我国高速公路建设自改革开放以来，经历了从无到有，从起步到建设成高速公路网的翻天覆地变化。与此同时，传统的普通沥青已经很难适应现代对公路的高标准要求，而改性沥青的研制与应用则较好地解决了这一问题。本文主要通过介绍SBS改性沥青在高温、低温条件下的抗车辙、抗裂性能，与水稳定性，抗滑能力等内容，比较得出其对于传统沥青在工程、经济、社会各方面的优越性，探究了加强对SBS改性沥青的学习，开展对SBS改性沥青深入的研究与推广其广泛应用的长远意义。 关键词：SBS改性沥青；改性沥青性能；改性沥青应用；沥青施工；工程效益；应用前景 1 前言 随着交通流量的增长、车载质量的增加以及高温和低温的作用，为适应道路路面的使用性能的要求，保证路面良好的使用状态，延长路面的使用寿命，就必须探寻更高性能的路面材料。SBS改性沥青混凝土具有很好的高温抗车辙能力，低温抗裂能力，改善了沥青的水稳定性，提高了路面的抗滑能力，增强了路面的承载能力，提高了沥青的抗氧化能力，是比较优良的路面材料。自上世纪40年代以来，国内外学者对各类改性沥青的性能进行了大量的研究工作，改性沥青技术得到了越来越多的重视。现有研究结果表明，与其他改性沥青相比，SBS(苯乙烯一丁二烯一苯乙烯)改性沥青的综合性能[1]更为突出，SBS改性沥青必将在未来很长的一段时间内得到更深入的研究和更广泛的应用。 2 SBS改性沥青简介 SBS属于苯乙烯类热塑性弹性体，是苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物，SBS改性沥青是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，同时，加入一定比例的专属稳定剂，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。在良好的设计配合比和施工条件下，用SBS改性沥青铺筑的沥青混凝土路面有着传统沥青路面无法比拟的优越性能，具有很好的耐高温、抗低温能力以及较好的抗车辙能力和抗疲劳能力，并极大地改善沥青的水稳定性，提高了路面的抗滑性能。
大豆分离蛋白改性的研究进展
基金项目:国家自然科学基金资助项目(20704044); 作者简介:李海萍(1984-),女,硕士研究生; 3通讯联系人,E 2mail :cesyjz @https://www.wendangku.net/doc/078284741.html,. 大豆分离蛋白改性的研究进展 李海萍,易菊珍3 (中山大学化学与化学工程学院高分子研究所,广州 510275) 摘要:首先介绍了大豆分离蛋白的基本组成与结构,然后分别从化学改性、酶改性和物理改性三个方面对 大豆分离蛋白改性进行了综述。其中,在化学改性方面,针对大豆分离蛋白中含有的氨基、羧基、巯基等不同活性基团的改性原理及研究现状进行了介绍。在酶改性方面,主要介绍了谷胺酰胺转胺酶、木瓜蛋白酶等对大豆分离蛋白的改性作用。在物理改性方面,介绍了共混、加热改性等目前研究较多的方法。通过化学、物理和酶等方法等来引起分子结构的微变化,可使人们获得各种符合预期的性能优良的产品,开发其在医药、化工等领域的应用潜力。 关键词:大豆分离蛋白;结构;改性 引言近年来,由于全球石油危机及环境污染问题,以石油为原料、不可降解的聚合物材料的广泛使用引起 了大家的担忧[1],而且塑料垃圾掩埋后,有毒单体和小分子低聚物的释放又会污染地下水资源 ,给人类和 生物体健康构成威胁。因此,人们致力于研究通过可再生农作物开发环境友好、可生物降解的材料。大豆分离蛋白(s oybean protein is olate ,SPI )是一种重要的植物蛋白,是每年都可进行大量种植的可再生资源,而且具有无毒、可降解等优点,在材料领域具有广泛的应用前景。大豆蛋白包含多种功能团,如氨基、羟基、巯基、酚基、羧基等。这些活性基团可作为化学改性或交联的位点,来合成各种功能可与以石油为原料的材料相当或更优的新型聚合物。因此,本文介绍了大豆分离蛋白的基本组成与结构,并对基于大豆分离蛋白功能基团的改性研究进行了综述。 1 大豆分离蛋白的基本组成及结构 大豆分离蛋白(S oybean Protein Is olate ,SPI )是以低变性脱脂豆粕为原料,采用现代化的加工技术制取的一种蛋白质含量较高的功能性食品添加剂或食品原料。其主要组成元素为C 、H 、O 、N 、S 和P ,还含有少量的Zn 、Mg 、Fe 和Cu 。大豆分离蛋白中蛋白质含量高达90%以上,含有多种人体必需氨基酸,其主要 氨基酸含量如表1所示[2]。 SPI 主要包括β 2大豆伴球蛋白(7S 球蛋白,β2conglycinin )和大豆球蛋白(11S 球蛋白,glycinin )两种成分[3]。其中β2大豆伴球蛋白是由α’2(69kDa )、β2(68kDa )和β2(42kDa )三种亚基组成的分子量约为～180kDa 的三聚体糖蛋白,三种亚基分子量不同文献报道有所差别[4]。大豆球蛋白是由五种分子量为54kDa ～64kDa 的亚基(G 12G 5)组成的分子量约为～320kDa 的六角形化合物。各个亚基的基本结构通式为A 2SS 2B ,其中A 表示分子量为34～44kDa 的酸性多肽,B 表示分子量约为20kDa 的碱性多肽,A 和B 由 二硫键(SS )连接。Utsumi [5]、Maruyama 等[6]利用基因重组技术并通过X 射线晶体衍射法推导出大豆球蛋 白和β2大豆伴球蛋白结构模型,如图1所示。
蛋白质介绍
[本次授课内容] 第6章蛋白质 6.4食品加工贮藏中蛋白质的变化与蛋白质的改性 ＃ 6.5食品蛋白质含量的测定 重点：加工对营养及功能特性的影响、改善营养及功能特性的方法 6.4 食品加工贮藏中蛋白质的变化 6.4.1 食品加工贮藏中蛋白质的变化 6.4.1.1 热处理中的变化 热处理是许多食品，尤其是蛋白食品的加工常用的杀菌方法，也是一些食品加工中所必须的工艺步骤。多数食品蛋白质只能在窄狭的温度范围内（60-90℃，1h或更短时间）才具有生物活性或功能性。 ○加热对蛋白质理化性质的直接影响：蛋白质结构变得松散、某些次级键的断裂、变性失活等。而加热的程度（温度、时间）及其它因素的协同作用、蛋白质的种类等又是蛋白质变性程度的决定因素，其中有些变化有利于营养、功能特性的提高，另一些变化则属于劣变。 （1）有利变化始终保持适度热处理，既不会破坏共价键也不至于形成新的共价键，不影响蛋白质的一级结构。从营养学的观点讲，蛋白质对温和热处理所产生的变化一般是有利的。 ①大多数蛋白质在加热后营养价值得到提高。因为适宜的加热使蛋白质变性后，原有的紧密结构变得松散、伸展，进入人体易为消化酶所水解，从而提高消化率，营养价值也相应提高。 ②某些植物蛋白所含的抗营养因子－蛋白酶抑制剂（胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶）、凝集素（致血红细胞凝集）等在加热中被钝化失活。从而提高蛋白质食品的安全性和营养价值，如豆科植物蛋白的热加工处理。 ③热处理是常用的杀菌方法。微生物的机体蛋白因热处理变性失活，达到杀菌目的，可防止微生物引起的食品腐败变质。 33
34 ④ 热处理还可钝化食品中存在的某些可能引起食品的色泽、质地、风味等发生非需宜改变的酶。如，酶促褐变、引起豆腥味的LOX ），从而保持良好的风味及外观品质。 （2）不利变化 A 、过度加热会导致氨基酸特别是必需氨基酸（蛋与胱、赖AA ）的损失。因蛋白质因热分解或聚合致使营养价值下降。 ① 脱硫：T-115℃～27h ，某些AA 残基（胱氨酸与蛋氨酸——含硫EAA ），会有一半以上的 胱氨酸发生脱硫化氢反应。既损害营养，也引起功能性质的改变； ② 脱酰胺：T>100℃，蛋白质中Gln ，Asn 残基脱除酰胺基-NH 2。尽管不损害营养，但环境 中-NH 2会导致蛋白质电荷和功能性质的改变； ③ 异构化：T>200℃，色氨酸发生异构化，生成环状衍生物。其中包括致突变物质，某些氨 基酸由L-型转变为D-型而失去营养价值，甚至具有毒性； ④ 交联反应：T>150℃，蛋白质中赖氨酸的ε－NH 2参与形成新的肽键-交联肽键。如Lys 与 Asp 、Glu 反应，失去赖氨酸的营养价值，新生成的肽链可能对人体有毒； NH CH CO (CH 2)4NH CO (CH )22CH CO ε-N （γ-谷氨酰基）-L-赖氨酰基 ⑤ 羰氨反应：当还原糖存在时，在普通条件下即可发生的羰氨反应，因加热可加速进行。色、 精、苏、组等均易发生，Lys 中ε－NH 2更易发生该反应，形成不易为酶消化水解的希夫碱，失去EAA 的营养价值并同时导致外观褐变，遇有蔗糖水解、脂肪氧化产物均可提供羰基发生该反应；当然，同时可对面粉焙烤食品起到需宜性的呈色效果。 ⑥ 热分解：T>200℃以上时（如烧烤食品表面温度），蛋白质发生热分解。可能产生诱变化合CH 3 2NH N N N N CH 3N N CH 3NH 23CH CH 32NH N N N
大豆分离蛋白工艺设计
大豆分离蛋白工艺 摘要：作为一种食品添加剂,大豆分离蛋白广泛应用于各种各样的食品体系中。大豆分离蛋白的成功应用在于它具有多种样的功能性质，功能性质是大豆分离蛋白最为重要的理化性质，如凝胶性、乳化性、起护色注、粘度等。本文主要大豆分蛋白的一种制取工艺。 关键字：大豆分离蛋白、分离工艺、影响因素、设备 前言 大豆分离蛋白是重要的植物蛋白产品, 除了营养价值外，它还具有许多重要的功能性质, 这些功能性质对于大豆蛋白在食品中的应用具有重要的价值。大豆蛋白的功能性质可归为三类一是蛋白质的水合性质( 取决于蛋白质-水相互作用)，二是与蛋白质-蛋白质相互作用有关的性质，三是表面性质[1]。水合性质包括：水吸收及保留能力、湿润性、肿胀性、粘着性、分散性、溶解度和粘度。而蛋白分子间的相互作用在大豆蛋白发生沉淀作用、凝胶作用和形成各种其它结构(例如面筋) 时才有实际的意义。表面性质主要是指乳化性能和起泡性能[2]。 1.功能特性 1.1乳化性 乳化性是指将油和水混合在一起形成乳状液的性能。大豆分离蛋白是表面活性剂, 它既能降低水和油的表面力,又能降低水和空气的表面力。易于形成稳定的乳状液。乳化的油滴被聚集在油滴表面的蛋白质所稳定,形成一种保护层。这个保护层可以防止油滴聚集和乳化状态的破坏, 促使乳化性能稳定。在烤制食品、冷冻食品及汤类食品的制作中, 加入大豆分离蛋白作乳化剂可使制品状态稳定。
1.2水合性 大豆分离蛋白沿着它的肽链骨架，含有很多极性基,所以具有吸水性、保水性和膨胀性。 1.2. 1吸水性 一般是指蛋白质对水分的吸附能力,它与即水份活度、pH、深度、蛋白质的颗粒大小、颗粒结构、颗粒表面活性等都是密切相关的。随水份活度的增强，其吸水性发生快——慢——快的变化。 1.2. 2保水性 除了对水的吸附作用外，大豆蛋白质在加工时还有保持水份的能力，其保水性与粘度、pH、电离强度和温度有关。盐类能增强蛋白质吸水性却削弱分离蛋白的保水性。最高水分保持能力在pH= 7，温度35～55℃时，为14g水/g蛋白质。 1.2. 3膨胀性 膨胀性即蛋白质的扩作用,是指蛋白质吸收水分后会膨胀起来。它受温度、pH 和盐类的影响显著,加热处理增加大豆蛋白的膨胀性，80℃时为最好，70～100℃之间膨胀基本接近[3]。 1.3吸油性 1.3. 1促进脂肪吸收作用 分离蛋白吸收脂肪的作用是另一种形式的乳化作用。分离蛋白加入肉制品中，能形成乳状液和凝胶基质,防止脂肪向表面移动,因而起着促进脂肪吸收或脂肪结合的作用，可以减少肉制品加工过程中脂肪和汁液的损失，有助于维持外形的稳定。吸油性随蛋白质含量增加而增加，随pH增大而减少。 1.3. 2控制脂肪吸收作用
纤维改性沥青混合料研究进展
龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/078284741.html, 纤维改性沥青混合料研究进展 作者：刘哲 来源：《中国科技纵横》2015年第24期 【摘要】通过对纤维改性沥青混合料研究历史及现状的调研，总结了纤维改性沥青混合 料的主要影响因素以及纤维改性沥青混合料的作用机理；阐述了纤维种类、长度、添加量以及界面粘结对沥青混合料性能的影响情况，不同因素的变化会影响沥青混合料的不同性能；总结了纤维在沥青混合料中的吸附、稳定、桥接以及加筋作用。 【关键词】纤维改性沥青混合料作用机理 1 概述 纤维作为一种新型的增强材料，被广泛的用作复合材料增强体，应用于航空航天、电子机械等尖端领域[1-3]，由于纤维具有高模量、高强度、高长径比以及较强的吸附能力，在道路沥青及沥青混合料中也多有应用。多年来，国内外对纤维改善沥青及其混合料性能进行了大量研究，并根据实际需求，开发出了一系列适用于道路沥青改性的路用纤维，主要包括木质素纤维、矿物纤维、聚合物纤维以及新兴的玄武岩纤维等。本文主要针对道路纤维在沥青混合料中的应用进行调研，分析了纤维对混合料性能影响的主要作用机理及影响因素，对其未来发展进行了展望。 2纤维改性沥青混合料的主要影响因素 2.1 纤维种类及性能 按处理方式划分，纤维可分为天然纤维和化学合成纤维，不同种类的纤维具有不同的性能，包括强度、模量、吸持沥青量、长径比以及表面形貌等等，而这些因素都会对沥青混合料性能产生影响。李智慧[4]等考察了聚丙烯腈纤维、聚酯纤维以及木质素纤维等三类不同的增 强体对沥青混合料性能的影响，同时分析了三类纤维的常规技术性能，建立了纤维性能与外掺纤维沥青混合料路用性能之间的关系。结果表明，掺加聚丙烯腈纤维和聚酯纤维的沥青混合料性能相当，而木质素纤维混合料性能稍差；纤维的种类还影响着其对沥青混合料的主要作用机理。对外掺纤维沥青混合料路用性能影响程度最大的纤维性质因素是抗拉强度与极限拉伸应变，其次是熔融温度，吸持沥青量也有一定程度影响，纤维直径影响最小，在纤维形状特征因素中纤维长度的影响程度大于纤维直径与长径比。T.Serkan[5]采用聚酯纤维对石油沥青进行改性处理，石油沥青混合料的马歇尔稳定度增加而流值降低，同时抗车辙及抗疲劳性能增加，表明聚酯纤维有效提高了石油沥青混合料的路用性能；F.M.Nejad等[6]使用碳纤维增强沥青混凝土，结果显示，碳纤维的加入有效提升了沥青混凝土的强度和抗老化性能。此外，有不少学者采用不同种类的纤维对沥青混合料进行混杂改性，取得了良好的效果[7-8]。
大豆蛋白纤维
大豆纤维的探究及应用 院系：外语系 学号：201313060124 姓名：司淼
目录 大豆纤维 大豆纤维释义 大豆纤维简介 大豆蛋白纤维 大豆纤维纱线 大豆纤维的面料 大豆纤维染整 大豆纤维服饰 大豆纤维衣服正确洗涤方法
大豆纤维释义 1. Soy Fiber 属于膳食纤维，在减肥过程中可以产生饱足感，而减少食物的摄取，但它们会干扰其他营养素的吸收，因此不建议单独食用。 2. SB=soybean SB=soybean 大豆纤维 3. soybean fibers soybean fibers大豆纤维 大豆纤维简介 大豆蛋白纤维属于再生植物蛋白纤维类，是以榨过油的大豆豆粕为原料，利用生物工程技术，提取出豆粕中的球蛋白，通过添加功能性助剂，与腈基、羟基等高聚物接枝、共聚、共混，制成一定浓度的蛋白质纺丝液，改变蛋白质空间结构，经湿法纺丝而成. 其有着羊绒般的柔软手感，蚕丝般的柔和光泽，棉的保暖性和良好的亲肤性等优良性能，还有明显的抑菌功能，被誉为“新世纪的健康舒适纤维”。 经过工业化规模生产，大豆纤维从纺纱到织造到染整的相关生产技术均已相对成熟，其价格已从初期的每吨7万多元，降至3.5万元左右，已被下游应用企业所认可，产业链结构也逐步形成． 大豆纤维是以脱去油脂的大豆豆粕作原料，提取植物球蛋白经合成后制成的新型再生植物蛋白纤维，是由我国纺织科技工作者自主开发，并在国际上率先实现了工业化生产的高新技术，也是迄今为止我国获得的唯一完全知识产权的纤维发明。 在成为纤维之前，要从大豆中提取蛋白质与高聚物为原料，采用生物工程等高新技术处理，经湿法纺丝而成。这种单丝，细度细、比重轻、强伸度高、耐酸耐碱性强、吸湿导湿性好。有着羊绒般的柔软手感，蚕丝般的柔和光泽，棉的保暖性和良好的亲肤性等优良性能，还有明显的抑菌功能，被誉为“新世纪的健康舒适纤维”。 以50％以上的大豆纤维与羊绒混纺成高支纱，用于生产春、秋、冬季的薄型绒衫，其效果与纯羊绒一样滑糯、轻盈、柔软，能保留精纺面料的光泽和细腻感，增加滑糯手感，也是生产轻薄柔软型高级西装和大衣的理想面料。 用大豆纤维与真丝交织或与绢丝混纺制成的面料，既能保持丝绸亮泽、飘逸的特点，又能改善其悬垂性，消除产生汗渍及吸湿后贴肤的特点，是制作睡衣、衬衫、晚礼服等高档服装的理想面料。 此外，大豆纤维与亚麻等麻纤维混纺，是制作功能性内衣及夏季服装的理想面料；与棉混纺的高支纱，是制造高档衬衫、高级寝卧具的理想材料；或者加入少量氨纶，手感柔软舒适，用于制作T恤、内衣、沙滩装、休闲服、运动服、时尚女装等，极具休闲风格。 大豆蛋白纤维是由华康集团董事长李官奇先生历经十年研究开发成功，获得世界发明专利金奖，李官奇先生的这项发明为纺织业带来了一场新的革命，在纤维材料发展史上和人造
大豆蛋白的分离提纯与药用前景
大豆蛋白的分离提纯及药用前景
目录 第一章绪论 第二章大豆分离蛋白的提取方法 (2) 2.1 碱提酸沉法 (2) 2.2 膜分离方法 (3) 2.3 起泡法 (3) 第三章分离蛋白产品在医药领域的作用及前景 (5) 3.1 大豆肽 (5) 3.2 大豆卵磷脂 (6) 第四章结论 (8) 参考文献 (9)
大豆蛋白的分离提纯及药用前景 摘要 大豆的蛋白含量较高而且营养丰富，一般含蛋白30%—50%。大豆蛋白含有8 种人体必需氨基酸，且比例比较合理，只是赖氨酸相对稍高，而蛋氨酸和半胱氨酸含量较低。目前大豆蛋白已成为一种重要的蛋白资源，特别是大豆分离蛋白含蛋白质90%以上，是 一种优良的食品原料。 大豆分离蛋白主要由11S球蛋白(Glycinin )和7S球蛋白(B -con-glycinin )组成，大约占整个大豆籽粒贮存蛋白的70%。这两种球蛋白的组成、结构和构象不同，大豆分离蛋白的功能特性也不同。大豆分离蛋白在提取、加工和贮运过程中会发生物理和化学变化，这些适当的改变可以提高大豆蛋白在食品、药品中应用的功能特性。 本文综述了大豆分离蛋白的提取和改性方法，以及大豆分离蛋白在食品生物特别是医药领域的应用前景。 关键词：大豆蛋白，分离方法，应用前景
第一章绪论 大豆营养价值高,资源丰富, 原料成本低。食品工业的飞速发展迫切需要具有功能特性和营养特性的蛋白质, 作为食品的原料成分或添加基料。除了提供人体所必需的氨基酸外，还具有一定的加工特性和生理活性。为此，加强或改善大豆的功能特性和生物活性, 开发新的功能食品, 成为食品及医疗保健业亟待解决的问题。在食品、医疗等领域, 大豆的研究与应用备受国外的关注。 大豆经清洗、破碎、脱皮、压片和正已烷浸出后，可得到脱脂大豆片，即白豆片。由于白豆片的NSI （水溶性氮指数）值高，为提取分离蛋白提供了可靠的保证。所谓分离蛋白，就是从白豆片里除去非蛋白质成分得到含蛋白90％以上的蛋白粉。大豆分离蛋白是理想的植物蛋白，其中含有人体必需的8 种氨基酸（亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、氨酸、色氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸）大豆分离蛋白不仅具有很高的营养性，而且具有乳化性、吸水性、吸油性、凝胶性、粘结性和分散性等众多的功能性。在食品加工业中，它广泛应用于肉制品、面制品和饮料等加工上。大豆分离蛋白生产中的副产品还可以进一步加工成纤维素和低聚糖。它们都是有利于人体健康的功能性物质。 从大豆中分离蛋白是一种提取的植物蛋白质，主要用于食品、化工、生物工程等领域。在食品工业中，可以作为肉食品、冷饮、烘烤食品、乳制品等的添加剂，还可以利用分离蛋白生产出很多的高附加值的产品。其实，在这些产品中，有很多具有预防、治疗疾病的功效，所以如果能将其应用在医药中间体，药品辅料或直接作为某些药品的主要原料进行研发生产，会有非常广阔的应用空间。我国从国外引进了很多的生产技术和设备，进而逐步实现了技术和设备的国产化。国对分离蛋白的提取和性能方面也进行了大量的研究。目前国的生产技术和设备逐步成熟，分离蛋白的许多指标基本上能满足实际生产需要。为了进一步的提高生产和科研水平，我们对分离蛋白的提取进行的系统的研究。