CN102125261B - 超声酶解提取亚麻籽中木脂素 - Google Patents

Abstract

本发明属于食品技术领域。以脱脂亚麻籽粕为原料采用酶解辅助超声波提取分离木脂素。在木脂素的提取中，由于亚麻籽外表光滑，表皮厚实，最外层为含有粘质物质的碳水化合物，约占全籽重量的8％，木脂素主要分布在表皮中，由于表皮结构致密有机溶剂很难进入，为得到高收率的木脂素，本发明确定采用热水脱掉外层的粘质物质、复合纤维素酶解亚麻籽表皮，使表皮中的木脂素更好的溶出，最后采用乙醇浸提辅助超声波提取，超滤去除残余的大分子杂质，冷冻干燥得到木脂素。

Description

超声酶解提取亚麻籽中木脂素

发明领域

本发明属于食品技术领域。本发明涉及亚麻籽中的木脂素的提取分离方法。

发明背景

亚麻是世界上最古老的纤维作物之一，亚麻籽是一种重要的油料作物，可作为一种经济食用作物，而且是一种值得开发利用的药用植物。其籽是含有较高油脂、蛋白质、丰富的矿物质、维生素和许多生物活性物质，如木脂素。亚麻籽的开发利用研究已经受到高度的重视的关注。

木脂素是一类由苯丙素双分子聚合而成的天然成分。亚麻籽中含的木脂素前体存在于细胞基质中，进入人体胃肠后在细胞和酶的作用下就转化成木脂素，属植物性激素，能够阻碍激素依赖型癌细胞的形成和生长。有研究结果表明，木脂素尤其对人体前列腺癌、乳腺癌有治疗作用。亚麻籽含有的木脂素前体含量为2～3mg/g，是其它蔬菜和植物的7～800倍，因而亚麻籽是人和哺乳动物木脂素的最主要的来源。因此经过有效分离提取，木脂素对治疗癌症会发挥重大作用。

我国有丰富的亚麻籽资源，这为开发亚麻籽功能性食品创造了有利的条件。目前，亚麻籽主要用于榨油(工业用油和食用)、提取蛋白质和植物胶，经济价值有限。因此，采用现代工业技术从亚麻籽中提炼出α-亚麻酸和木脂素等功能性活性物质，作为保健和药用功能性产品，其经济附加值可提高20倍以上，产生巨大的经济和社会效益，促进国内亚麻资源深加工与利用。因此开发亚麻籽功能食品可以增强食品对人体的保健功能，又会给企业带来良好的经济效益。

目前已公开的专利申请号200810044973.X将亚麻籽粕采用乙醇溶液于索氏提取设备提取，提取液减压浓缩；申请号200510038970.1采用低级醇或含水低级醇提取，回收，碱水解，中和过滤得到亚麻籽粗品。但未见纤维素酶解和超声提取亚麻籽中木脂素的专利。

发明内容

本发明的目的是提供亚麻籽木脂素的提取方法和副产物的回收。

以下将具体描述该发明的实施方法。

以脱脂亚麻籽粉为原料采用超声酶解提取亚麻籽中木脂素的工艺流程如附图所示。

要点如下：

1.脱胶

亚麻籽外表光滑，表皮厚实，最外层为含有粘质物质的碳水化合物，约占全籽重量的8％，木脂素主要分布在表皮中，粘性物质的存在会影响有机溶剂进入表皮中浸提木脂素的提取效果，因此为了提高木脂素的得率，首先去除粘质物质，即脱胶。

取60目脱脂亚麻籽加入温度70℃的水，用盐酸调节pH 6.0，料水质量体积比1∶7(m/v)水浴振荡60min、脱粘次数4次，即可完全脱胶。

2.酶解

由于亚麻籽中的木脂素存在于表皮之中，表皮是由致密的纤维构成，因此需将脱胶后的表皮纤维水解才能使得木脂素更好地溶出，而普通溶剂很难进入植物细胞内，本方法采用复合纤维素酶对脱脂脱胶后的亚麻籽进行酶解。在酶解过程中温度和pH值是影响酶解效果的主要因素，其中温度对酶促反应和细胞分子扩散均有影响，在未达到酶的最适作用温度前，升高温度可增加包括酶和底物分子在内的溶液体系的热能，即可使胞内活性物质分子运动速度加快，有利于其从细胞内向溶液扩散，又能提供酶促反应所需的能量，使酶解破壁作用加强，所以这时木脂素提取得率增大。但是温度继续升高会导致维系整个酶三维结构的多重弱的非共价键相互作用(氢键、范德华力等)破裂，是生物酶部分甚至全部变性，酶促反应就会抑制。所以最佳酶解温度选择为40～60℃。

酶解条件：将脱胶后亚麻籽加水10～30mL(例如10，15，20，25或30mL，如约20mL)，再加入2.0～3.0％(例如2.0，2.2，2.4，2.6，2.8或3.0％，如约2.4％)的稀释复合纤维素酶液，调pH至4～6(例如4.0，4.5，5.0，5.5或6.0，如约5.0)，于40～60℃(例如40，50，或60℃，如约50℃)下水浴振荡保温60～80min(例如30，40，50，60，70min或80min，如约70min)；

3、酸沉

亚麻籽含蛋白质一般在10％～30％，属麻仁球蛋白，采用等电点法(pH4.5)可去除大部分蛋白，使木质素的纯度进一步提高。

酶解液用浓度为1mol/L盐酸调pH值在4.5左右，搅拌15min，静置15min，有大部分沉淀产生。离心(5000r/min，15min)，其中沉淀解碎调成悬浮液经1mol/L氢氧化钠中和至pH 7.0、干燥回收。

4、醇沉：将去除蛋白后的上清液加入1～3倍体积乙醇，产生絮状沉淀，离心(5000r/min，15min)去除沉淀得到溶液I。

5、超声提取

由于超声波所具有的机械粉碎和空化效应等作用，增大了溶剂的穿透力，使细胞内的有效物质在超声波的作用下产生较强的扩散，增大了细胞内外木脂素的浓度差，加快溶质的传质速率，提高了有效成分溶出速度和溶出数量，从而大大缩短了木脂素的提取时间，同时超声促进原料溶胀。因此从提取的角度来说，超声对酶催化反应活力有很大提高，有利于强化提取过程，缩短提取时间。

根据木脂素的乙醇溶解性，采用超声波强化乙醇提取亚麻籽木脂素的过程。超声提取条件：将酶解后的亚麻籽渣加入40～70％乙醇溶液，固液比为1∶(90～100)，在功率为25W下超声处理8～15min。过滤得到溶液II。

6、超滤

亚麻籽中含有大量的蛋白多糖等大分子物质，一方面会影响木脂素的提取率，另外这些物质的存在也会影响木质素的质量，如直接考虑采用无相变，操作条件温和的超滤方式进行过滤，会造成膜的严重污染，影响膜的寿命。因此在木脂素提取过程中进行了大量的前期除杂工作，但是，不能将其去除彻底，还需采用超滤方式进一步去除残余杂质，减少浓差极化现象。

超声后溶液经过滤除渣的溶液II与醇沉后的清液I合并，在压力为0.01～0.1Mpa(例如0.02～0.06MPa，如约0.05MPa)、温度为20～40℃(例如20～40℃，如约35℃)时间50min的条件下对上清液进行超滤处理，收集透过液。

7、冷冻干燥

将提取的含木脂素溶液采用冰箱冷冻，采用真空冷冻干燥机在真空压力500mT以下，-40～-50℃冷冻约36h，干燥得木脂素粗品。

该方案具有以下特点：

1、采用水脱胶，酸沉除蛋白，成本低，方法简便，可将大多数杂质去掉，再经后期超滤后，可一改文献中直接采用膜分离所有蛋白和粘性物质，造成的超滤膜污染严重现象，可显著提高木质素的质量和膜的寿命。

2、采用超声波结合酶解技术，可缩短提取时间，显著提高木脂素得率。

附图说明

图1以脱脂亚麻籽粉为原料采用超声酶解提取亚麻籽中木脂素的工艺流程图。

实施例1

本发明还将通过具体实施例的方式作进一步说明，这些实施例仅仅是举例说明性的而没有限制本发明范围的意思。

取1kg过60目筛的脱脂亚麻籽粕置于容器中，按照液固比7∶1v/m加入温度70℃的水，用盐酸调节pH6.0，水浴振荡60min、脱粘次数4次，即可完全脱胶。脱胶后的亚麻籽加水20ml，再加入2.4％的稀释复合纤维素酶液，调酸至最适pH5，于50℃下水浴保温70min。将酶解结束后的液体调酸至pH4.5，加入等量乙醇，除杂得到溶液I，酶解后的亚麻籽渣加入50％乙醇，按照固液比为1∶95，功率为25W超声波下10min，然后用滤布滤去渣子，得到溶液II。将溶液I和II合并，在压力为0.05Mpa、温度为35℃，50min的条件下对其进行超滤处理，收集透过液。冷冻干燥得到亚麻籽木脂素。

Claims (1)

1.一种以脱脂亚麻籽粕为原料采用酶解辅助超声波提取分离木脂素方法，其特征包括以下步骤：

(a)采用脱胶、复合纤维素酶解、PH调酸除蛋白、醇沉除多糖、超声波提取亚麻籽中的木脂素；

(b)对步骤(a)处理所得的物料进行离心分离、超滤、冷冻干燥得到木脂素粗品；

具体的：

脱胶：取60目脱脂亚麻籽，加入温度70℃的水，用盐酸调节pH 6.0，料水质量体积比1∶7m/v水浴振荡60min、脱粘次数4次，即可完全脱胶；

复合纤维素酶解：将脱胶后亚麻籽加入蒸馏水10～30mL，再加入2.0～3.0％的稀释复合纤维素酶液，调pH4～6，于40～60℃下水浴振荡保温60～80min；

PH调酸除蛋白：过滤，酶解液用浓度为1mol/L盐酸调pH值在4.5左右，搅拌15min，静置15min，有大部分沉淀产生，在5000r/min下离心15min，其中沉淀解碎调成悬浮液经1mol/L氢氧化钠中和至pH7.0，干燥回收；

醇沉除多糖：将去除蛋白后的上清液加入1～3倍体积乙醇，产生絮状沉淀，在5000r/min下离心15min去除沉淀，得到溶液I；

超声波提取：将酶解后的亚麻籽渣加入40～70％乙醇溶液，固液比为1∶(90～100)，在功率为25～35W下超声处理8～15min，过滤得到溶液II；

将溶液I和溶液II合并，在压力为0.01～0.1Mpa、温度为20～40℃，时间50min的条件下对上清液进行超滤处理，收集透过液；

冷冻干燥得到亚麻籽木脂素。

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