浅谈淀粉酶酶法分离制备谷朊粉加工技术

论文导读：下：(1)在单因素试验基础上,利用Design-Expert7.1.6软件进行响应面设计,优化α-淀粉酶分离制备谷朊粉的工艺参数,并建立数学模型,结合建立的模型预测出最佳工艺参数为：加酶量2.58%,酶解温度58℃,酶解pH5.94,酶解时间4.0h,此时谷朊粉纯度的预测值为80.28%。结合经济效益和实际操作方便的考虑,对数据进行修正为：加酶量2.5%,酶解
摘要：谷朊粉俗称小麦面筋粉,是一种优质的谷物蛋白质。目前,分离制备谷朊粉多是在小麦面粉中加入大量水,然后通过反复搓洗得以实现,这种加工策略具有耗水量大,废水多,加工能耗高,所得谷朊粉质量差等缺点。所以寻找一种经济效益好、用水量小的加工策略一直是谷朊粉加工产业中探讨的热点之一。近年来,酶技术在食品工业中得到了广泛的运用,尤其在大米蛋白、大豆蛋白等谷物蛋白的分离方面己取得良好的成效,但还鲜见利用该技术分离谷朊粉的报道。本论文基于此,以小麦面粉为原料,探讨了酶法分离制备谷朊粉的酶解工艺、酶解机理、超滤纯化工艺,以及不同干燥条件对制备谷朊粉功能特性的影响等内容,以期寻找一种开发谷朊粉的策略。主要探讨如下：(1)在单因素试验基础上,利用Design-Expert7.1.6软件进行响应面设计,优化α-淀粉酶分离制备谷朊粉的工艺参数,并建立数学模型,结合建立的模型预测出最佳工艺参数为：加酶量2.58%,酶解温度58℃,酶解pH5.94,酶解时间4.0h,此时谷朊粉纯度的预测值为80.28%。结合经济效益和实际操作方便的考虑,对数据进行修正为：加酶量2.5%,酶解温度55℃,酶解pH6.0,酶解时间4.0h,通过验证实验,测得实际谷朊粉的纯度值为77.57%,在此基础上测得谷朊粉的实际提取率为76.70%,表明模型的预测值与实际值基本吻合。(2)在上面陈述的酶解的基础上,探讨了底物浓度、酶浓度、pH及酶解温度对α-淀粉酶酶解小麦面粉反应速率的影响,并采取Lineweer-Burk作图法和Wilkinson统计法求解酶解历程的动力学常数Km和Vm,并建立酶解动力学方程。实验结果表明：在最佳pH6.0,温度60℃条件下,动力学常数Km为2.940mg/mL,vm为0.348mg/mL·min,米氏方程为：验证试验表明,方程预测值与实测值基本吻合。在30～60℃的条件下,酶解动力学方程为：(3)以酶解液为对象,采取超滤纯化手段分离制备高纯度谷朊粉。通过正交试验探讨了压力、pH、固液比、温度对蛋白质截留率、透过液总糖浓度和膜通量的影响,得到了最优的组合条件为压力0.25MPa,pH6.0,固液比3%,温度25℃；通过验证试验得到谷朊粉纯度为83.23%。对超滤传质历程进行探讨,采取回归拟合得出了传质方程为：J=-17.9471nCb+44.851,浅析传质方程可知,当超滤主体液的浓度达到12.17%时,膜通量就会变得很小,如若继续增大主体液的浓度已无太大的价值。（4）以乳化性及乳化稳定性、起泡性及起泡稳定性、持水力及吸油性、溶解度等为考察指标，浅析比较超滤纯化后湿面筋在热风干燥、真空干燥和冷冻干燥等三种不同干燥方式下所得谷朊粉的功能特性，并与市售谷朊粉相比较。实验结果表明：冷冻干燥所得谷朊粉乳化性及乳化稳定性分别为64.32%和60.43%，与热风干燥所得样品的38.35%和48.32%相差较大。真空干燥所得谷朊粉的起泡性及起泡稳定性分别为65.37%和63.25%，与热风干燥所得的样品的起泡性及起泡稳定性的48.45%和56.23%相差也较大。三种策略干燥所得谷朊粉的溶解度差别不大。真空干燥所得谷朊粉功能特性略优于市售谷朊粉，综合加工经济性考虑，其效果最优。关键词：谷朊粉论文α-淀粉酶论文小麦面粉论文酶解动力学论文膜分离论文干燥论文
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ABSTRACT7-9
致谢9-15
第一章 前言15-22

1.1 引言15

1.2 谷朊粉的组成和特性15-16

1.2.1 谷朊粉的组成15

1.2.2 谷朊粉的功能特性15-16

1.3 谷朊粉的运用16-18

1.3.1 在食品工业中的运用17

1.3.2 饲料工业中的运用17

1.3.3 其它工业上的运用17-18

1.4 谷朊粉的生产工艺18-20

1.4.1 马丁法及其改良法18-19

1.4.2 巴特法19

1.4.3 雷西奥法19

1.4.4 三相卧螺工艺19-20

1.5 酶在蛋白分离中运用近况20

1.6 探讨作用与内容20-22

1.6.1 探讨作用20-21

1.6.2 探讨内容21-22

第二章 谷朊粉酶法论文导读：
分离条件探讨22-30

2.1 材料与策略22-23

2.

1.1 主要试剂22

2.

1.2 主要仪器与设备22

2.

1.3 试验策略22-23

2.2 结果与浅析23-29

2.1 温度对谷朊粉纯度影响23-24

2.2 固液比对谷朊粉纯度影响24-25

2.3 加酶量对谷朊粉纯度影响25

2.4 时间对谷朊粉纯度影响25-26

2.5 pH 值对谷朊粉纯度影响26

2.6 Box-Behnken 试验及结果浅析26-27

2.7 方程的建立与显著性检验27-28

2.8 响应面和等高线浅析图28-29

2.9 优化最佳工艺条件29

2.3 本章小结29-30

第三章 α-淀粉酶酶解小麦面粉动力学模型探讨30-39

3.1 材料与策略30-31

3.

1.1 主要试剂30

3.

1.2 主要仪器与设备30

3.

1.3 试验策略30-31

3.2 结果与浅析31-37
3.

2.1 pH 值对酶解速率的影响31-32

3.

2.2 温度对酶解速率的影响32

3.

2.3 酶浓度对酶解速率的影响32-33

3.

2.4 底物浓度对反应速率的影响33

3.

2.5 酶解动力学探讨33-37

3.3 本章小结37-39
第四章 超滤处理小麦粉酶解液纯化制取谷朊粉39-45

4.1 材料与策略39-42

4.

1.1 主要试剂39

4.

1.2 主要仪器与设备39

4.

1.3 试验策略39-40

4.

1.4 各因素试验水平的选取及正交设计40-41

4.

1.5 超滤传质历程的探讨41-42

4.2 结果与浅析42-44
4.

2.1 超滤正交试验结果42-43

4.

2.2 各因素水平的选取43

4.

2.3 验证试验43

4.

2.4 传质系数 K 和平衡浓度 Cw的计算43-44

4.3 本章小结44-45
第五章 不同干燥策略对谷朊粉功能特性影响45-51

5.1 材料与策略45-47

5.

1.1 主要试剂45

5.

1.2 主要仪器与设备45

5.

1.3 试验策略45-47

5.2 结果与浅析47-50
5.

2.1 不同干燥策略对谷朊粉乳化性及乳化稳定性影响47-48

5.

2.2 不同干燥策略对谷朊粉起泡性及起泡稳定性影响48-49

5.

2.3 不同干燥策略对谷朊粉持水力及吸油性影响49

5.

2.4 不同干燥策略对谷朊粉溶解度影响49-50

5.3 本章小结50-51
第六章 结论与展望51-53

6.1 结论51-52

6.2 展望52-53

参考文献53-58
攻读硕士期间发表论文58-59