莲子磨皮粉蛋白质和淀粉联提工艺及酶解应用研究

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莲子是我国特产,其味清香浓郁,营养丰富,是公认的老少皆宜的鲜美滋补佳品,每年总产量达100万吨以上。干莲子表面有一层红色种皮,加工过程中主要通过机械磨皮脱除,莲子磨皮粉为干莲子机械磨皮产生的副产物,产量占莲子总重的1520%。研究表明,莲子磨皮粉营养丰富,其中蛋白质含量约20%,淀粉含量约40%。然而,目前莲子磨皮粉尚无有效的利用方式,由于味涩甚至不能作为牲畜饲料,只能用作低效肥料或当作垃圾被直接废弃,造成了极大的资源浪费和环境污染。因此,开展莲子磨皮粉的高值化利用研究,对提高莲子的综合利用程度和产品附加值具有重要意义。本论文以莲子磨皮粉为原料,优化了其蛋白质、淀粉的联合提取工艺,并分析了其蛋白质、淀粉的主要性质;同时,开展了莲子磨皮粉α-淀粉酶水解产物的初步应用研究。主要研究结果如下:(1)以筛选的最佳提取液Na2CO3-NaHCO3缓冲液为基础,通过PB(Plackett-Burman)试验→最陡爬坡实验→响应曲面实验的模式设计方法,考察温度、时间等因素对磨皮粉蛋白质提取率的影响,获得了莲子磨皮粉蛋白质提取的最优工艺条件,即Na2CO3-NaHCO3缓冲液浓度0.03 mol/L、液固比(mL/g)17.5:1、pH 10.5、提取温度20℃、提取时间1 h、搅拌间隔时间10 min、超声辅助时间7.5 min,此时蛋白质提取率达93.38%。以凯氏定氮法、SDS-PAGE、SEC-HPLC等方法法对比了磨皮粉与干莲子中蛋白质含量及其亚基组成和分子质量分布,结果表明二者的蛋白质含量和水溶、盐溶、酸溶、碱溶性蛋白质组成及其SDS-PAGE、SEC-HPLC图谱均非常相似,说明莲子磨皮粉蛋白质的组成特性与莲子蛋白质基本一致,可替代莲子用于生产含莲蛋白食品。(2)以莲子磨皮粉提取蛋白质后的残渣为原料,通过单因素和正交实验对其中淀粉提取工艺进行优化,确定的最优工艺条件为:0.125mol/L NaOH提取液、液固比8:1(mL/g),在温度50℃下提取6h,在此条件下粗淀粉的提取率为94.80%,粗淀粉的纯度91.60%,直链淀粉含量达34.97%,达到了工业级淀粉标准。以玉米淀粉、马铃薯淀粉为参考,分析了莲子磨皮粉淀粉的基本性质,结果表明:莲子磨皮粉淀粉颗粒呈椭圆形,粒径较小;为A型晶体结构,其ATR-FTIR特征结构峰强度与玉米淀粉相似;淀粉-碘复合物的最大吸收波长为590nm;糊化初始温度为69.37℃,糊化焓值较小;RVA特征峰值黏度、最终黏度较大,热稳定性差,易回生;淀粉糊的透光率较差,凝沉性较强,形成的凝胶硬度大、弹性好。(3)利用高温α-淀粉酶酶解莲子磨皮粉,以酶解液的透光率及其可溶性固形物含量为考察指标,获得了其最优酶解工艺条件,即莲子磨皮粉浆浓度18g/100mL,酶解温度95℃,酶解时间为50min,加酶量0.3g/100mL,得到的酶解液中可溶性固形物可达到10.20%,透光率为34%;酶解产物干燥后总糖含量达62.78%,蛋白质含量达17.62%。以莲子磨皮粉酶解产物为主要配料用于糕点加工,考察不同酶解物添加量对产品质量的影响,通过感官评定评价,确定酶解物添加量为20%时,糕点产品性质较好。初步应用表明,莲子磨皮粉酶解产物既可提高产品营养价值,又可以增加产品润滑感,具有较好的实际应用价值。
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