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1、黑龙江八一农垦大学本科毕业论文学士学位毕业论文 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，
2、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AbstractZein istheby-product ofcorn glutenbyhigh value,highadded valuepromotion space.This topic is based onzeinas raw materials,byTrypsin Hydrolysisof zein,anddetermination ofhydrolysisof zeindegree of hydrolysi
3、sandZn2+ chelating ability,provide a theoretical basisfor further development and utilization of zein.Through single factor experiments,the optimumconditions ofTrypsin Hydrolysis of zeinprotein:substrate concentrationof 7%alcoholsolublecorn,reaction time2h,ethanol concentration 75%,reaction temperat
4、ure is 27,adding amount of enzyme640U/g,and studiedthe hydrolysisunder the optimum conditionsof hydrolysisandzeinthedegree ofprotein.Key words:Zein,Trypsin,Degree of hydrolysis目 录1. 前言21.1 课题背景21.2 研究概况21.3 本课题的目的、意义32材料与方法42.1实验材料与设备42.1.1实验材料与试剂42.1.2 实验仪器设备42.2 实验方法52.2.1 胰蛋白酶水解玉米醇溶蛋白条件优化52.2.1.1
5、 反应时间对水解度的影响52.2.1.2 反应温度对水解度的影响52.2.1.3 酶添加量对水解度的影响52.2.1.4 底物浓度对水解度的影响62.2.1.5 乙醇浓度对水解度的影响62.2.2 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析62.2.2.1 样品处理62.2.2.2 样品电泳62.2.2.3 胶片染色和脱色72.2.2.4 结果分析72.2.3 玉米醇溶蛋白水解物与Zn2+螯合能力的测定72.2.4 玉米醇溶蛋白水解度测定方法72.2.4.1 实验原理72.2.4.2 试剂的配制82.2.4.3 标准曲线的绘制82.2.4.4 样品中游离氨基含量和蛋白质水解度（DH）的测定83 结果与分析
6、83.1胰蛋白酶水解玉米醇溶蛋白条件优化83.1.1 反应时间对水解度的影响83.1.2 反应温度对水解度的影响93.1.3 酶添加量对水解度的影响103.1.4 底物浓度对水解度的影响113.1.5 乙醇浓度对水解度的影响123.2 SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳分析133.3 玉米醇溶蛋白及水解物与Zn2+螯合能力的测定144. 讨论155.结论15参考文献16致 谢171. 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11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
7、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
8、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。61.2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，
9、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
10、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。21.3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的玉米黄粉，玉米黄粉中含有60%以上的蛋白质，其中大多数为玉米醇溶蛋白，若不加以利用，会造成很大的浪费，但玉米醇溶蛋白不溶于水，并存在色泽和气味问题, 其作为食品原料的应用较少，如果能通过改性使之改变某些功能性质，必会使其在食品等其他方面有所深入。本课题研究了其主要蛋白，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， 以使其有更大的应用空间。2材料与方法2.1实验材料
11、与设备2.1.1实验材料与试剂材料来源玉米黄粉龙岗淀粉厂邻苯二甲醛（化学纯）中国医药集团上海化学试剂公司L-亮氨酸天津市光复精细化工研究所氢氧化钠天津市大茂化学试剂厂硫酸锌天津市大茂化学试剂厂硫酸铜天津市大茂化学试剂厂硫酸钾天津市大茂化学试剂厂硼酸沈阳市化东试剂厂溴甲酚绿天津市博迪化工有限公司甲基红天津市博迪化工有限公司无水乙醇沈阳市化东试剂厂十二烷基磺酸钠（SDS）天津市红岩化学试剂厂磷酸天津市大茂化学试剂厂磷酸二氢钠天津市大茂化学试剂厂磷酸氢二钠天津市大茂化学试剂厂甲酚橙指示剂天津市大茂化学试剂厂碳酸钠天津市大茂化学试剂厂氯化亚铁 天津市东丽区天大化学试剂厂EDTA天津市大茂化学试剂厂Fe
12、rrozine天津市大茂化学试剂厂-巯基乙醇天津市光复精细化工研究所酒石酸钾钠沈阳市化东试剂厂所有药品除特殊说明外均为分析纯2.1.2实验仪器设备仪器型号厂家电子天平AR224CN奥豪斯国际贸易（上海）有限公司可见分光光度计722S上海精密科学仪器有限公司精密定时电动搅拌器JJ-1江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司电热恒温水浴锅DK-S12上海森信实验仪器有限公司pH计PHS-3C上海虹益仪器仪表有限公司全自动凯式定氮仪Foss2300瑞典Foss公司消化炉Q/IDYQHYP-上海纤检仪器有限公司全温振荡培养箱 HZQ-F160江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司台式离心机LD4-1.8北京京立离心
13、机有限公司冷冻干燥机LGJ-1上海医用分析仪器厂2.2 实验方法2.2.1提取玉米醇溶蛋白的工艺流程3,4 （1）最适条件：乙醇浓度80%；提取温度57.9；液料比（ml/g)9.25；浸提时间2h。 （2）工艺流程:玉米黄粉粉碎过筛（70目筛）浸泡提取（体积分数80%乙醇，用氢氧化钠1mol/L调至pH为8左右）离心分离（3000r/min，15min）提取液冷水（10）稀释乙醇浓度至40%调节PH(用盐酸1mol/L调至pH为6.2左右)静置沉淀（30min）水洗至中性冷冻干燥磨碎成品2.2.胰蛋白酶水解玉米醇溶蛋白 本实验通过研究乙醇浓度、底物浓度、反应温度、pH来得出玉米醇溶蛋白的最佳
14、水解条件，溶解条件。2.2.2.1乙醇浓度对胰蛋白酶水解玉米醇溶蛋白的影响 称取一定量的玉米醇溶蛋白，并分别溶于乙醇浓度70%、75%、80%、85%、90%五个浓度梯度的乙醇溶液，将反应体系的盐酸浓度调制pH为9，反应温度固定为45，反应时间为1h，底物浓度5%,酶浓度5u/ml。反应过程中，用水浴摇床进行震荡，使玉米醇溶蛋白与氢氧化钠充分反应。按照2.2.4.2测定水解程度。 按照2.2.5.3测定溶解度.2.2.2.2酶添加量对胰蛋白酶水解玉米醇溶蛋白的影响 将酶浓度分别配成为1u/ml，3u/ml，5u/ml，7u/ml，5u/ml，9u/ml五个梯度的悬浮液。用移液管称取一定量的盐酸。将反应体系的盐酸浓度调制pH为9，反应温度固定为45，反应时间为1h，乙醇浓度为80%。反应过程中，用水浴摇床震荡，使玉米醇溶蛋白与氢氧化钠充分反应。按照2.2.4.2测定水解程度。按照2.2.5.3测定溶解度.2.2.2.3反应温度对胰蛋白酶水解玉米醇溶蛋白的影响 将反应体系的盐酸浓度调制pH为9，反应时间为1h，乙醇浓度为80%，底物浓度5%,酶浓度5u/ml并分别在35、40、45、50、55五个温度梯度下反应中，用水浴摇床震荡，使玉米醇溶蛋白与氢氧化钠充分反应。按照2.2.4.2测定水解程度。按照2.2.5.
