咖啡豆蛋白质的提取工艺条件优化与其成分,该文是关于蛋白质学士学位论文范文与咖啡豆蛋白质和成分和优化有关学士学位论文范文.
蛋白质论文参考文献：
甄鹏晨,高育哲
（沈阳师范大学粮食学院,辽宁 沈阳 110034）
摘 要：咖啡豆是用于制作咖啡的植物果实,现代食品工业中,除了将其作为咖啡饮料的原料及作为咖啡因提取的原料之外鲜有报道.有研究指出,咖啡豆中所含有的蛋白质具有独特的性质,本文以新鲜咖啡豆为原料,采用碱溶酸沉法提取蛋白质,以蛋白质提取率作为主要参考指标,通过单因素和正交实验确定了提取咖啡豆蛋白质的较优工艺条件为提取温度55 ℃、 提取时长90 min、 pH 10, 同时测定了提取的咖啡豆蛋白质的氨基酸组成,表明咖啡豆蛋白质中氨基酸种类较为丰富,人体必需氨基酸比例较高.
关键词：咖啡豆蛋白质；正交实验；碱溶酸沉法；氨基酸
中图分类号：TS255.3
咖啡豆,普遍是指用于制作咖啡的植物果实,早期的食用方式是阿拉伯人发明的,他们将整颗果实（coffee cherry）咀嚼以吸取其汁液.后来他们将磨碎的咖啡豆与动物的脂肪混合,以此作为长途旅行的体力补充剂,一直到约公元 1 000 年,咖啡豆才被拿来在滚水中煮沸成为芳香的饮料.近年来,人均体重逐渐增加,咖啡作为一种减肥饮品已成为大众的心头喜,并衍生了我国所特有的咖啡文化,而咖啡豆也广泛应用于我国的食品工业中.此外,咖啡豆并非只能作为人类的食物,有研究表明,咖啡豆中所含的球蛋白具有独特的理化性质和很好的驱虫效果,但关于提取咖啡豆蛋白质的最优工艺条件及其性质的研究,目前国内少有报道.本实验以正交实验法探究碱溶酸沉法提取咖啡豆蛋白质的最佳条件,并对提取的咖啡豆蛋白质性质进行测定.本研究可以有效减少咖啡豆的物料消耗,实现废物减量化、资源化,符合当前所倡导的绿色工业理论,同时对咖啡副产品的开发具有一定的研究意义.
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 原料
以同一批次的多袋云南景庆生咖啡豆为原料,经彻底粉碎研磨后过 100 目筛,放在烘箱中以 40 ℃低温烘干至恒重之后,待称量备用.
1.1.2 试剂
氢氧化钠、石油醚、盐酸、硫酸、硫酸钾、硼酸、亚蓝、红和蒸馏水等,除蒸馏水为实验室自制外,均为分析纯.
1.2 仪器与设备
Hettich 台式高速冷冻离心机 Mikro-220R（德国Hettich 公司）、SKD-200 凯氏定氮仪（上海沛欧分析仪器有限公司）、高速分散机（ULTRA-TURRAX T 25basic IKA-WERKE）、氨基酸分析仪（塞卡姆 S433D氨基酸分析仪）、HH-6 型数显恒温水浴锅（常州国华电器有限公司）、精宏电热恒温水浴锅（上海精宏实验设备有限公司）、电子天平（沈阳龙燚电子科技公司） 、 ESJ120-4B型分析天平 （沈阳龙腾电子有限公司） 、BCD-205小天鹅冰箱 （江苏小天鹅电器有限责任公司） 、UV5100 型紫外分光光度计（上海元析仪器有限公司）.
1.3 提取流程
本研究采取碱溶酸沉的传统方法提取咖啡豆蛋白,经冻干后对得出的蛋白质粉末进行蛋白质提取率的测定,确定最优的提取工艺条件.咖啡豆蛋白质的提取工艺流程如下：生咖啡豆→研磨粉碎→过筛→石油醚脱脂→碱液溶解→离心取上清液→加酸至等电点→离心取沉淀→冻干→咖啡豆蛋白质.
1.4 单因素实验
在正交实验之前,首先进行单因素实验,确定该因素是否会对咖啡豆蛋白质的提取产生影响以及影响的幅度.在本研究中,在控制其他变量不变的情况下,分别对咖啡豆蛋白质碱溶酸沉中所采用的提取温度（35、40、45、50、55 ℃和 60 ℃）、提取时间（30、45、60、75、90 min 和 105 min) 以及 pH（8、9、10、11、12 和 13）这 3 项因素进行控制,在不同条件下进行碱溶酸沉法提取咖啡豆蛋白质.提取后采用冻干法制得蛋白质粉末,称量确定在该条件下咖啡豆蛋白质的提取量,并比较不同结果.
1.5 正交实验
以咖啡豆蛋白质提取率为指标,对提取温度、提取时间、碱溶时的 pH 为影响因素,进行三因素三水平正交实验设计,因素水平见表 1.
1.6 氨基酸组成的测定
称取少量咖啡豆粉末, 将其送入氨基酸分析仪中,依照 GB 5009.124-2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》中所示方法测定咖啡豆粉末中不同的氨基酸.
2 结果与分析
2.1 单因素实验
2.1.1 提取温度的确定
在控制其他变量（提取时间 60 min、酸碱度 pH11） 不变的情况下, 在不同提取温度的条件下进行实验,所得结果如图 1 所示.
由图 1 可知,提取温度因素对咖啡豆蛋白质提取率的影响较为平缓,随着提取温度的逐渐上升咖啡豆蛋白质的提取率也在逐渐上升.当温度处于 45 ～ 50 ℃时,咖啡豆蛋白质的提取率有较大提高,推测可能在45～50 ℃处于较优的提取工艺条件, 因而提高率较高.
2.1.2 提取时间的确定
在控制其他变量（提取温度 60 ℃、酸碱度 pH11） 不变的情况下, 在不同提取时间的条件下进行试验,所得结果如图 2 所示.
由图 2 可知,提取时间因素对咖啡豆蛋白质提取率的影响较高,随着提取所用的时间逐渐增长,咖啡豆蛋白质的提取率由 15.07% 逐渐上升到了最高的38.47%,最后趋于平缓甚至逐渐下降的趋势.推测产生这种趋势的原因是单因素实验中所使用的温度较高,长时间水浴提取可能会导致某些蛋白质结构发生改变从而变性.
2.1.3 pH 值的确定
在控制其他变量（提取温度 50 ℃、提取时间60 min）不变的情况下,在不同 pH 的条件下进行实验,所得结果如图 3 所示.
由图 3 可知,酸碱度对咖啡豆蛋白质的提取影响较高,这种现象在 pH ＜ 9 或 pH ＞ 12 时尤为明显,而在 pH 9 ～ 11 影响较小,且在 pH 9 ～ 11 时咖啡豆蛋白质的提取率要明显高于不同的 pH 值时咖啡豆蛋白质的提取率.推测产生这种趋势的原因是因为当 pH过低时,提取液的酸碱度与水几乎无异,无法很好地溶解咖啡豆粉末中的蛋白质,从而导致咖啡豆蛋白质的提取率偏低；而当 pH 较高时,溶液中过量的碱离子会导致咖啡豆蛋白质结构改变从而变性,导致提取出来的蛋白质量减少.同时,该单因素实验的蛋白质提取率显著小于其他单因素实验,初步考虑是因为其他变量不适而导致的.
2.2 正交实验结果
使用正交实验法探究提取温度、提取时间、溶液酸碱度 3 种因素对咖啡豆蛋白质的提取率的影响.结果见表 2.
通过表 2 所列数据的计算,可以计算由于因素 A（温度）的变化所引起的蛋白质提取率的变化.由于在项 K A1 、K A2 、K A3 中,因素 BC 的各水平均只出现了 1 次,且因 B、C 间无交互作用,所以 B、C 两因素的不同组合理论上对各实验数据不存在影响.因此,对于该研究来说,三组实验的条件是完全相同的.若因素 A 对实验结果无影响,则 K A1 、K A2 、K A3 三项数值应相等.但通过对比,我们可以发现在因素 A 的三个水平中,K A1 、K A2 、K A3 三项数值明显并不相等,且K A1 <K A2 <K A3 ,因此可知因素 A 不仅对咖啡豆蛋白质的提取率有显著影响,且在本实验的研究范围内咖啡豆蛋白质的最适提取温度为 50 ℃.
同理,可以对因素 B、C 进行以上计算,得出的结果如表 2 所示.由结果可得结论：在碱溶酸沉法对咖啡豆蛋白质进行提取的过程中,因素 B（进行提取的时间）和因素 C（提取时的酸碱度）对咖啡豆蛋白质的提取率均具有影响. 其中因素B的影响较为显著,在本实验研究范围内的最适时长是 90 min；而因素 C的影响较为微小,在本实验研究范围内的最适酸碱度为 pH 10.
由表中 R（极差值）可知,提取温度、提取时间、酸碱度 3 种因素对咖啡豆蛋白质提取率影响大小依次为提取时间＞提取温度＞酸碱度,其中时间是影响咖啡豆蛋白质提取率的主要因素.
2.3 咖啡豆蛋白质的氨基酸组成
实验取咖啡豆原料粉末 0.115 g,测定其氨基酸的组成及含量,结果见表 3.
由表 3 可以看出,咖啡豆粉末中氨基酸的含量非常丰富,都含有谷氨酸、天冬氨酸、亮氨酸、精氨酸等共 16 种氨基酸.其中对于成年人来说的 8 种必需氨基酸包含 6 种,相对较为齐全,配比也较为合理.必需氨基酸与条件必须氨基酸的总含量合计占了总质量的 7.50%、占了蛋白质总质量的 67.02%,尤其其中赖氨酸的含量处于中等偏上的比例,可以一定程度上弥补我国传统膳食结构中的赖氨酸的不足,减少“赖氨酸缺乏症”的产生.尽管咖啡豆粉末或者咖啡制品不易大量摄入,但咖啡蛋白质独特的组成和性质未来在工业上也许会另有用途.
3 结论
在碱溶酸沉法提取咖啡豆蛋白质的工艺过程中,对蛋白质提取率造成较大影响的因素是进行碱溶提取工艺的时间,对蛋白质提取率影响较小的因素为进行提取时的酸碱度（在适宜范围内）.而在本实验的研究范围中,最佳工艺条件为温度 55 ℃、提取时间90 min、碱溶的 pH 10.
咖啡豆蛋白质中氨基酸种类较为丰富,人体必需氨基酸比例较高,占咖啡粉总质量的 7.50%、咖啡豆蛋白质总质量的 67.02%.
上文总结,此文为关于经典蛋白质专业范文可作为咖啡豆蛋白质和成分和优化方面的大学硕士与本科毕业论文蛋白质论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献.
超声波辅助提取地榆总鞣质工艺的优化
彭诚,杨康,张世莹（吉林农业科技学院,吉林吉林132000）摘要目的本文通过正交设计优选地榆总鞣质的超声辅助提取工艺 方法指标为地榆中总鞣质含量,经过单因素考察以及正交实验对超声辅助提取时间、溶剂浓度.
山楂总黄酮提取工艺优化与其抗氧化活性
摘 要本研究通过响应面优化分析,得出山楂总黄酮的最佳工艺条件,并评价其抗氧化活性 结果表明最佳提取条件为液料比42 ∶ 1、超声时间20 min、乙醇体积分数52 此条件下,山楂总黄酮得率为4 43 .
超声波法提取麻黄草多糖的工艺条件优化
麻黄（Ephedra sinica Stapf）草是一种重要的中草药,最早在神农本草经就有记载,具有解表、驱寒、平喘、止咳、化痰,调节平滑肌、收缩血管和中枢兴奋……功效,可治疗风寒感冒、水肿及支气管炎.
磷酸法合成肌苷酸工艺的优化
肌苷酸（英文名inosinicacid或inosine monophosp,简称IMP）,也称次黄嘌呤核苷酸 目前国内外生产肌苷酸主要有发酵法和肌苷磷酸法,发酵法优点是原料来源广,但存在生产周期较长,.