專利名稱：一種前萃取花生蛋白的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及花生蛋白萃取技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種反膠束結(jié)合微波高效前萃取花生蛋白的方法。
背景技術(shù)：
花生是我國主要的油料作物之一，是一種食用、榨油兼用的經(jīng)濟(jì)作物，在世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易中占有重要地位。世界花生主產(chǎn)國有中國、印度、尼日利亞、印度尼西亞、美國等國。 據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，2010年，我國花生總產(chǎn)量約為1434萬噸，位居世界第一。目前我國花生消費(fèi)的利用比例大致為榨油占50% 60%，每年榨油后剩余的花生粕大約有900多萬噸，蛋白含量約為40% 50%。但目前我國榨油后的花生粕大部分用作飼料或肥料(每噸僅為2000元左右)，造成蛋白質(zhì)的巨大浪費(fèi)?；ㄉ鞍字泻写罅康娜梭w必須氨基酸，其生物價(jià)(BV)為 58，有效利用率高達(dá)98. 4%?；ㄉ鞍拙哂歇?dú)特的風(fēng)味品質(zhì)，其活性與功能特性均可與大豆蛋白媲美。另外，與大豆蛋白相比，花生蛋白還具有易消化，所含腹脹因子少、無豆腥味等優(yōu)點(diǎn)；而與菜籽、棉籽蛋白相比，花生蛋白所含毒性物質(zhì)較少，是一種理想的食品工業(yè)基礎(chǔ)原料。在我國動(dòng)物性蛋白資源有限的狀況下，難以滿足人們對(duì)蛋白質(zhì)的需求。因此開展對(duì)花生蛋白的研究與應(yīng)用，為人們提供新的蛋白資源具有極其重要的意義。經(jīng)過大量的研究，目前花生蛋白的制備方法主要有熱水萃取、等電點(diǎn)沉淀、乙醇洗滌和超濾等。這些方法主要存在蛋白得率低，難以掌握蛋白變性程度，色澤和風(fēng)味較差，NSI 值低，溶劑回收困難等問題。水相法在工業(yè)生產(chǎn)蛋白提取率低，易引起蛋白變性，在油脂與蛋白質(zhì)分離過程中能耗大，成本高，不利于大規(guī)模生產(chǎn)；堿提酸沉法制的產(chǎn)品質(zhì)量好，色澤淺，工藝簡單，但堿液消耗較多，排出大量含糖等營養(yǎng)物質(zhì)以及酸堿的廢水，從而造成后處理困難，并會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境能耗大，生產(chǎn)成本高，而且此法要求原料花生粕質(zhì)量較均勻一致，以方便工藝操作；用超濾膜法制備的花生分離蛋白純度明顯優(yōu)于堿提酸沉法制備的花生分離蛋白，且功能特性也有顯著的提高。然而，超濾膜的污染及適宜的清洗方法問題卻制約著工業(yè)化生產(chǎn)的進(jìn)程；水酶法制油能有效提高油脂及蛋白質(zhì)的得率與質(zhì)量，且存在破乳困難等問題，降低蛋白功能性質(zhì)和營養(yǎng)價(jià)值，故目前未實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。近年來，國內(nèi)外研究者都在探索新的技術(shù)高效萃取花生蛋白，反膠束生物分離技術(shù)就是在這一背景應(yīng)運(yùn)而生的。反膠束溶液不僅可以萃取蛋白，同時(shí)還可以分離出油脂，為蛋白質(zhì)和油脂的分離提取開辟一條具有工業(yè)發(fā)展的途徑。反膠束溶液作為新的溶劑系統(tǒng)萃取生物分離技術(shù)，已廣泛用于蛋白質(zhì)的萃取中李詳村，賀高紅，反膠束萃取蛋白技術(shù)的新進(jìn)展[J].水處理技術(shù)，2005，31(1):7-12.。反膠束是將表面活性劑溶解在非極性有機(jī)溶劑中，并使其濃度超過臨界濃度，碳?xì)滏溝蛲猓H水基向內(nèi)組成，形成的球狀極性核內(nèi)具有一定數(shù)量的水，稱為“水池”(Wtl),可通過含有適量鹽的緩沖液來調(diào)節(jié)大小，此“水池”能夠溶解可溶性極性物質(zhì)，例如親水性蛋白質(zhì)。國外早在1977年，Luisi等首次提出利用反膠束法分離提純葵花籽蛋白質(zhì)，蛋白前萃率約為30%。國內(nèi)在20世紀(jì)80年代末，史紅勤等 (1989)報(bào)道了反膠束技術(shù)萃取較小分子量蛋白的研究，并研究了水相pH值、離子強(qiáng)度、陽離子種類和蛋白質(zhì)分子量對(duì)反膠束萃取蛋白質(zhì)的影響。許林妹000 等又探討了用十六
3烷基三甲基溴化銨(CTAB)反膠束萃取大豆蛋白的研究，蛋白的前萃率為50%左右，得到較好的萃取效果。但這些研究僅是初步研究，并沒有工業(yè)化生產(chǎn)。利用反膠束體系萃取蛋白質(zhì)的目的在于，發(fā)展和應(yīng)用這種技術(shù)大規(guī)模的分離純化蛋白質(zhì)，這依賴于該技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)的分離效率。單用反膠束體系分離純化蛋白質(zhì)等生物大分子有一些難以克服的弱點(diǎn)，如萃取率不高、目標(biāo)產(chǎn)物純度較低、有些生物大分子容易變性等。為了提高反膠束體系在分離純化生物產(chǎn)品上的實(shí)用性，反膠束體系萃取技術(shù)同一些近代分離純化技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用已經(jīng)成為當(dāng)前生物產(chǎn)品分離純化技術(shù)的研究熱點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上現(xiàn)有技術(shù)中反膠束萃取效率不高、目標(biāo)產(chǎn)物純度較低的問題，本發(fā)明提供了一種提取率高、提取的花生蛋白純度高的反膠束結(jié)合微波前萃取花生蛋白的方法。本發(fā)明是通過以下措施實(shí)現(xiàn)的
一種前萃取花生蛋白的方法，包括以下步驟
(1)配制反膠束溶液反膠束溶液由丁二酸二異辛酯磺酸鈉(以下簡稱Α0Τ)、正己烷和緩沖液配制而成，按正己烷的體積計(jì)，丁二酸二異辛酯磺酸鈉添加量為0. 04 0. 10g/mL, 緩沖液添加量為0. 01 0. 06mL/mL(控制反膠束中的水與丁二酸二異辛酯磺酸鈉的摩爾比 W。為10 30)，所述緩沖液為含鹽離子的磷酸鹽水溶液，鹽離子的濃度為0.03 0.2 mol/ L，緩沖液的pH為6.0 10.0 ；
(2)將花生粕加入反膠束溶液中，添加量為0.02 0. 08 g/mL，在溫度為30 55°C、微波頻率為M50MHz，功率為5-20W條件下提取20 120min，然后分離得上清前萃液。優(yōu)選所述鹽離子為K+、Na+、Li+、Ba2+或Si2+。優(yōu)選丁二酸二異辛酯磺酸鈉添加量為0. 08g/mL,緩沖液中鹽離子為K+，鹽離子的濃度為0. 05mol/L, pH為7，Wtl為30，花生粕加入反膠束溶液中的添加量為0. 03g/mL，在溫度為40°C、微波頻率為M50MHz，功率為15W條件下提取60min。配制反膠束溶液時(shí)，將丁二酸二異辛酯磺酸鈉與正己烷混合，相比較于常用的磁力攪拌溶解表面活性劑，本發(fā)明中優(yōu)選使用超聲波處理使丁二酸二異辛酯磺酸鈉溶解至透明，加快其溶解速度。優(yōu)選超聲處理時(shí)的功率為100W，頻率為50KHz，溫度為30°C。在微波提取期間優(yōu)選攪拌速度為200-300r/min。步驟(2)提取結(jié)束后離心分離，優(yōu)選轉(zhuǎn)速為2500 3800 r/min，離心時(shí)間為5 15min。優(yōu)選所述花生粕為經(jīng)過粉碎后粒徑大小為80 120目的花生粕粉。本發(fā)明采用反膠束萃取花生蛋白，根據(jù)花生蛋白特性選擇合適的萃取條件和反膠束溶液，同時(shí)采用微波協(xié)同反膠束體系作用，明顯提高了蛋白質(zhì)的提取率，是花生粕蛋白資源的高效開發(fā)利用的新途徑。由于花生蛋白被表面活性劑與水分子保護(hù)，不與有機(jī)溶劑接觸，因此不會(huì)失活與變性。固液分離后提得固相經(jīng)處理可以得到多糖等副產(chǎn)品，充分利用花生粕。本發(fā)明工藝簡單，不需要加入大量的酸和堿，生產(chǎn)成本低，操作條件溫和，產(chǎn)品純度高，蛋白提取率高。本發(fā)明的有益效果
(1)反膠束體系中正己烷沸點(diǎn)低，易除去，表面活性劑可回收利用，成本低，避免造成環(huán)境的污染；
(2)微波輔助反膠束體系萃取花生蛋白可以同時(shí)分離油脂與蛋白質(zhì)，簡化工藝，減少生產(chǎn)成本，提高了萃取率；
(3)蛋白質(zhì)處在反膠束體系的內(nèi)水環(huán)境中，條件溫和，蛋白不易變性，能夠保持較長活性和較高的穩(wěn)定性，提取率高，該方法工藝簡單；
(4)萃取過程中，不需要加入大量的酸和堿，表面活性劑與有機(jī)溶劑可回收利用，成本低，避免造成環(huán)境的污染。( 5 )分離、濃縮可以同時(shí)進(jìn)行，過程簡單。
具體實(shí)施例方式為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步說明。實(shí)施例1
(1)花生粕粉的制備
將花生經(jīng)過壓榨后得到的花生粕在高速粉碎機(jī)上進(jìn)行粉碎，粉碎后過80目篩，所得即為試驗(yàn)所需花生粕粉，測定其蛋白質(zhì)的含量為46. 63% ；
(2)反膠束溶液配制
稱取2g AOT表面活性劑，置于250mL的三角錐形瓶中，加入50mL的正己烷，超聲波功率100W，頻率為50KHz，溫度30°C，使表面活性劑完全溶解，待溶液透明后加入含KCl的磷酸鹽緩沖液0. 75mL,使反膠束溶液中水與AOT的摩爾比Wtl為10，磷酸鹽緩沖液中K+濃度為 0. 03mol/L, pH 值為 10 ；
(3)反膠束體系萃取花生蛋白
在錐形瓶中加入上述反膠束溶液40mL，加入0. Sg花生粕粉，置于多功能微波萃取儀中，微波頻率M50MHz，功率20W，在55°C提取40min，期間攪拌速度為200r/min，然后2500 r/min離心15min，所得上清前萃液即為花生蛋白溶液。按照BCA法測定蛋白質(zhì)含量(以萃取前的反膠束溶液作為空白樣)，花生蛋白的提取率為82. 66%。蛋白質(zhì)前萃提取率按如下公式計(jì)算
實(shí)施例權(quán)利要求
1.一種前萃取花生蛋白的方法，其特征是包括以下步驟(1)配制反膠束溶液反膠束溶液由丁二酸二異辛酯磺酸鈉、正己烷和磷酸鹽緩沖液配制而成，按正己烷的體積計(jì)，丁二酸二異辛酯磺酸鈉添加量為0. 04 0. 10g/mL,所述磷酸鹽緩沖液為含鹽離子的磷酸鹽水溶液，鹽離子的濃度為0. 03 0. 2mol/L, 磷酸鹽緩沖液的pH為6. 0 10. 0 ；反膠束溶液中的水與丁二酸二異辛酯磺酸鈉的摩爾比Wtl為10 30 ；(2)將花生粕加入反膠束溶液中，添加量為0.02 0. 08g/mL，在溫度為30 55°C、微波頻率為M50MHz，功率為5-20W條件下提取20 120min，然后分離得上清前萃液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述鹽離子為K+、Na+、Li+、Ba2+或加2+。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于丁二酸二異辛酯磺酸鈉添加量為0.08g/mL,磷酸鹽緩沖液中鹽離子為K+，鹽離子的濃度為0. 05mol/L, pH為7，Wtl為30，花生粕加入反膠束溶液中的添加量為0. 03g/mL，在溫度為40°C、微波頻率為M50MHz，功率為15W條件下提取60min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于配制反膠束溶液時(shí)，將丁二酸二異辛酯磺酸鈉與正己烷混合，超聲波處理使丁二酸二異辛酯磺酸鈉溶解至透明。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于向透明的丁二酸二異辛酯磺酸鈉正己烷溶液中加入磷酸鹽緩沖液，然后采用超聲波使充分混勻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于超聲功率為100W，頻率為50HKz，溫度為 30 "C。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于提取期間攪拌速度為200-300r/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)提取結(jié)束后離心分離，轉(zhuǎn)速為 2500 3800 r/min，離心時(shí)間為5 15min。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述花生粕為經(jīng)過粉碎后粒徑大小為80 120目的花生粕粉。
全文摘要
本發(fā)明涉及花生蛋白萃取技術(shù)領(lǐng)域一種前萃取花生蛋白的方法丁二酸二異辛酯磺酸鈉、正己烷和緩沖液配制成反膠束溶液；將花生粕加入反膠束溶液中，添加量為0.02～0.08g/mL，在溫度為30～55℃、微波頻率為2450MHz，功率為5-20W條件下提取20～120min，然后分離得上清前萃液。微波輔助反膠束體系萃取花生蛋白可以同時(shí)分離油脂與蛋白質(zhì)，簡化工藝，減少生產(chǎn)成本，提高了萃取率；蛋白質(zhì)處在反膠束體系的內(nèi)水環(huán)境中，條件溫和，蛋白不易變性，能夠保持較長活性和較高的穩(wěn)定性，提取率高，該方法工藝簡單。
文檔編號(hào)A23J1/14GK102422975SQ201110377648
公開日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月24日
發(fā)明者孫秀平, 李明華, 王憲昌, 趙曉燕, 陰衛(wèi)軍, 陳軍, 陳鋒亮 申請(qǐng)人:山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品研究所