（微生物与生化药学专业论文）两种粮食加工废弃物的回收利用.pdf

学位论文数据集 荆 中图分类号q 5学科分类号 1 8 0 6 1 1 0 论文编号 1 0 0 1 0 2 0 1 1 1 2 3 4 密级公开 学位授予单位代码 l 0 0 1 0 学位授予单位名称北京化工大学 作者姓名熊皖扬学号 2 0 0 8 0 0 1 2 3 4 获学位专业名称 微生物与生化药学 获学位专业代码 1 0 0 7 0 5 课题来源自选项目研究方向蛋白分离纯化 论文题目两种粮食加工废弃物的回收利用 玉米胚芽粕，玉米黄粉，玉米胚芽蛋白，玉米醇溶蛋白，玉米黄素， 关键词 马铃薯淀粉加工废料，饲料 论文答辩日期 2 0 1 1 0 5 2 3 论文类型2 应用研究 学位论文评阅及答辩委员会情况 姓名职称工作单位学科专长 指导教师陈劲春教授北京化工大学分子生物学 评阅人l黄正明教授解放军3 0 2 医院药学 评阅人2 马润字教授北京化工大学高分子材料 评阅人3 评阅人4 评阅人5 答辩委员会主席袁其鹏教授北京化工大学系统工程 答辩委员l王文雅副教授北京化工大学分子生物学 答辩委员2乔仁忠教授北京化工大学药物合成化学 答辩委员3喻长远教授北京化工大学蛋白分离 答辩委员4阎爱侠教授北京化工大学计算机辅助药物设计 答辩委员5 注： 一论文类型：1 基础研究2 应用研究3 开发研究4 其它 查询 二中图分类号在中国图书资料分类法查询 三学科分类号在中华人民共和国国家标准( g b t1 3 7 4 5 9 ) 学科分类与代码中 四论文编号由单位代码和年份及学号的后四位组成 摘要 两种粮食加工废弃物的回收利用 摘要 玉米和马铃薯是我国广泛种植的粮食作物，其产量均超过l 亿吨，既 是主要的粮食作物又是重要的工业原料。玉米胚芽主要用于榨油，玉米胚 乳和马铃薯主要用于提取淀粉，因此，产生了玉米胚芽粕、玉米黄粉、马 铃薯淀粉加工废料等废弃物。 本文的目的之一是以玉米胚芽粕为原料提取玉米胚芽蛋白，以玉米 黄粉为原料提取玉米醇溶蛋白和玉米黄素，并对提取的蛋白进行酶切， 制备小肽和微肽。目的之二是从马铃薯淀粉加工废水中提取马铃薯蛋白 抑制剂，以马铃薯淀粉加工废渣为原料生产饲料。主要工作如下： ( 1 ) 本文利用碱提酸沉工艺从玉米胚芽粕中回收了玉米胚芽蛋白，在 单因素实验的基础上，采用正交法优化了从两种玉米胚芽粕( 高温粕和低 温粕) 中回收玉米胚芽蛋白的工艺，该法得到最优提取条件为：高温粕高 温粕碱提p h 9 o 、水料比1 0 、温度6 0 、时间1 2 0 m i n ；低温粕碱提p h 9 o 、 水料比l o 、温度6 0 、时间9 0 m i n ，高温粕和低温粕的提取率分别达到 2 7 5 和5 0 8 ，蛋白得率分别达到5 1 4 和9 2 9 。 ( 2 ) 采用响应面法同时优化了玉米黄粉中醇溶蛋白和玉米黄素的提取 工艺，得到提取的最优工艺条件为乙醇体积分数8 2 5 、提取温度6 0 、 提取时间6 h ，此条件下醇溶蛋白和玉米黄素得率的理论值为3 0 4 4 和 o 1 9 9 5 2 ，与实际值3 0 。8 7 和o 2 0 4 0 4 接近，高效液相检测玉米黄素出 峰时间与标准品相同且纯度为4 1 2 2 。 北京化工人学硕十学位论文 ( 3 ) 采用复合酶切的方法对玉米蛋白进行酶切，玉米胚芽蛋白先用碱 性蛋白酶酶切3 h 后再加胰蛋白酶酶切4 h ，水解率达到2 9 9 ，玉米醇 溶蛋白先用碱性蛋白酶酶切3 h 后再用中性蛋白酶酶切3 h ，水解率达到 2 5 7 ，通过质谱分析显示酶切后的多肽与微肽分子量达到设计要求。 ( 4 ) 通过盐析、透析和阴离子交换的方法从马铃薯淀粉加工废液中分 离了蛋白酶抑制剂，并发现其对胰蛋白酶的抑制率达到7 7 2 7 。通过酸沉、 加热、离心、活性炭吸附等方法降低了废水中各项污染物指标，处理后 c o d 、总糖和总蛋白分别下降了5 8 1 2 、2 7 3 6 和5 6 5 4 。以马铃薯淀 粉加工废渣为原料生产饲料，经黑曲霉、酿酒酵母和巨大芽孢杆菌发酵后， 饲料中还原性总糖、总蛋白和总磷分别提高到了l3 15 、2 8 6 8 5 和 0 0 4 。 关键词：玉米胚芽粕，玉米黄粉，玉米胚芽蛋白，玉米醇溶蛋白，玉米黄 素，马铃薯淀粉加工废料，饲料 i i a b s t r a c t r e c y c l e du t i l i z a t i o no ft h ec r o pp r o c e s s i n g w a s t e so fb o t h c o r na n d p o t a t o a b s t r a c t n o w d a y sc o m a i l dp o t a t op r o d u c t i o ni sm o r et h a n1o om i l l i o na m m a l l y i nc h i n ar e s p e c t i v e l y ，t h e ya r en o to n l ym 句o rc r o p s ，b u ta l s oa r ei i n p o r t a n t i n d u s t r i a lr a wm a t e r i a l s c o mg e 咖m e a li sm ew a s t eo ft h eo i le x t r a c t i n g p r o c e s s i n g ，c o mg l u t e nm e a la n dp o t a t ow a s t e sa r eb y - p r o d u c to fs t a r c h y p r o c e s s m g t h ef i r s ta i mo fm i ss t u d yw a st oe x t r a c tp r o t e i n 行o mc o mg e mm e a l a n dc o mg l u t e nm e a l ，a n dt h e no b t a i n e dp 印t i d eb yh y d r o l y s i s m o r e o v e r ，c o m g l u t e nm e a lw a sa l s ou t i l i z e da sr a wm a t e r i a l t oe x t r a c tz e a x a n t h i n t h e s e c o n dp u 印o s eo ft h i sr e s e a r c hw a st og a i np r o t e a s ei 1 1 1 1 i b i t o r s 厅o mp o t a t o s 伽r c hp r o c e s s i n gw a s t ew a t e r s b e s i d e s ，p o t a t os t a r c hp r o c e s s i n gr e s i d u e sw a s f e r m e n t e dt op u to u tf e e d sc o m p l e t e l y t h e 呦i nr e s u l t so ft h e s ee x p e r i m e n t s w e r ea sf o l l o w s ： ( 1 ) u t i l i z a t i o no fc o mg e mm e a lt oi s o l a t ec o mg e n np r o t e i n s n l e m o n o - f a c t o rd e s i g nw a sc 枷e do u tt od e t e m 血l et h ee 饪e c t so fi s o l a t i o n m e t h o d s ：f i a c t o r ss u c ha sp h ，l i q u i d s o l i dr a t i o ，t e i n p e r a t u r ea n de ) 【仃a c t i n g i p 印t i d ea 1 1 dm i c r o p 印t i d e 舶mc o mp r o t e i n c o mg e n np r o t e i nw a s d i g e s t e db ya l c a l a s ef o r3 hf i r s t ，f o l l o w i n gb yt r y s i nf o rm o r e4 h z e i nw 硒 h y d r o l y z e db ya l c a l a s ef o r3 ha n df o l l o w i n gn i 弧t m s ef o rm o r e3 h t w o h y d r o l y s i s r a t e sw e r e2 9 9 a n d2 5 7 t h ef i n a l s 锄p l e s w e r e c h a r a c t 嘶z e db ym s ( 4 ) p o t a t op r o t e a s ei 1 1 1 1 i b i t o r sh a db e e ne x t m c t e df b mt h ew a s t e w a t e ro f p o t a t os t a r c hp r o c e s s i n gb a s e do nas e r i e so fp r o t e i ns 印a r a t i o nm e t h o d sa n d t h ei n h i b i t i o nr a t ew 蕊7 7 2 7 b e s i d e s ，t h ec o d ，t o t a ls u g e r t o t a lp r o t e i n i v l a d b ，即温度 p h 值 时间 水 料比；其最佳组合为a 2 8 2 c 2 d 3 ，即最佳p h 值为9 o 、水料比1 0 、温度6 0 、时间1 2 0 1 i l i l l ， 各因素中温度较为显著，其他因素不显著，说明温度在影响试验结果上具有统计学意 义，而误差不显著，表明各因素对试验结果的影响要高于实验误差带来的影响，该实 验可靠。 表2 - 8 高温粕因素水平表 t a b k2 - 8t i l e & t o rl e v e l 切b l eo f 麟眦t i o no fc o mg e m m e a l ( 1 l e a t 堍c o m p r e s s i o n ) 北京化- t 大学硕士学位论文 表2 - 9 高温粕正交实验结果表 t a b l e2 - 9t l l eo n h o g o n a le x p e 】缸tr e s u l to fc o mg a m e a l ( h e a t i n gc 伽p r e s s i o n ) 表2 1 0 高温粕方差分析表 t a b i e2 - l ov 撕a n c e 觚a l y s i so fc o mg e 咖m e a l ( h e a t i i l gc 锄p r e s s i o n ) ( 2 ) 低温粕的正交优化 跟据单因素实验，确定以p h 值、水料比、温度、时间四个因素作为单因素，使 用正交试验的方法优化高温粕蛋白提取条件，选取l 9 ( 3 4 ) 正交表进行试验，因素水平 表，正交结果和方差如下所示。通过对正交试验结果进行直观分析，由正交实验结果 表中极差大小可看出，决定结果因素主次顺序为c b a d ，即温度 水料比 p h 值 时间，其最佳组合为a 2 8 2 c 2 d 2 ；即最佳p h 值为9 o 、水料比l o 、温度6 0 、时间9 0 1 1 ：l i l l ， 各因素中温度较为显著，其他因素不显著，说明温度在影响试验结果上具有统计学意 义，而误差不显著，表明各因素对试验结果的影响要高于实验误差带来的影响，该实 2 4 t a b l e2 1 21 1 1 eo n h o g o n a le x p 豇诬e n tr e s u l to fc o mg 锄m e a l ( s l l p e r c r i t i c a lc 0 2e x 廿a c t i o n ) 表2 1 3 低温粕方差分析表 t a b i e2 1 3v 撕锄c e 锄a l y s i so fc o mg e n nm e a l ( s u p e r c l j t i c a lc 0 2 甑舡a c t i o n ) 北京化工人学硕上学位论文 2 3 4 3 玉米粕优化提取条件的验证试验 取1 0 9 高温粕，加入1 0 0 m l 去离子水，用碱液将p h 调至9 o ，于6 0 下分别提 取1 2 0 m i n ，于4 8 0 0 印m 离心1 0 m i i l 后取上清液，用h c l 溶液调至p h 4 7 ，静置6 0 1 1 ：l i i l 后，再于4 8 0 0 r p m 离心1 0 m i n 后取沉淀，测定用碱液重溶，按照b r a d f o r d 法测定蛋白 含量为o 5 0 2 9 ，即蛋白提取率2 6 8 ，蛋白得率5 0 2 。同理，取l o g 低温粕，加入 1 0 0 m l 去离子水，用碱液将p h 调至9 o ，于6 0 下分别提取9 0 m i i l ，于4 8 0 0 r p m 离 心1 0 m i n 后取上清液，用h c l 溶液调至p h 4 7 ，静置6 0 m i n 后，再于4 8 0 0 印m 离心 1 0 n l i i l 后取沉淀，测定用碱液重溶，按照b r a d f i o r d 法测定蛋白含量为0 9 0 9 9 ，即蛋白 提取率4 9 7 ，蛋白得率9 0 9 。两者均比正交试验中非优化条件的提取率要高，说 明优化过程合理，优化条件具有可靠性。 2 3 5a 一淀粉酶酶解预处理试验 取1 0 o g 高温粕，加入5 0 m l 去离子水，加入1 ( 即o 1 曲0 【淀粉酶，6 0 下酶解 1 h ，再用碱液将p h 调至9 o ，定容至1 0 0 i l l l ，于6 0 下提取1 2 0 m i l l 后，于4 8 0 0 r p m 离心l o m i n 后取上清液，用h c l 溶液调至p h 4 7 ，静置6 0 m i n 后，再于4 8 0 呻p m 离心 1 0 i i l i n 后取沉淀，测定用碱液重溶，按照b r a d f o r d 法测定蛋白含量为o 5 1 4 9 ，即蛋白 提取率2 7 5 ，蛋白得率5 1 4 。按上述方法取1 0 o g 低温粕，加入5 0 m l 去离子水， 加入1 ( 即o 1 曲仅淀粉酶，6 0 下酶解l h ，再用碱液将p h 调至9 o ，定容至1 0 0 m l ， 于6 0 下提取9 0 m i n 后，于4 8 0 0 印m 离心1 0 m i n 后取上清液，用h c l 溶液调至p h 4 7 ， 静置6 0 m i n 后，再于4 8 0 0 印m 离心1 0 m i n 后取沉淀，测定用碱液重溶，得到蛋白o 9 2 9 9 ， 即蛋白提取率5 0 8 ，蛋白得率9 2 9 。试验证明0 【淀粉酶可以提高玉米胚芽粕中蛋 白的提取效果，高温粕和低温粕的蛋白提取率分别比不添加a 淀粉酶时分别提高了 2 6 1 和2 2 1 ，蛋白得率分别提高了。原因可能是玉米胚芽粕中的蛋白质与淀粉形 成符合物，添加a 淀粉酶酶解后，复合物中的淀粉被消化为低聚糖和单糖，聚合的蛋 白质得以释放，更利于蛋白质的提取。 2 4 本章小结 建立b 脚f o r d 法测定蛋白的标准曲线，方程为：瑚0 9 0 0 6 5 5 x ，其中 r 2 ：0 9 9 8 6 ，曲线可靠有效；通过梯度p h 法测定玉米胚芽粕的等电点沉淀为4 7 。 采用正交试验的手段，优化高温粕的提取条件：最佳p h 值9 o 、水料比1 0 、温 度6 0 、时间1 2 0 m i l l ，此时高温粕蛋白提取率为2 6 8 ，即蛋白得率为5 0 2 ；优化 低温粕的提取条件：最佳p h 值9 o 、水料比l o 、温度6 0 、时间9 0 m i n ，此时低温 第二章玉米胚芽粕的利用 粕蛋白提取率为4 9 7 ，即蛋白得率为9 0 9 ； 提前向玉米胚芽粕中加入1 的仅淀粉酶，并于6 0 下酶解1 h ，后按照高温粕和 低温粕的最佳提取条件分别提取玉米胚芽蛋白，得到的高温粕和低温粕提取率分别达 到2 7 5 和5 0 8 ，分别比未经过0 【淀粉酶酶解时提高了2 6 1 和2 2 1 ，高温粕和 低温粕得率分别达到5 1 4 和9 2 9 ，分别比未经过a 一淀粉酶酶解时提高了2 3 9 和 2 2 0 ，证明a 淀粉酶有助于玉米胚芽粕蛋白的提取。 北京化工人学硕上学位论文 第三章玉米黄粉的利用 第三章玉米黄粉的利用 玉米黄粉中含有醇溶蛋白和谷蛋白。其中，玉米醇溶蛋白具有良好的成膜性、半 透性等良好的特殊功能用途，是医药、食品、化工等领域的原料。玉米醇溶蛋白能够 溶于6 0 一9 0 乙醇和7 0 一9 0 的异丙醇，利用有机溶剂从玉米黄粉中提取玉米醇溶 蛋白具有可行的实用价值【8 刀。 玉米醇溶蛋白平均分子量为4 4 k d ，含有大量疏水氨基酸残基，如l e u 、p f 0 、a l e 和p h e 等氨基酸，同时，缺少l y s 、a r g 和a s p 等带电氨基酸，因此难溶于水，玉米 醇溶蛋白又可分为q 醇溶蛋白和p 醇溶蛋白，两种醇溶蛋白各占醇溶蛋白总量的8 0 和2 0 ，其中前者能溶于9 5 乙醇，后者溶于6 0 乙醇，而不溶于9 5 乙醇，p 醇溶 蛋白的分子量略高于a 醇溶蛋白【8 8 】。 玉米黄色素为玉米中的主要色素，含量在0 0 4 左右，其中主要成分为玉米黄素 和黄体素，两者均属于带有羟基的类胡萝卜素类物质。提取玉米黄色素的一般方法是 有机溶剂浸提，有机溶剂的选择是提取的关键，否则在提取时容易导致蛋白浸出，影 响提取产品的纯度【8 9 】。 3 1 材料与仪器 3 1 1 材料 玉米黄粉，取自山东西王集团，潮湿板结状物料，烘干至恒重后粉碎过筛备用。 3 1 2 试剂 n a o h ，分析纯，北京化学试剂厂； h c l ，分析纯，北京化学试剂厂； 无水乙醇，分析纯，北京化学试剂厂； 9 5 乙醇，分析纯，北京化学试剂厂； 8 5 磷酸，分析纯，北京化学试剂厂； 异丙醇，分析纯，北京化学试剂厂； 正己烷，分析纯，北京化学试剂厂； 乙腈，色谱纯，天津四友公司； b r a d f o r d 储液和工作液，磷酸缓冲液( o 2m o 忱，p h 8 o ) ，1 h s h c l 缓冲液 ( o 0 2 m o l l ，p h 7 6 ) ，实验室自配。 北京化- t 大学硕十学位论文 3 1 3 仪器 高效液相色谱：安捷伦有限公司； p h 计：上海精密科学仪器有限公司； 旋转蒸发仪：上海亚荣仪器有限公司； 真空冻干机：北京四环科学仪器厂； 电子天平：梅特勒托利曼称重设备系统有限公司； u v - 2 0 0 0 型紫外可见分光光度计：尤尼柯( 上海) 仪器有限公司； 冷冻离心机：上海安亭科学仪器厂； 电热恒温水浴摇床：天津中环科技开发公司； 玻璃( 石英) 比色皿：尤尼柯( 上海) 仪器有限公司； 微量可调移液器：北京青云卓立精密仪器设备有限公司； 比色皿，量筒，锥形瓶，试管，漏斗，滤纸。 3 2 实验方法 3 2 1 玉米黄素波长扫描试验 精确称取1 0 m g 玉米黄素标准品，并加入体积分数9 5 乙醇定容至l l ，得到玉米 黄素标准品母液，稀释母液配成工作液并于2 5 0 8 0 0 1 1 i i l 波长下扫描，以确定最大吸收 时的波长。 3 2 2 玉米黄素标准曲线建立试验 按比例向玉米黄素标准品母液中加入9 5 乙醇，将母液配成2 肛g ，m l 、4 “g m l 、 6 p g m l 、8 p 咖l 、1 0 肛咖l 梯度质量浓度的玉米黄素标准溶液，并于最大吸收波长 下测量吸光度值，以各梯度溶液的吸光度值为纵坐标，以质量浓度为横坐标，制作标 准曲线，并得到玉米黄素标准品方程。 3 2 3 玉米黄粉中蛋白含量的测定试验 取一定量的湿玉米黄粉，在烘箱下烘干至恒重，称取少量干燥玉米黄粉送至营养 源研究所检测其中蛋白含量，研究所采用凯氏定氮法检测玉米黄粉中的氮含量，乘以 蛋白质系数即可得到玉米黄粉中蛋白含量。 第三章玉米黄粉的利用 3 2 4 玉米醇溶蛋白提取溶剂和分离方式选择试验 3 2 4 1 溶剂选择 取2 o g 干玉米黄粉，分别取1 0 0 m l 的8 0 乙醇、8 0 异丙醇和纯正己烷，于6 0 下，回流提取6 h ，用旋转蒸发仪将粗提液旋干制得粗蛋白，称重比较三种提取溶剂的 优劣。 3 2 4 2 分离方式选择 将粗提液采用冷水稀释、等电点沉淀和旋干的方式获得粗玉米醇溶蛋白，比较产 量和形状，确定较好的固液分离方式。 3 2 5 玉米醇溶蛋白与玉米黄素提取单因素条件试验 根据蛋白提取的一般规律，影响玉米黄粉中粗蛋白提取的因素可能有以下方面： ( 1 ) 提取时乙醇的体积分数；( 2 ) 提取温度；( 3 ) 提取时间；( 4 ) 溶剂与玉米黄粉的体积质 量比，简称液料比；根据每个因素设计单因素实验，找出各个因素和玉米胚芽蛋白提 取率之间的关系。 单因素实验步骤为：取2 0 9 玉米黄粉，加入一定体积分数一定量的乙醇，于电热 恒温水浴摇床中保持一定的温度，粗蛋白液稀释至一定程度，用b r a d f o r d 法测定蛋白 含量。再于4 8 0 0 甲m 下离心1 5 m i n ，固液分离，将上清旋干获得粗蛋白固体，加入1 0 m l 正己烷5 5 回流提取1 h ，将玉米黄素溶液稀释一定的倍数，用比色法鉴定玉米黄素 含量。 3 2 6 响应面法同时优化玉米醇溶蛋白与玉米黄素提取条件试验 采用响应面面软件中b o x b d l n k 饥分析方法，根据上述单因素确定的因素条件， 优化玉米醇溶蛋白和玉米黄素的提取条件，使两者同时达到最优值，此时的提取条件 即为最佳的提取条件。 3 2 7 响应面法优化验证试验 按照相应面分析的最佳提取条件，取2 0 9 玉米黄粉进行提取，得到该条件下的玉 米醇溶蛋白和玉米黄素的质量，和响应面软件的预测值进行比较。 3 l 北京化工大学硕上学位论文 3 2 8 玉米黄素的高效液相检测 取玉米黄素标品和自行提取的玉米黄素，色谱柱c 1 8 反向柱，流动相为纯乙腈， 流速0 4 m i n ，检测波长4 4 5 i 吼，柱温2 5 ，进样量l o m l ，通过出峰时间判断提 取的产品是否为玉米黄素，并且根据峰面积检测其纯度。 3 3 结果与讨论 3 3 1 玉米黄素波长扫描 通过紫外波长检测，发现在4 5 0 1 1 i i l 处有最高吸收峰，说明玉米黄素的最大吸收峰 为4 5 0 姗。 图3 1 玉米黄素波长扫描图 f i g 3 - ln ew a v e l e n g t l ls c 锄i n g0 f z e a 】【蛆d l i i l 3 3 2 玉米黄素标准曲线建立 当玉米黄素质量分别为o l 咖l 、2 p 咖l 、4 嵋，m l 、6 肛卧i l l 、8 肛咖l 、1o p 咖l 时，4 5 4 呦下的吸光值分别为o 、o 2 2 2 、o 3 9 l 、0 6 4 5 、o 8 5 9 、1 0 0 5 ，由此，得到标 准曲线为： y - o 0 0 6 7 6 + o 1 0 2 7 1 工一式( 3 - 1 ) 此标准曲线的r 2 = o 9 9 5 8 2 ，标准差s d = 0 0 2 7 8 4 ，自由度n 嗡，p 提取时 间墨 提取温度恐，这也正好反映了单因素试验中，玉米醇溶蛋白对提取温度敏感， 而玉米黄粉在高温下对提取时间敏感。两者失拟值均不显著，说明模型的误差较小， 模型的可靠性高。 由d e s i 萨e x p e n 软件分析同时得到最大响应值y l 和圪时的蜀，局，筠分别对应 的编码数值为蜀= 8 2 4 5 ，整= 5 9 6 9 ，= 6 0 9 h ，也即优化提取条件为乙醇体积分 数8 2 4 5 ，提取温度5 9 6 9 ，提取时间6 0 9 h ，理论上最佳玉米醇溶蛋白提取率为 4 7 2 7 3 8 ，蛋白得率为3 0 4 4 。最佳玉米黄素的得率为0 1 9 9 5 2 。 3 3 7 响应面优化验证 根据响应面软件得出的优化条件，现取2 0 9 玉米黄粉，加入8 2 5 的乙醇2 0 m l 于6 0 下提取6 h ，再于4 8 0 0 印m 下离心1 5 i i l i n ，固液分离，上清加入一定量的8 0 乙醇稀释后，采用b r a d f o r d 法比色得到玉米醇溶蛋白质量为0 6 1 7 4 9 ，玉米醇溶蛋白 的提取率为4 7 9 3 5 ，蛋白得率为3 0 8 7 ，再旋干后用l o m l 正己烷5 5 回流提取 l h ，将玉米黄素溶液稀释一定的倍数，用比色法鉴定玉米黄素质量为4 0 8 0 8 雎g ，玉米 黄素的得率为o 2 0 4 0 4 ，均高出理论值，且不低于试验中的任意值，说明优化效果 显著。 3 3 8 玉米黄素的高效液相分析 图3 - 9 玉米黄素标准品和提取物高效液相图( 左：标准品；右：提取物) f i g 3 - 9h p l c ( 1 e f t ：s t a i l d a r ds u b s t a i l c eo f 勰a x 觚l l l i n ；r i 曲t ：e x 昀c t i o no f 觚锄“n ) 4 1 北京化r 丁大学硕 ：学位论文 表3 9 玉米黄素标准品和提取物液相评价表 t a b k3 9e v a l u a t i 彻o f h p l co ns t a i l d a r ds u b s t a n c ea n de x 仃a c t i o no f z e a x 锄t l l i n 一般而言，黄体素的极性强于玉米黄素，根据高效液相图谱和反向柱性质可知， 在5 0 m i n 左右出峰的物质为黄体素，而在5 5 m i i l 左右出峰的物质为玉米黄素，提取物 中，根据出峰时间判断提取物中含有黄体素和玉米黄素，且玉米黄素的含量占4 1 2 2 ， 达到市售玉米黄素的标准。 3 4 本章小结 本章通过波长扫描发现玉米黄素在4 4 5 衄下有最大吸收峰值，此时可以建立一种 快速检测玉米黄素的方法。 设计了一条从玉米黄粉中同时提取玉米醇溶蛋白和玉米黄素的联产工艺，并且选 取乙醇体积分数、提取温度、提取时间和水料比四个因素，分别研究了它们对玉米醇 溶蛋白和玉米黄素提取结果的影响，出于节约成本的角度考虑，最后选取了乙醇体积 分数、提取温度、提取时间三个因素，运用响应面法同时优化了玉米醇溶蛋白和玉米 黄素的提取，获得最佳提取条件是乙醇体积分数8 2 4 5 ，提取温度5 9 6 9 ，提取时 间6 0 9 h ，理论玉米醇溶蛋白提取率为4 7 2 7 3 8 ，蛋白得率为3 0 4 4 ，理论玉米黄素 的得率为0 19 9 5 2 ，为验证其正确性，按照乙醇体积分数8 2 5 ，提取温度6 0 ， 提取时间6 h 进行验证试验，最后得到玉米醇溶蛋白的提取率为4 7 9 3 5 ，蛋白得率为 3 0 8 7 ，玉米黄素的得率为o 2 0 4 0 4 ，均高于理论产量，说明模型建立正确，产量 估计无误。 通过高效液相色谱，分析提取的玉米黄素，与标准品对照发现，玉米黄素出峰时 间相同，玉米黄素含量达到4 1 2 2 ，符合市售玉米黄素标准。 4 2 第四章玉米肽的制各 第四章玉米肽的制备 本法涉及的蛋白酶种类有：碱性蛋白酶a l c a l a s e 、中性蛋白酶n e u 仃a s e 、胰蛋白 酶t r 河n 和木瓜蛋白酶p a p a i n 。其中碱性蛋白酶a l c a l a s e 属于丝氨酸蛋白酶，属于内 肽酶，它的水解部位是芳香族或疏水性氨基酸的羧基，最适p h 范围9 0 1 1 0 ，最适温 度范围4 叽5 5 ；中性蛋白酶n e 昀粥e 属于金属蛋白酶，是内肽酶，它的水解部位是 亮氨酸、苯丙氨酸等疏水氨基酸，最适p h 值范围6 啦7 5 ，最适温度范围3 5 5 5 ； 胰蛋白酶哪s i i l 属于丝氨酸蛋白酶，是内肽酶，它的水解部位是赖氨酸、精氨酸酸羧 基端，最适p h 值8 1 ，最适温度围3 7 ；木瓜蛋白酶p a p a i n 属巯基蛋白酶，属于内 肽酶，它的水解部位是精氨酸、赖氨酸、瓜氨酸和甘氨酸的羧基，最适p h 值5 7 ( 一 般3 9 5 皆可) ，最适温度范围5 5 6 0 ( 一般1 肌8 5 皆可) ，耐热性较好，到达9 0 亦不会完全失活【卿。 研究表明，相对分子量低于1 0 0 0 d a 的小肽具有特殊的功能活性，小肽在消化道 的吸收速度要大于蛋白质和游离的氨基酸，肽相比于蛋白质在胃内的停留时间短，胃 部的爆涨感和下垂感弱，对于有消化障碍和手术恢复期的病人有特殊的功效。 蛋白质酶解为多肽后会苦味，这是由于疏水性氨基酸的暴露，使得其与味觉细胞 直接接触，而在蛋白质构象完整时，这些疏水性氨基酸包埋在蛋白质结构的内部，不 会与味觉细胞接触，所以需要采取一定的方式脱除苦味。 在蛋白质酶切时，为了提高其酶切后蛋白色泽的白净程度，同时防止酶切时染菌， 需要添加一定量的过氧化氢，所以去除肽中的过氧化氢的残余十分关键，直接影响到 肽的食品安全性。 4 1 材料与仪器 4 1 1 材料 玉米胚芽蛋白，玉米醇溶蛋白，按照第二章和第三章中的方法自制。 4 1 2 试剂 n a o h ，分析纯，北京化学试剂厂； h c l ，分析纯，北京化学试剂厂； t c a ，分析纯，北京化学试剂厂； h 2 0 2 ，分析纯，北京化学试剂厂； 4 3 北京化_ t 大学硕一l 学位论文 碱性蛋白酶a l c a l a s e ，诺维信( 中国) 生物技术有限公司； 中性蛋白酶n 咖e ，诺维信( 中国) 生物技术有限公司； 胰蛋白酶哪s i n ，诺维信( 中国) 生物技术有限公司； 木瓜蛋白酶p a p a i n ，诺维信( 中国) 生物技术有限公司； 福林酚试剂，磷酸缓冲液( o 2m o 儿，p h 8 o ) ，t r i s h c l 缓冲液( 0 0 2 m o l l ，p h 7 6 ) ， 酪蛋白溶液，实验室自配。 4 1 3 仪器 p h 计：上海精密科学仪器有限公司； 旋转蒸发仪：上海亚荣仪器有限公司； 真空冻干机：北京四环科学仪器厂； 电子天平：梅特勒一托利曼称重设备系统有限公司； 冷冻离心机：上海安亭科学仪器厂； u v - 2 0 0 0 型紫外可见分光光度计：尤尼柯( 上海) 仪器有限公司； 电热恒温水浴摇床：天津中环科技开发公司； 玻璃( 石英) 比色皿：尤尼柯( 上海) 仪器有限公司； 6 k