大豆分离蛋白凝胶制备条件的响应曲面法优化研究
大豆分离蛋白凝胶制备条件的响应曲面法优化研究
姜 松1 车长远2 栗春艳1
(江苏大学食品与生物工程学院1,镇江 212013)
(鲁东大学应用技术学院2,烟台 264025)
摘 要 通过外界因子对大豆分离蛋白凝胶性影响的研究表明:大豆分离蛋白浓度、加热温度、加热时间是大豆分离蛋白凝胶性的显著影响因子。研究采用响应曲面法(RS M,Response surface methodology)对主要因子浓度、加热温度和加热时间进行了优化。研究表明应用该方法优化大豆分离蛋白凝胶制备条件是可行的,通过优化确定了大豆分离蛋白凝胶的制备条件为:大豆分离蛋白浓度16%,加热温度85℃,加热时间40min。
关键词 大豆分离蛋白 凝胶 响应面分析法 优化
中图分类号:TS214.2 文献标识码:A 文章编号:1003-0174(2009)02-0046-04
大豆分离蛋白是一种功能性食品原配料,广泛应用于肉制品、乳制品、冷食冷饮、焙烤食品及保健品等。由于我国技术相对落后,目前主要生产单一的凝胶型大豆分离蛋白,用于添加到肉制品中以保持风味物质,改善肉制品质地品质,提高产量等[1-4]。目前对大豆分离蛋白凝胶特性的好坏主要是通过测定其凝胶硬度等指标来评价的,大量研究表明凝胶的制备方法对凝胶硬度等指标具有明显的影响,但至今对大豆分离蛋白凝胶的制备并没有统一的方法。郭兴凤等[5]研究得出形成凝胶硬度最大的条件为:蛋白浓度12%,pH6.5,加热温度95℃,加热时间35min;阮诗丰等[6]通过研究蛋白浓度、加热温度、pH、加热时间对蛋白凝胶形成的影响,得出形成质构特性良好的凝胶的最佳条件为:蛋白浓度12%,温度85℃,pH7.0,加热时间35min[6];薄玉红等[7]在测定大豆分离蛋白凝胶性时制备凝胶的方法为:蛋白浓度20%,2500r/min下离心25min,温度90℃,加热时间30min;连喜军等[8]研究了蛋白浓度、温度、加热时间等因素对大豆分离蛋白凝胶形成的影响,结果认为大豆分离蛋白形成凝胶的最佳条件是大豆分离蛋白浓度为16%,温度90℃,凝胶形成时间为23min。鉴于现有文献所提供的大豆分离蛋白凝胶制备工艺参数差异很大,有必要对大豆分离蛋白凝胶的最佳工艺条件做更深入的研究。
收稿日期:2008-01-08
作者简介:姜松,男,1963年出生,教授,农产(食)品流变特性及其质地评价
响应面分析法(Response Surface Methodology,简称RS M)是一种优化工艺条件的有效方法[9],可以确定各因素及其交互作用在工艺过程中对指标(响应值)的影响,精确表述因素和响应值之间的关系[10-11],它通过利用中心组合实验拟合出一个完整的二次多项式模型,在实验设计与结果表述方面更加优良。本研究利用响应面分析法对大豆分离蛋白凝胶的主要工艺参数进行了优化。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
大豆分离蛋白:山东御馨豆业蛋白有限公司;T A -XT2i物性仪:英国Stable Micro Systems公司;数显恒温水浴锅:HH-6国华电器有限公司;电子天平:北京赛多利斯仪器系统有限公司。
1.2 试验方法
1.2.1 大豆分离蛋白凝胶制备
取一定质量的大豆分离蛋白分散于蒸馏水中并充分搅拌均匀,配制成所需浓度的分散液,在3000 r/min下离心20min后倒入150m L的小烧杯中,用保鲜膜封口后放入一定温度的恒温水浴锅中加热,至规定时间后取出,立即更换保鲜膜封口,待冷却至室温后放入4℃的冰箱内静置20h后待测。
1.2.2 大豆分离蛋白凝胶硬度测定
将所得试样从烧杯中小心取出切掉表皮后再放回到烧杯中待测。
用T A-XT2i物性仪对所得试样进行穿刺TPA
2009年2月
第24卷第2期
中国粮油学报
Journal of the Chinese Cereals and Oils Ass ociation
V ol.24,N o.2
Feb.2009
测试,采用P0.5(12.7mm),AOAC凝胶专用探头,测试条件确定如下:测前速率:1mm/s;测试速率: 0.5mm/s;测后速率:1mm/s;穿刺距离为15mm;停留间隔:5s。考虑到样品力学特性的离散性,每个实验重复4次。
1.3 试验设计
采用Central C om posite模型,以浓度、温度和加热时间为主要考察因子(自变量),分别以X1、X2、X3表示,并以+1、0、-1分别代表自变量的高、中、低水平,按方程x i=(X i-X0)/△X为自变量进行编码。其中x i为自变量的编码值,X i为自变量的真实值,X0为试验中心点处自变量的真实值,△X为自变量的变化步长,因子编码及水平见表1。
表1试验因素水平及编码
因素
代码水平
编码真实值-101
加热温度/℃x1X1808590
加热时间/m in x2X2253545
SPI浓度/%x3X3151617
注:x1=(X1-85)/5;x2=(X2-35)/10;x3=(X3-16)/1
以4次重复实验所得大豆分离蛋白凝胶的硬度值的平均值为响应值(Y),设大豆分离蛋白凝胶硬度的预测模型由最小二乘法拟合的二次多项式方程为:
Y=B0+B1x1+B2x2+B3x3+B12x1x2+B13x1x3+ B23x2x3+B11x12+B22x22+B33x32(1)式中:Y为预测响应值,即大豆分离蛋白凝胶硬度,B0为常数项,B1、B2、B3分别为线性系数,B12、B13、B23为交互项系数,B11、B22、B33为二次项系数。为了求得此方程的各项系数,需20组实验来求解(表2),其中15～20是中心试验,用来估计试验误差。
2 结果与分析
2.1 结果及显著性检验
本研究的试验设计与数据处理采用统计软件Design-Expert-7.0.0来完成,设计及结果见表2。
利用Design Expert软件对表2试验数据进行多元回归拟合,获得大豆分离蛋白凝胶硬度Y对自变量浓度、温度、加热时间的二次多项回归模型方程为:
Y=-4457+129.7x1+31x2-291.4x3-0.1x1x2-2.1x1x3-0.65x2x3-0.545x12-0.135x22 +18.95x32(2)对该模型进行方差分析,结果见表3,模型系数显著性检验见表4。
表2 试验设计及其结果
试验号X1X2X3
响应值
实测值预测值
1 1.6800221.6231.6
20-1.680183.5175.8
3-1-11354.2347.3
411-1203.9187.8
5-11-1171.1168.8
6-1.6800243.4218.1
7-1-1-1122.285.75
8-111407.3404.3
900-1.68116.4124.4
1000 1.68532.8507.6
111-1-1145.7124.8
12111368.0381.3
131-11365.8344.3
140 1.680282.4276.7
15000275.0263.0
16000267.1263.0
17000271.3263.0
18000259.4263.0
19000289.9263.0
20000279.7263.0
表3回归模型方差分析表
变异来源平方和自由度均方F值P值
模型 1.974E+00531933.6782.19<0.0001
失拟项2114.65559.32 3.820.0839
纯误差553.935110.79
总和 2.001E+00519
R=0.9933,R2=0.9867,Adj R-Squared=0.9747
表4回归方程系数显著性检验表
系数项
回归
系数
自由
度
标准
误差
置信
下限
置信
上限
P值截距273.591 6.66258.74288.43
X1-0.591 4.42-10.449.260.8964
X224.071 4.4214.2233.920.0003
X3113.691 4.42103.84123.54<0.0001
X12-13.621 4.30-23.20-4.030.0101
X22-13.461 4.30-23.05-3.870.0107
X3218.591 4.309.3628.530.0013
X1X2-5.201 5.78-18.077.670.3891
X1X3-10.501 5.78-23.37 2.370.0991
X2X3-6.481 5.78-19.34 6.390.2884
由方差分析(ANOVA)表3可以看出:F HG=82.19 >F0.01(9,5)=10.2,P<0.0001,表明模型方程(2)极显著,不同处理间的差异极显著;F S N=3.82
74
第24卷第2期姜 松等 大豆分离蛋白凝胶制备条件的响应曲面法优化研究
的,可以用此模型对大豆分离蛋白凝胶进行分析和预测。从表4回归方程系数显著性检验可知:模型(2)一次项x 2(0.0003),x 3(<0.0001)极显著;二次项x 12(0.0101)、x 22(0.0107)、x 32(0.0013)极显著;x 1(0.8964)不显著;交互项不显著。
2.2 大豆分离蛋白凝胶硬度的响应面分析与优化
模型(2)的响应面及其等高线图解见图1、图2
所示。图1给出了大豆分离蛋白浓度为最佳值16%时,加热温度和加热时间对大豆分离蛋白凝胶硬度的影响。从图1可以看出,随着温度升高、加热时间延长,大豆分离蛋白凝胶硬度急剧增加;当温度保持不变,随着加热时间的增加,大豆分离蛋白凝胶的硬度逐渐增加,当浓度为16%,温度为85℃,加热30min 的大豆分离蛋白凝胶硬度为240.2g ,加热35min 的凝胶硬度为262.5g ,而加热45min 的凝胶
硬度为273.7g 。加热时间不变,随着加热温度的升高,大豆分离蛋白凝胶硬度逐渐增加后减小,当浓度为16%,加热时间为35m in ,加热温度为80℃时大豆分离蛋白凝胶硬度为245.6g ,温度为85℃时所得凝胶硬度为263.5g ,温度为90℃下的凝胶硬度为253.6g
。
图1 加热温度、加热时间及其交互作用对大豆分离
蛋白凝胶硬度影响的响应面和等高线
图2 蛋白浓度、加热时间及其交互作用对大豆分离
蛋白凝胶硬度影响的响应面和等高线
图2显示了加热温度为最佳值85℃时,蛋白浓度和加热时间对凝胶硬度的影响。从图2中可以看出:加热温度为85℃,加热时间为35min ,随着大豆分离蛋白浓度的增加,所得凝胶硬度急剧增加;加热温度为85℃,加热时间为35min ,浓度从15%增加到16%时,大豆分离蛋白凝胶硬度从181g 增加到273.4g ,浓度从16%增加到17%时,所得凝胶硬度从273.4g 增加到365.8g ,说明当加热时间和温度一定,
大豆分离蛋白浓度对凝胶硬度影响极显著(P <
0.0001)。
综合以上分析可知浓度是影响大豆分离蛋白凝胶硬度的主要因素,硬度随着浓度的增加一直呈增加的趋势,但结合实际实验操作及对所得样品的感观分析可知,由于受到蛋白分散性的限制,浓度过大,会在分散液内部造成蛋白聚集,凝胶光泽性差,内部容易形成聚集物,凝胶质地不均匀,这样虽然会使凝胶硬度增加,但却牺牲了凝胶的品质,因此制备凝胶最佳条件应在浓度小于16%的范围内选择。2.3 模型验证试验
为了检验大豆分离蛋白凝胶制备模型方程(2)
的合适性和有效性,进行了10组验证实验,其结果见表5。
84中国粮油学报2009年第2期
表5 模型的验证结果
实验
组别
变量
响应值
X 1X 2X 3实测值预测值
18244.3415.98268.9273.528440.9515.99284.2274.438144.6715.99267.7272.148644.3615.98268.0277.258341.8815.98282.6272.168339.6316.00271.9270.378643.0715.98274.2276.388442.2215.97284.2274.498440.9315.99266.5274.810
85
40.19
15.99
267.3
274.0
按照表5中X 1、X 2、X 3的10组参数进行试验,由显著性分析可知温度X 1(P =0.8964)不显著,且在80～86℃范围内温度每相差1℃,所得凝胶值最大相差5g ,最大误差为1.85%,考虑到实验仪器的限制,对表5中温度均取整数操作,试验表明所得结果均在置信区间内,并将所得结果与预测值进行方差分析,发现平均误差为2.44%,证明应用响应曲面法(RS M )优化的大豆分离蛋白凝胶制备工艺是可行的。考虑到试验过程中实际操作的方便性,取最终的优化工艺参数为浓度16%,加热温度为85℃,加热时间为40min ,并进行模型验证如下:预测值为274.8,实测值为279.4,误差为1.67%,说明所取最优工艺参数是合理可靠的。
3 结论
将响应面分析法(RS M )应用于大豆分离蛋白凝胶制备条件的优化,获得良好的结果。经响应曲面法优化的大豆分离蛋白凝胶制备工艺参数为:浓度
16%,加热温度85℃,加热时间为40min 。经模型验
证表明最优工艺参数是合理可靠的,因此应用相应曲面法优化大豆分离蛋白凝胶制备工艺是可行的。
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Optimization of G elatin Preparation C onditions of S oy Protein Isolate Using Response Surface Methodology
Jiang S ong 1 Che Changyuan 2 Li Chunyan 1
(School of F ood and Biological Engineering ,Jiangsu University 1,Zhenjiang 213013)
(School of Applied T echnology ,Ludong University 2,Y antai 264025)
Abstract Protein concentration ,heating tem perature and heating time are believed to be the major factors for s oy
protein is olate gelatinization.The response surface methodology (RS M )was em ployed to optimize the process variables of these major factors.The study reveals that the RS M is feasible for optimization of gelatin preparation conditions of s oy pro 2tein is olate.The obtained optimum process parameters are protein concentration 16%,heating tem perature 85℃and heat 2ing time 40min.
K ey w ords s oy protein is olate ,gelatin ,response surface methodology ,optimization
9
4第24卷第2期姜 松等 大豆分离蛋白凝胶制备条件的响应曲面法优化研究
生物化学实验报告：蛋白质分子量的测定——凝胶层析法
生物化学实验报告：蛋白质分子量的测定— —凝胶层析法 实验一蛋白质分子量的测定——凝胶层析法 一、实验目的 1.掌握凝胶层析的基本原理。 2.学习利用凝胶层析法测定蛋白质相对分子质量的实验技能。二、实验原理 凝胶层析法也称分子筛层析法，是利用具有一定孔径大小的多孔凝胶作固定相的层析技术。当混合物随流动相经过凝胶层析柱时，其中各组分按其分子大小不同而被分离的技术。该法设备简单、操作方便、重复性好、样品回收率高。凝胶是一种不带电的具有三维空间的多孔网状结构、呈珠状颗粒的物质，每个颗粒的细微结构及筛孔的直径均匀一致，像筛子，小的分子可以进入凝胶网孔，而大的分子则排阻于颗粒之外。当含有分子大小不一的蛋白质混合物样品加到用此类凝胶颗粒装填而成的层析柱上时，这些物质即随洗脱液的流动而发生移动。大分子物质沿凝胶颗粒间隙随洗脱液移动，流程短，移动速率快，先被洗出层析柱；而小分子物质可通过凝胶网孔进入颗粒内部，然后再扩散出来，故流程长，移动速度慢，最后被洗出层析柱，从而使样品中不同大小的分子彼此获得分离。若分子大小介于上述完全排阻或完全渗
入凝胶的物质，则居二者之间从柱中流出。总之，各种不同相对分子质量的蛋白质分子，最终于它们被排阻和扩散的程度不同，在凝胶柱中所经过的路程和时间也不同，从而彼此可以分离开来。 将凝胶装在柱后，柱床体积称为“总体积”，以Vt表示。实质上Vt是Vo，Vi与Vg三部分组成，Vo称为“孔隙体积”或“外水体积”，即存在于柱床内凝胶颗粒外面空隙之间的水相体积，相应于一般层析法中柱内流动相的体积；Vi为内体积，即凝胶颗粒内部所含水相的体积。Vg为凝胶本身的体积。洗脱体积与Vo与Vi之间的关系可用下式表示：Ve=Vo+KdVi 式中Ve为洗脱体积，自加入样品时算起，到组分最大浓度出现时所流出的体积；Kd为样品组分在二相间的分配系数，也可以说Kd是分子量不同的溶质在凝胶内部与外部的分配系数。它只与被分离的物质分子的大小和凝胶颗粒孔隙的大小分布有关，而与柱的长度粗细无关，也就是说它对每一物质为常数，与柱的物理条件无关。Kd可通过实验求得，上式可以改写为:Kd=(Ve-Vo)/Vi 上式中Ve为实际测得的洗脱体积；Vo可用不被凝胶滞留的大分子物质的溶液通过实际测量求得；Vi可g×Wr求得。因此，对一层析柱胶床来说，只要通过实际实验得知某一物质的洗脱体积就可算出它的Kd值。
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。
大豆分离蛋白凝胶值的测定
大豆分离蛋白凝胶值的测定 大豆分离蛋白具有很好的凝胶性、乳化性和胶粘性等功能特性，利用物性测定仪测试大豆分离蛋白的功能性，可以把这些特性作出数据化的准确表述，本论文提出了凝胶性的测定方法，仪器的设置参数，同时对不同浓度盐水制备的样品胶体分别进行了分析。测定2.5%的盐水制备的胶体，能够得到最好的凝胶值。 标签：物性测定仪凝胶值的测定方法 随着食品市场的不断繁荣发展，现代人群需要的食品是既能引起食欲，又无不良副作用，而且含有丰富营养，大豆分离蛋白应运而生，其原料就是大豆。大豆中富含蛋白质，而且蛋白质中人体“必须氨基酸”含量充足，属于“优质蛋白”，大豆分离蛋白具有很好的凝胶性和乳化性，广泛应用于肉制品中，提高肉制品的蛋白含量、风味和咀嚼感。 1 术语 1.1 大豆分离蛋白是以大豆为原料，采用先进的加工技术制取的一种蛋白含量高达90%以上的功能性食品添加剂，它具有很好的凝胶性、粘弹性和乳化性，又兼有蛋白含量高的营养性，广泛应用于肉制品、冷饮制品、烘焙食品中。 1.2 凝胶性是指大豆分离蛋白形成胶体状结构的性能，它使分离蛋白具有较高的粘性、可塑性和弹性，即可做水的载体，也可做风味剂及其他配合物的载体，可赋予产品良好的凝胶组织结构，增加咀嚼感。 2 测定方法 2.1 方法提要物性测定仪可对样品的物性概念作出数据化的准确表述，使用统一方法的测试，是精确的感官量化。本方法是利用物性测定仪，配置专用探头，在一定的条件下，模仿人的牙齿压缩产品胶体，得到第一次压缩时的峰值（硬度）、压缩后的回复程度（弹性）及二次压缩的耐受能力（凝集性）三个数值，对这三个数值的综合评价即为咀嚼性，用凝胶值来表示。 2.2 仪器和设备①物性测定仪：英国TA.XTplus。②恒温循环水浴锅。③小型搅拌机：Cuisnart DLC-1。④真空包装机。⑤不锈钢模具：直径5cm，高35cm，或用肠衣代替。 2.3 测定步骤 2.3.1 称量量取2.5%的盐水170ml+30g样品于搅拌机中（蛋白液浓度15%）。 2.3.2 均质处理先点动，再快速充分搅拌1min，20s停一次，把粘在盖上和壁上的蛋白粉刮入杯中。搅拌完毕后，无残留地转入大的塑料袋中进行抽真空，
最新蛋白质凝胶机理
蛋白质凝胶机理 蛋白质，凝胶： 1 蛋白质凝胶的定义、类型及其凝胶过程中分子构象的变化 蛋白质凝胶的形成可以定义为蛋白质分子的聚集现象，在这种聚集过程中，吸引力和排斥力处于平衡，以至于形成能保持大量水分的高度有序的三维网络结构或基体(matrix)。如果吸引力占主导，则形成凝结物，水分从凝胶基体排除出来。如果排斥力占主导，便难以形成网络结构。 蛋白质凝胶的类型主要决定于蛋白质分子的形状。由于凝胶过程是一个动态过程，也受外界环境的 pH、离子强度及加热的温度和时间的影响。纤维状蛋白质分子，如明胶和肌浆球蛋白凝胶的网络结构由随机的或螺旋结构的多肽链组成。Ledward报道，明胶的凝胶网络为线性分子通过形成连接区而形成凝胶网络。Hermanssan和langton观测到肌浆球蛋白凝胶是由线性分子间形成连接点而构建成三维网络。球蛋白的热凝胶是由仍保持球形结构的蛋白质分子首尾聚集而形成的。Tombs认为球蛋白形成两种类型的凝胶：高度定向有序的“念珠串状”网络结构和随机聚集的网络结构。“念珠串状”凝胶外观透明或半透明，Nakamura报道了大豆蛋白具有这种凝胶的网络结构。这种凝胶是在低离子强度和远离蛋白质等电点pI的条件下形成的。当环境的离子强度较高及pH接近等电点pI时，则形成随机聚集的凝胶。然而大多数球蛋白凝胶都具有这两种类型的凝胶网络，这决定于蛋白质的浓度、环境的pH与离子强度及加热的温度和时间。 蛋白质分子构象的变化是蛋白质分子聚集的先决条件，球蛋白更是如此。在串状网络结构中发现蛋白质分子仍保持球形构象。经典的球形蛋白质分子展开的“两种状态”理论认为仅存住两种状态的蛋白质：未变性的蛋白质和高度变性的无序蛋白质一现在已经证明，存从无序状态向未变性状态展开的路径中明显存在一动态的中间体。已经发现相似的中间体状态存在于低pH(或高pH)的平衡条件下、适当浓度变性剂的条件下和高温度的条件下。这种中间体状态被称为“熔融球蛋白状态”，它被定义为含有与未变性状态相似的二级结构而三级结构展开的紧凑的球形分子。从受热时的未变性状态到熔融球蛋白的转变及这种部分变性的形式主要与热凝胶的形成有关。
实验7大豆分离蛋白的制备
综合实验7大豆分离蛋白的制备 1. 实验目的 蛋白质是人们日常生活中必需的重要营养物质，通常可以从动物的乳汁或天然植物(如花生、大豆等)中提取。大豆（黄豆）是目前植物中蛋白质含量最为丰富的一种，蛋白质含量高达40 %以上，大豆蛋白含有人体必需的8种氨基酸，还含有丰富的不饱和脂肪酸、钙、磷、铁、膳食纤维等，不含胆固醇，具有很高的营养价值。蛋白的提取方法有许多种，例如: 碱提酸沉、酶提酸沉、超声酸沉、酶解提取、膜分离法等。 本实验采用超声波辅助碱提酸沉法提取大豆蛋白，通过粉碎、正己烷低温浸提脱脂、纤维素酶酶解增溶等预处理方法，采用超声波辅助“碱提酸沉法”使蛋白质在等电点状态下析出。通过本实验，掌握超声波、酶解、离心分离、浸提、等电点析出等蛋白质分离手段，了解植物蛋白制备的常用技术。 2. 材料、仪器与设备 2.1实验材料 黄豆，1mol/LNaOH、10%HCl、正己烷、纤维素酶 2.2实验仪器 恒温水浴锅、粉碎机、高速离心机、超声波仪、pH计、烘箱、电子天平、250mL 三角瓶、平皿、大烧杯、玻棒、药匙 3. 实验内容与步骤 3.1实验流程 黄豆粉碎→正己烷低温浸提（脱脂）30min→离心分离→收集沉淀→烘干20min →纤维素酶酶解→离心分离→收集沉淀→碱溶（调pH11）→超声波处理20min→离心分离→收集上清→等电点酸沉析出（调pH4.5）→离心分离→收集沉淀→烘干30min称重→计算蛋白质粗提回收率 3.2实验步骤 （1）黄豆预处理 选择果粒饱满，色泽明亮的黄豆为原料，称取黄豆250g用小型粉碎机粉碎，破碎粉末用60目的不锈钢网筛过筛，去除夹杂物，备用。 （2）溶剂低温浸出法制取脱脂豆粕粉 取250mL三角瓶，加入粉碎后的豆粉20g，100mL正己烷，瓶口用平皿覆盖，恒温水浴60℃浸提30min使大豆中的油脂溶出，5000rpm离心15min后去上清液，将沉淀收集后放烘箱内50℃，20min烘干，得脱脂豆粕粉样品。 莁膇袇蚁蚄蒇蒈以下周四完成 （3）纤维素酶酶解辅助提高大豆蛋白溶出率
蛋白质凝胶机理
蛋白质凝胶 摘要：凝胶特性是食品蛋白质的重要功能特性，蛋白质的凝胶行为及其流变性质是形成某些食品独特的质构、感官和风味的决定性因素长期以来，人们对蛋白质的凝胶行为进行了广泛深入的研究，但对蛋白质凝胶的机理和凝胶动力学还没有完全了解：本文对当前有关蛋白质凝胶的类型、凝胶过程中蛋白质分子构象的变化、形成蛋白质凝胶的主要作用力和凝胶动力学过程的研究进展作了综述：随着现代分析研究技术的进步，对蛋白质凝胶行为的认识也逐渐深入 关键词：蛋白质，凝胶机理 1 蛋白质凝胶的定义、类型及其凝胶过程中分子构象的变化 蛋白质凝胶的形成可以定义为蛋白质分子的聚集现象，在这种聚集过程中，吸引力和排斥力处于平衡，以至于形成能保持大量水分的高度有序的三维网络结构或基体(matrix)。如果吸引力占主导，则形成凝结物，水分从凝胶基体排除出来。如果排斥力占主导，便难以形成网络结构。 蛋白质凝胶的类型主要决定于蛋白质分子的形状。由于凝胶过程是一个动态过程，也受外界环境的 pH、离子强度及加热的温度和时间的影响。纤维状蛋白质分子，如明胶和肌浆球蛋白凝胶的网络结构由随机的或螺旋结构的多肽链组成。Ledward报道，明胶的凝胶网络为线性分子通过形成连接区而形成凝胶网络。Hermanssan和langton观测到肌浆球蛋白凝胶是由线性分子间形成连接点而构建成三维网络。球蛋白的热凝胶是由仍保持球形结构的蛋白质分子首尾聚集而形成的。Tombs认为球蛋白形成两种类型的凝胶：高度定向有序的“念珠串状”网络结构和随机聚集的网络结构。“念珠串状”凝胶外观透明或半透明，Nakamura报道了大豆蛋白具有这种凝胶的网络结构。这种凝胶是在低离子强度和远离蛋白质等电点pI的条件下形成的。当环境的离子强度较高及pH接近等电点pI时，则形成随机聚集的凝胶。然而大多数球蛋白凝胶都具有这两种类型的凝胶网络，这决定于蛋白质的浓度、环境的pH与离子强度及加热的温度和时间。 蛋白质分子构象的变化是蛋白质分子聚集的先决条件，球蛋白更是如此。在串状网络结构中发现蛋白质分子仍保持球形构象。经典的球形蛋白质分子展开的“两种状态”理论认为仅存住两种状态的蛋白质：未变性的蛋白质和高度变性的无序蛋白质一现在已经证明，存从无序状态向未变性状态展开的路径中明显存在一动态的中间体。已经发现相似的中间体状态存在于低pH(或高pH)的平衡条件下、适当浓度变性剂的条件下和高温度的条件下。这种中间体状态被称为“熔融球蛋白状态”，它被定义为含有与未变性状态相似的二级结构而三级结构展开的紧凑的球形分子。从受热时的未变性状态到熔融球蛋白的转变及这种部分变性的形式主要与热凝胶的形成有关。 2形成蛋白质热凝胶的作用力 蛋白质凝胶是变性的蛋白质分子间排斥和吸引相互作用力相平衡的结果。一般认为，形成和维持蛋白质凝胶的作用力主要是疏水相互作用、氢键、静电相互作用等物理作用力，但含有巯基的蛋白质分子间 SH-SS交换反应也可能对蛋白质的凝胶作用有贡献。 2．1 疏水相互作用 蛋白质受热时包埋的非极性多肽暴露出来，从而增强了I临近多肽非极十牛片段的疏水相互作用：因而，平均疏水性(例如蛋白质中疏水氨基酸的比率)应该影响凝胶的形成过程 I Shimada和Matsushita等报道，含有高于31．5％克分子分数的非极性氨基酸残基
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。
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
014大豆分离蛋白的组成与功能性质[1]
2000年12月第15卷第6期 中国粮油学报 Journal of the Chinese Cereals and Oils Ass ociation Vol.15,No.6 Dec.2000大豆分离蛋白的组成与功能性质 谢 良 王 璋 蔡宝玉 (无锡轻工大学食品学院,无锡 214036) 摘 要 本文对国产和进口的两种大豆分离蛋白进行了分析,比较了它们的化学组成与功能性质。与进口的大豆分离蛋白相比,国产的大豆分离蛋白灰分较高,乳化能力较高,热变性时热焓较小,分子量较小;两种蛋白质水合能力和凝胶性质相近;国产大豆分离蛋白的溶解性好于进口产品,但分散性却低于进口产品;研究结果表明:国产大豆蛋白在加工过程中解聚和降解较多,且粉末未经工艺处理。 关键词 大豆分离蛋白 成分 功能性质 0 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〔1〕。 大豆蛋白的功能性质可归为三类〔1〕,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。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。 国外对于大豆分离蛋白的研究可追溯到本世纪30年代,近年来在大豆分离蛋白的结构与功能性质的关系方面做了很多工作,找到了一些规律〔2～5〕。然而,迄今为止,大豆分离蛋白的功能性质的物理化学基础还没有完全搞清楚,至于将大豆分离蛋白添加到某种食品中去之后它们所表现出来的功能性质,由于涉及到大豆分离蛋白产品中的各种蛋白质组分与食品组分之间的相互作用,情况就更复杂了。 影响大豆分离蛋白功能性质的因素非常复杂〔5〕,首先是大豆蛋白产品中蛋白质的含量,各个蛋白质组分的聚集和解聚状态,蛋白质的变性程度和蛋白产品中非蛋白质部分的组成。除了上述这些内 收稿日期:1999-07-08 谢良:男,1964年生,博士,副教授,食品科学与工程专业在因素外,许多外部因素也影响着大豆分离蛋白产品的功能性质,例如,pH、离子强度和温度。因此不同的大豆分离蛋白生产工艺会影响大豆蛋白产品中蛋白质的组成与分子结构,从而影响到产品的功能性质。 本文分析和测定了市售国产的大豆分离蛋白和从美国进口的一种型号的大豆分离蛋白产品的成份和功能性质。 1 试验材料与方法 1.1 材料 国产大豆分离蛋白:市售,食品级 进口大豆分离蛋白:美国,火腿生产用的大豆分离蛋白 1.2 方法 1.2.1 水分测定〔6〕:真空干燥法(680mm汞柱 70℃) 1.2.2 灰分测定〔7〕:高温炉600℃灰化 1.2.3 钾、钠和钙含量(ppm或μg/g)测定〔8〕:原子吸收分光光度法 1.2.4 磷酸盐含量(以PO43-计,mg/g)测定〔9〕:钼蓝比色法 1.2.5 蛋白质含量(N×6.25)测定〔10〕:凯氏定氮法1.2.6 脂肪含量测定〔11〕:索氏抽提法 1.2.7 纤维含量测定〔12〕:酸性洗涤剂法 1.2.8 碳水化合物含量测定〔13〕:费林氏容量法(以转化糖计)
大豆分离蛋白的提取实验讲义
实验一大豆分离蛋白的提取 1．实验目的 学习掌握大豆分离蛋白的碱提酸沉法。 2．分离原理： 大豆分离蛋白的制取方法，按工艺特点主要有三种：第一种是碱提酸沉法；第二种是离子交换法；第三种是超滤法。 碱提酸沉法生产大豆分离蛋白的原理，是将脱脂大豆内的蛋白质溶解在稀碱溶液中，分离除去豆粕中的不溶物，然后用酸将大豆蛋白质提取液的pH值调至大豆蛋白的等电点，使大豆蛋白质沉淀析出，再经分离清洗，回调pH，得到粉状大豆分离蛋白。 3. 试剂材料：豆粕，5%NaOH，2N HCl（17ml浓盐酸，缓慢用水稀释至100ml）。 4. 提取方法： 将2g大豆磨碎，得到可通过80目筛的豆粕。用重量10倍于豆粕的蒸馏水与脱脂豆粉混合，用5%NaOH 水溶液将豆粉悬浮液的pH调节到8.5，室温或40℃搅拌1.5h。然后将提取液离心除渣4000rpm×15min，得上清液。用2N的HCl将上清液的pH值调到4.5，同时轻度搅拌均匀，可见开始出现沉淀，室温静置30min，然后以4000rpm×15min离心，用蒸馏水清洗沉淀2次，将蛋白沉淀物溶于20 ml水中，并调节pH到7.0，考马斯亮蓝结合法测定蛋白质浓度，计算蛋白提取率。 5. 产品测定指标： （1）可溶性蛋白质的浓度：采用考马斯亮蓝法。 （2）蛋白质的提取率计算公式： 可溶蛋白质的浓度(ug/ml) ×稀释度×体积(ml) 提取率（%）＝×100% 原料质量(g) ×106 （附）考马斯亮蓝结合法测定蛋白质浓度 一、实验目的 掌握考马斯亮蓝结合法测定蛋白质浓度的原理和方法，掌握离心机和移液器的正确使用方法。 二、实验原理 考马斯亮蓝G-250是一种甲基取代的三苯基甲烷，在465nm处有最大吸收值。考马斯亮蓝G-250能与蛋白质通过范得华相互作用形成蛋白质-考马斯亮蓝复合物蓝色溶液，引起该染料的最大吸收λmax的位置发生转移，在595nm处有最大吸收值。在一定范围内(蛋白质浓度范围为0～1000μg／mL)，蛋白质-考马斯亮蓝复合物溶液颜色的深浅与蛋白质的浓度成正比。 该法是1976年Bradford建立，试剂配制简单，操作简便快捷，反应非常灵敏，灵敏度比Lowry法还 高4倍，可测定微克级蛋白质含量，是一种常用的微量蛋白质快速测定方法。 三、实验试剂 1．标准蛋白液：准确称取100mg牛血清白蛋白，用蒸馏水溶解并定容至1000ml，制成100μg /ml 的原液。 2．考马斯亮蓝G250试剂：准确称取100mg考马斯亮蓝G250，溶于50ml 90％～95％乙醇中，再加入85%磷酸（m/v）100ml，用蒸馏水定容至1000ml。常温下可放置1个月。 四、操作步骤 1．标准曲线的制备 取7支具塞试管，按下表进行编号并加入试剂。以第1管为空白，于波长595nm处比色，读取吸光度，以吸光度为纵坐标，各标准液浓度(μg／mL)作为横坐标作图得标准曲线。
国内大豆分离蛋白生产的现状
国内大豆分离蛋白生产的现状、差距及建议 1、现状 大豆分离蛋白(SoyProteinIsolate, 简称SPI) 是以大豆为原料, 采用先进的加工技术制取的一种蛋白质含量高达90% 以上的功能性食品的添加剂由于它具有良好的溶解性,乳化性、起泡性、持水性和粘弹性等特性, 又兼有蛋白质含量高的 营养性,所以被广泛地应用于肉制品(例如西式火腿、火腿肠午餐肉,三文治、灌肠、香肠及肉馅等), 冷饮制品(例如冰淇淋、 奶油、雪糕、布丁等), 烘焙食品(例如面包、糕点等)。目前世界大豆分离蛋白的年产量约40~50 万t,增长势头十分强劲。 早在50 年代初, 美国已研究开发出大豆分离蛋白, 但是由于技术难度大, 直到70 年代其生产技术才趋于完善和成熟。目前,国际上居垄断地位的大豆分离蛋白生产厂商主要有美国,日本、巴西生产的大豆分离蛋白在国际市场上也占有一定 份额。 我国80 年代初开始生产大豆分离蛋白,迄今为止, 已建、自建、合资和独资的大豆分离蛋白生产厂已有10 多家, 年生产能力约 3 万t,主要在黑龙江、吉林，在哈尔滨,开封,山东、河南等地已建和正在筹建的生产厂。我国大豆分离蛋白的 生产与发展是和食品工业,尤其是肉食品(例如西式火腿)等的迅速发展,需求量大增密切相关。由于国内生产的大豆分离蛋白 的质量与国外相比有较大差距,所以每年大约进口大豆分离蛋白达 2 万t 左右,给国内大豆分离蛋白市场造成严重冲击,给企业 带来很大压力。当前,如何提高大豆分离蛋白的功能特性, 使之达到国际上同类产品的质量指标要求,乃是急待解决的任务。 2 、大豆分离蛋白的功能特性 大豆籽粒中约含蛋白质38%~42%, 碳水化合物(包括粗纤维)25%~27%, 脂肪16%~20%, 水分10%~12%, 灰分3%~5% 。可将大豆籽粒加工成大豆蛋白粉(含蛋白质50%), 浓缩蛋白( 含蛋白质70%), 分离蛋白(含蛋白质90%) 以及组织蛋白,纤维蛋白等产品。大豆蛋白经修饰!改性制取的高纯度大豆分离蛋白具有良好的溶解性、乳化性、起泡性、持水性和粘弹性等功能性乃是大豆分离蛋白非常重要的性质, 而大豆蛋白的组成和结构是决定大豆分离蛋白功能特性的重要因素。 大豆蛋白质是由一系列氨基酸通过肽键结合而成的高分子有机聚合物,它主要由清蛋白和球蛋白组成,其中清蛋白约占5%, 球蛋白约占90% 。由于大豆球蛋白是椭园球形, 故此命名。球蛋白溶于水或碱溶液,加酸调pH 值的等电点4、5, 则沉淀析出,故又称酸沉蛋白, 而清蛋白无此特性, 故又称为非酸沉蛋白。球蛋白中主要为11S 和7S 蛋白,约占总蛋白的70%, 其余为2S 和15S 等,11S 球蛋白的分子量 为17~35 万, 为疏水性聚合体。7S 球蛋白的分子量为14~17 万,为疏水性聚合体。7S 和11S 球蛋白对大豆蛋白的功能特性起着十分重要 的主导作用。国外对7S 和11S 球蛋白的分子结构!功能特性,蛋白质修饰技术以及高品质多功能系列大豆分离蛋白产品的生产工艺进行了 大量深入细致的研究,并取得了重大成果,属于绝密高科技。球蛋白和清蛋白均属于贮藏蛋白,它与大豆加工性能关系密切,而大豆生物活性蛋白,例如胰蛋白酶抑制剂、血球凝集素,脂肪氧化酶等,在总蛋白中所占比例虽然很少,但对大豆制品的质量却关系重大。 3 、大豆分离蛋白的生产工艺
凝胶过滤层析分离纯化蛋白质
凝胶过滤层析法分离纯化蛋白质 一、实验目的 1. 了解凝胶层析的原理及其应用。 2. 掌握利用凝胶层析法分离纯化蛋白质的实验技能 二、实验原理 凝胶层析又称凝胶过滤，是一种按分子量大小分离物质的层析方法。该方法是把样品加到充满着凝胶颗粒的层析柱中，然后用缓冲液洗脱。大分子不能进入凝胶颗粒中的静止相中，只留在凝胶颗粒之间的流动相中，因此以较快的速度首先流出层析柱，而小分子则能自由出入凝胶颗粒中，并很快在流动相和静止相之间形成动态平衡，因此就要花费较长的时间流经柱床，从而使不同大小的分子得以分离。 凝胶过滤柱层析所用的基质是具有立体网状结构、筛孔直径一致，且呈珠状颗粒的物质。这种物质可以完全或部分排阻某些大分子化合物于筛孔之外，而对某些小分子化合物则不能排阻，但可让其在筛孔中自由扩散、渗透。任何一种被分离的化合物被凝胶筛孔排阻的程度可用分配系数Kav（被分离化合物在内水和外水体积中的比例关系）表示。Kav值的大小与凝胶床的总体积（Vt）、外水体积（Vo）及分离物本身的洗脱体积（Ve）有关，即：Kav= (Ve-Vo)/(Vt-Vo) 在限定的层析条件下，Vt和Vo都是恒定值，而Ve值却是随着分离物分子量的变化而变化的。分离物分子量大，Kav值小；反之，则Kav值增大。 Ve（洗脱体积）为某一成分从加入样品算起，到组分的最大浓度（峰）出现时所流出的体积。Ve随溶质的相对分子质量的大小和对凝胶的吸附等因素而不同。一般相对分子质量较小的溶质，它的Ve值比相对分子量较大的溶质要大。通常选用蓝色葡聚糖2000作为测定外水体积的物质。该物质分子量大（为200万），呈蓝色，它在各种型号的葡聚糖凝胶中都被完全排阻，并可借助其本身颜色，采用肉眼或分光光度仪检测（210nm或260nm或620nm）洗脱体积（即Vo）。但是，在测定激酶等蛋白质的分子量时，不宜用蓝色葡聚糖2000测定外水体积，因为它对激酶有吸附作用，所以有时用巨球蛋白代替。Vo为层析柱内凝胶颗粒之间隙的总容积，称外水体积。Vi为层析柱内凝胶内部微孔的总容积，称内水体积，Vi=Vt-Vo。测定内水体积（Vi）的物质，可选用硫酸铵、N-乙酰酪氨酸乙酯，或者其它与凝胶无吸附力的小分子物质。 K av是判断分离效果的一个重要参数。当某种成分的K av=0时，意味着这一成分完全被排阻于凝胶颗粒的微孔之外而最先被洗脱出来，即Ve=Vo。当某种成分的K av=1时，意味着这一成分完全不被排阻，它可以自由地扩散进入凝胶颗粒内部的微孔中，而最后被洗脱出来，即Ve=Vt。介于两者分子量之间的物质，其0﹤K av﹤1，在中间位置被洗脱。可见，K av 的大小顺序决定了被分离物质流出层析柱的顺序。 本实验采用葡聚糖凝胶G－75作固相载体，可分离分子量范围在2000～70000之间的多肽与蛋白质。上样样品为牛血清蛋白（M.W.=67000）和溶菌酶(M.W.=14300)的混合溶液。当混合液流经层析柱时，两种物质因K av值不同而被分离。 三、仪器与试剂 1.器材：层析柱、恒流泵、自动部分收集器、紫外检测器、记录仪、量筒、烧杯、试管、吸管、玻璃棒等。 2.试剂 （1）标准蛋白 a.牛血清白蛋白：Mw=67,000（上海生化所） b.溶菌酶：Mw =14,300 （2）洗脱液：0.9% NaCl溶液
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 1）保水性
大豆分离蛋白制备
大豆分离蛋白制备方法 Preparation of soy protein isolate SPI was prepared from ?ours defatted at room temperature to prevent heat denaturation of the proteins, according to previous literature (Renkema, Lakemond, de Jongh, Gruppen, & van Vliet, 2000) with slight modi?cations as outlined in Fig. 1. The ?our was suspended in 100 mM Tris–HCl buffer at pH 8.0 in a 1:10 ratio (w/v), and stirred at room temperature for 1 h. Fiber was separated by centrifugation (12,000g, 30 min, 10 C) using a Beckman Coulter Model J2-21 (Follerton, CA) and recovered using porcelain ?lter with a ?lter paper (Fisher Brand Qualitative P8 Filter Paper, Fisher Scienti?c, Pittsburgh, PA). The supernatant was adjusted to pH 4.8 with 2 M HCl to induce precipitation of soy proteins. After 2 h at 4 C the dispersion was centrifuged as described above. The soluble phase from this centrifugation step (whey) was collected for further analysis. The precipitate was washed with 10 mM sodium acetate bu?er at pH 4.8 (1:8 ratio (w/v)) and centrifuged as described above and the supernatant from this washing step was discarded.The ?nal precipitate (SPI) was suspended in MilliQ water, adjusted to pH 7.5 and dialyzed overnight. SPI, ?ber and whey were freeze dried.
实验7-大豆分离蛋白的制备
综合实验7 大豆分离蛋白的制备 1. 实验目的 蛋白质是人们日常生活中必需的重要营养物质，通常可以从动物的乳汁或天然植物(如花生、大豆等)中提取。大豆（黄豆）是目前植物中蛋白质含量最为丰富的一种，蛋白质含量高达40 %以上，大豆蛋白含有人体必需的8种氨基酸，还含有丰富的不饱和脂肪酸、钙、磷、铁、膳食纤维等，不含胆固醇，具有很高的营养价值。蛋白的提取方法有许多种，例如: 碱提酸沉、酶提酸沉、超声酸沉、酶解提取、膜分离法等。 本实验采用超声波辅助碱提酸沉法提取大豆蛋白，通过粉碎、正己烷低温浸提脱脂、纤维素酶酶解增溶等预处理方法，采用超声波辅助“碱提酸沉法”使蛋白质在等电点状态下析出。通过本实验，掌握超声波、酶解、离心分离、浸提、等电点析出等蛋白质分离手段，了解植物蛋白制备的常用技术。 2. 材料、仪器与设备 2.1 实验材料 黄豆，1mol/LNaOH、10% HCl、正己烷、纤维素酶 2.2 实验仪器 恒温水浴锅、粉碎机、高速离心机、超声波仪、pH计、烘箱、电子天平、250mL三角瓶、平皿、大烧杯、玻棒、药匙 3. 实验内容与步骤 3.1 实验流程 黄豆粉碎→正己烷低温浸提（脱脂）30min→离心分离→收集沉淀→烘干20min→纤维素酶酶解→离心分离→收集沉淀→碱溶（调pH11）→超声波处理20min→离心分离→收集上清→等电点酸沉析出（调pH4.5）→离心分离→收集沉淀→烘干30min称重→计算蛋白质粗提回收率 3.2 实验步骤 （1）黄豆预处理 选择果粒饱满，色泽明亮的黄豆为原料，称取黄豆250g用小型粉碎机粉碎，破碎粉末用60目的不锈钢网筛过筛，去除夹杂物，备用。 （2）溶剂低温浸出法制取脱脂豆粕粉 取250mL三角瓶，加入粉碎后的豆粉20g，100mL正己烷，瓶口用平皿覆盖，恒温水浴60℃浸提30min使大豆中的油脂溶出，5000rpm离心15min后去上清液，将沉淀收集后放烘箱内50℃，20min烘干，得脱脂豆粕粉样品。
大豆分离蛋白工艺设计
以下是俺有的论文题目,扣扣:1447781645.你懂的! 论文目录: 大豆分离蛋白工艺设计 β-淀粉酶的发酵工艺设计 胸腺素发酵工厂初步设计 日产300万片剂GMP车间规范设计 啤酒发酵代谢产物双乙酰 年产130吨L-色氨酸项目分析及实施方案 年产1万吨酒精工厂发酵车间设计 酒精糖化车间设计 酒精蒸馏车间设计 酒精蒸煮糖化车间设计 燃料乙醇工厂设计 无水酒精工厂设计 白酒厂窖泥发酵车间工艺设计 葡萄酒榨汁车间设计 糖化酶工厂设计 土霉素车间设计 乳酸菌饮料生产车间设计 巧克力车间设计 酒精糖化车间设计 酒精发酵车间设计 酒精蒸馏车间设计 味精发酵车间设计
味精糖化车间设计 啤酒发酵车间设计 啤酒糖化车间设计 柠檬酸发酵车间设计 柠檬酸糖化车间设计 柠檬酸成品车间设计 柠檬酸提取车间设计 味精提取车间设计 青霉素发酵车间设计 年产30000吨味精工厂糖化车间设计 年产10000吨味精工厂发酵车间工艺设计年产10万吨12度啤酒糖化车间工艺设计年产20万吨10度啤酒发酵车间设计 年产二万吨味精工厂糖化车间的设计 年产是六万吨啤酒糖化车间工艺设计 年产15000吨味精工厂发酵车间工艺设计年产15000吨柠檬酸厂废水处理工艺设计有机垃圾生物制气中试验装置设计 年产150000吨啤酒工厂发酵车间工艺设计年产十万吨酒精糖工厂化车间工艺设计 年产3万吨柠檬酸厂糖化、发酵车间的设计年产2万吨柠檬酸厂谷沅粉生产车间设计 青霉素发酵车间设计 柠檬酸： 成品车间柠檬酸钠工段工艺设计 成品车间无水柠檬酸工段工艺设计 成品车间一水柠檬酸工段工艺设计 柠檬酸发酵车间工艺设计 柠檬酸糖车间工艺设计 柠檬酸提取车间工艺设计 无菌空气系统工艺设计
分离纯化蛋白质的方法及原理
（二）利用溶解度差别 影响蛋白质溶解度的外部因素有： 1、溶液的pH； 2、离子强度； 3、介电常数； 4、温度。但在同一的特定外部条件下，不同蛋白质具有不同的溶解度。 1、等电点沉淀： 原理： 蛋白质处于等电点时，其净电荷为零，由于相邻蛋白质分子之间没有静电斥力而趋于聚集沉淀。因此在其他条件相同时，他的溶解度达到最低点。在等电点之上或者之下时，蛋白质分子携带同种符号的净电荷而互相排斥，阻止了单个分子聚集成沉淀，因此溶解度较大。不同蛋白质具有不同的等电点，利用蛋白质在等电点时的溶解度最低的原理，可以把蛋白质混合物分开。当pH被调到蛋白质混合物中其中一种蛋白质的等电点时，这种蛋白质大部分和全部被沉淀下来，那些等电点高于或低于该pH的蛋白质则仍留在溶液中。这样沉淀出来的蛋白质保持着天然的构象，能重新溶解于适当的pH和一定浓度的盐溶液中。 5、盐析与盐溶： 原理： 低浓度时，中性盐可以增加蛋白质溶解度这种现象称为盐溶.盐溶作用主要是由于蛋白质分子吸附某种盐类离子后，带电层使蛋白质分子彼此排斥，而蛋白质与水分子之间的相互作用却加强，因而溶解度增高。球蛋白溶液在透析过程中往往沉淀析出，这就是因为透析除去了盐类离子，使蛋白质分子之间的相互吸引增加，引起蛋白质分子的凝集并沉淀。当溶液的离子强度增加到一定程度时，蛋白质溶解程度开始下降。当离子强度增加到足够高时，例如饱和或半饱和程度，很多蛋白质可以从水中沉淀出来，这种现象称为盐析。盐析作用主要是由于大量中性盐的加入使水的活度降低，原来溶液中的大部分甚至全部的
自由水转变为盐离子的水化水。此时那些被迫与蛋白质表面的疏水集团接触并掩盖他们的水分子成为下一步最自由的可利用的水分子，因此被移去以溶剂化盐离子，留下暴露出来的疏水基团。蛋白质疏水表面进一步暴露，由于疏水作用蛋白质聚集而沉淀。 盐析沉淀的蛋白质保持着他的天然构象，能再溶解。盐析的中性盐以硫酸铵为最佳，在水中的溶解度很高，而溶解度的温度系数较低。 3、有机溶剂分级分离法： 与水互溶的有机溶剂（甲醇、乙醇和丙酮等）能使蛋白质在水中的溶解度显著降低。在室温下有机溶剂会引起蛋白质变性，如果预先将有机溶剂冷却到-40°C以下，然后在不断搅拌下逐滴加入有机溶剂，以防局部浓度过高，那么变性可以得到很大程度缓解。蛋白质在有机溶剂中的溶解度也随温度、pH和离子强度而变化。在一定温度、pH和离子强度条件下，引起蛋白质沉淀的有机溶剂的浓度不同，因此控制有机溶剂浓度也可以分 离纯化蛋白质。 有机溶剂引起蛋白质沉淀的主要原因之一是改变了介质的介电常数。有机溶剂的加入使水溶液的介电常数降低。介电常数的降低将增加两个相反电荷之间的吸引力。蛋白质分子表面可解离基团的离子化程度减弱，水化程度降低，因此促进了蛋白质分子的聚集和沉淀。 水溶性非离子聚合物如聚乙二醇与蛋白质亲水集团发生相互作用并在空间上阻碍了蛋白质与水相接近。蛋白质在聚乙二醇中的溶解度明显的依赖于聚乙二醇的分子量。 4、温度对蛋白质溶解度的影响： 在一定温度范围内，约0~40℃之间，大部分球状蛋白的溶解度随温度升高而增加，在40~50℃以上，大部分蛋白质变得不稳定并开始变性，一般在中性pH介质中即失去溶解力。大多数蛋白质在低温下比较稳定，因此蛋白质的分级分离操作一般都在0℃或更低的温度下进行。 （三）根据电荷不同