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マインドマップギャラリー大豆タンパク質分離物の抽出プロセスと精製の応答曲面の最適化

大豆タンパク質分離物の抽出プロセスと精製の応答曲面の最適化

これは、大豆タンパク質分離物の抽出プロセスと精製の応答曲面の最適化に関するマインドマップです。主な内容には、参考文献、材料と方法、要約、結論、結果と分析、および導入 (トピック選択の目的と重要性) が含まれます。）。

2024-02-16 20:56:57 に編集されました

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大豆タンパク質分離物の抽出プロセスと精製の応答曲面の最適化

まとめ

はじめに（トピックの目的と重要性）

材料と方法

材料、試薬および器具

材料

大豆、市販品

楽器

タイプ 752 分光光度計、タイプ UV-265 紫外可視記録分光計、タイプ PHS-3C 凍結乾燥器、

試薬

β-メルカプトエタノール、クマシーブリリアントブルーG-250、アクリルアミド、SDS

実験方法・操作

サンプルの準備

分離大豆タンパク質の抽出

アルカリ抽出と酸沈殿

室温で大豆粕と水を１：１５の割合で混合し、ｐＨ８．０の環境下で１時間撹拌してタンパク質を溶解する。次いで、パルプ残留物を３０００ｒ／分で１５分間遠心分離することによって分離し、沈殿物を廃棄した。上清をpH 4.5に調整し、30分間放置して沈殿させます（大豆タンパク質を沈殿させるにはアルカリ性から酸性条件を使用します）。次に、再度 25 分間遠心分離して沈殿を収集し、脱イオン水で 3 回洗浄し、5 倍量の蒸留水に溶解します。最後に、溶液のｐＨを７．５に調整し、３回目の高速遠心分離（３０，０００ｒ／分、２５分間）を行った。上清を除去した後に得られた沈殿が、最初に抽出された粗大豆タンパク質分離物であった。

タンパク質抽出率の計算（乾燥サンプルで計算）

たんぱく質抽出率＝抽出大豆たんぱく質含有量／大豆たんぱく質含有量×100％

標準曲線の作成

サンプルタンパク質含有量の測定

既知の濃度の一連の標準タンパク質溶液を調製し、クマシーブリリアントブルー色素と反応させ、吸光度を測定して標準曲線を描きます。テストするタンパク質サンプルを適切な濃度に処理し、安定した条件下で色素とともにインキュベートします。ブランクコントロールとサンプルを含む各チューブの吸光度を 595nm の波長で測定します。得られた吸光度値を用いて、標準曲線を参照してサンプル中のタンパク質濃度を計算します。光、温度の影響、およびメソッドに対するタンパク質の種類ごとの感受性の違いに注意して、操作中は一定の条件を確保してください。

単一因子検定

pH8の浸出

材料と液体の比率 1:14g/mL

抽出温度 50℃

抽出時間 60分

上記の条件に基づいて応答曲面最適化実験を実施します。

応答曲面試験

3 つのレベルと 4 つの要素

ゲル濾過

湿式法でアガロースゲルを調製し、クロマトグラフィーカラムに充填し、1mol/L NaCl PBS 緩衝液（緩衝液は 50mmol/L KH2PO4-Na2HPO4 から調製、pH 値は 7.6）を使用して平衡処理します。サンプルは、遠心分離して上清を除去した後、タンパク質溶液の濃度が 10mg/mL 未満であることを確認する必要があります。これは、この濃度で高い吸着率と短い平衡時間を達成できることが実験で繰り返し証明されているためです。次に、サンプルをカラムに置き、直線勾配溶出にリン酸緩衝液を使用し、流速を 1.0 mL/min に設定し、6 mL ごとに 1 本のチューブを回収し、UV 検出器を使用して 280 nm の波長で検出します。最後に、収集したサンプルを凍結乾燥し、SDS-PAGE 法で分析しました。

SDS-PAGE検出

Kasran et al. [15] の方法に従って、ゲルろ過された大豆タンパク質分離物に対して SDS-PAGE 分析が行われました。分離ゲルは 15%、スタッキングゲルは 5% でした。

選択された相対分子量標準タンパク質には、ホスホリラーゼ (97400 Da)、ウシ血清アルブミン (66200 Da)、ウサギアクチン (43000 Da)、ウシ炭酸脱水酵素 (31000 Da)、トリプシン阻害剤 (20100 Da) および卵白リゾチーム (14400 Da) が含まれます。だ）。

結果と分析

単一因子検査の結果

抽出 pH 8 が抽出速度に及ぼす影響

固液比 1:14g/mL が抽出速度に及ぼす影響

抽出温度50℃が抽出速度に及ぼす影響

抽出時間60分が抽出速度に及ぼす影響

応答曲面最適化実験

応答曲面最適化の実験計画と結果

表からわかるように、モデルの F 値は 5.65、P < 0 です。 0024、モデルが有意であり、適合項目が良好でないことを示します。P = 0.0737 > 0。 05 は、モデルに有意差がなく、誤差が小さく、適合度が高いことを示します。さらに、モデルの R2 は 0.8682 に達し、応答値の変動の 86.62% を説明でき、予測結果が実際の結果と非常に一致していることを示しています。 R2adj = 0.7145 は、大豆タンパク質単離物の抽出条件の 71.45% がデータ分析に使用できることを示します。分離大豆たん白の抽出に及ぼす諸要因の影響度は、Ａ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｂ、すなわち、抽出ｐＨ＞抽出温度＞抽出時間＞原料液比である。 A と C は非常に有意な効果があり (P < 0. 01)、D、A2、C2 は有意な効果があります (P < 0. 05)、その他の項目は有意な効果がありません。

検証実験

応答曲面解析により,抽出pH9.00,固液比1:15g/mL,抽出温度57.00℃,抽出時間64.01分の最適抽出プロセス条件を得た。実際の操作を容易にするために、最適な抽出プロセス条件は、抽出pH 9、固液比1:15g/mL、抽出温度57℃、抽出時間64分に調整されました。この条件で検証実験を行ったところ、平均抽出率は予測値に近い 4.75 と測定され、RSD は 0.98% であり、応答曲面テストの結果が信頼できることを示しています。

ゲル濾過クロマトグラム

SDS-PAGE検出

結論は

大豆粕から分離された大豆タンパク質の抽出プロセス条件について単一因子実験と応答曲面最適化実験を行った結果、抽出pH 9、固液比1:15g/mL、抽出温度57℃、抽出時間は64分。最適な条件下では、大豆タンパク質分離物の抽出率は 82.58%、抽出物中のタンパク質含有量は 92.65% でした。ゲルクロマトグラフィー後、得られた標的タンパク質のスペクトルは単一の溶出ピークを示し、精製された SPI の総タンパク質含有量は 98.56% に達しました。その後、SDS-PAGE によって、電気泳動パターンに混合バンドがわずかに存在することが確認され、タンパク質の純度が高く、その後の科学研究実験のニーズを満たすことができることが示されました。

参考文献

[1] Han Jing、Zhang Qing'an、Yang Xiaoying、他、応答曲面法を使用した豆粕からのタンパク質の超音波支援抽出の最適化 (パート 2)、2015(9):4 -8.

[2] Lu Chen、Zou Yuhong、Zhang Shikang、他、応答曲面法を使用した茶残留タンパク質の超音波支援抽出のプロセス条件の最適化 [J]、Journal of Food and Biotechnology、2012(3): 319-325。。

[3] Lu Chen、Zou Yuhong、Zhang Shikang、他、応答曲面法を使用した茶残留タンパク質の超音波支援抽出のプロセス条件の最適化 [J]、Journal of Food and Biotechnology、2012(3): 319-325。。

[4] Lang Jiaxue、Liu Chang、Zhao Miao ら、応答曲面法を使用したアルカリプロテアーゼによる大豆オカラタンパク質の加水分解の最適化に関する研究 [J]、2022 年、43(3): 129-135。。

[5] Guo Xingfeng、Zhang Juanjuan、Ma Yuxiang、他、応答曲面法を使用した米残渣からのタンパク質の中性プロテアーゼ抽出の最適化に関する研究 [J]、河南理工大学ジャーナル、2008 年、29( 6）：13-17。

[7] An Chuanxiang、Bi Yuanlin、Pei Puhua ら、応答曲面法を使用したクルミ粉からのタンパク質抽出プロセスの最適化 [J]、2017 年、38(22): 38-43。

[8] Gao Li、Cai Xiaofeng、Li Jing、大豆タンパク質分離物の抽出、精製、同定 [J]、中国食品添加物、2022、33(11): 136-141、DOI: 10.19804/j.issn1006-2513。 11.018。

[9]Kasran M、Cui S W、Goff HD. の乳化特性水中油型エマルジョンモデルシステムにおける大豆ホエータンパク質分離物とフェヌグリークガムの結合体［J］、Food Hydrocolloids、2013、30(2): 691-697。

チームメンバー: アオ・ジャン