CN101828628A

CN101828628A - 一种有效提取菜籽蛋白的生物处理方法

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Publication number: CN101828628A
Application number: CN 201010142446
Authority: CN
Inventors: 李春阳; 吴建平; 戴宇翔; 王乃富; 闫征; 黄午阳
Original assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Current assignee: Jiangsu Academy of Agricultural Sciences
Priority date: 2010-04-09
Filing date: 2010-04-09
Publication date: 2010-09-15

Abstract

本发明涉及利用固态发酵、纤维素酶处理提高菜籽蛋白提取率的方法，有效地解决了高温带皮菜籽粕综合利用问题，极大地提高了产品附加值。本发明方法以高温带皮油菜籽饼粕为原料，通过固态发酵或纤维素酶处理，经碱液提取和离心分离，制得菜籽蛋白。本发明提高了带皮菜籽粕蛋白的提取率，经固态发酵或酶处理，菜籽蛋白的提取率比对照组分别提高了18.94％、42.37％。

Description

一种有效提取菜籽蛋白的生物处理方法

一、技术领域

本发明为一种利用固态发酵、纤维素酶处理提高高温带皮菜籽粕蛋白提取率的方法，通过发酵或纤维素酶处理，减少纤维素与蛋白的结合，有利于菜籽蛋白的提取与释放，从而提高菜籽蛋白的提取率。菜籽蛋白是一种蛋白效价较高的植物蛋白，提取后可用于肉制品、乳制品等食品中，属于食品加工技术领域。

二、技术背景

油菜籽是世界上第三大油料作物，产量仅次于大豆和棉籽。我国是目前世界上最大的油菜籽生产国，年产量约为1200万吨，榨油后的饼粕约为700万吨左右。菜籽粕是一种重要的植物蛋白资源，粗蛋白含量在30％-40％，80％的菜籽粕被作为肥料使用，造成了蛋白资源的严重浪费。

根据原料菜籽是否脱皮，可将菜籽粕可分为脱皮粕和带皮粕；根据菜籽制油处理方式不同，又将菜籽粕分为高温粕和低温粕。由于菜籽脱皮工艺繁琐，损失较大，而且高温处理出油率高、利润大，因此国内油厂大多采用带皮高温压榨，从而产生大量高温带皮菜籽粕。目前，国内关于低温脱皮菜籽粕的研究较多，提取蛋白效果较为理想，但是关于高温带皮菜籽粕的开发利用未见报道。其主要原因是，高温带皮菜籽粕的蛋白一部分在高温下发生变性，不易提取出来，还有一部分蛋白与纤维素结合，很难释放出来。

为提高蛋白提取率，现在最常用的方法是超声微波辅助法。利用超声波具有热作用、机械作用、空化作用以及许多次级效应如击碎、乳化、扩散等，能有效地打破细胞边界层，使扩散速度增加，促进固体物料中有效成分的溶出，可显著地提高提取效率。

利用纤维素酶处理菜籽饼粕等农产品副产物，可使细胞壁发生不同程度的改变，如软化、膨胀和崩溃等，从而可改变细胞壁的通透性，同时降低纤维素与蛋白质间结合的紧密程度，大大提高蛋白质等有效成分的提取率。但实际操作中，由于纤维素酶制剂昂贵，会大大提高成本。

用米曲霉等纤维素酶高产菌株对农产品副产物进行固态发酵，利用微生物转化农作物及其副产物，以提高它们的营养价值，减少对环境的污染。而经过简单发酵生产的纤维素酶，可进一步提高蛋白质等有效成分的提取率。相对于用纤维素酶直接处理，固态发酵有低成本，易操作的优点，同时可以有效提高蛋白质的生物转化率，但是产生的纤维素酶的活力较低。

三、发明内容

技术问题本发明旨在提供一种提高菜籽蛋白提取率，同时提高菜籽饼粕利用率的工艺方法。本发明以菜籽饼粕为原料，采用固态发酵或纤维素酶预处理，提高饼粕中菜籽蛋白的含量，制备出纯度较高的菜籽蛋白，用于功能性食品的开发，调高菜籽饼粕的利用价值，具有广阔的市场发展前景。

技术方案一种有效提取菜籽蛋白的生物处理方法，包括下述工艺步骤：

将菜籽饼粕粉碎，过60目筛，然后按料水比1∶1的比例与水混合，按5-10％接种量接入24h种龄的米曲霉种子液，设定发酵温度28-37℃，发酵24-48h。

将菜籽饼粕粉碎，过60目筛，按料水比1∶10加水，设定pH4.5-5.5，酶解温度40-55℃，酶解时间1.5-3.5h，加酶量15-20U/mL。

将发酵或酶解后的菜籽饼粕，按料水比1∶10加水，用NaOH溶液调节pH值为11，在50℃下搅拌提取60min。对提取液进行离心15min，得到上清液，将上清液冷冻干燥得到粗蛋白，并用凯氏定氮法(参照国标：GB/T 5009.5-2003)测定蛋白含量。本发明的有益技术效果：

将固态发酵、纤维素酶处理分别与碱液提取相结合，菜籽蛋白的提取率大大提高，经固态发酵、纤维素酶处理的菜籽饼粕的蛋白质提取率分别为29.74％、36.06％，比未经酶处理的提取率提高了18.94％、42.37％。

四、具体实施方式

1固态发酵油菜籽饼粕：

2纤维素酶处理油菜籽饼粕：

将菜籽饼粕粉碎，过60目筛，按料水比1∶10加水，设定pH4.5-5.5，酶解温度40-55℃，酶解时间1.5-3.5h，加酶量15-20U/mL，对酶解液进行离心，得到酶解饼粕残渣。。3菜籽蛋白的提取：

将发酵或酶解后的菜籽饼粕，按料水比1∶10加水，用NaOH溶液调节pH值为11，在50℃下搅拌提取60min。对提取液进行离心15min，得到上清液，将上清液冷冻干燥得到粗蛋白，并用凯氏定氮法(参照国标：GB/T 5009.5-2003)测定蛋白含量。

实施例1固态发酵油菜籽饼粕

(1)发酵剂的制备：

米曲霉的斜面培养基：将马铃薯去皮，切成小块，于锅中加水1000mL煮沸半个小时，用双层纱布过滤，取其滤液加葡萄糖20g，并加水补足1000mL，加入琼脂20g，115℃下灭菌20min；种子培养基：同斜面培养基，不加琼脂。

从活化后的菌种保藏斜面中，挑取一环米曲霉接种于种子培养基中，4层纱布封口，30℃，120r/min，摇床培养16h。

(2)固态发酵：

取1000克干燥的菜籽饼粕，用FW177型中药粉碎机(天津泰勒斯特仪器有限公司生产)进行粉碎后，过60目筛，置于发酵罐内，按10％(体积质量比)的比例加入发酵剂，按1∶1(质量体积比)的比例加入1L水，调节发酵温度为30℃，发酵2天，将发酵产物烘干后粉碎。

称取发酵后的菜籽饼粕10g(或未处理的菜籽饼粕)，加水100mL，用NaOH溶液调节pH值为11，在50℃下搅拌提取60min。对提取液进行离心15min，得到上清液，将上清液冷冻干燥得到粗蛋白，并用凯氏定氮法(参照国标：GB/T 5009.5-2003)测定蛋白含量。发酵后的菜籽饼粕的蛋白提取率为29.74％，比未处理的提高了18.94％。

实施例2纤维素酶处理油菜籽饼粕

取1000克干燥的菜籽饼粕，用FW177型中药粉碎机(天津泰勒斯特仪器有限公司生产)进行粉碎后，过60目筛，置于酶解罐内，加入10L水，设定用超级恒温水浴锅控制酶解温度为45℃，用氢氧化钠或盐酸溶液调节pH值为5.0，边搅拌边加入20g纤维素酶(酶活为10000U/g)，搅拌酶解处理2h。将酶解产物离心过滤，收集沉淀物并干燥。

称取酶解后的菜籽饼粕10g(或未处理的菜籽饼粕)，加水100mL，用NaOH溶液调节pH值为11，在50℃下搅拌提取60min。对提取液进行离心15min，得到上清液，将上清液冷冻干燥得到粗蛋白，并用凯氏定氮法(参照国标：GB/T 5009.5-2003)测定蛋白含量。将酶解产物离心过滤，收集沉淀物，将沉淀物干燥，得到的酶解后的菜籽饼粕的蛋白提取率为36.06％，比未处理的提高了42.37％。

Claims

1.一种有效提取菜籽蛋白的生物处理方法，包括：

1)固态发酵高温带皮菜籽粕：将菜籽饼粕粉碎，过60目筛，然后按料水比1∶1(m/v)加水，按5-10％(v/m)接种量接入米曲霉种子液，设定发酵温度28-37℃，发酵24-48h；

2)纤维素酶处理高温带皮菜籽粕：将菜籽饼粕粉碎，过60目筛，按料水比1∶10(m/v)加水，设定pH4.5-5.5，酶解温度40-55℃，酶解时间1.5-3.5h，加酶量为15-20U/mL；

3)菜籽蛋白的提取：将发酵或酶解后的菜籽粕，按料水比1∶10(m/v)加水，调节pH为11，50℃下搅拌提取60min，离心得到上清液，冷冻干燥得到浅黄色的菜籽蛋白。

2.根据权利要求1所述一种有效提取菜籽蛋白的生物处理方法，其特征在于：固态发酵高温带皮菜籽粕所采用的菌种是米曲霉。

3.根据权利要求1所述一种有效提取菜籽蛋白的生物处理方法，其特征在于：固态发酵高温带皮菜籽粕的发酵时间应控制在24-48h。

4.根据权利要求1所述一种有效提取菜籽蛋白的生物处理方法，其特征在于：固态发酵高温带皮菜籽粕的接种量为5-10％。

5.根据权利要求1所述一种有效提取菜籽蛋白的生物处理方法，其特征在于：用纤维素酶处理高温带皮菜籽粕，加酶量为15-20U/mL。

6.根据权利要求1所述一种有效提取菜籽蛋白的生物处理方法，其特征在于：用纤维素酶处理高温带皮菜籽粕，酶解温度为40-55℃。