甲醇蛋白的概况

根食与油脂年第期芝麻蛋白研究概况李干红丁晓雯西南农业大学食品科学学院重庆摘要关键词中图分类号简述芝麻蛋白的结构及氨基酸组成蛋白质性质和应用并展望进一步研究芝麻蛋白的前景芝麻蛋白芝麻蛋白质文献标识码文章编号一一一芝麻属胡麻科印胡麻属脚成是我国四大油料之一年我国芝麻产量已达万吨〔’〕芝麻含油量视品种和产地不同而异一般在一之间其蛋白质含量为一其榨油后副产品麻渣或饼粕含蛋白质一含量丰富但通常都是直接把它用作饲料或肥料没能进一步综合利用鉴于麻渣或饼粕蛋白质含量高且其蛋白质氨基酸除赖氨酸含量低外其余与牛肉或酪蛋白相比接近或达到建议优质蛋白川川其富含含硫氨基酸尤其是蛋氨酸含量高于其它植物蛋白因此为了更好开发利用蛋白质资源有必要对芝麻蛋白进行了解和研究芝麻蛋白结构与组成芝麻蛋白氨基酸组成芝麻蛋白必须氨基酸含量占总氨基酸必须氨基酸除赖氨酸和异亮氨酸含量低于要求外其它氨基酸都可满足人体需求芝麻蛋白为如添加后则值可提高到其蛋白氨基酸含量见表户〕表芝麻蛋白大豆蛋白谷物蛋白氨基酸含最基酸酸芝麻谷物大豆推荐值基酸酸芝麻谷物大豆

芝麻蛋白结构〔〕〔〕〔〕〔〕芝麻蛋白内主要是球蛋白其中为二一球蛋白根据沉降系数不同可分为三种亚基分别是含量分别约球蛋白相对分子质量约为球蛋白由酸性亚基和碱性亚基在二硫键连接下形成一型中间体对一型中间体形成一个完整的球蛋白且酸性亚基和碱性亚基的组成是等量的等提取蛋白质时未加琉基乙醇电泳分析后得三条亚基带分别是,当加入琉基乙醇后则得到三条酸性亚基带队和四条碱性亚基带,进一步分析得出由卜和卜构成由一构成由一和一构成且相对分子质量分收稿日期一一别是证实球蛋白是由酸性亚基和碱性亚基在二硫键连接下形成一型中间体对一型中间体形成一个完整球蛋白用提取蛋白质并严格控制温度在℃或冷冻状态下发现可解离成两个亚基球蛋白也见有报道称可解离成亚基用一末端氨基酸分析球蛋白氨基酸发现酸性亚基中含量高于碱性亚基中而碱性亚基含量高于酸性亚基相应氨基酸尤其是甲硫氨酸含量则碱性亚基为酸性亚基倍碱性氨基酸和酸性氨基酸的氨基酸平均含量与球蛋白相应氨基酸值相近证实酸性亚基和碱性亚基是等量组成蛋白质或肤一末端氨基酸是或者芝麻蛋白提取〔〕,〕〔,,〕芝麻蛋白主要是碱溶性蛋白在碱性条件下溶解度较大所以提取基本方法是碱提酸沉法等研究用固液比为采用逆流式提取可提取含氮物且可得植酸含量很低的浓缩蛋白分离蛋白金青哲采用未去皮麻渣为原料进行研究正交实验得出最佳提取工艺固液比一为时间温度℃一℃再用调一沉淀出蛋白质可得粗蛋白一般可在碱性条件下提取但添加酶后可在酸性下提取等用添加植酸酶提取芝麻蛋白一提取时间为一温度℃酶用量是个单位芝麻蛋白性质溶解性〔’〕〔,〕芝麻蛋白溶解度受温度离子强度影响在附近溶解度最低大于溶解度随增大而增大在时达最大其最佳促溶温度为℃低于℃随温度增大而增大但高于℃情况则相反添加电解质有促溶作用低浓度下添加浓度越大离子数目越多促溶越明显乳化性〔〕〔〕〔〕〔〕随蛋白质浓度增大其乳化能力与乳化稳定性也不断提高在附近乳化能力和乳化稳定性最低当大于则随增大而增大且在碱性中呈现很好乳化性其中芝麻浓缩蛋白比脱脂芝麻蛋白粉乳化能力好其也随增大乳化能力增强但乳化稳定性下降加入能增强芝麻蛋白乳化能力和乳化稳定性并随添加浓度增大而增大并在为年第期根食与油脂时乳化性达最佳芝麻蛋白未添加卵磷脂时其乳化力比卵磷脂低但当加入卵磷脂后其乳化力与鸡蛋黄乳化值相当并在统计学上无明显差异用盯和方法评价其乳化稳定性为比市售大豆分离蛋白乳化稳定性好在提取液中加入植酸酶提取芝麻浓缩蛋白其乳化能力乳化稳定性也大于未加入植酸酶的芝麻浓缩蛋白发泡性〔〕〔〕〔,〕芝麻蛋白发泡性和泡沫稳定性较差在水分散系里不管有否加糖其起泡性都低于其它主要油料蛋白质其发泡能力和泡沫稳定性受影响在等电点处最弱发泡能力大于发泡能力发泡能力在时最好但泡沫稳定性则在加入能提高芝麻蛋白发泡能力及泡沫稳定性当浓度达时起泡性和泡沫稳定性最佳泡沫能保持持水力〔,〕〔〕芝麻蛋白受影响在等电点处持水力最小在℃一℃范围内其持水力与温度呈负相关添加有利于芝麻蛋白含水量增大并随加入浓度增大而增大用温度℃条件下制得组织芝麻蛋白在时有最大含水量当把此蛋白在℃下蒸馏其组织蛋白结构没改变在下其含水量较时低但其保水性可达最大为且在相同条件下蒸馏组织蛋白结构也没发生改变凝胶性〔〕〔〕〔的芝麻蛋白组份主要是球蛋白能形成良好凝胶蛋白质凝胶有赖于离子浓度和温度芝麻蛋白最低凝胶浓度为在条件下有芝麻蛋白时就能形成凝胶此时凝胶是由不同类型的亚基蛋白所形成的蛋白质与水蛋白质与蛋白质仅形成弱的相互作用当调为时浓度为时所得凝胶则是由同种类型蛋白所形成芝麻蛋白球蛋白凝胶比大豆蛋白具有更高硬度咀嚼性和胶粘性但其持水力低于大豆蛋白且芝麻球蛋白凝胶几乎不溶于稀盐稀酸和中性溶液但当把脂肪酸盐油酸钠或亚油酸钠与芝麻蛋白以摩尔混合时所得凝胶较柔软且持水力和透明度都显著增加粘度〔‘〕〔,〕在水分散系里温度℃或温度℃时芝麻蛋白便会形成假塑性芝麻蛋白粘度随值增大而变稠并在时粘度最大在℃且在一范围内因其粘度太低而检测不出但当水分散系在℃下加热时其粘度最稠此时再增大对粘度影响不大但低于时会发生凝结当把此分散体系加热到℃时凝胶则出现在以下从到分散系粘度陡然增加此阶段可获得很好凝胶重组反应,〕〕芝麻蛋白球蛋白结构与大豆蛋白结构相似都是由碱性亚基和酸性亚基通过二硫键形成型中间体对中间体形成一个球蛋白分子等曾成功把大豆球蛋白与芝麻球蛋白重组形成新亚基但没进一步研究等在等人研究的基础上用芝麻【和亚基重组形成新亚基一卜和一发现这新重组成一卜和重新组成的对中间体的相对分子质量与原父母本亚基的相对分子质量相近且亚基结构也与父母本亚基相似一是唯一能形成对一型新蛋白而一和二重组形成新中间体不能形成球蛋白即它的对重组亚基只单个午中间体存在卜和一重组形成概率和产率大于一据推测可能与富含有关用经水解的芝麻蛋白和大豆蛋白混合配成溶液后再加入比例胃蛋白酶并在℃保温肤和蛋白质氨基酸可形成类蛋白得到这种类蛋白相对分子质量为在最佳时反应产率为应用提高营养价值〔,〕〔〕〔川植物油料蛋白氨基酸组成不够平衡蛋白质净利用率相对较低如大豆为花生蛋白为芝麻蛋白为但如果通过适当添加或混合食用则可大大提高蛋白质营养价值且植物蛋白来源广泛且从价格来说较便宜可弥补动物蛋白摄入不足芝麻蛋白虽然和含量相对较低但其含硫氨基酸尤其是含量丰富因此可把它添加到其它低蛋白中混合食用。等研究把大豆粉与芝麻粉以最佳配比混合时其值为左右比单独大豆粉或芝麻粉值高当谷物粉大豆一芝麻粉混合值随大豆一芝麻粉混合粉比例增大而增大并当谷物占大豆一芝麻混合粉占时最大达经对黑豆粉和芝麻粉混合粉研究发现混合粉比单独含蛋白质相同的黑豆粉和芝麻粉蛋白质效果更好且以配比时最佳双方限制性氨基酸得到互补其和值分别达和是单独用黑豆粉的倍和倍添加芝麻蛋白能显著提高黑豆蛋白营养价值通过实验雌鼠饲食研究雌鼠食混合粉量高于单独黑豆粉和芝麻粉结果体重增加比只喂黑豆粉或芝麻粉多品质改良〔,〕〕〔〕把芝麻制品芝麻粉烘烤一高压榨取芝麻渣芝麻浓缩蛋白和芝麻分离蛋白加到生面团中可使生面团吸水量发酵时间和醒面时间都增大并随添加量增大而提高但是生面稳定性下降添加芝麻蛋白或其制品感官品评与未添加并没有明显差异把芝麻蛋白加入到干酪中当其添加量小于所得干酪品质较好超过巧随添加量增大感官品质评分下降这主要是由于风味原因引起并非是由于色泽质地和结构的原因造成的用组织芝麻蛋白替代猪肉加入肉馅面包中当添加量达时所得的感官评分和总体质量得分最高较对比的面包品质好当添加时由于焙烤面包颜色偏淡得分有雄食与油脂年第期所下降其他方面芝麻还可与核桃花生等制成复合饮料还可添加到饼干面包等食品可发酵生产酱油或生产芝麻糊芝麻酱等结束语芝麻蛋白是一种来源广泛营养价值较高植物蛋白目前对它的结构性质和营养价值已作广泛研究为进一步深入研究奠定基础从芝麻中提取制成浓缩蛋白或芝麻分离蛋白的乳化胜溶解性起泡性都比芝麻粉要好具有开发前景对芝麻蛋白的深入研究如蛋白质的修饰物理化学酶修饰还很欠缺特别是已研究证实蛋白质在人体内并不是全部以单个氨基酸形式被吸收而是以小肤寡肤在人体内吸收且这种小肤寡肤吸收要比氨基酸好都具有生物活性功能这在酶解大豆肤得到证明在这方面芝麻蛋白仍具有巨大的开发前景若把其酶解或酸解成小肤是否也具有与大豆蛋白活性功能目前有待进一步研究参考文献〔中华人民共和国农业部编中国农业统计资料北京中国农业出版社〔〕李挣明王兰君植物蛋白生产工艺与配方【」北京中国轻工业出版社谷克仁梁少华植物资源综合利用【北京中国轻工业出版社〕一〔〕可卜」一〔〕一〔〕入』一〔〕

甲醇蛋白技术

一、国外技术情况

国外甲醇蛋白生产有6种主要方法：英国ICI法、德国Hoechst-Uhde法、瑞典Nor-proteim法、日本MGC法、法国IFP法、美国Provesteen法。这些技术的开发多始于20世纪60年代后期。其中，英国ICI法、德国Hoechst—Uhde法、美国菲利浦石油和法国IFP法的工技术较为先进。尤其是德国Hoechst—IJhde法工艺技术，由于可以得到较高含量的核酸，不仅为进人食品行业创造了条件，同时也为增加产品的附加值并进一步降低生产成本打下了良好基础。

目前，英国ICI和美国菲利浦公司可设计承建10万吨级的甲醇蛋白生产装置。ICI和菲利浦公司还在进行建设30万吨／年甲醇蛋白装置的可行性研究。目前国内比较多倾向采用英国ICI法。

1、英国的ICI公司的甲醇蛋白法

ICI法甲醇蛋白生产工艺主要由发酵、采集和干燥几个化工单元组成, 采用连续甲醇发酵法利用嗜甲醇营养菌生产单细胞蛋白。其生产方法是以甲醇为培养基, 微生物在含有此营养源的气升式压力循环罐中发酵、繁殖、生长, 生成的料液在含有絮凝剂的接收槽中经浓缩、离心分离、干燥后, 得到饲料级甲醇蛋白产品。

ICI 法的工艺流程为:发酵罐内加入经过消毒的甲醇水溶液及一定量营养物质(如磷酸及其他营养元素),从罐底部通入被灭菌的培养液和富氧空气,在高压下利用空气搅拌促进氧的溶解,增大溶液的湍动,使各种物料混合均匀;控制温度在35～40℃,开始30 h的发酵过程,此间产生的空气起搅拌作用使罐内溶液自然循环,产生的CO2(加以回收)和剩余空气从发酵罐顶部排出, 密度增大后的溶液顺发酵罐的一边流下,在底部完成热交换后从塔底连续取出; 培养液和空气在发酵罐另一边上升循环,培养液中的甲醇浓度保持在(1～10) ×10 - 6;调整从塔底连续取出的发酵液的pH,使甲醇蛋白絮凝, 经离心分离除去水分,除水后的粗产品经过闪蒸脱水、干燥得甲醇蛋白产品,分离出的水返回发酵罐继续循环。产品分粒状和粉状两种,粒状用作家畜、家禽、鱼等的饲料蛋白,粉状用以代替奶粉。

甲醇蛋白项目

一 项目简介

1.1 甲醇蛋白简介

甲醇蛋白是以甲醇为基质生产的单细胞蛋白。单细胞蛋白(Singlecel lprotein，SCP)又称微生物蛋白，指的是从纯培养的微生物细胞中提取的总蛋白，可作为人或动物蛋白的补充。单细胞蛋白可用制糖、造纸、乙醇、皮革、淀粉、木材加工等产生的废液来生产，但受原料限制产量太小。在单细胞蛋白中，目前能够工业化大量生产的就是甲醇蛋白，被称为第二代单细胞蛋白。甲醇蛋白相对于其它单细胞蛋白来讲，具有资源丰富、原料易得、不占耕地且生产不受气候条件影响、可大规模工业化生产、蛋白质量稳定、营养价值高等特点。

甲醇蛋白是通过培养单细胞生物而获得的菌体蛋白质，目前主要用作畜禽饲料蛋白，与其他饲料蛋白如鱼粉、大豆等天然动植物蛋白质相比，营养价值较高。甲醇蛋白的主要成分包括粗蛋白、脂肪、赖氨酸、蛋氨酸以及胱氨酸，甲醇蛋白中的粗蛋白质质量分数平均在70％以上，而且还含有丰富的其他各种氨基酸、矿物质以及维生素等，比动植物性蛋白的营养成分高得多。主要成分比较如下：

名称 粗蛋白/% 脂肪/% 赖氨酸+蛋氨酸/%

甲醇蛋白 74 8.5 7.4

鱼粉 61.2 8.1 7.5

大豆 4.5 17.7 4.6

1.2 国内外发展概况

1.2.1 国外市场概况

随着世界人口的快速增长，食物缺少日益显著，尤其是蛋白质食品，出现短缺。2000年，蛋白质供需之间相差约2500万吨。

从上世纪60年代后期，世界上不少国家相继开始研究开发甲醇蛋白，到70年代初涌现出近千个研究单位从事此项工作。其中走在前面的主要是英国，1980年已经有10万吨／年的甲醇蛋白生产装置。美国也于1983年开发出了甲醇蛋白生产的新工艺，其特点是改进了发酵罐热交换和氧化传递条件，生产出更高浓度的甲醇蛋白。并在中间试验的基础上建成了2000吨／年的工业示范装置。随后有德国、日本、瑞典和法国也相继建立了中间试验装置，以及俄罗斯、墨西哥、马来西亚、印尼、沙特等国也有建厂计划。

生Ｃｈｉｎ　ａ　Ｆ　ｏｏｄ　Ａｄ　ｄｉｔｉ趔ｖｅｓ，童　堡　＝：＝：＝＝：＝：　国内外谷物蛋白发展概况　王章存康艳玲　（郑州轻工业学院食品与生物工程学院，郑州４５０００２）　摘要：本文综述谷物蛋白组成特性、应用和改性方面最新研究概况。开发利用谷物蛋白，已成为谷物　科学领域研究热点。　关键词：谷物蛋白；改性；应用　中图分类号：ＴＳ２０２．２＋１文献标识码：Ａ文章编号：１００６－２５１３（２００６）０５—０ｌ１０—０４　Ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｎ　ｃｅｒｅａｌ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ＷＡＮＧ　Ｚｈａｎｇ－ｃｕｎ，ＫＡＮＧ　Ｙａｎ－ｌｉｎｇ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｆｏｏｄ　ａｎｄ　Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｌｉｇｈｔ　Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ　４５０００２）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｅｒｅａｌ　ｐｒｏｔｅｉｎ　ｗｅｒｅ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａ－　ｐｅｒ．Ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｆｏｃｕｓｅｄ　ｏｎ　ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｅｒｅａｌ　ｐｒｏｔｅｉｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｃｅｒｅａｌ　ｐｒｏｔｅｉｎ；ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　在我国，谷物加工过程中产生的副产物含有　丰富蛋白质。但目前谷物加工副产物主要用作动　物饲料，造成蛋白质资源极大浪费。对谷物蛋白　资源进行深入研究和开发（特别是未加以充分利　用资源），有利于提高粮食产品附加值，对促进　粮食工业发展具有深远意义。谷物蛋白一般应用　功能性较差，通常经改性处理可改善其功能性　质，进一步拓宽谷物蛋白应用范围，这是当前谷　物蛋白应用研究热点之一。谷物蛋白在食品工业　中无论是作为食品添加剂还是蛋白源，都将起到　无可比拟的作用，具有广阔应用前景。本文就国　内外谷物蛋白研究概况进行综述，以期推进我国　在谷物蛋白方面研究和应用，加快我国谷物资源　开发利用。　１谷物蛋白组成及特性　谷物蛋白质含量一般为７％～１５％，谷物蛋　白按其溶解性可分为：清蛋白、球蛋白、谷蛋白　和醇溶蛋白（见表１）。谷物中清蛋白和球蛋白是　由单链组成低分子量蛋白质，它们为代谢活性蛋　白质；谷蛋白和醇溶蛋白也叫贮藏蛋白，谷蛋白　是由多肽链彼此通过二硫键连接而成，醇溶蛋白　是由一条单肽链通过分子内二硫键连接而成，用　于幼苗生长。小麦贮藏蛋白（面筋蛋白）虽不具　有生理活性，但具有形成面团功能，可保持气体　从而生产各种松软烘烤食品。大米球蛋白由两条　２３～２７ｋＤａ和１６ｋＤａ多肽链组成，其中２３～　２７ｋＤａ多肽链为ｏｔ一球蛋白，其结构与小麦麦谷　蛋白相似。