大豆分离蛋白(SPI)分离提取工艺及其优化条件的探究.

燕山大学

课程设计说明书

大豆分离蛋白（SPI）分离提取工艺及其优化条

件的探究

学院（系）：环境与化学工程学院

年级专业：08级生物化工

学号：

燕山大学课程设计（论文）任务书

院（系）：环境与化学工程学院基层教学单位：生物工程系

说明：学生、指导教师、基层教学单位各一份。

2011年 6月 27 日

2010-2011 春季学期

生物工程专业课程设计

结题论文

大豆分离蛋白（SPI）分离提取工艺及其优化

条件的探究

摘要

本设计拟定以低温脱脂豆粕为原料，以改良的碱提酸沉新工艺对大豆分离蛋白（SPI）进行分离提取，并对其工艺的优化条件进行探究。设计实验主要分为三个部分来探究SPI 分离提取工艺及其优化条件：单因素实验确定SPI 提取工艺参数范围的设计；正交实验确定SPI 提取工艺优化条件的设计；最佳SPI 提取工艺优化参数下应用碱提新工艺的设计。第一部分设计单因素实验分别探究SPI 提取工艺参数（料液比、提取温度、提取时间、酸碱度）范围，为进一步工艺最优条件探究奠定基础；第二部分设计在确定SPI 提取工艺参数基础上，借助正交实验进一步确定其优化条件；第三部分在前两部分基础上，将其最优工艺参数条件应用于改良的SPI 提取新工艺中，以最大化提高蛋白质提取率。通过本次课程设计，拟确定改良的碱提酸沉新工艺进行SPI 提取的优化条件，以获得较高蛋白质提取率及各项指标的数据范围,进一步扩宽SPI 的应用范围,为蛋白质提取在本专科实验教学中的应用提供参考依据，并为今后某些物质的分离提取工艺研究奠定技术基础。

关键词：大豆分离蛋白；碱提酸沉法；分离提取；工艺条件优化

目录

第一部分：文献综述

1.大豆分离蛋白概况背景 (1)

1.1 大豆产物简介 (1)

1.2 大豆分离蛋白（SPI）概述 (1)

1.3大豆分离蛋白功能特性 (2)

1.3.1乳化性 (2)

1.3.2水合性 (2)

1.3.2.1吸水性 (2)

1.3.2.2保水性 (3)

1.3.2.3膨胀性 (3)

1.3.3吸油性 (3)

1.3.4胶凝性（又称凝胶性） (4)

1.3.5溶解性 (4)

1.3.6起泡性 (4)

1.3.7粘性 (5)

1.3.8结团性 (5)

1.3.9组织性 (5)

2. 大豆分离蛋白应用前景 (5)

2.1 在乳制品中的应用 (6)

2.2 在面制品中的应用 (6)

2.2.1面条和挂面 (7)

2.2.2培烤食品 (7)

2.2.3方便面 (7)

2.3 在肉制品中的应用 (7)

2.4 在其他食品中的应用 (8)

2.4.1饮料生产 (8)

2.4.2作为发泡剂 (8)

2.4.3罐头食品 (8)

3.大豆分离蛋白提取工艺方法 (8)

3.1 酸沉碱提法 (9)

3.2 超过滤法 (9)

3.3反胶束萃取分离法 (9)

3.4离子交换法 (10)

I

燕山大学课程设计说明书

3.5起泡法 (10)

3.6反相高效液相色谱法 (10)

4.我国分离提取大豆分离蛋白（SPI）发展现状 (11)

4.1大豆分离蛋白的发展现状 (11)

4.2我国大豆分离蛋白生产水平与国外先进水平的差距 (13)

4.2.1对大豆原料加工处理不重视 (13)

4.2.2产品的功能差 (14)

4.2.3综合效益差 (14)

5. 总结——本设计的研究宗旨以及意义 (14)

第二部分：课程设计部分

1. 材料 (16)

1.1 实验原料 (16)

1.2 实验器材 (17)

1.3 实验试剂 (17)

2.方法 (17)

2.1传统碱提酸沉法 (17)

2.1.1原料处理 (17)

2.1.2溶解萃取 (18)

2.1.3 酸沉淀 (18)

2.1.4干燥测定分析 (18)

2.2优化改良的碱提酸沉新工艺 (19)

2.2.1豆粕浸取处理 (19)

2.2.2三次碱提萃取 (19)

2.2.3酸沉淀 (19)

2.2.4干燥测定分析 (20)

3.设计 (20)

3.1单因素实验确定SPI提取工艺参数范围的设计 (20)

3.1.1提取时间对SPI 二次碱提效果的影响 (20)

3.1.2提取pH对SPI二次碱提效果的影响 (20)

3.1.3提取温度对SPI 二次碱提效果的影响 (21)

3.2正交实验确定SPI提取工艺优化条件的设计 (21)

3.3最佳SPI提取工艺优化参数下应用碱提新工艺的设计 (20)

4.分析与总结 (22)

4.1 分析展望 (22)

4.2 总结体会 (24)

参考文献 (26)

Ⅱ

燕山大学课程设计说明书

第一部分文献综述

1.大豆分离蛋白概况背景

大豆的蛋白含量较高而且营养丰富，一般含蛋白30～50 %。大豆蛋白含有8 种人体必需氨基酸，且比例比较合理，只是赖氨酸相对稍高，而蛋氨酸和半胱氨酸含量较低。目前大豆蛋白已成为一种重要的蛋白资源，特别是大豆分离蛋白含蛋白质90 % 以上，是一种优良的食品原料。大豆分离蛋白（SPI）[1] 是以大豆为原料，提取的蛋白质含量90 % 以上的组分。由于它具有良好的溶解性、乳化性、起泡性、持水性和凝胶性等功能特性，被广泛应用于肉制品和焙烤制品等食品中。下文就大豆分离蛋白做简要概述：

1.1 大豆产物简介

大豆是一年生草本植物，蝶形花科，大豆属，别名黄豆。大豆原产于我国，已有4000 年左右的历史。公元前二世纪初，大豆由我国经朝鲜传至日本，1712 年以后经德国、法国传入欧洲各国，1765 年传入美国，1908 年进入巴西。美国70 年代制定了国家大豆发展计划，涌现出ADM、DUPOND、PTI 等规模巨大的大豆综合利用公司。杜邦跨国集团于2001 年收购我国年产4500 吨的湖北云梦蛋白厂。加入WTO 以后，我国大豆业受到更严重冲击，主要原因是我国大豆含油率低，而价格比国际市场高出约40 %。于是，国家在2002 年提出并实施了“国家大豆振兴计划”，这将有利于我国大豆及相关产业的发展。同时就世界范围而言，大豆的开发利用也正面临新的挑战与机遇。

大豆本身作为食品的实用价值高，具有良好的可加工性，可以生产出多达12000 多个品种的大豆制品。大豆加工得到的主要产物是豆油、脱脂大豆粉、大豆分离蛋白和大豆浓缩蛋白；在副产物中，含量最多而尚未开发的是大豆渣和皮。它们在材料领域有着巨大的开发潜力，为高分子科学工作者提供了新的课题。

1.2 大豆分离蛋白（SPI）概述

大豆分离蛋白（Soybean Protein Isolate，以下简称SPI）[1]是从脱脂豆粕中

1