大豆蛋白的提取、干燥、性质测定实验

大豆蛋白的提取、干燥、性质测定实验

摘要：以大豆为原料，采用碱提酸沉法提取大豆蛋白，以蛋白质提取率为指标，通过查阅文献确定了提取大豆蛋白的最佳工艺：35摄氏度下，pH 10 ，浸提时间40 min, 液料比20：1( mL/g）。

将提取出来的大豆蛋白用真空冷冻干燥装置进行干燥，通过前后称重，计算大豆蛋白的提取率。

利用提取出来的大豆分离蛋白进行大豆蛋白的性质测定实验。

食品体系中的大豆蛋白所具有的功能性如下：

功能性质作用方式食品体系

溶解度蛋白质溶解性能，与pH等相关饮料类

乳化性脂肪乳状液的形成以及稳定肉类、酱类、汤类

持水性游离脂肪的吸附肉类、酱类

起泡性形成稳定膜、固定气体搅打奶油、甜食

粘度增稠作用汤类、肉汁

凝胶蛋白质基质的形成凝乳、乳酪

凝聚-粘附性蛋白质作为粘附剂香肠、焙烤制品

粘弹性面筋中的疏水键，凝胶中的二硫键肉类、焙烤本组决定利用提取的大豆分离蛋白测定大豆蛋白的持水性。

关键词：大豆蛋白、碱提酸沉、真空冷冻干燥、持水性

正文：

实验材料

仪器：天平、烧杯、量筒、玻璃棒、pH试纸、Sigma离心机、4℃冰箱、1号离心管、20ml离心管、50ml离心管、真空冷冻干燥箱

材料：大豆粉、蒸馏水、氢氧化钠溶液、盐酸溶液

实验步骤

一、大豆蛋白的提取

原理：大豆分离蛋白的生产方法常见的有: 超滤膜法、离子交换法、碱溶

酸沉法, 其中碱溶酸沉法是我国普遍采用的生产工艺。此法能够有效地提高产品得率,能充分利用蛋白资源。生产的分离蛋白不仅除去了可溶性糖类, 还除去了不溶性聚糖, 因而蛋白质含量高。该种工艺主要是基于调解溶液的 p H 值, 从而调解蛋白质的溶解度, 在 pH 值调至 4. 5 左右时, 由于蛋白质处于等电点状态而凝集沉淀下来, 经分离后得到蛋白沉淀物, 再经洗涤、中和、灭菌、干燥即得分离蛋白产品。

1、用电子天平称取大豆粉末10.01g，加入200ml蒸馏水，即液料比为20:1，搅

匀.

2、取40％的氢氧化钠10ml，加入100ml蒸馏水进行稀释，配制成稀碱溶液待用。

3、取出pH试纸，用配制的稀碱溶液将大豆液料的pH调至10.

4、用玻璃棒搅拌液料40min，以使其中的碱溶蛋白充分浸提出来。

5、将液料在离心机中3000r/min离心15min，取其上清液，即蛋白液。

6、将上清液取出置于一个小烧杯中，用盐酸将其pH调至4.5，然后静置1小时。

7、再在离心机中3000r/min离心15min，取其沉淀，即蛋白沉淀。

8、将沉淀取出，放入小烧杯中，用蒸馏水清洗离心管，倒入小烧杯中。在烧杯

中继续加入适量蒸馏水，用玻璃棒搅匀，进行水洗。

9、水洗后放入4℃冰箱中静置。

二、大豆蛋白的冷冻干燥

原理：冷冻干燥是指通过升华从冻结的生物产品中去除水分或其他溶剂的过程。升华指的是溶剂，比如水，象干冰一样，不经过液态，从固态直接变为气态的过程。冷冻干燥得到的产物称作冻干物，该过程称作冻干。

传统的干燥会引起材料皱缩，破坏细胞。在冰冻干燥过程中样品的结构不会被破坏，因为固体成份被在其位置上的坚冰支持着。在冰升华时，它会留下孔隙在干燥的剩余物质里。这样就保留了产品的生物和化学结构及其活性的完整性。

在实验室中，冻干有很多不同的用途，它在许多生物化学与制药应用中是不可缺少的。它被用来获得可长时期保存的生物材料，例如微生物培养、酶、血液、与药品，除长期保存的稳定性以外，还保留了其固有的生物活性与结构。为此，冻干被用于准备用做结构研究（例如电镜研究）的组织样品。冷冻干燥也应用于

化学分析中，它能得到干燥态的样品，或者浓缩样品以增加分析敏感度。冻干使样品成分稳定，也不需改变化学组成，是理想的分析辅助手段。

冷冻干燥可以自然发生。在自然情况下，这一过程缓慢而且不可预测。通过冷冻干燥系统，人们改进、细分了很多步骤，加速了这一过程。

一个基本的冷冻干燥系统包括：

〃一个干燥室或者多歧管

〃一个抽真空系统克服阻碍因素和加速气体流动

〃一个热源提供能量

〃一个低温冷凝器，用于使蒸气压差最大化并捕捉蒸气使之冻结，避免水蒸气污染真空泵。

冷冻干燥过程包含三个步骤：

〃预冻，为接下来的升华过程准备样品。

〃初级干燥，在此过程中，冰升华而不融化。

〃次级干燥，在此过程中，键和于固体物质的残留水分被除去，从而留下干燥样品，这一步骤对保存样品的稳定性非常重要。在壳式预冻中，冻干瓶中的样品浸放在低温热传导液体里旋转，液体样品沿冻干瓶圆周内壁结冻，以达到更大的表面积。这层薄的结冻层能让水分子更加容易地穿过。一旦样品结冰，就可以与冷冻干燥系统连接了。初级和次级干燥发生在样品瓶被连接到冻干系统时，样品立刻暴露在一个真空条件下，从而克服气流阻力。同时热量被提供做能量。为接在干燥箱或多歧管的冻干瓶和其它玻璃容器提供热量的热源是室温空气浴。在自动压盖上箱，是加热层供给。真空和热量这些条件可帮助从冰中升华出的水蒸气更容易地流离样品和表层已冻干的物质。

1、取出静置的大豆分离蛋白，倒掉上清液，将沉淀倒入2支20ml的离心管中，

放入冷冻冰箱中，使其完全冻结。

2、取出冻结的大豆蛋白，在离心管管口塞一团脱脂棉，防止冷冻干燥结束时有

粉末飘出。

3、将离心管放进真空冷冻干燥箱中，设置各个参数，然后启动装置，开始对大

豆分离蛋白进行干燥，时间为43小时。

4、真空冷冻干燥结束后，取出干燥好的大豆蛋白。

三、大豆蛋白提取率计算

1、用天平称得2支20ml离心管和其中大豆蛋白的总重为14.330g。

2、将大豆蛋白取出放入另一已经称重的50ml离心管中，称得2支20ml离心管的总重为10.989g。

3、因此提取出的大豆蛋白重量为3.341g。

4、大豆蛋白提取率=[（14.330-10.989）/10.01]*100％=33.38％

四、大豆蛋白的持水性性质测定

1、称取2.006g已干燥好的大豆蛋白，置于事先已称重的50ml离心管中，离心管重14.512g。

2、向离心管中逐步加水，每加一次水，就用玻璃棒将样品搅匀，加至样品呈浆状无水析出为止，在管壁上擦干玻璃棒，再加少量水冲洗玻棒。

3、用手振动离心管后，于2500r/min离心10min，倒去上清液，称得其重量为18.945g。

4、持水性（g水/g样品）=[（离心管重+沉淀物重）-（离心管重+样品重）]/样品重

即大豆蛋白持水性（g水/g样品）=[18.945-（14.512+2.006）]/2.006=1.211

五、实验结论

1、大豆蛋白的提取率为33.38％。

2、大豆蛋白持水性（g水/g样品）为1.211，即每克大豆蛋白持1.211克的水。参考文献：《大豆蛋白提取工艺初探》、《大豆蛋白持水性研究》