摘 要

花生是一种常见的植物蛋白，是世界重要的油料作物之一，含有8种人体必需氨基酸，是较理想的食用蛋白资源。目前我国花生主要用于榨油，但是此过程产生的副产物花生粕虽然营养价值高，却没能好好利用。从花生粕中提取出花生分离蛋白制备成蛋白膜，有利于综合利用花生资源和提高经济效益。然而花生蛋白膜脆性大、耐水性差，限制了其工业生产上的应用。因此，需要通过物理方法、化学方法以及酶法对花生蛋白进行改性，例如加热、多糖修饰等等。目前，很多研究还停留在对花生蛋白膜的成膜机理、主要性能及影响性能的主要因素的研究，缺乏对于蛋白膜的结构性质以及膜中化学键的分析。

因此，本文通过Lowry法测定四种不同溶液体系中蛋白质的含量以研究海藻酸钠、麦芽糊精、壳聚糖和葡聚糖等不同种类的多糖修饰改性以及不同反应程度的多糖修饰改性对蛋白膜溶解度的影响，进而分析多糖修饰改性对花生分离蛋白膜分子间相互作用力的影响，从而为蛋白质和多糖形成的可食性膜在食品工业生产上的应用提供相应的理论依据。

关键词：花生分离蛋白，多糖修饰，成膜性，分子间相互作用力

Effect of glycation modification on the molecular interactions of peanut protein isolate film

Abstract

Peanut is a common vegetable protein. It is one of the most important oil crops in the world. It contains 8 kinds of human essential amino acids and is an ideal edible protein resource. At present, peanuts are mainly used for oil extraction in China, but peanut meal, the by-product produced by this process has high nutritional value, but has not been taken full advantage of. Extracting peanut protein isolate from peanut meal to prepare protein film is good for comprehensive using of peanut resource and increasing economic efficiency. However, peanut protein film is unsuitable in practice because it is brittle and has bad water resistance. Therefore, it is necessary to modify the peanut protein by physical, chemical and enzymatic modification such as heat, glycation, etc. At present, many studies have only focused on the mechanism, main performance and the main factors affecting the performance of peanut protein film, but what is lacking is analysis of the structural properties of the protein film and the chemical bonds in the film.

Therefore, in this paper, the protein solubility in four different solution systems was determined by Lowry method to study the effect of different kinds of glycation modification such as sodium alginate, maltodextrin, chitosan and dextran modification of different degrees on solubility of protein films, and then the effect of glycation modification on the molecular interactions of peanut protein film was analyzed. It can provide a theoretical basis for the application of the edible film formed by protein and polysaccharide in food industry.

Keywords: Peanut protein isolate; Glycation modification; Film-forming; Molecular interactions

目 录

摘要 Ⅰ

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 花生蛋白简介 2

1.2 花生蛋白的制备 2

1.2.1 花生蛋白粉的制备 2

1.2.2 花生浓缩蛋白的制备 3

1.2.3 花生组织蛋白的制备 3

1.2.4 花生分离蛋白的制备 3

1.3 花生蛋白的主要功能性质 3

1.3.1 乳化性 3

1.3.2 溶解性 3

1.3.3 胶凝性 4

1.3.4 成膜性 4

1.4 花生分离蛋白膜的制备方法 4

1.4.1 溶液铺膜法 4

1.4.2 压缩成型法 4

1.4.3 挤压法 4

1.5 蛋白膜的改性方法 5

1.5.1 物理改性 5

1.5.2 化学改性 5

1.5.3 酶法改性 5

1.6 蛋白质的多糖修饰 5

1.6.1 蛋白质多糖修饰原理 6

1.6.2 蛋白质多糖修饰的方法 6

1.7 蛋白膜的性能和结构测定 6

1.7.1 蛋白膜的性能评价 6

1.7.2 蛋白膜的结构测定 7

1.8 PPI膜的研究与开发现状 7

1.9 主要研究内容 8

第二章 材料与方法 9

2.1 主要材料与设备 9

2.1.1 试剂与材料 9

2.1.2 仪器与设备 9

2.2 实验方法 10

2.2.1 PPI-多糖共价交联产物的制备 10

2.2.2 蛋白膜的制备 10

2.2.3 膜中蛋白质溶解性的测定实验 10

第三章 结果与讨论 12

3.1 标曲结果 12

3.2 膜中蛋白质溶解性测定结果 12

结论 18

参考文献 19

致谢 21

2. 绪论

1.1 花生蛋白简介

花生是一种一年生豆科草本植物，原产于南美洲，现在世界各地都有种植。我国是花生的几大主产国之一，年产值居世界首位。花生作为我国食用植物油工业的重要原料，为我国经济增长也做出了重要贡献。最近几年，我国国内花生消费总量的51%来自榨油途径，39%为食用消费，其余消费途径为出口和留种[1]。

表1-1 花生蛋白、花生分离蛋白和花生浓缩蛋白的氨基酸组成（g/16g N）

注：*是指低温下脱脂处理得到的花生蛋白

花生是一种非常重要的蛋白质资源，约占各种植物蛋白质资源总量的11% 。花生中蛋白质的含量为24%～36% ，与大豆、芝麻和油菜这几种主要油料作物相比较，其蛋白质含量排在第二位，仅次于大豆。花生蛋白可依据其溶解特性分为水溶解性蛋白和盐溶解性蛋白两大类，其中水溶解性蛋白约占十分之一，盐溶解性蛋白则约为十分之九。伴花生球蛋白I、伴花生球蛋白II和花生球蛋白是盐溶解性蛋白的主要成分。这三种蛋白中，伴花生球蛋白I的分子量与其他两种蛋白相比最小，而花生球蛋白占了主要部分[2]。表1-1详细罗列了花生蛋白和两种花生蛋白产品中所含的18种氨基酸种类及其含量。从表中可知，花生蛋白中的氨基酸成分比较完全，共涉及约20种氨基酸，只有Met，Trp等少量氨基酸缺乏，所含氨基酸中有8种是人体必需氨基酸，含量最高的是Leu，为6.7 g/16g N ，Phe含量也很高，为 5.2g/16g N。另外，花生蛋白中谷氨酸、天冬氨酸和精氨酸的含量也较高，分别为19.9 g/16g N、14.1 g/16g N和 11.3g/16g N。花生蛋白的生物值（BV）是58 ，纯消化率（TD）是87%，略低于大豆蛋白。但是大豆蛋白有一些缺点，如有异味、不易被人体消化吸收、易致腹胀等，花生蛋白可以很好的避免。

花生作为我国油脂加工和食品工业的一种重要原料，主要被用于榨油，而加工过程中产生的副产物花生粕年产量约达300万吨，却仅仅是简单加工成饲料，缺少深度的开发和利用。为了能够有效利用这些副产物，使花生粕的附加值得到提高，可以将花生分离蛋白从榨油后的花生粕中提取出来制备成蛋白膜，为研发高性价比的新型环保材料提供了一个新的方向。目前，花生分离蛋白膜的工业生产应用仍较少，因为含有较多亲水基团的花生分离蛋白成膜后耐水性和柔韧性较差、脆性大，难以加工[3]。研究表明，对花生分离蛋白进行多糖修饰改性，可改善花生蛋白膜的性能结构，有利于增加花生蛋白膜在包材领域的实用性。