水热预处理提高花生分离蛋白酶解效率及其机理分析

为了提高花生分离蛋白的酶解效率,该文采用水热法对花生分离蛋白进行预处理,利用响应面试验设计优化预处理工艺,并研究比较了预处理前后花生分离蛋白酶解敏感性和空间构象的变化。结果表明:优化后的最佳预处理条件为水热压力90 MPa、水热温度85℃、水热时间20 min,此条件下酶解产物水解度达到16.3%,相对未经预处理的酶解产物提高了8.1个百分点。水热预处理提高了花生分离蛋白的主要组分花生球蛋白和伴球蛋白的酶解敏感性,使酶解产物蛋白质回收率提高了31.9个百分点。进行荧光光谱和红外光谱分析发现水热预处理使花生分离蛋白三级结构展开、二级结构紧密程度下降,可能是其酶解敏感性提高的主要原因。因此水热预处理是一种辅助提高花生分离蛋白酶解效率行之有效的方法。     

空化射流对大豆分离蛋白结构及乳化特性的影响

为了探究空化射流处理对大豆分离蛋白结构及乳化特性的影响。该研究将不同浓度（2%和5%）的大豆分离蛋白溶液在不同时间（2、4、6、8、10 min）下进行空化射流处理,以未经处理大豆分离蛋白溶液作为对照,探究空化射流处理对大豆分离蛋白结构和乳化特性的影响。结果表明：适当时间的空化射流处理可以降低大豆分离蛋白的含硫氨基酸含量、溶液平均粒径和7S亚基、A亚基含量,引起蛋白乳液的ζ-电位绝对值和界面蛋白含量的升高和弹性模量出现增大的趋势,进而显著增强蛋白乳化活性和乳化稳定性,2%浓度下相比最低值提高248.94%和95.58%,5%浓度下相比最低值提高70.29%和101.83%,并且其改性处理的最佳时间受蛋白浓度所影响。这表明空化射流物理场可以通过改变大豆分离蛋白的结构和乳液界面特性调节其乳化活性,为大豆分离蛋白改性和空化射流物理场在食品领域的应用提供前期基础。     

高压均质处理对甘薯热变性蛋白Alcalase酶解肽乳化特性影响研究

采用高压均质处理甘薯热变性蛋白Alcalase酶解肽(SPHP-Al)的乳化液,以乳化活性指数(EAI)和乳化稳定性指数(ESI)为指标,探讨了不同高压均质条件下(均质压力0.1～80MPa,均质时间0～2min),多肽浓度为0.1％ (w/V)与油相体积分数为25％(V/V)形成的SPHP-Al乳化液乳化特性的变化.在所得到最佳的均质条件下,以EAI、ESI、乳化颗粒平均粒径(d4,3)和表观粘度为指标0考察了SPHP-Al浓度(0.1、0.25、0.5、1.0、1.5和2.0％,w/V)和油相体积分数(5、15、25、35和45％,V/V)对SPHP-Al的乳化特性的影响.结果显示,均质压力为50MPa和均质时间为1min时,SPHP-Al乳化效果最佳,SPHP-Al乳化液的EAI和ESI分别比未高压均质的提高了4倍(158.14m2·g-1)和8倍(318.06min);且随着SPHP-Al浓度的增加,乳化液的EAI、d4,3和表观黏度均显著减小,ESI显著增大(p＜0.05);与此相反,随着油相体积分数的增大,乳化液的EAI、d4,3和表观黏度均显著增大,ESI显著减小(p＜0.05).因此,高压均质可明显改善SPHP-Al的乳化性,且SPHP-Al浓度与油相体积分数对SPHP-Al乳化性影响显著.上述结果为SPHP-Al在食品行业中的潜在应用提供了数据支撑.     

适宜物理-酶联合改性提高酸性条件下大豆分离蛋白乳化性

为提高酸性条件下大豆分离蛋白（soy protein isolates,SPI）的乳化性能,该文研究了物理-酶联合改性对SPI（pH值为4）的乳化性能影响,通过对比确定了物理-酶联合改性,即超声波-酶复合改性和挤压膨化-酶复合改性两种改性方法在酸性条件下的乳化性能效果最好;并通过对改性后 SPI（pH 值为4）进行溶解性、游离巯基、二硫键、粒径、扫描电镜（scanning electron microscope,SEM）和激光共焦扫描显微镜（confocal laser scanning microscopy,CLSM）分析,从蛋白结构变化上进一步揭示了乳化性能提高现象的原因。结果表明：超声波联合植酸酶-酸性蛋白酶改性的 SPI （Uphy-aci-SPI）的乳化活性（emulsifying activity index,EAI）为0.53 m2/g,比未改性SPI（0.18 m2/g）显著提高了196%（P<0.05）,乳化稳定性（emulsifying stability index,ESI）为17 min,比未改性SPI（13.5 min）显著提高了25.9%（P<0.05）;挤压膨化联合菠萝蛋白酶改性的SPI（Ebro-SPI）的EAI为0.46 m2/g,比未改性SPI显著增加了155%（P<0.05）,ESI为17 min,比未改性SPI显著增加了25.9%（P<0.05）。在pH值为4的条件下对物理-酶联合改性的SPI的性质分析发现,物理-酶联合改性的SPI与未改性SPI相比,物理-酶联合改性的SPI的溶解性显著增加（P<0.05）;物理-酶联合改性的SPI的乳状液平均粒径减小,CLSM观察乳状液中油与蛋白溶液稳定共融,改善了油滴之间的空间排斥力。物理-酶联合改性的SPI游离巯基的含量显著增加（P<0.05）,二硫键含量显著降低（P<0.05）。SEM观察物理-酶联合改性的SPI为结构松散、破碎均一的微观结构。由此可见,乳化性能的提高是通过深层改变蛋白的结构来实现的。该研究可为探索提高酸性条件下SPI的乳化性能的方法提供理论依据。     

超低酸预处理结合酶解提高玉米秸秆糖化效率

为提高纤维素酶解糖化的效率,该文采用超低浓度硫酸水解预处理废弃玉米秸秆。重点考察了不同酸浓度、反应温度、反应时间条件下超低浓度酸水解及后续酶解的总还原糖、葡萄糖及木糖的产率,详细叙述了总还原糖及各种单糖在酸水解及酶解过程中的转化规律,通过正交试验确定酸水解的最佳工况为酸浓度0.1%,反应温度160℃,反应时间55 min,搅拌180 r/min,固液比1∶10。酸水解后进行酶解(酶用量5%,pH值4.6,时间24 h,温度50℃)得到还原糖、葡萄糖、木糖产率分别为56.22%、16.97%、18.83%。通过红外光谱和纤维素分析仪对酸水解和酶解后的残渣进行分析可知,纤维素、半纤维素的转化率分别为88.52%、95.18%,进一步计算还原糖、葡萄糖、木糖的转化率为88.11%、44.86%、72.49%。该方法较大程度避免了还原糖在酸水解过程中的降解,保证了半纤维素还原糖的转化效率,进一步提高了总还原糖的产率,为超低酸水解在燃料乙醇领域提供了新的应用途径。     

Effects of ultrasound pretreatment on the enzymatic hydrolysis of soy protein isolates and on the emulsifying properties of hydrolysates

Soy protein isolate (SPI) was modified by ultrasound pretreatment (200 W, 400 W, 600 W) and controlled papain hydrolysis, and the emulsifying properties of SPIH (SPI hydrolysates) and USPIH (ultrasound pretreated SPIH) were investigated. Analysis of mean droplet sizes and creaming indices of emulsions formed by SPIH and USPIH showed that some USPIH had markedly improved emulsifying capability and emulsion stabilization against creaming during quiescent storage. Compared with control SPI and SPIH-0.58% degree of hydrolysis (DH), USPIH-400W-1.25% (USPIH pretreated under 400W sonication and hydrolyzed to 1.25% DH) was capable of forming a stable fine emulsion (d43=1.79 μm) at a lower concentration (3.0% w/v). A variety of physicochemical and interfacial properties of USPIH-400W products have been investigated in relation to DH and emulsifying properties. SDS-PAGE showed that ultrasound pretreatment could significantly improve the accessibility of some subunits (α-7S and A-11S) in soy proteins to papain hydrolysis, resulting in changes in DH, protein solubility (PS), surface hydrophobicity (H0), and secondary structure for USPIH-400W. Compared with control SPI and SPIH-0.58%, USPIH-400W-1.25% had a higher protein adsorption fraction (Fads) and a lower saturation surface load (Γsat), which is mainly due to its higher PS and random coil content, and may explain its markedly improved emulsifying capability. This study demonstrated that combined ultrasound pretreatment and controlled enzymatic hydrolysis could be an effective method for the functionality modification of globular proteins.     

提高大豆蛋白冻融后乳化性改性工艺优化

为了制备出经冷冻-融化后仍能保持较高乳化性的大豆蛋白,试验以葡聚糖为糖基化供体,采用湿法糖基化技术改性大豆蛋白。根据单因素试验的结果,建立了Box-Behnken模型对加工工艺进行优化,所得的模型拟合度高,切实可行,可用于实际分析和预测。利用响应面分析法探讨了蛋白浓度、蛋白与糖质量比、反应时间3因素对改性产物冻融前后乳化活性和乳化稳定性的影响,优化的工艺条件为:大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)质量浓度40 mg/mL,SPI与葡聚糖的质量比为1∶3,反应时间4 h。在此条件下得到的改性产物冻融稳定性显著(P0.05)高于未改性蛋白,冻融前后的乳化活性(emulsifying activity index,EAI)分别是空白对照样的1.687和1.780倍,乳化稳定性(emulsion stability index,ESI)分别是空白对照样的1.367和1.274倍。傅里叶红外光谱证明葡聚糖通过共价键接到大豆蛋白分子中,研究结果为制备冷冻食品加工专用大豆蛋白的产业化生产提供参考。     

亚硫酸盐预处理对棉秆酶水解的影响

为了提高棉秆的酶水解效率,研究了棉秆亚硫酸盐预处理过程中亚硫酸氢钠用量、浓硫酸用量、预处理温度与时间对预处理效果的影响,同时比较了棉秆不同部位的亚硫酸盐预处理效果。结果表明：预处理时添加亚硫酸氢钠可提高棉秆酶水解效率,随着用量的增加,底物酶水解转化率升高,用量超过8%后基本不变;预处理液pH值可影响棉秆亚硫酸盐预处理效果,存在一个最佳pH值,研究中预处理液pH值为2.65时,底物的酶水解转化率最高;当预处理温度由100℃升高至170℃时,底物酶水解转化率升高较少,但当预处理温度继续升高时,底物酶水解转化率明显升高,在预处理温度180℃并保温20 min时底物酶水解转化率达到最高为70.10%,继续延长保温时间底物酶水解转化率无明显变化。亚硫酸盐预处理过程中,木素和戊聚糖不断从原料中溶出,有利于后续的酶水解,研究发现木素的溶出比戊聚糖的溶出对棉秆酶水解的影响更大。棉秆不同部位的亚硫酸盐预处理效果不同,酶水解从易到难的顺序是：棉秆皮>细枝>全棉秆>主干>棉秆芯。     

CrCl3预处理和表面活性剂对杨木酶解效率的影响

为了探究预处理和表面活性剂对纤维素酶水解效率的影响,该研究以杨木为研究对象,探究了温度对CrCl₃预处理的影响,同时从表面活性剂种类、用量和酶添加量3个方面分析表面活性剂对CrCl₃预处理后样品酶解的促进作用。结果表明：CrCl₃预处理对杨木组分分离有良好的促进效果,经160 ℃预处理后葡萄糖得率达到65.9%。通过结构表征发现预处理后杨木结构完整度降低,提高了纤维素的可接触面,进而提高了酶解效率。在酶解段加入木质素磺酸钙可显著缩短酶解时间,提高酶解效率,同时有效降低纤维素酶用量,最终酶解72h后葡萄糖得率达85.5%,当酶用量为该研究为提升木质纤维原料预处理效率和降低酶解成本提供了一定的理论支持。     

化学预处理提高酒糟生物质酶解糖化效果

为促进酒糟生物质的酶解糖化,筛选适宜的预处理方法,以脱除木质素,提高综纤维素（纤维素和半纤维素之和）保留率为目标,研究比较了酸-超声波耦合（ultrasound-assisted acid pretreatment,UAAP）、液氨（pretreatment by soaking in aqueous ammonia,PSAA）、碱性双氧水（alkaline hydrogen peroxide pretreatment,AHPP）和酸性亚硫酸氢盐（bisulfite pretreatment,BP）4种预处理法对酒糟化学组分、结构特性和酶解得率的影响。结果表明,与其余3种方法相比,BP法处理后酒糟的纤维素和半纤维素保留率最高,分别为84.59%和84.87%,即综纤维素保留率为84.68%。与未处理酒糟（unpretreatment,UP）相比,4种方法预处理后酒糟的综纤维素酶解得率分别提高了49.12%（酸-超声波,UAAP）、55.48%（液氨,PASS）、92.79%（碱性双氧水,AHPP）和99.15%（酸性亚硫酸氢盐,BP）,其中BP法对酒糟酶解糖化的促进作用最有效。扫描电镜（scanning electron microscope,SEM）和X-衍射（X-ray differaction,XRD）结果显示,酒糟经不同方法预处理后表观结构发生了明显变化,木质纤维网络结构遭到破坏,表面呈现无规则或形状各异的膨松状态,沟壑明显,孔隙率增加,比表面积增大,有利于提高水解酶的可及性。化学组分和结构特性的变化说明酒糟的酶解得率与综纤维素的保留、木质素的去除、表面微观形貌变化以及纤维素结晶度等因素直接相关。总之,酸性亚硫酸氢盐（BP）法是适用于酒糟生物质糖化预处理的一种有效可行方法。     

羊奶乳清蛋白水解物的酶解制备

采用Alcalase与Flavourzyme两种酶对羊奶乳清蛋白进行水解,以水解度为指标,对两种酶单独使用及复合使用水解羊奶乳清蛋白的工艺条件进行了研究。试验结果显示:采用Alcalase与Flavourzyme复合水解羊奶乳清蛋白的效果较好,特别是采用先添加Flavourzyme后加入Alcalase进行水解,不仅能提高羊奶乳清蛋白的水解度,使其达到32.81%,而且对改善水解液的口感有较大的作用。     

竹子蒸汽爆破法预处理及酶解获取可发酵单糖

竹子的生物量很高,可作为生物能源生产的重要原料.预处理是纤维素乙醇生产中的关键技术,该文以孝顺竹和大木竹为原料,采用蒸汽爆破法对竹子进行预处理,并进行酶解试验,用高效液相色谱法测定预处理滤液和酶解液中的可发酵单糖含量.结果表明,采用0.5％稀硫酸预浸泡能使总糖得率提高49％;汽爆强度对预处理效果有显著影响,汽爆强度指数为3.35时,预处理后固形物的酶解转化率最高;汽爆强度指数为3.65时总糖得率最高,每千克干基竹粉可得单糖289.5 9.汽爆法预处理存在聚糖分解后进入滤液、单糖分解等现象,通过质量平衡才能准确预测其单糖产率.汽爆预处理后竹子的酶解率不及玉米秸秆等生物质原料,可能与其木质化程度高、微观组织结构更为致密等因素有关.