钙离子浓度对白芸豆分离蛋白胶凝性质的影响
钙离子浓度对白芸豆分离蛋白胶凝性质的影响[20200408174200]
摘 要
本实验以白芸豆为原料，采用碱溶酸沉法提取白芸豆分离蛋白，对不同的钙离子浓度的条件下的白芸豆分离蛋白进行流变性和质构分析，研究钙离子浓度对白芸豆分离蛋白凝胶性质的影响。流变分析结果表明：白芸豆分离蛋白溶液表现为假塑性流体，随着剪切速率的增加，白芸豆分离蛋白溶液的粘度迅速下降；钙离子浓度为0.1mol/L时粘度最小；在25°C条件下，添加钙离子能增强蛋白凝胶性能，且10%浓度的白芸豆分离蛋白溶液形成凝胶状态最理想的钙离子浓度为0.1mol/L。质构分析结果表明：制备凝胶时，钙离子对白芸豆分离蛋白凝胶性能产生显著影响，且钙离子浓度在0.1mol/L时，弹性和硬度均最大，对蛋白凝胶性能的强化作用最强。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:分离蛋白凝胶性质白芸豆钙离子浓度
目录
1. 前言 1
2. 材料和方法 3
2.1 实验材料 3
2.1.1 原料 3
2.1.2 主要试剂 3
2.1.3 主要仪器设备 3
2.2 实验方法 3
2.2.1 实验原料预处理 3
2.2.2 白芸豆分离蛋白的制备工艺流程 3
2.2.3 白芸豆分离蛋白流变学（小变形）测定 4
2.2.4 白芸豆分离蛋白凝胶的质构（大变形）测定 4
3. 结果分析 6
3.1 白芸豆分离蛋白的提取率 6
3.2 白芸豆分离蛋白流变学分析 6
3.2.1 粘度的分析 6
3.2.2 频率扫描 9
3.2.3 凝胶性质的分析 11
3.3 白芸豆分离蛋白凝胶的质构分析 14
4. 结论 18
5. 展望 19
参考文献 20
致谢 22
1. 前言
1.1 概述
白芸豆（Phaseolus vulgarisL.）[1]生物学名为多花菜豆，因其花色多样而得名，属豆科（Leguminosae）、蝶形花亚科（Papilionoideae）、菜豆族（Phaseoleae）、菜豆属（Phaseolus）植物种子（杨筠等，2010）。其别名有[2]：四季豆（南方各地）、白豆（广西）、芸豆（东北）、白饭豆、龙芽豆、白腰豆、时季豆、联豆、四月豆、梅豆、玉豆、架豆、菜豆等。
白芸豆为喜温蔬菜[3]，原产于美洲的墨西哥和阿根廷地区，广植于温带，且在中国各个省区均有种植，其中种植面积较大的省份为云南、贵州、四川等，而这其中属云南的大理、丽江、兰坪的种植面积较大，品质较好，并且颗粒饱满，色泽光亮，是制作豆沙、豆馅、豆酥和高档糖果、豆粉、豆奶等食品的上等原料。白芸豆植物[4]呈植株蔓生，根系发达，入土深，株高约3-5米，枝繁叶茂，分枝较多，3出复叶，叶呈心脏形，为深绿色，腋处着生总状花序，花为对生、白色、蝶形、两性花。白芸豆的始荚高度约为20厘米，荚果为弯扁形且表面光滑，嫩荚为深绿色，荚果皮多纤维，一般食用内部的嫩豆或干豆，肉质粉，味微甜，口感较好。白芸豆既怕严寒又怕酷暑，是菜豆的一种。其豆荚含有丰富的碳水化合物、钙和维生素等，可以炒食鲜豆、干豆或者做汤。除此以外，白芸豆还可以作观赏用。
白芸豆的营养价值和药用价值均较高，其中含有约25%-31.1%的蛋白质（嫩荚6%），1.5%-2.2%的脂肪，55.6%-70.3%的碳水化合物，还含有丰富的钙、磷、铁和维生素等有效化学成分[5]，这些成分与白芸豆重要的药理活性和生理活性密切相关（牛君仿等，2002）。其中，每100g鲜荚[6]约含有胡萝卜素0.26-0.45mg、维生素C23-28mg。每100g干豆[7]约含有19.9%-20.0%的蛋白质，1.6%-2.1%的脂肪，37.6%-48.5%的碳水化合物，120mg左右的钙，和10mg左右的铁。此外，还含有维生素B1约1.56mg和维生素B2约1.02mg。据我国古医籍记载，白芸豆的籽、果壳、根等均可入药。白芸豆性味甘、平，具有温中下气、止呃逆、利肠胃、益肾补元等功效，是一种滋补的食疗佳品。此外，白芸豆还具有镇静作用，对治疗喘息咳嗽、胃寒呕吐、虚寒呃逆、腰痛、神经痛、跌打损伤等均有一定疗效。白芸豆还是一种高钾低钠的食品，适合高血脂、心脏病、动脉硬化和忌盐或低盐饮食患者食用。
白芸豆中富含多种活性成分[8]，如植物凝集素和α-淀粉酶抑制剂等。经研究表明，经过功能性蛋白等成分提取后的白芸豆[9]，其豆渣中还含有10%左右的蛋白质，从综合利用的角度来看，白芸豆豆渣亦可以作为生产白芸豆多肽的一个重要的原料来源。关于白芸豆多肽，国外也有一些研究[10]。DUNKEL等的实验结果表明，将无味的白芸豆肽水提物加入到鸡汤中，可以增加口感和厚度，并且延长美味感。白芸豆所含有的凝集素PVL物质[11]，除了具有促细胞分裂功能外，在治疗肿瘤、动物育种等领域均具有十分广阔的应用前景。
白芸豆作为植物蛋白质的重要来源之一，目前对其分离蛋白的提取及其结构功能特性的研究较多，如碱溶酸沉法制备白芸豆分离蛋白，利用紫外、电泳和荧光等方法对白芸豆蛋白质的结构功能特性进行分析等。对白芸豆分离蛋白的分离也有部分研究，但对其凝胶性质的研究国内外尚无报道。
凝胶性质是蛋白质作为食品添加剂或者配料的重要功能性质之一，蛋白质的凝胶性质与其流变学性质及其质构直接相关[12]，而CaCl2作为广泛使用的食品添加剂，具有增强蛋白质乳化性和凝胶性质作用，从而使食品具有所期望达到的质构[13,14]。
本文主要以白芸豆种子为原料，采用碱溶酸沉法提取白芸豆分离蛋白，并较为系统地研究了不同CaCl2加入量对白芸豆分离蛋白的流变学性质及其质构的影响，为白芸豆分离蛋白凝胶性质的应用提供一定的理论基础。
2. 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 原料
白芸豆 市售
2.1.2 主要试剂
氢氧化钠 AR 江苏强盛化工有限公司
盐酸 AR 江苏强盛化工有限公司
氯化钙 AR 江苏强盛化工有限公司
乙醚 AR 江苏强盛化工有限公司
2.1.3 主要仪器设备
粉碎机 1000g摇摆式高速中药粉碎机
TG16-WS台式高速离心机 长沙湘仪离心机仪器有限公司
HH-4数显恒温水浴锅 江苏金坛市荣华仪器制造有限公司
电子天平
Physica MCR301型流变仪 Anton Paar GmbH
TA-XT Express型质构仪 英国SMS公司
EL104电子分析天平 梅特勒-托利多仪器有限公司
EL104 pH计 梅特勒-托利多仪器有限公司
GZX-DH-202-2-S电热恒温干燥箱 上海博泰实验设备有限公司
2.2 实验方法
2.2.1 实验原料预处理
白芸豆去除杂质后，用中药粉碎机粉碎，经120目筛过筛得到白芸豆粉。
2.2.2 白芸豆分离蛋白的制备工艺流程
常温条件下，将白芸豆粉放入1000mL烧杯，倒入500mL乙醚，保鲜膜密封，置于通风橱令白芸豆粉脱脂4天；弃去上层清夜，将脱脂后的白芸豆粉置于通风橱中干燥一天；取脱脂白芸豆粉，按料液比1：8溶于蒸馏水；用1mol/L的NaOH溶液调节pH至8.0，低速搅拌浸提20分钟；2500r/min离心15分钟，得上清液；用1mol/L的HCl溶液调pH至4.5；静置30min，2500r/min离心15min；洗涤沉淀，用1mol/L的NaOH溶液回调pH至7.0，将白芸豆分离蛋白置于冰箱冷藏，以备用。
2.2.3白芸豆分离蛋白流变学（小变形）测定
（1）样品溶液的制备：将白芸豆分离蛋白溶解在1 mol/L pH7.0磷酸盐缓冲液中，配置成浓度为10%的白芸豆分离蛋白溶液。
（2）白芸豆分离蛋白粘度的测定
使用Physica MCR301型流变仪（Anton Paar GmbH，奥地利安东帕有限公司）进行振荡分析，平板半径50 mm，间距1 mm，加样量0.9 mL，剪切速率0.1-200 1/s。在加样前将较低板的温度调至25.0°C。
摘 要
本实验以白芸豆为原料，采用碱溶酸沉法提取白芸豆分离蛋白，对不同的钙离子浓度的条件下的白芸豆分离蛋白进行流变性和质构分析，研究钙离子浓度对白芸豆分离蛋白凝胶性质的影响。流变分析结果表明：白芸豆分离蛋白溶液表现为假塑性流体，随着剪切速率的增加，白芸豆分离蛋白溶液的粘度迅速下降；钙离子浓度为0.1mol/L时粘度最小；在25°C条件下，添加钙离子能增强蛋白凝胶性能，且10%浓度的白芸豆分离蛋白溶液形成凝胶状态最理想的钙离子浓度为0.1mol/L。质构分析结果表明：制备凝胶时，钙离子对白芸豆分离蛋白凝胶性能产生显著影响，且钙离子浓度在0.1mol/L时，弹性和硬度均最大，对蛋白凝胶性能的强化作用最强。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:分离蛋白凝胶性质白芸豆钙离子浓度
目录
1. 前言 1
2. 材料和方法 3
2.1 实验材料 3
2.1.1 原料 3
2.1.2 主要试剂 3
2.1.3 主要仪器设备 3
2.2 实验方法 3
2.2.1 实验原料预处理 3
2.2.2 白芸豆分离蛋白的制备工艺流程 3
2.2.3 白芸豆分离蛋白流变学（小变形）测定 4
2.2.4 白芸豆分离蛋白凝胶的质构（大变形）测定 4
3. 结果分析 6
3.1 白芸豆分离蛋白的提取率 6
3.2 白芸豆分离蛋白流变学分析 6
3.2.1 粘度的分析 6
3.2.2 频率扫描 9
3.2.3 凝胶性质的分析 11
3.3 白芸豆分离蛋白凝胶的质构分析 14
4. 结论 18
5. 展望 19
参考文献 20
致谢 22
1. 前言
1.1 概述
白芸豆（Phaseolus vulgarisL.）[1]生物学名为多花菜豆，因其花色多样而得名，属豆科（Leguminosae）、蝶形花亚科（Papilionoideae）、菜豆族（Phaseoleae）、菜豆属（Phaseolus）植物种子（杨筠等，2010）。其别名有[2]：四季豆（南方各地）、白豆（广西）、芸豆（东北）、白饭豆、龙芽豆、白腰豆、时季豆、联豆、四月豆、梅豆、玉豆、架豆、菜豆等。
白芸豆为喜温蔬菜[3]，原产于美洲的墨西哥和阿根廷地区，广植于温带，且在中国各个省区均有种植，其中种植面积较大的省份为云南、贵州、四川等，而这其中属云南的大理、丽江、兰坪的种植面积较大，品质较好，并且颗粒饱满，色泽光亮，是制作豆沙、豆馅、豆酥和高档糖果、豆粉、豆奶等食品的上等原料。白芸豆植物[4]呈植株蔓生，根系发达，入土深，株高约3-5米，枝繁叶茂，分枝较多，3出复叶，叶呈心脏形，为深绿色，腋处着生总状花序，花为对生、白色、蝶形、两性花。白芸豆的始荚高度约为20厘米，荚果为弯扁形且表面光滑，嫩荚为深绿色，荚果皮多纤维，一般食用内部的嫩豆或干豆，肉质粉，味微甜，口感较好。白芸豆既怕严寒又怕酷暑，是菜豆的一种。其豆荚含有丰富的碳水化合物、钙和维生素等，可以炒食鲜豆、干豆或者做汤。除此以外，白芸豆还可以作观赏用。
白芸豆的营养价值和药用价值均较高，其中含有约25%-31.1%的蛋白质（嫩荚6%），1.5%-2.2%的脂肪，55.6%-70.3%的碳水化合物，还含有丰富的钙、磷、铁和维生素等有效化学成分[5]，这些成分与白芸豆重要的药理活性和生理活性密切相关（牛君仿等，2002）。其中，每100g鲜荚[6]约含有胡萝卜素0.26-0.45mg、维生素C23-28mg。每100g干豆[7]约含有19.9%-20.0%的蛋白质，1.6%-2.1%的脂肪，37.6%-48.5%的碳水化合物，120mg左右的钙，和10mg左右的铁。此外，还含有维生素B1约1.56mg和维生素B2约1.02mg。据我国古医籍记载，白芸豆的籽、果壳、根等均可入药。白芸豆性味甘、平，具有温中下气、止呃逆、利肠胃、益肾补元等功效，是一种滋补的食疗佳品。此外，白芸豆还具有镇静作用，对治疗喘息咳嗽、胃寒呕吐、虚寒呃逆、腰痛、神经痛、跌打损伤等均有一定疗效。白芸豆还是一种高钾低钠的食品，适合高血脂、心脏病、动脉硬化和忌盐或低盐饮食患者食用。
白芸豆中富含多种活性成分[8]，如植物凝集素和α-淀粉酶抑制剂等。经研究表明，经过功能性蛋白等成分提取后的白芸豆[9]，其豆渣中还含有10%左右的蛋白质，从综合利用的角度来看，白芸豆豆渣亦可以作为生产白芸豆多肽的一个重要的原料来源。关于白芸豆多肽，国外也有一些研究[10]。DUNKEL等的实验结果表明，将无味的白芸豆肽水提物加入到鸡汤中，可以增加口感和厚度，并且延长美味感。白芸豆所含有的凝集素PVL物质[11]，除了具有促细胞分裂功能外，在治疗肿瘤、动物育种等领域均具有十分广阔的应用前景。
白芸豆作为植物蛋白质的重要来源之一，目前对其分离蛋白的提取及其结构功能特性的研究较多，如碱溶酸沉法制备白芸豆分离蛋白，利用紫外、电泳和荧光等方法对白芸豆蛋白质的结构功能特性进行分析等。对白芸豆分离蛋白的分离也有部分研究，但对其凝胶性质的研究国内外尚无报道。
凝胶性质是蛋白质作为食品添加剂或者配料的重要功能性质之一，蛋白质的凝胶性质与其流变学性质及其质构直接相关[12]，而CaCl2作为广泛使用的食品添加剂，具有增强蛋白质乳化性和凝胶性质作用，从而使食品具有所期望达到的质构[13,14]。
本文主要以白芸豆种子为原料，采用碱溶酸沉法提取白芸豆分离蛋白，并较为系统地研究了不同CaCl2加入量对白芸豆分离蛋白的流变学性质及其质构的影响，为白芸豆分离蛋白凝胶性质的应用提供一定的理论基础。
2. 材料与方法
2.1 实验材料
2.1.1 原料
白芸豆 市售
2.1.2 主要试剂
氢氧化钠 AR 江苏强盛化工有限公司
盐酸 AR 江苏强盛化工有限公司
氯化钙 AR 江苏强盛化工有限公司
乙醚 AR 江苏强盛化工有限公司
2.1.3 主要仪器设备
粉碎机 1000g摇摆式高速中药粉碎机
TG16-WS台式高速离心机 长沙湘仪离心机仪器有限公司
HH-4数显恒温水浴锅 江苏金坛市荣华仪器制造有限公司
电子天平
Physica MCR301型流变仪 Anton Paar GmbH
TA-XT Express型质构仪 英国SMS公司
EL104电子分析天平 梅特勒-托利多仪器有限公司
EL104 pH计 梅特勒-托利多仪器有限公司
GZX-DH-202-2-S电热恒温干燥箱 上海博泰实验设备有限公司
2.2 实验方法
2.2.1 实验原料预处理
白芸豆去除杂质后，用中药粉碎机粉碎，经120目筛过筛得到白芸豆粉。
2.2.2 白芸豆分离蛋白的制备工艺流程
常温条件下，将白芸豆粉放入1000mL烧杯，倒入500mL乙醚，保鲜膜密封，置于通风橱令白芸豆粉脱脂4天；弃去上层清夜，将脱脂后的白芸豆粉置于通风橱中干燥一天；取脱脂白芸豆粉，按料液比1：8溶于蒸馏水；用1mol/L的NaOH溶液调节pH至8.0，低速搅拌浸提20分钟；2500r/min离心15分钟，得上清液；用1mol/L的HCl溶液调pH至4.5；静置30min，2500r/min离心15min；洗涤沉淀，用1mol/L的NaOH溶液回调pH至7.0，将白芸豆分离蛋白置于冰箱冷藏，以备用。
2.2.3白芸豆分离蛋白流变学（小变形）测定
（1）样品溶液的制备：将白芸豆分离蛋白溶解在1 mol/L pH7.0磷酸盐缓冲液中，配置成浓度为10%的白芸豆分离蛋白溶液。
（2）白芸豆分离蛋白粘度的测定
使用Physica MCR301型流变仪（Anton Paar GmbH，奥地利安东帕有限公司）进行振荡分析，平板半径50 mm，间距1 mm，加样量0.9 mL，剪切速率0.1-200 1/s。在加样前将较低板的温度调至25.0°C。
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