1. 研究目的与意义
(1)学术价值
本课题将结合主成分分析等方法,通过GC-MS和电子鼻技术系统研究大豆加工副产物豆粕酶解后挥发性成分,可为改良豆粕及相关产品的风味提供理论依据,将丰富大豆加工品质学理论,同时为大豆加工精准调控与高效制造奠定理论基础,具有显著的科学价值。
(2)应用价值
2. 研究内容和预期目标
(1)研究内容
系统研究大豆原料的物质基础特性,明确豆粕酶解产生的挥发性物质的组分含量差异与蛋白酶种类的相关关系,系统分析蛋白酶的类型对豆粕酶解后品质的影响,建立GC-MS检测的挥发性组分与电子鼻检测的风味成分的相关关系。
(2)研究目标
3. 国内外研究现状
目前,关于豆粕酶解的研究在国内外已有大量报道,但大部分集中于酶解工艺的探讨以及香精和生理活性肽的制备。赵延伟等通过单因素和响应面法确定了中性蛋白酶与复合蛋白酶的较佳配比为2:3,优化了酶解豆粕的最佳工艺。冷云等豆粕酶解物为原料,通过美拉德反应制备猪肉香精,并用GC-MS对反应产物中挥发性风味成分进行分析,共分离鉴定出29种化合物,并确定了2-甲基-3-呋喃硫醇、糠醛、2-乙酰基吡啶、3-甲基丁醛、甲基吡嗪等对肉香味具有重要意义,以此制备了风味浓郁的肉味香精。高梅娟等用不同蛋白酶酶解豆粕蛋白,根据蛋白溶出率和游离氨基氮含量选择最佳用酶为碱性蛋白酶,确定了酶解制备低苦味肽的最佳条件是碱性蛋白酶、风味蛋白酶酶解时间分别为4 h和6 h,优化了碱性蛋白酶和风味蛋白酶酶解大豆粕制备低苦味多肽的最佳工艺。李景等采用分步法进行水解豆粕实验,确定了碱性蛋白酶与胰蛋白酶分步水解方法得到的水解度最高,获得豆粕产物的 ACE 抑制率达到72.21%,以此制备了血管紧张素转化酶抑制肽。Xie等通过酶解豆粕制备了谷胱甘肽。关于酶解物中呈味物质释放规律的研究,以动物蛋白研究居多。赵谋明等研究了低值鱼深度酶解过程中呈味物质的变化趋势。刘兆芳等分析了河蟹肉酶解物中氨基酸的组成。然而,关于豆粕酶解过程中呈味物质释放规律的研究,目前尚未见报道。因此,本文系统研究了豆粕蛋白在不同的酶解温度、酶解pH以及酶解时间下所产生的挥发性物质,并利用 GC-MS 和电子鼻技术对豆粕酶解液 酶解前、后的挥发性物质成分进行识别和比较,并对豆粕反应前后的感官品质进行分析,以期为更好地开发利用豆粕有价值的参考依据。
4. 计划与进度安排
(1) 研究计划
1)2022年1月2日-2022年1月10日
使用榨油机对大豆进行榨油,获取副产物豆粕,并对其粗蛋白、粗脂肪含量进行测定。
2)2022年1月12日-2022年1月31日
采用多种不同类型的蛋白酶在最适酶解温度、pH条件下,改变酶解时间以及加酶量对豆粕进行酶解,利用顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用、以及电子鼻技术对酶解产物挥发性成分进行分析,采用PCA、DFA等分析方法结果进行分析研究。
3)2022年2月15日-2022年2月30日
对前面所测得的组分数据进行分析,研究不同酶解条件对豆粕品质的影响,并对酶用量、酶解时间、感官评价等指标进行综合分析,并开始撰写论文。
(2)实验方案
1)豆粕获取酶解方案
使用榨油机对大豆进行榨油,获取副产物豆粕,并对其粗蛋白、粗脂肪含量进行测定。
2)豆粕酶解
将豆粕与水按1:10(m/v)的比例匀浆,在90℃温度下预处理15 min,调节最适温度和最佳pH后进行蛋白酶恒温酶解,酶解完成后沸水浴灭酶15 min。根据有关资料和前期实验,确定碱性蛋白酶的最适酶解条件为pH 8.0,温度55℃;胰蛋白酶的最适酶解条件为pH 8.0,温度37℃;木瓜蛋白酶的最适酶解条件为pH 7.1,温度55℃。
酶 | 加酶量 | 酶解时间 |
碱性蛋白酶 | 2000u/g | 1 |
3 | ||
5 | ||
4000u/g | 1 | |
3 | ||
5 | ||
6000u/g | 1 | |
3 | ||
5 | ||
胰蛋白酶 | 2000u/g | 1 |
3 | ||
5 | ||
4000u/g | 1 | |
3 | ||
5 | ||
6000u/g | 1 | |
3 | ||
5 | ||
木瓜蛋白酶 | 2000u/g | 1 |
3 | ||
5 | ||
4000u/g | 1 | |
3 | ||
5 | ||
6000u/g | 1 | |
3 | ||
5 |
3)仪器检测
对样品进行顶空-固相微萃取,进行GC-MS分析。并对样品进行电子鼻检测,采用 Winmuster 软件进行数据的采集与处理。
4)数据处理
利用安捷伦质谱数据处理系统结合NIST 98标准质谱库对总离子流色谱图中的各峰进行检索,确定每个峰对应的化学成分,并用峰面积归一化法计算各化学成分的相对含量。利用SPSS 19.0对6个样品中的挥发性成分进行主成分分析。
5)6种样品的风味剖面分析
根据《食品感官评价原理与技术》,由感官评价员对制备的6种样品的肉香味、硫化物味、蒸煮味、豆腥味、整体感官进行综合评分。
5. 参考文献
[1] 曹钰,蔡国林,陆健. 提高豆粕营养价值的研究进展[J]. 饲料与畜牧: 新饲料,2007( 6) : 13-15.
[2] 张晓峰,杨建平,潘春梅,等. 双酶法酶解豆粕蛋白最佳工艺条件研究 [J]. 黑龙江畜牧兽医,2017( 18) : 184-185.
[3] 孙永生,叶金云,孙启中,等. 一种用于豆粕发酵的发酵酶解剂及其应用: 201511014600. 4 [P]. 2015 -12 -31.
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