臺灣博碩士論文加值系統

蛋白質應用相當多元。本研究擬以廢棄蛋白經萃取後，作為蛋白質來源，用於解決環境及飲品均衡營養等問題。環境方面主要是以萃取蛋白來吸附染整廢水中染劑，包括AR-114與RB-5等為主; 另在食品添加方面主要以水果醋為蛋白質添加對象，使飲品中同時含有碳及氮源達營養均衡目的，亦具市場獨特性。故本研究目的分別為: (1)確認自目標蛋白萃取出蛋白質的可行方式、(2)研究以萃取蛋白質當作染劑吸附材的吸附效能、及(3)調查以萃取蛋白質當作添加至醋飲的最適劑量。
實驗上我們分析多種蛋白質萃取技術、試過多種廢棄蛋白以取得蛋白質、亦利用吸附模式與問卷調查等方法呈現蛋白質潛在應用的可能性。結果發現，利用0.5M三氯乙酸(TCA)-丙酮萃取液，可自10 mL雞蛋蛋白萃取出73.3 mg蛋白質;利用1MNH3萃取液並隔水加熱1小時後，可從1克魚鱗中萃取出895 mg蛋白質。這些雞蛋萃取蛋白質，對於AR-114、RB-5最大吸附量分別為1,843和334 mg/g; 而魚鱗萃取蛋白質則分別為1,728和367 mg/g。等溫吸附模式回歸數值顯示: 此兩種蛋白質對染劑吸附，都較符合Langmuir等溫吸附模式，即有均質且固定吸附位置。在蛋白質添加醋飲的研究上，由試喝問卷資料分析得知: 最佳水果/糖配比為0.5，且最佳熟成時間為4周;問卷資料亦顯示: 添加100 mg/L蛋白質醋飲有最佳評價，且其在色香味綜合分數更高於一般市售醋飲。


關鍵字:蛋白質萃取、蛋白質吸附材料、等溫吸附模式、蛋白質醋飲、問卷調查

The uses of protein are rather diversity. This study aimed to use extracted protein as a mean in solving environmental and nutrition-balancing problems. The extracted proteins were used as dye adsorbents to adsorb Acid Red-114 (AR-114) and Reactive Black-5 (RB-5), and also used as nutritional additives in vinegar drinks.The former application could assist the cleanup of wastewater treatment and the latter enhance the nutritional balance in drinks. Thus the objectives of the study include: (1) to determine a feasible mean of protein extraction from target sources, (2) to study the effectiveness of the extracted protein as a dye adsorbent, and (3) to study the potential use of the extracted proteins as nutritional additives in vinegar. Technically, many protein extraction means were tested, and isothermal adsorption models and questionnaire surveywere adopted to conclude the potential use of the proteins. The results revealed that 73.3 mg proteins were obtained by using 0.5 M trichloroacetic acid (TCA)-acetone in 10 mL of egg white, and 895 mg proteins were obtained by extracting one gram of the dried fish scales in 1 M ammonia solution. One gram of the extracted egg-white proteins adsorbed 1,843 and 334 mg of AR-114 and RB-5, respectively, and one gram of the extracted fish scale proteins adsorbed 1,728 and 367 mg of AR-114 and RB-5, respectively. The iso-thermal model demonstrated that both the adsorption behavior of the extracted proteins fit the Langmuir model well, which indicated uniform sites on the protein surface. As for using proteins as a nutritional sources, the favorable fruits and sugar ratio was 0.5, at which ratio and over a four-week aging period the results of questionnaire survey showed a highest recommendedscore. Also, the self-made vinegar with 100 mg/L of the extracted proteins had higher scores in smell and taste than the commercial products.

Keywords: protein extraction, protein adsorbent, isothermal adsorption model, protein-vinegar drink, questionnaire survey

摘要 i
Abstract ii
致謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
符號對照表 x
第一章 研究緣起與目的 1
第二章 文獻回顧 3
2-1 蛋白質介紹 3
2-1-1 蛋白質基本特性 3
2-1-2 蛋白質來源介紹 8
2-1-3 膠原蛋白介紹 9
2-1-4 蛋白質萃取方法 12
2-1-5 蛋白質定量方法 15
2-2 染整廢水的介紹 21
2-2-1 染整製程 21
2-2-2 常用的染劑以及助劑 22
2-2-3 染整廢水污染來源 29
2-2-4 染整廢水特性 30
2-2-5 現行法規與管制標準 31
2-2-6 染整廢水處理方法 32
2-3 等溫吸附模式以及吸附動力曲線 36
2-3-1 等溫吸附模式 36
2-3-2 吸附動力曲線 39
2-4 醋的釀造介紹 40
2-4-1 醋的釀造 40
2-4-2 醋對人體的好處 41
2-5 問卷之設計 42
2-5-1 設計問卷的原則 42
2-5-2 設計問卷的步驟 43
第三章 材料與方法 45
3-1 實驗藥品 46
3-2 實驗設備及樣本分析 49
3-2-1紫外光/可見光分光光譜儀(UV/VIS Spectrophotometer) 49
3-2-2氣相層析儀–火焰離子偵測器（GC-FID） 49
3-2-2 離心機及萃取相關儀器 51
3-3 雞蛋蛋白/魚鱗蛋白質萃取定量分析方法與實驗設計 52
3-3-1 蛋白質定量 52
3-3-2 作為吸附材之雞蛋蛋白蛋白質前處理、萃取操作實驗設計 53
3-3-3 作為吸附材之魚鱗蛋白質前處理、萃取操作實驗設計 54
3-3-4 作為營養添加物之魚鱗蛋白質前處理、萃取操作實驗設計 55
3-4 蛋白質吸附水中染料分析方法與實驗操作分析 56
3-4-1 染劑的定量方法 57
3-4-2 雞蛋蛋白蛋白質/魚鱗蛋白質對於AR-114、RB-5等溫吸附模式之操作步驟 57
3-4-3 雞蛋蛋白蛋白質/魚鱗蛋白質對於AR-114、RB-5吸附動力曲線之操作步驟 58
3-5 水果醋釀配比與試喝問卷之設計 58
3-5-1 水果醋配置步驟 58
3-5-2 水果醋添加蛋白質之實驗設計 60
3-5-3 水果醋試喝問卷設計 60
3-6 實驗分析之品質管制 61
3-6-1 檢量線建立 61
3-6-2 蛋白質、染劑、甲醇三重複實驗 64
第四章 結果與討論 66
4-1 雞蛋蛋白蛋白質及魚鱗蛋白質萃取最佳操作方式 66
4-1-1 以雞蛋蛋白為原料萃取蛋白質作為吸附材之最佳操作步驟 66
4-1-2 以魚鱗為原料萃取蛋白質作為吸附材之最佳操作步驟 67
4-1-3 以魚鱗為原料萃取蛋白質作為營養添加物之最佳操作步驟 68
4-2 雞蛋蛋白/魚鱗蛋白質對於AR-114與RB-5之吸附結果 70
4-2-1 等溫吸附模式結果 70
4-2-2 吸附動力曲線結果 73
4-3 釀造水果醋及添加蛋白質之最佳配比 76
4-3-1 固定糖量之水果醋配置結果 76
4-3-2 固定水果量之水果醋配置結果 77
4-3-3 醋飲中添加蛋白質之問卷調查結果 78
第五章 結論與建議 80
5-1 結論 80
5-2 建議 81
第六章 工程應用性 82
參考文獻 83
附錄A- 實驗數據 85
附錄B- 提問與回應 98
附錄C-甲醇、甲醛的移除 99

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