1、中國油脂2009年第34卷第5期CHINAOILSANDFATS17油料蛋白響應面法優化醇法花生蛋白提取工藝及其氨基酸分析高云中,張暉,袁俊,李倫,王立,郭曉娜(江南大學食品學院,食品科學與技術國家重點實驗室,江蘇無錫214122)摘要:研究了醇洗高溫花生粕生產花生蛋白的工藝。利用響應面法研究了醇洗溫度、醇洗時間、液料比以及乙醇體積分數對花生蛋白純度的影響。結果表明,回歸模型能很好地反映各因素水平與響應值之間的關系;同時得出最佳的醇洗條件為:醇洗溫度50,醇洗時間2h,液料比121,乙醇體積分數75%,在此最佳條件下,花生蛋白純度達到56.42%。所得花生蛋白的氨基酸組成種類齊全,必需氨基酸含

2、量較高,表明花生蛋白是一種優質植物蛋白。關鍵詞:高溫花生粕;醇洗;響應面;氨基酸分析中圖分類號:TS229;TQ936文獻標志碼:A文章編號:1003-7969(2009)05-0017-04OptimizationofpeanutproteinextractionlingusingresponsesurfacemethodologyianalysisGAOYunzhong,ZHANGHui,YLi,GUOXiaona(StateKeyLaboratoryofandSchoolofFoodScienceandTechnology,uxi214122,Jiangsu,China)Keywords

3、:hightemperaturepeanutmeal;ethanolwashing;responsesurfacemethodology;aminoacidanalysis花生是豆科植物落花生的成熟種子,具有補虛、益壽、抗衰老、美容之功效,因而被譽為“長生果”。它是全世界公認的健康食品,在我國被認為是“十大長壽食品”之一1褐色,有淡花生香味,形狀為小塊狀或粉末狀,含有少量花生殼,目前主要用于飼料2。花生粕中的花生蛋白幾乎包括人體必需的8種氨基酸,谷氨酸、天門冬氨酸較高,與動物蛋白相近,且不含膽固醇,可消化性高,所以有豐富的營養價值肉制品中4,53。花生粕是以脫殼花生為原料,經提取油脂后的副產品

4、。花生粕為淡褐色或深。花生蛋白在食品上的應用廣泛,可用于花生酸奶、花生椰奶以及收稿日期:2009-01-09;修回日期:2009-03-13作者簡介:高云中(1984),男,在讀碩士,主要從事植物蛋白中國油脂18CHINAOILSANDFATS2009Vol134No15飼料,沒有進一步開發利用。為了更深入地開發利用花生粕,本文采用響應面法對醇法花生蛋白提取工藝進行優化,對影響該工藝的因素進行分析,確定最佳醇洗工藝,并對所提花生蛋白進行氨基酸組成分析以及對比評價。1材料與方法111材料、儀器純度卻逐步降低。由此可以確定較適的醇洗溫度為5060。高溫花生餅,由山東魯花花生油有限公司提供,為高溫壓

5、榨花生油后的副產物。SHY-2A水浴恒溫振蕩器,MZF-4L超微粉碎機,Hitachi20PR-52D冷凍離心機,KQ2200DE型超聲波清洗器,KDN-08消化爐,KDN-2C定氮儀,AL104電子天平。1.2試驗方法圖1醇洗溫度對花生蛋白純度的影響2.212醇洗時間對花生蛋白純度的影響在液料比101,乙醇體積分數70%,溫度50條件下,考察了醇洗時間對花生蛋白純度的影響,結果見圖2。由圖2可知,隨著醇洗時間的增加,花生蛋白純度不斷增加,但當醇洗時間超過3h后,花生蛋白質純度反而下降。,導致蛋白質變性,。過80目篩密封備用。燥后測定蛋白純度。圖2醇洗時間對花生蛋白純度的影響水解管中,加入6m

6、ol/L的鹽酸溶液,真空封口。在110下水解24h,冷卻后定容、過濾和蒸干,再加2.213液料比對花生蛋白純度的影響在乙醇體積分數70%,溫度50,醇洗2h條件下,考察了液料比對花生蛋白純度的影響,結果見圖3。由圖3可知,隨著液料比的增加,花生蛋白純度也逐漸增加。因為增加浸提液的量,可以帶走更多的醇溶性和水溶性的雜質,提高蛋白純度。但是過高的液料比將消耗大量的水以及乙醇,產生過高的成本,所以應選擇適當的液料比。入0.02mol/L的鹽酸溶液在空氣中放置30min,測定除色氨酸以外的氨基酸含量。采用835-50氨基酸自動分析儀(日本Hitachi公司)進行氨基酸組成分析。2結果與討論211高溫花

7、生粕的基本成分(見表1)表1高溫花生粕的基本成分蛋白質39.11%脂肪1.83灰分可溶性總糖多糖9.8843.3527.68黃酮0.472.2醇洗單因素試驗比101,乙醇體積分數70%,時間2h條件下,考察了醇洗溫度對花生蛋白純度的影響,結果見圖1。由圖1可知,當醇洗溫度在60以下時,花生蛋白純度隨溫度的升高而增加;在60以后,花生蛋白圖3液料比對花生蛋白純度的影響中國油脂2009年第34卷第5期CHINAOILSANDFATS19表3Box-Behnken設計試驗及結果試驗號液料比101,溫度50,醇洗2h條件下,考察了乙醇體積分數對花生蛋白純度的影響,結果見圖4。由圖4可知,隨著乙醇體積分

8、數的增加,花生蛋白純度也逐漸增加,當乙醇體積分數為75%時,蛋白純度達到最大;爾后隨著乙醇體積分數的進一步增加,蛋白純度反而下降,這可能是因為乙醇體積分數過高,水含量降低,阻礙水溶性雜質的溶出,從而導致醇洗花生蛋白純度的降低。X1-1-1X2-1X30000-1-1X40000-1Y11-11-1100000000-1-10000-1-11-1110000-11-11-1110000-1-1100000000-11-11100-1-11圖4乙醇體積分數對花生蛋白純度的影響-12.3Box-Behnken中心設計及其響應面法優化醇11000000010000000法花生蛋白的提取工藝在單因素試驗

9、基礎上,采用Box-設計原理,間、,SAS8.1分析軟件設計了4因素3,試驗因素水平設計及結果見表2、表3。表2試驗因素水平及其編碼表因素醇洗溫度/醇洗時間/h液料比乙醇體積分數/%編碼值X1X2X3X41-1110001000水平-140110170050212175160314180注:共有27個試驗,其中24個為析因試驗,3個為中心試驗,以估計誤差。Y1為花生蛋白純度。差項不顯著,說明回歸方程與實際情況吻合較好,試驗誤差小,因此可用該回歸方程代替試驗真實點對試驗結果進行分析。回歸模型各項的方差分析結果還表明,一次項、二次項都有較顯著影響,所以響應值的變化相當復雜,各個具體試驗因素對響應值

10、的影響不是簡單的線性關系。回歸模型中顯示了多項交互作用,其中作用顯著的是X4,X1X3,X2,X2X4,X3,X4。因此,在一定范圍內可調節醇洗時間、醇222各因素對醇法花生蛋白純度的影響,以花生蛋白純度為考察指標,利用SAS8.1分析軟件對表3的試驗結果進行分析,得到4因素與花生蛋白純度之間的回歸方程如下:Y1=56157667+014125X1+01310833X2+01434167X3+01994167X4-01613333X1-01555X1X2-116925X1X3-0128X1X4-21320833X2+011675X2X3+11695X2X4-11295833X311185833

11、X42222洗溫度、乙醇體積分數和液料比的關系,使花生蛋白達到所需水平。從表4可以看出,各因素按影響大小排序依次為:乙醇體積分數X4>液料比X3>醇洗溫度X1>醇洗時間X2。-111425X3X4-對回歸模型進行方差分析,結果見表4。從表4可以看出,回歸模型達到顯著水平(P<0101),而誤最佳取值,可以利用SAS軟件進行嶺脊分析7。通過嶺脊分析,得出回歸模型存在最大值點,Y1的最中國油脂20CHINAOILSANDFATS2009Vol134No15表4花生蛋白純度方差分析表來源X1X2X3X4X12分別占氨基酸總量的P>F自由度離差平方和均方F值顯著性2213

12、8%、12123%和11.38%,只有胱氨酸含量不足1%,為0186%。根據WHO建議的以3雞蛋蛋白質所含氨基酸比例為參考標準,花生蛋白的氨基酸評價分數是64,比大豆蛋白(74)稍低8,表明花生蛋白也是一種優質的植物蛋白。與其他植物蛋白相似,賴氨酸為其第一限制性氨基酸。3結論X1X2X1X3X1X4X2233333333X2X3X2X4X3X42X3X42(1)通過響應面法對醇法花生蛋白提取工藝進行了優化,并模擬得到多項式回歸方程。結果表明,乙醇體積分數,、時間影響不顯模型誤差總和注:3表示在=0.05水平上顯著;33表示在=0.01水平上極顯著。大估計值為56.58%,穩定點(X1,X2,X

13、3,X4)的代碼值為(0,0,0,0),與之對應的實際值X1=50,X22h,X3=121,X4=75%,計值Y1=56.58%。3驗證試驗,.%,與預測值56.58%非常接近,確定醇法花生蛋白的最佳工醇洗溫度50,醇洗時間2h,液料比121,乙醇體積分數75%。在此最佳條件下,花生蛋白純度達到56.42%。(2)花生蛋白的氨基酸組成種類齊全,必需氨基酸含量較高,表明花生蛋白是一種優質植物蛋白。與其他植物蛋白質相似,賴氨酸為第一限制性氨基酸。參考文獻:提取條件可靠。2.4花生蛋白氨基酸分析花生蛋白氨基酸組成與含量見表5。表5花生蛋白氨基酸組成與含量氨基酸天門冬氨酸谷氨酸絲氨酸組氨酸甘氨酸蘇氨酸

14、3精氨酸丙氨酸酪氨酸含量%1薛芳,顏瑞,王承明.超聲輔助堿提取花生多糖的研究J.食品科學,2008,29(8):158-163.2梅娜,周文明,胡曉玉,等.花生粕營養成分分析J.西氨基酸胱氨酸纈氨酸3蛋氨酸3苯丙氨酸3異亮氨酸3亮氨酸3賴氨酸3脯氨酸含量北農業學報,2007,16(3):96-99.3張巖,肖更生.花生粕的應用進展J.食品工業科技,2006,27(8):197-198.4李西波,糾敏,侯玉澤.新型花生酸奶的研制J.食品研究與開發,2008,29(9):81-83.5江美都.花生椰奶加工技術J.食品科學,1993(12):25-27.6黃阿根,陳學好,高云中,等.黃秋葵的成分測定與分析J.食品科學,2007,28(10):451-455.7PANSC,BONANNOS,WAGMANGH.Efficientutili2zationoffattyoilsasenergysourceinpenicillinfermenta2tionJ.ApplMic