酶法分離制備谷朊粉加工技術(shù)研究.pdf

1、谷朊粉俗稱小麥面筋粉，是一種優(yōu)質(zhì)的谷物蛋白質(zhì)。目前，分離制備谷朊粉多是在小麥面粉中加入大量水，然后通過(guò)反復(fù)搓洗得以實(shí)現(xiàn)，這種加工方法具有耗水量大，廢水多，加工能耗高，所得谷朊粉質(zhì)量差等缺點(diǎn)。所以尋找一種經(jīng)濟(jì)效益好、用水量小的加工方法一直是谷朊粉加工產(chǎn)業(yè)中研究的熱點(diǎn)之一。
　　近年來(lái)，酶技術(shù)在食品工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在大米蛋白、大豆蛋白等谷物蛋白的分離方面已取得良好的成效，但還鮮見(jiàn)利用該技術(shù)分離谷朊粉的報(bào)道。本文基于此，以小

2、麥面粉為原料，研究了酶法分離制備谷朊粉的酶解工藝、酶解機(jī)理、超濾純化工藝，以及不同干燥條件對(duì)制備谷朊粉功能特性的影響等內(nèi)容，以期尋找一種開(kāi)發(fā)谷朊粉的方法。主要研究如下：
　　(1)在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，利用Design-Expert7.1.6軟件進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計(jì)，優(yōu)化α-淀粉酶分離制備谷朊粉的工藝參數(shù)，并建立數(shù)學(xué)模型，結(jié)合建立的模型預(yù)測(cè)出最佳工藝參數(shù)為：加酶量2.58%，酶解溫度58℃，酶解pH5.94，酶解時(shí)間4.0h，此時(shí)谷朊粉純

3、度的預(yù)測(cè)值為80.28%。結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益和實(shí)際操作方便的考慮，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正為：加酶量2.5%，酶解溫度55℃，酶解pH6.0，酶解時(shí)間4.0 h，通過(guò)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，測(cè)得實(shí)際谷朊粉的純度值為77.57%，在此基礎(chǔ)上測(cè)得谷朊粉的實(shí)際提取率為76.70%，表明模型的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值基本吻合。
　　(2)在上述酶解的基礎(chǔ)上，研究了底物濃度、酶濃度、pH及酶解溫度對(duì)α-淀粉酶酶解小麥面粉反應(yīng)速率的影響，并采用Lineweaver-Burk作圖法和

4、Wilkinson統(tǒng)計(jì)法求解酶解過(guò)程的動(dòng)力學(xué)常數(shù)Km和vm，并建立酶解動(dòng)力學(xué)方程。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在最佳pH6.0，溫度60℃條件下，動(dòng)力學(xué)常數(shù)Km為2.940mg/mL，vm為0.348 mg/mL·min，米氏方程為：v=0.348[S]/2.940+[S]
　　驗(yàn)證試驗(yàn)表明，方程預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值基本吻合。在30～60℃的條件下，酶解動(dòng)力學(xué)方程為：
　　v=0.210·exp(-3755.4/RT)/6.887-exp(-2

5、343/RT)+[S][E]總[S]
　　(3)以酶解液為對(duì)象，采用超濾純化手段分離制備高純度谷朊粉。通過(guò)正交試驗(yàn)研究了壓力、pH、固液比、溫度對(duì)蛋白質(zhì)截留率、透過(guò)液總糖濃度和膜通量的影響，得到了最優(yōu)的組合條件為壓力0.25MPa，pH6.0，固液比3%，溫度25℃；通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)得到谷朊粉純度為83.23%。對(duì)超濾傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行研究，采用回歸擬合得出了傳質(zhì)方程為：J=-17.9471nCb+44.851，分析傳質(zhì)方程可知，當(dāng)超濾主體

6、液的濃度達(dá)到12.17%時(shí)，膜通量就會(huì)變得很小，如若繼續(xù)增大主體液的濃度已無(wú)太大的價(jià)值。
　　(4)以乳化性及乳化穩(wěn)定性、起泡性及起泡穩(wěn)定性、持水力及吸油性、溶解度等為考察指標(biāo)，分析比較超濾純化后濕面筋在熱風(fēng)干燥、真空干燥和冷凍干燥等三種不同干燥方式下所得谷朊粉的功能特性，并與市售谷朊粉相比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：冷凍干燥所得谷朊粉乳化性及乳化穩(wěn)定性分別為64.32%和60.43%，與熱風(fēng)干燥所得樣品的38.35%和48.32%相差較大