学士学位毕业论文

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酶解对玉米醇溶蛋白水溶

性的影响

学生姓名：陈俊 学 号：20124064101 指导教师：李丹 所在学院：食品学院 专 业：粮食工程

中国·大庆 2016年 5 月

黑龙江八一农垦大学本科毕业论文 摘 要

玉米醇溶蛋白是玉米黄粉其中利用价值较高的副产物，其附加价值有很高的提升空间。本课题是以玉米醇溶蛋白为原料，通过胰蛋白酶水解玉米醇溶蛋白，并测定水解后玉米醇溶蛋白的最佳水解条件，溶解条件，以及在两者最佳条件下，醇溶蛋白对Fe2+ Cu2+的螯合能力的影响， 以使其有更大的应用空间。通过单因素试验研究，得出胰蛋白酶水解玉米醇溶蛋白的最佳工艺条件为：反应时间2h，反应温度27℃，酶添加量640U/g，玉米醇溶蛋白底物浓度为7%，乙醇浓度为75%，并对在最佳工艺条件下水解的脱玉米醇溶蛋白的水解度和与Fe2+Zn2+螯合能力进行研究。 关键词：玉米醇溶蛋白，酶解，水解度，螯合能力

Abstract

Zein is the by-product of corn gluten by high value, high added value promotion space. This topic is based on zein as raw materials, by Trypsin Hydrolysis of zein, and determination ofhydrolysis of zein degree of hydrolysis and Zn2+ chelating ability, provide a theoretical basisfor further development and utilization of zein. Through single factor experiments, the optimumconditions of Trypsin Hydrolysis of zein protein:substrate concentration of 7% alcohol solublecorn, reaction time 2h, ethanol concentration 75%, reaction temperature is 27℃, adding amount of enzyme 640U/g, and studied the hydrolysis under the optimum conditions of hydrolysis and zein the degree of protein.

Key words: Zein, Trypsin, Degree of hydrolysis

黑龙江八一农垦大学本科毕业论文 目 录

1. 前言 ............................................................................................................................... 2

1.1 课题背景 ............................................................................................................. 2 1.2 研究概况 ........................................................................... 错误！未定义书签。 1.3 本课题的目的、意义 ....................................................... 错误！未定义书签。 2材料与方法 ................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1实验材料与设备 ................................................................ 错误！未定义书签。

2.1.1实验材料与试剂 ..................................................... 错误！未定义书签。 2.1.2 实验仪器设备 ........................................................ 错误！未定义书签。 2.2 实验方法 ........................................................................... 错误！未定义书签。

2.2.1 胰蛋白酶水解玉米醇溶蛋白条件优化 ................ 错误！未定义书签。 2.2.1.1 反应时间对水解度的影响 ................................. 错误！未定义书签。 2.2.1.2 反应温度对水解度的影响 ................................. 错误！未定义书签。 2.2.1.3 酶添加量对水解度的影响 ................................. 错误！未定义书签。 2.2.1.4 底物浓度对水解度的影响 ................................. 错误！未定义书签。 2.2.1.5 乙醇浓度对水解度的影响 ................................. 错误！未定义书签。 2.2.2 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析 ............................ 错误！未定义书签。 2.2.2.1 样品处理 ............................................................. 错误！未定义书签。 2.2.2.2 样品电泳 ............................................................. 错误！未定义书签。 2.2.2.3 胶片染色和脱色 ................................................. 错误！未定义书签。 2.2.2.4 结果分析 ............................................................. 错误！未定义书签。 2.2.3 玉米醇溶蛋白水解物与Zn2+螯合能力的测定 ... 错误！未定义书签。 2.2.4 玉米醇溶蛋白水解度测定方法 ............................ 错误！未定义书签。 2.2.4.1 实验原理 ............................................................. 错误！未定义书签。 2.2.4.2 试剂的配制 ......................................................... 错误！未定义书签。 2.2.4.3 标准曲线的绘制 ................................................. 错误！未定义书签。

2.2.4.4 样品中游离氨基含量和蛋白质水解度（DH）的测定错误！未定义书签。

3 结果与分析 .................................................................................................................... 8

3.1胰蛋白酶水解玉米醇溶蛋白条件优化 .............................................................. 8

3.1.1 反应时间对水解度的影响 ...................................................................... 8 3.1.2 反应温度对水解度的影响 ...................................................................... 8 3.1.3 酶添加量对水解度的影响 ...................................................................... 9 3.1.4 底物浓度对水解度的影响 ...................................................................... 9 3.1.5 乙醇浓度对水解度的影响 .................................................................... 10 3.2 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析 ....................................... 错误！未定义书签。 3.3 玉米醇溶蛋白及水解物与Zn2+螯合能力的测定 .......................................... 11 4. 讨论 ............................................................................................................................. 12 5.结论 ............................................................................................................................... 13 参考文献 .......................................................................................................................... 13 致 谢 .............................................................................................................................. 14

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黑龙江八一农垦大学本科毕业论文 1. 前言

1.1 课题背景

介绍玉米 介绍玉米副产物 醇溶蛋白性质应用 发展前景

我国玉米年产量已达1．1左右亿吨，黑龙江省是我国玉米主产地之一。玉米80％以上成份是淀粉类物质，它的出路决定了玉米深加工企业的发展，而玉米深加工企业的经济效益更多地来源于玉米胚芽、玉米蛋白等副产品综合深加工。以低脂玉米粉生产淀粉糖时，产生大量副产物玉米渣。玉米渣中含有30％左右的蛋白质，其中70％为醇溶蛋白。经提纯后醇溶蛋白质含量高达90％以上。玉米醇溶蛋白有较强的疏水性，为改善它的食品功能，就必须使其具有水溶性。

于是，利用酶解来研究对玉米醇溶性蛋白的影响成为重点。然而，限制玉米醇溶蛋白蓬勃发展的最主要因素是其生产成本。为了扩大玉米综合利用的范围，提高玉米的附加值，为醇溶蛋白的开发和应用提供理论依据。研究了从玉米蛋白粉中提取醇溶蛋白的工艺，并建立了玉米醇溶蛋白提取量的快速检测方法，在单因素试验的基础上采用中心组合设计法，确定了玉米醇溶蛋白的最佳提取工艺条件：乙醇浓度80%，提取温度60℃，液料比(mL/g)9.25，浸提时间2h。产品提取率为50%，产品为淡黄色粉末，其中蛋白质含量在90%以上。[1]

同时，玉米中的蛋白质主要为醇溶蛋白, 它具有一定的粘合力,易加工成薄膜和纤维, 其薄膜的耐水性、耐热性及耐酸性尤为出色, 可用于食品、制药及其它领域。[6]

1.2研究概况

自20世纪70年代开始，世界上兴起玉米深加工业，美国是一马当先的国家。其玉米原料利用率已达到98％一99％。然而，我国在这方面的工作还比较落后，除了主产品淀粉以外，只有玉米油、粗蛋白粉等少数产品。由此可见，玉米的综合利用及深加工是玉米产业化的根本出路。以玉米为原料进行深加工的企业中，如生产淀粉、淀粉糖、有机酸、氨基酸等产品的工厂，都会产生大量的下脚料。在这些下脚料中，大约可以分离出占原料质量5%-6%的玉米蛋白粉，这类玉米蛋白粉的蛋白质含量在60%左右，但由于缺少赖氨酸、色氨酸等人体必需氨基酸，其生物学价值低，目前均作为低价值饲料蛋白出售，国际上每吨仅200多美元，国内每吨约2500 元，许多工厂甚至未作任何利用而自然排放。目前，我国每年随废液排放的玉米蛋白高达8万多吨。

玉米醇溶蛋白是玉米蛋白粉中的主要蛋白质，由于它不溶于水且缺乏赖氨酸、色氨酸等必需氨基酸，还存在色泽和气味等问题，因而较少作为食品原料应用。但玉米醇溶蛋白具有很好的成膜性、凝胶化性及较强的抗氧化性等，随着高度脱色、脱臭技术的发展，大大拓宽了其应用范围，使之成为一种用途广泛的工业原料。［2］

1.3本课题的目的、意义

玉米淀粉生产工艺主要是湿法工艺，用湿法生产玉米淀粉的过程中会产生许多