钙离子浓度对绿豆分离蛋白胶凝性质的影响4
钙离子浓度对绿豆分离蛋白胶凝性质的影响4[20200408174220]
摘 要
本课题是在采用酸碱沉淀法先提取出绿豆分离蛋白的基础上，再探讨钙离子浓度具体对绿豆分离蛋白的胶凝性质有何影响。通过pHysica MCR 301流变仪和TA.XT物性测试仪对其胶凝性质进行测定，结果证明：粘度分析表明随着Ca2+浓度越高，b值越偏离0，绿豆分离蛋白溶液呈现假塑性流体行为越明显；质构分析说明当Ca2+浓度达0.1mol/L时绿豆分离蛋白的胶凝性能最强；频率扫描表明当随着Ca2+浓度增加，G′与G〞接近平行的程度更为显著，说明添加Ca2+该可促进体系的胶凝化；小变形振荡流变实验观察发现，表征凝胶性能指标的弹性模量G′（即贮存模量）随Ca2+浓度的增加逐步增强，证明Ca2+可促进绿豆分离蛋白的胶凝，形成较强的蛋白凝胶。
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关键字:绿豆分离蛋白提取Ca2+胶凝性质
目 录
1．前言 1
1.1 绿豆分离蛋白简介 1
1.2 绿豆分离蛋白的营养价值 1
1.3 绿豆分离蛋白的应用前景 1
2．材料与方法 2
2.1 实验材料 2
2.1.1 实验样品 2
2.1.2 试剂 2
2.1.3 仪器与设备 2
2.2 实验方法 2
2.2.1 绿豆分离蛋白的制备 2
2.2.2 绿豆分离蛋白凝胶的制备 3
2.2.3 绿豆分离蛋白的质构性能测定 3
2.2.4 绿豆分离蛋白凝胶的流变学性质测定 4
3．结果与讨论 5
3.1绿豆分离蛋白的提取率 5
3.2绿豆分离蛋白的质构分析 5
3.3绿豆分离蛋白的流变学性质分析 8
3.3.1绿豆分离蛋白的粘度分析 8
3.3.2绿豆分离蛋白频率扫描分析 10
3.3.3绿豆分离蛋白凝胶性能分析 13
4．结论 15
5．展望 16
参考文献 17
致谢 18
1．前言
1.1 绿豆简介
绿豆属蝶形花科菜豆属，绿豆中含有蛋白质、脂肪、碳水化合物、膳食纤维等多种营养成分，绿豆中所含蛋白质、磷脂均有兴奋神经、增进食欲的功能，为机体许多重要脏器增加营养所必须。特别的是，绿豆中含有丰富的蛋白质，且绿豆分离蛋白中氨基酸种类齐全，赖氨酸含量尤其丰富，远高于一般禾谷类粮食，而且具有良好的功能特性[5]。
1.2 绿豆分离蛋白的营养价值
绿豆中含有淀粉、蛋白质、膳食纤维、β- 胡萝卜素、维生素等营养素和功能性低聚糖、黄酮类物质等功能成分。其中，蛋白质质量分数高达19.5%~33.1%，具有优良的功能特性，优于一般的谷物类粮食，氨基酸种类齐全，尤其以赖氨酸含量较为丰富。绿豆含有丰富的蛋白质，其含量是值得开发和利用的蛋白质资源[6]。食用豆类是人类三大食用作物之一, 而豆类中的绿豆分离蛋白质高达19. 5%～33. 1%,蛋白质的功效比(PER)高(1.87)，绿豆分离蛋白的功效化值、生物价和消化率分别为0.5、47.7和84.9。
1.3 绿豆分离蛋白的应用前景
实践证明，绿豆分离蛋白具有较好起泡性和泡沫稳定性，可代替部分蛋白添加到糕点制品中。此外，绿豆分离蛋白具有较好的凝胶性能和流变学性质，当其浓度≥10%时，可形成稳定凝胶，可制成果冻等凝胶状产品。绿豆分离蛋白的胶凝性质还受Ca2+等金属离子的影响，通常情况下，Ca2+的加入可促进凝胶的形成，使其硬度、脆度、稠度均增强。除胶凝性质外，绿豆分离蛋白还具有优良的溶解性、乳化性、保水性和泡沫稳定性等功能特性，这些功能特性受温度、pH值、离子强度等因素的影响较为明显。绿豆分离蛋白主要由球蛋白（5S、11S和15S）组成，具有球蛋白的一般特性[11]。
从绿豆中提取出来的蛋白，在45℃下真空干燥，得淡黄色固体颗粒或粉末，具有绿豆的清香味。灰分含量3.5%，水分5.7%，蛋白质80%左右。这种蛋白制品是一种重要的植物蛋白资源，可作为谷类食品的主料、配料和食品的添加剂、强化剂，也可制成奶粉、保健饮料、婴儿食品、仿肉食品、糖果以及蛋白饲料等[14]。
综上所述，综合合理地开发绿豆，充分利用绿豆分离蛋白的功能特性，则可以改变目前绿豆市场上单独依靠绿豆淀粉这种单一的产品生产模式，从而能更有效利用绿豆资源，使其发挥更大经济效益和社会效益。
2．材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验样品
市售绿豆500g
2.1.2 试剂
试剂 厂商
乙醚（500mL） 江苏强顺化工有限公司
1mol/L NaOH溶液 江苏强顺化工有限公司
1mol/L HCl溶液 江苏强顺化工有限公司
CaSO4·2H2O试剂 江苏强顺化工有限公司
2.1.3 仪器与设备
设备 厂商
HH-4数显恒温水浴锅 金坛市杰瑞尔电器有限公司
EL104电子分析天平 METTLER TOLEDO
pHysica MCR301型流变仪 Anton Paar GmbH，奥地利安东帕有限公司
TA.XT物性测试仪 英国Stable Micro System公司
DHG-9030A型电热恒温鼓风干燥箱 上海三发科学仪器有限公司
密封式粉碎机 广州市旭朗机械设备有限公司
pH试纸 上海楚柏实验室设备有限公司
TG16-WS 台式高速离心机 长沙湘仪离心机仪器有限公司
2.2 实验方法
2.2.1 绿豆分离蛋白的制备
本实验采用传统的碱提酸沉法来制备绿豆分离蛋白，该法所利用的生产原理是：将绿豆除杂过筛磨成粉，利用绿豆粉中的蛋白质大部分能溶于稀碱溶液的性质，将绿豆粉用稀碱液浸提后，经过滤或离心分离便可以除去豆粕中的不溶性物质，蛋白质留存于剩下的可溶性物质中，然后用酸把浸出液的pH值调至4.5，此时蛋白质由于处于等电点而凝集沉淀下来，将沉淀下来的物质分离便可得蛋白沉淀物，再将该蛋白沉淀物经干燥即得绿豆分离蛋白。
本实验采用碱提酸沉法，工艺流程如下：200g绿豆除杂、粉碎、过筛（120目）→置于1000mL烧杯中，并倒入500mL乙醚→搅拌，盖上保鲜膜→放入通风橱，低速磁力搅拌2天→待溶液分层（上层为乙醚，下层为沉淀）→将上层乙醚倒入瓶中密封，使沉淀在室温下通风干燥24h→将得到的豆粕碾碎→将豆粕以1：9（w/w，25℃）的料液比溶于蒸馏水中→用1mol/L的NaOH溶液调节pH值为8.0→低速搅拌，浸提1h→2500r/min，离心15min得上清液→用1mol/L的HCl溶液调节pH 值为4.5→静置1h→弃上清液→2500r/min离心15min→洗涤沉淀，回调pH值至7.0→冷冻干燥→得到绿豆分离蛋白。
2.2.2 绿豆分离蛋白凝胶的制备
(1)经测定，实验得到的绿豆分离蛋白浓度为10%，此时，调节pH值至7.0，将溶液等分到八个25mL的烧杯中，并加入适量CaSO4·2H2O，使溶液中的Ca2+浓度分别为0 mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L。配制好含Ca2+不同浓度梯度的溶液后，用锡箔纸将烧杯密封，于预先加热到90℃的恒温水浴锅中加热30min，取出后，冷却至室温，用薄膜密封烧杯口，使之在4℃的条件下静置24h[11]。
(2)向10%的绿豆分离蛋白样品中，加入适量的CaSO4·2H2O，配制成Ca2+浓度分别为0 mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L的样品溶液，样品溶液共四组，每组样品有3个，每个样品5mL，依次记为0-0、0-1、0-2；1-0、1-1、1-2；2-0、2-1、2-2；3-0、3-1、3-2。具体配制方案如下：
Ca2+浓度 0 mol/L 0.1mol/L 0.2mol/L 0.3mol/L
绿豆分离蛋白溶液/mL 5 4.982 4.964 4.946
摘 要
本课题是在采用酸碱沉淀法先提取出绿豆分离蛋白的基础上，再探讨钙离子浓度具体对绿豆分离蛋白的胶凝性质有何影响。通过pHysica MCR 301流变仪和TA.XT物性测试仪对其胶凝性质进行测定，结果证明：粘度分析表明随着Ca2+浓度越高，b值越偏离0，绿豆分离蛋白溶液呈现假塑性流体行为越明显；质构分析说明当Ca2+浓度达0.1mol/L时绿豆分离蛋白的胶凝性能最强；频率扫描表明当随着Ca2+浓度增加，G′与G〞接近平行的程度更为显著，说明添加Ca2+该可促进体系的胶凝化；小变形振荡流变实验观察发现，表征凝胶性能指标的弹性模量G′（即贮存模量）随Ca2+浓度的增加逐步增强，证明Ca2+可促进绿豆分离蛋白的胶凝，形成较强的蛋白凝胶。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:绿豆分离蛋白提取Ca2+胶凝性质
目 录
1．前言 1
1.1 绿豆分离蛋白简介 1
1.2 绿豆分离蛋白的营养价值 1
1.3 绿豆分离蛋白的应用前景 1
2．材料与方法 2
2.1 实验材料 2
2.1.1 实验样品 2
2.1.2 试剂 2
2.1.3 仪器与设备 2
2.2 实验方法 2
2.2.1 绿豆分离蛋白的制备 2
2.2.2 绿豆分离蛋白凝胶的制备 3
2.2.3 绿豆分离蛋白的质构性能测定 3
2.2.4 绿豆分离蛋白凝胶的流变学性质测定 4
3．结果与讨论 5
3.1绿豆分离蛋白的提取率 5
3.2绿豆分离蛋白的质构分析 5
3.3绿豆分离蛋白的流变学性质分析 8
3.3.1绿豆分离蛋白的粘度分析 8
3.3.2绿豆分离蛋白频率扫描分析 10
3.3.3绿豆分离蛋白凝胶性能分析 13
4．结论 15
5．展望 16
参考文献 17
致谢 18
1．前言
1.1 绿豆简介
绿豆属蝶形花科菜豆属，绿豆中含有蛋白质、脂肪、碳水化合物、膳食纤维等多种营养成分，绿豆中所含蛋白质、磷脂均有兴奋神经、增进食欲的功能，为机体许多重要脏器增加营养所必须。特别的是，绿豆中含有丰富的蛋白质，且绿豆分离蛋白中氨基酸种类齐全，赖氨酸含量尤其丰富，远高于一般禾谷类粮食，而且具有良好的功能特性[5]。
1.2 绿豆分离蛋白的营养价值
绿豆中含有淀粉、蛋白质、膳食纤维、β- 胡萝卜素、维生素等营养素和功能性低聚糖、黄酮类物质等功能成分。其中，蛋白质质量分数高达19.5%~33.1%，具有优良的功能特性，优于一般的谷物类粮食，氨基酸种类齐全，尤其以赖氨酸含量较为丰富。绿豆含有丰富的蛋白质，其含量是值得开发和利用的蛋白质资源[6]。食用豆类是人类三大食用作物之一, 而豆类中的绿豆分离蛋白质高达19. 5%～33. 1%,蛋白质的功效比(PER)高(1.87)，绿豆分离蛋白的功效化值、生物价和消化率分别为0.5、47.7和84.9。
1.3 绿豆分离蛋白的应用前景
实践证明，绿豆分离蛋白具有较好起泡性和泡沫稳定性，可代替部分蛋白添加到糕点制品中。此外，绿豆分离蛋白具有较好的凝胶性能和流变学性质，当其浓度≥10%时，可形成稳定凝胶，可制成果冻等凝胶状产品。绿豆分离蛋白的胶凝性质还受Ca2+等金属离子的影响，通常情况下，Ca2+的加入可促进凝胶的形成，使其硬度、脆度、稠度均增强。除胶凝性质外，绿豆分离蛋白还具有优良的溶解性、乳化性、保水性和泡沫稳定性等功能特性，这些功能特性受温度、pH值、离子强度等因素的影响较为明显。绿豆分离蛋白主要由球蛋白（5S、11S和15S）组成，具有球蛋白的一般特性[11]。
从绿豆中提取出来的蛋白，在45℃下真空干燥，得淡黄色固体颗粒或粉末，具有绿豆的清香味。灰分含量3.5%，水分5.7%，蛋白质80%左右。这种蛋白制品是一种重要的植物蛋白资源，可作为谷类食品的主料、配料和食品的添加剂、强化剂，也可制成奶粉、保健饮料、婴儿食品、仿肉食品、糖果以及蛋白饲料等[14]。
综上所述，综合合理地开发绿豆，充分利用绿豆分离蛋白的功能特性，则可以改变目前绿豆市场上单独依靠绿豆淀粉这种单一的产品生产模式，从而能更有效利用绿豆资源，使其发挥更大经济效益和社会效益。
2．材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 实验样品
市售绿豆500g
2.1.2 试剂
试剂 厂商
乙醚（500mL） 江苏强顺化工有限公司
1mol/L NaOH溶液 江苏强顺化工有限公司
1mol/L HCl溶液 江苏强顺化工有限公司
CaSO4·2H2O试剂 江苏强顺化工有限公司
2.1.3 仪器与设备
设备 厂商
HH-4数显恒温水浴锅 金坛市杰瑞尔电器有限公司
EL104电子分析天平 METTLER TOLEDO
pHysica MCR301型流变仪 Anton Paar GmbH，奥地利安东帕有限公司
TA.XT物性测试仪 英国Stable Micro System公司
DHG-9030A型电热恒温鼓风干燥箱 上海三发科学仪器有限公司
密封式粉碎机 广州市旭朗机械设备有限公司
pH试纸 上海楚柏实验室设备有限公司
TG16-WS 台式高速离心机 长沙湘仪离心机仪器有限公司
2.2 实验方法
2.2.1 绿豆分离蛋白的制备
本实验采用传统的碱提酸沉法来制备绿豆分离蛋白，该法所利用的生产原理是：将绿豆除杂过筛磨成粉，利用绿豆粉中的蛋白质大部分能溶于稀碱溶液的性质，将绿豆粉用稀碱液浸提后，经过滤或离心分离便可以除去豆粕中的不溶性物质，蛋白质留存于剩下的可溶性物质中，然后用酸把浸出液的pH值调至4.5，此时蛋白质由于处于等电点而凝集沉淀下来，将沉淀下来的物质分离便可得蛋白沉淀物，再将该蛋白沉淀物经干燥即得绿豆分离蛋白。
本实验采用碱提酸沉法，工艺流程如下：200g绿豆除杂、粉碎、过筛（120目）→置于1000mL烧杯中，并倒入500mL乙醚→搅拌，盖上保鲜膜→放入通风橱，低速磁力搅拌2天→待溶液分层（上层为乙醚，下层为沉淀）→将上层乙醚倒入瓶中密封，使沉淀在室温下通风干燥24h→将得到的豆粕碾碎→将豆粕以1：9（w/w，25℃）的料液比溶于蒸馏水中→用1mol/L的NaOH溶液调节pH值为8.0→低速搅拌，浸提1h→2500r/min，离心15min得上清液→用1mol/L的HCl溶液调节pH 值为4.5→静置1h→弃上清液→2500r/min离心15min→洗涤沉淀，回调pH值至7.0→冷冻干燥→得到绿豆分离蛋白。
2.2.2 绿豆分离蛋白凝胶的制备
(1)经测定，实验得到的绿豆分离蛋白浓度为10%，此时，调节pH值至7.0，将溶液等分到八个25mL的烧杯中，并加入适量CaSO4·2H2O，使溶液中的Ca2+浓度分别为0 mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L。配制好含Ca2+不同浓度梯度的溶液后，用锡箔纸将烧杯密封，于预先加热到90℃的恒温水浴锅中加热30min，取出后，冷却至室温，用薄膜密封烧杯口，使之在4℃的条件下静置24h[11]。
(2)向10%的绿豆分离蛋白样品中，加入适量的CaSO4·2H2O，配制成Ca2+浓度分别为0 mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L、0.3mol/L的样品溶液，样品溶液共四组，每组样品有3个，每个样品5mL，依次记为0-0、0-1、0-2；1-0、1-1、1-2；2-0、2-1、2-2；3-0、3-1、3-2。具体配制方案如下：
Ca2+浓度 0 mol/L 0.1mol/L 0.2mol/L 0.3mol/L
绿豆分离蛋白溶液/mL 5 4.982 4.964 4.946
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