CN102232464A - 一种花生分离蛋白的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种花生分离蛋白的制备方法，包括以下步骤：花生粕加入石油醚脱脂、干燥得到脱脂的花生粉；加入复合植物水解酶ViscozymeL，超声波辅助酶解；加入碱液，超声波辅助碱浸提，离心；上清液超滤分离浓缩，收集浓缩液，调节pH值至中性，冷冻干燥得到花生分离蛋白。以本发明制备的花生分离蛋白是一种乳白色粉末，蛋白质提取率65~75%，含量90%~98%，氮溶解指数75%~85%，具有较好乳化性、乳化稳定性、起泡性、泡沫稳定性、溶解度、持水性和吸油性，可作为食品工业和制药工业中的蛋白质原料。与传统的碱提酸沉法相比，操作简便、生产周期短、成本低，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及应用超声波和超滤制备花生分离蛋白的方法，属于食品蛋白加工领域。
背景技术
我国是世界花生生产、消费和出口大国，花生种植面积和年产量均居世界前列。花生仁中粗脂肪含量（干基）为46%~52%，粗蛋白含量（干基）为25%~30%。花生不仅是重要的油料资源，也是重要的植物蛋白资源。在植物蛋白资源中，花生蛋白占植物蛋白总量的11％。花生在欧美发达国家主要用来制作花生酱、花生蛋白制品及糖果、糕点、休闲食品等，近年来还相继开发出各种高蛋白食品、减肥食品以及蛋白膜等花生深加工产品。花生分离蛋白是从冷榨花生饼、低变性脱脂花生粕、低温压榨后的花生麸经碱提酸沉法制得的蛋白含量90％(N×6.25，干基)以上的花生蛋白产品，它是一种营养价值较高的植物蛋白产品，含有人体所需要的8种必须氨基酸，且极易为人体所消化吸收，消化系数可达90％以上。与大豆蛋白相比，具有含肠胃胀气因子和抗营养因子较少的优点。
制取花生分离蛋白的传统方法为碱提酸沉法。该方法有大量废水排放，且制得的花生分离蛋白产品的氮溶解指数较低，持水性、乳化性和乳化稳定性也较差，这些缺点主要是由于酸沉过程中蛋白质部分变性引起的。复合植物水解酶Viscozyme L对纤维素、半纤维素、β-葡聚糖、木聚糖、阿拉伯聚糖等多种成分均有降解作用，能有效地降解细胞壁纤维组织，增加细胞内容物(如蛋白质)的释放。国内外在制备米糠蛋白、大豆蛋白、燕麦麸蛋白等过程中已有应用复合植物水解酶进行辅助提取的报道，但未见其应用于花生分离蛋白制备。超声波具有空化作用、机械效应、热效应和化学效应等作用，能破坏植物细胞壁组织，有助于蛋白质等物质溶出。超滤分离浓缩技术是一种新兴的生化分离技术，可借助超滤膜的选择渗透作用，在压差存在下，可将混合物中的小分子物质分离出去，而大分子物质被截留，达到分离、浓缩的目的。与传统分离技术相比，超滤分离法不会发生相变，耗能少，不消耗化学试剂和添加剂，不会污染产品，而且超滤分离生产过程可在常温封闭的回路中进行，适合处理热敏性物质，同时避免活性成分被氧化。
为了解决碱提酸沉法制备的花生分离蛋白氮溶解指数低，持水性、乳化性和乳化稳定性较差的问题，就要研究提高花生分离蛋白溶解性的制备工艺，而本发明所提供的采用复合植物水解酶Viscozyme L酶解花生粉，再应用超声波和超滤制备花生分离蛋白的工艺，可加工出溶解性较好的花生分离蛋白产品，能满足上述需要。
发明内容
本发明的目的是提供制备条件温和，增加蛋白质的提取率，提高蛋白质的纯度，不破坏蛋白质的营养价值，与传统的碱提酸沉法相比，提高蛋白质的氮溶解指数，使蛋白质有较好的持水性、乳化性和乳化稳定性的应用超声波和超滤制备花生分离蛋白的方法。
为达到上述目的，本发明采用以下步骤：
花生粕加入石油醚脱脂、干燥得到脱脂的花生粉；加入复合植物水解酶Viscozyme L，超声波辅助酶解；加入碱液，超声波辅助碱浸提，离心；上清液超滤分离浓缩，收集浓缩液，调节pH值至中性，冷冻干燥得到花生分离蛋白。
具体来说，所述的方法如下：
（1）花生粕加入石油醚，超声波辅助浸提除脂，通风橱中干燥得到脱脂的花生粉；
（2）脱脂的花生粉加入蒸馏水，超声波分散溶解，调节pH值，加入复合植物水解酶Viscozyme L，超声波辅助酶解，得到酶解液；
（3）调节酶解液的pH值，超声波辅助碱浸提，离心，超滤分离浓缩，收集浓缩液，调节pH值至中性，冷冻干燥得到花生分离蛋白。
优选地，步骤（1）所述的花生粕与石油醚的质量与体积比为1:25，超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为46℃，浸提时间为45min，常温下通风橱中干燥；
优选地，步骤（2）所述的脱脂的花生粉与蒸馏水的质量与体积比为1:12.5，超声波分散溶解的条件：超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为50℃，分散溶解时间为15 min，用浓度为0.8mol/mL的盐酸溶液调节pH值至4.8，加入复合植物水解酶Viscozyme L的量为16~20FBG/g花生粉（FBG为Viscozyme L的酶活单位），超声波辅助酶解的条件：超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为52℃，酶解时间为15 min；
优选地，步骤（3）所述的酶解液的pH值用浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液调节至9.5，超声波辅助碱浸提的条件：超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为50~55℃，碱浸提时间为30~50min，离心的条件为15℃, 5000r/min离心18min，超滤分离浓缩的条件为选用PS-10聚砜膜（截留分子量为10000Da），操作压力为0.06~0.08MPa，温度为31℃，时间为32min。
花生分离蛋白产品是一种乳白色粉末，蛋白质提取率为65~75%，蛋白质含量为90%~98%，氮溶解指数为65%~85%，具有较好乳化性、乳化稳定性、起泡性、泡沫稳定性、溶解度、持水性和吸油性。花生分离蛋白产品含有人体所需要的8种必须氨基酸，而且谷氨酸、天门冬氨酸含量较高，与动物蛋白相近，且不含胆固醇，可消化性高，其消化系数达90%以上。与应用较广的大豆蛋白相比，花生蛋白不含胀气因子，抗营养因子含量较少。采用本发明的方法，可得到含量、纯度和溶解性高的花生分离蛋白，其生产工艺适合工业化生产，可作为食品工业和制药工业中的蛋白质原料。
具体实施方式
实施例1
花生粕中加入石油醚，它们的质量与体积比为1:25，以超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为46℃的条件，超声波辅助浸提除脂45min，在通风橱中，常温下干燥得到脱脂的花生粉；脱脂的花生粉中加入蒸馏水，它们的质量与体积比为1:12.5，以超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为50℃的条件，超声波分散溶解15min，得到花生粉悬浮液，用浓度为0.8mol/mL的盐酸溶液调节花生粉悬浮液的pH值至4.8，加入16 FBG/g花生粉（FBG为Viscozyme L的酶活单位）的复合植物水解酶Viscozyme L，以超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为52℃的条件，超声波辅助酶解15 min，得到酶解液；用浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液调节酶解液的pH值至9.5，以超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为52℃的条件，超声波辅助碱浸提36min，在15℃条件下，以5000r/min离心18min，采用PS-10聚砜膜（截留分子量为10000Da），在操作压力为0.06MPa，温度为31℃的条件下，超滤分离浓缩32min，收集浓缩液，调节pH值至中性，冷冻干燥得到花生分离蛋白。花生分离蛋白是一种乳白色粉末，蛋白质提取率为68.3%，蛋白质含量为93.7%，氮溶解指数为72.5%，乳化活性指数（EAI）为480.23×103m2/g，乳化稳定性指数（ESI）为52.36min，起泡性为92.57%，起泡稳定性为83.33%，溶解度为63.46%，吸水性10.49g/g，吸油性15.36g/g。
实施例2
花生粕中加入石油醚，它们的质量与体积比为1:25，以超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为46℃的条件，超声波辅助浸提除脂45min，在通风橱中，常温下干燥得到脱脂的花生粉；脱脂的花生粉中加入蒸馏水，它们的质量与体积比为1:12.5，以超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为50℃的条件，超声波分散溶解15min，得到花生粉悬浮液，用浓度为0.8mol/mL的盐酸溶液调节花生粉悬浮液的pH值至4.8，加入18.8FBG/g花生粉（FBG为Viscozyme L的酶活单位）的复合植物水解酶Viscozyme L，以超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为52℃的条件，超声波辅助酶解15 min，得到酶解液；用浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液调节酶解液的pH值至9.5，以超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为53.5℃的条件，超声波辅助碱浸提43min，在15℃条件下，以5000r/min离心18min，采用PS-10聚砜膜（截留分子量为10000Da），在操作压力为0.07MPa，温度为31℃的条件下，超滤分离浓缩32min，收集浓缩液，调节pH值至中性，冷冻干燥得到花生分离蛋白。花生分离蛋白是一种乳白色粉末，蛋白质提取率为70.30%，蛋白质含量为95.7%，氮溶解指数为68.6%，乳化活性指数（EAI）为466.79×103m2/g，乳化稳定性指数（ESI）为57.68min，起泡性为93.65%，起泡稳定性为86.12%，溶解度为61.36%，吸水性16.11g/g，吸油性17.41g/g。
实施例3
花生粕中加入石油醚，它们的质量与体积比为1:25，以超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为46℃的条件，超声波辅助浸提除脂45min，在通风橱中，常温下干燥得到脱脂的花生粉；脱脂的花生粉中加入蒸馏水，它们的质量与体积比为1:12.5，以超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为50℃的条件，超声波分散溶解15min，得到花生粉悬浮液，用浓度为0.8mol/mL的盐酸溶液调节花生粉悬浮液的pH值至4.8，加入19.4FBG/g花生粉（FBG为Viscozyme L的酶活单位）的复合植物水解酶Viscozyme L，以超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为54.5℃的条件，超声波辅助酶解15 min，得到酶解液；用浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液调节酶解液的pH值至9.5，以超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为52℃的条件，超声波辅助碱浸提48min，在15℃条件下，以5000r/min离心18min，采用PS-10聚砜膜（截留分子量为10000Da），在操作压力为0.08MPa，温度为31℃的条件下，超滤分离浓缩32min，收集浓缩液，调节pH值至中性，冷冻干燥得到花生分离蛋白。花生分离蛋白是一种乳白色粉末，蛋白质提取率为72.9%，蛋白质含量为96.2%，氮溶解指数为79.5%，乳化活性指数（EAI）为506.75×103m2/g，乳化稳定性指数（ESI）为59.55min，起泡性为95.58%，起泡稳定性为84.97%，溶解度为65.21%，吸水性14.76g/g，吸油性18.51g/g。
Claims (3)
1.一种花生分离蛋白的制备方法，包括以下步骤：
（1）花生粕加入石油醚，超声波辅助浸提除脂，通风橱中干燥得到脱脂的花生粉；
（2）脱脂的花生粉加入蒸馏水，超声波分散溶解，调节pH值，加入复合植物水解酶Viscozyme L，超声波辅助酶解，得到酶解液；
（3）调节酶解液的pH值，超声波辅助碱浸提，离心，超滤分离浓缩，收集浓缩液，调节pH值至中性，冷冻干燥得到花生分离蛋白；
所述的酶解液的pH值用浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液调节至9.5，超声波辅助碱浸提的条件：超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为50~55℃，碱浸提时间为30~50min，离心的条件为15℃, 5000r/min离心18min，超滤分离浓缩的条件为：选用截留分子量为10000Da的 PS-10聚砜膜，操作压力为0.06~0.08MPa，温度为31℃，时间为32min。
2.根据权利要求1所述的应用超声波和超滤制备花生分离蛋白的方法，其特征在于，步骤（1）所述的花生粕与石油醚的质量与体积比为1:25，超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为46℃，浸提时间为45min，常温下通风橱中干燥。
3.根据权利要求1所述的应用超声波和超滤制备花生分离蛋白的方法，其特征在于，步骤（2）所述的脱脂的花生粉与蒸馏水的质量与体积比为1:12.5，超声波分散溶解的条件：超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为50℃，分散溶解时间为15 min，用浓度为0.8mol/mL的盐酸溶液调节pH值至4.8，加入复合植物水解酶Viscozyme L的量为16~20FBG/g花生粉，超声波辅助酶解的条件：超声波频率为28kHz，超声波功率为300w，温度为52℃，酶解时间为15 min 。
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