CN102669404B

CN102669404B - 一种脱脂小麦胚芽蛋白的提取方法

Info

Publication number: CN102669404B
Application number: CN 201210165588
Authority: CN
Inventors: 陈正行; 刘凤茹; 王莉; 王韧
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2012-05-25
Filing date: 2012-05-25
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2032-05-25
Also published as: CN102669404A

Abstract

本发明公开了一种脱脂小麦胚芽蛋白的提取方法。以低温脱脂小麦胚芽为原料进行粉碎，配制成均匀麦胚浆料，利用超声波振动分级筛进行湿法筛分，最终筛下物经离心沉降分离，酸沉得到蛋白沉淀物，再经水洗、调质、灭菌、干燥工序得到麦胚蛋白产品。本发明与现有技术相比，具有筛分效率高，筛孔不易堵塞，耗电量少等优点，能增加蛋白溶出量，提高蛋白的纯度和得率，蛋白分散性、乳化性、起泡性及持水和持油能力良好，既能达到初步浓缩蛋白质的目的，还能同时从筛上物中获得另一种高附加值产品——麦胚膳食纤维，从而提高了麦胚的综合利用率，此外，本发明对生产设备要求不高，工艺步骤简单，便于工业化推广。

Description

一种脱脂小麦胚芽蛋白的提取方法

技术领域

本发明涉及植物蛋白开发利用领域，具体涉及从脱脂小麦胚芽中提取蛋白的方法。

背景技术

小麦胚芽约占小麦籽粒重量的2%~3%，是小麦籽粒的生命源泉，不仅具有生命活动所必需的丰富而优质的蛋白质、脂肪及多种维生素、矿物质等营养素，而且还蕴含着谷胱甘肽、黄酮类物质、麦胚凝集素、二十八烷醇、甾醇等生理活性物质，被誉为“人类的天然营养宝库”。据测定，脱脂后的麦胚蛋白质以干基计含量为30%左右，是大豆蛋白质含量的83%。麦胚蛋白是完全蛋白，含有人体必需的8种氨基酸，必需氨基酸构成比例与大豆、鸡蛋、牛肉接近，优于大米和面粉等谷物蛋白。作为一种天然的优质蛋白，麦胚蛋白可广泛用作食品蛋白质和氨基酸的强化剂。因此，开发和利用脱脂麦胚蛋白极具市场经济效益。

目前国内外报道提取麦胚蛋白质的方法主要有：碱溶酸沉法、蛋白酶水解法和反胶束法，单一使用这些方法提取的蛋白质含量和得率均较低，且工艺过程复杂，损耗量大、成本较高，并且原料中的固形物（蛋白质、碳水化合物、矿物质等）有三分之二在残余物中，其中在残渣中占60%以上，其余存在于废水中，造成资源浪费和环境污染。提取蛋白质后的残渣干物质中蛋白含量达50%，其余主要是淀粉和纤维素，残渣中大量的纤维素具有较强的吸水膨胀能力，使物料流动性差，难以搅拌，蛋白不易溶出，导致蛋白提取率不高。

在提取胚芽蛋白前通常要经过物理粉碎筛分。麦胚不同成分的脆性和韧性存在差异，这决定了各组分被粉碎的难易程度存在差异，因此可根据粉碎时物料各组分的颗粒大小差异，采用筛孔尺寸不同的筛子将物料分开。现有技术多采用干法筛分，但对于小于100目的微细物料，在含水量达到一定程度时则相互吸附、团结而堵塞筛孔，筛分能力急剧下降，且在粉碎时由于原料各组分的分剥性存在差异，导致加工出的粉体径厚比与形状系数存在差异，厚径比大的粒子将进入厚径比较小的细粒级产品，使细粒级产品含粗率增加，反之，厚径比小的粒子将进入后径比较大的粗级别产品，增加粗级别产品的含粉率。

发明内容

针对现有干法筛分技术存在的上述问题，本发明提供了一种脱脂小麦胚芽蛋白的提取方法，其获得的麦胚蛋白产品纯度和得率均较高。

本发明的技术方案如下：

一种脱脂小麦胚芽蛋白的提取方法，其步骤如下：

以低温脱脂小麦胚芽为原料，其工艺步骤包括超声波振动湿法分级筛分、离心沉降分离、酸沉、水洗、调质处理、灭菌干燥；

所述超声波振动湿法分级筛分步骤的工艺方法为：将所述低温脱脂小麦胚芽放入粉碎机中粉碎，与水混合配制成均匀麦胚浆料，调节pH至8.5-10.5，搅拌20-30min，再用超声振动分级筛进行湿法筛分，收集筛下物；

所述离心沉降分离步骤的工艺方法为：采用离心机对所得筛下物进行离心分离，时间为10-20min，得到上清液；

所述酸沉步骤的工艺方法为：将离心沉降分离所得上清液用盐酸调节pH至4.0-4.3，得到脱脂小麦胚芽蛋白沉淀物；

所述调质处理步骤的工艺方法为：将经过所述酸沉和水洗步骤得到的蛋白凝乳调节pH至6.5-7.0；若需获得等电点麦胚分离蛋白，则不需要该步骤；

所述灭菌干燥步骤的工艺方法为：将所述酸沉和水洗步骤得到的蛋白凝乳于128-132℃高温瞬间灭菌4-15s，急冷至50-60℃，之后进行喷雾干燥；或者，将所述调质处理步骤得到的蛋白凝乳加热至80-90℃，低温灭菌10-15min，之后进行喷雾干燥。

其进一步的技术方案如下：

所述粉碎机对原料进行粉碎的时间为5s-30s。

所述麦胚浆料中脱脂小麦胚芽粉与水的质量比为1:10-1:30。

所述湿法筛分采用目数由上至下依次增大的超声波振动三级筛：60-100目、120-200目、250-400目，用流量为0.3-3.5L/min的水均匀喷淋在振动筛中，筛分时间为20-30min。

所述离心机转速3000-5000rmp，若需获得高水溶性脱脂小麦胚芽蛋白，则采用高速离心机进行离心分离，转速8000-12000rmp。

本发明有益的技术效果是：

本发明首次将超声波振动湿法分级筛分和离心沉降分离联合用来预处理低温脱脂小麦胚芽，并结合碱溶酸沉法提取小麦胚芽蛋白。本发明具有筛分效率高，筛孔不易堵塞，耗电量少等优点；本发明能增加蛋白溶出量，提高蛋白的纯度和得率，蛋白分散性、乳化性、起泡性及持水和持油能力良好，既能达到初步浓缩蛋白质的目的，还能同时从筛上物中获得另一种高附加值产品——麦胚膳食纤维，从而提高麦胚的综合利用率；本发明对生产设备要求不高，工艺步骤简单，便于工业化推广。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面参见图1，并结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，以下实施例便于更好地理解本发明，但并不限定本发明。

以下实施例中所述超声波振动分级筛为河南省新乡市先臣振动机械有限公司产品，型号xcc600-3S；所述高速冷冻离心机为日本日立株式会社产品，型号CR21GⅢ。

实施例1

以1000g市售的低温脱脂小麦胚芽为原料，采用中药粉碎机粉碎20s，按所得脱脂小麦胚芽粉与水1:30的质量比将粉体搅拌成均匀的麦胚浆料，调节pH至9.5，搅拌20min，依次通过100目、200目、325目的超声波振动分级筛进行湿法筛分，用流量为2.0L/min的水均匀喷淋在振动筛中，筛分时间为20min。用常规方法测试和计算，得到的最终筛下物中脱脂小麦胚芽蛋白含量为40.35±1.54%(以干基计)，余量为碳水化合物和灰分，筛上物中脱脂小麦胚芽蛋白损失量约占原料脱脂小麦胚芽总蛋白的5%-10%，筛上物可用于制备麦胚膳食纤维。

实施例2

以1000g市售的低温脱脂小麦胚芽为原料，采用中药粉碎机粉碎15s，按所得脱脂小麦胚芽粉与水1:10的质量比将粉体搅拌成均匀的麦胚浆料，调节pH至10.0，搅拌30min，依次通过100目、200目、325目的超声波振动分级筛进行湿法筛分，用流量为1.5L/min的水均匀喷淋在振动筛中，筛分时间为30min，得到的最终筛下物采用冷冻离心机离心分离20min，转速5000rmp，将所得上清液用1mol/L HCl调节pH至4.0得到蛋白沉淀物，再按水与蛋白沉淀物1.5：1的质量比用软水对其进行洗涤，并用1.0mol/L的NaOH调节pH至7.0，将所得蛋白凝乳加热至85℃，低温灭菌15min（或者于130℃高温瞬间灭菌10s后急冷至50-60℃），随后进行喷雾干燥得到麦胚蛋白产品。用常规方法测试和计算，最终脱脂小麦胚芽蛋白的纯度和得率分别达到87.35%和65.12%，蛋白分散性、乳化性、起泡性及持水和持油能力良好，此外，超声波振动湿法筛分的筛上物可用于制备麦胚膳食纤维。

下面通过对照试验说明本发明的效果：

对比例1：干法筛分

以1000g市售同样的低温脱脂小麦胚芽为原料，采用中药粉碎机粉碎20s，依次通过60目、80目、100目筛子进行干法筛分。用常规方法测试和计算，得到的最终筛下物中脱脂小麦胚芽蛋白含量为38.04±0.20%（以干基计），余量为碳水化合物和灰分，筛上物中脱脂小麦胚芽蛋白损失量约占原料脱脂小麦胚芽总蛋白的50%-60%。

对比例2：普通湿法筛分

以1000g市售同样的低温脱脂小麦胚芽为原料，采用中药粉碎机粉碎20s，按所得脱脂小麦胚芽粉与水1:30的质量比将粉体搅拌成均匀的麦胚浆料，调节pH至9.5，搅拌20min，依次通过100目、200目、325目筛子进行湿法筛分。用常规方法测试和计算，得到的最终筛下物中脱脂小麦胚芽蛋白的含量为37.96±0.98%（以干基计），余量为碳水化合物和灰分，筛上物中脱脂小麦胚芽蛋白损失量约占原料脱脂小麦胚芽总蛋白10%-20%。

用实施例1的试验结果与对比例1和对比例2的试验结果进行比较，结果见表1。

表 1

表1的对比结果以及实施例2的试验结果表明，本发明提供的超声波振动湿法分级筛分和传统的干法筛分和普通湿法筛分相比，筛分效率高，能提高麦胚浆料残渣中蛋白的溶出量，减少蛋白损失，再结合离心沉降分离及碱溶酸沉法提取小麦胚芽蛋白，所得最终产品中麦胚蛋白纯度和得率较高，蛋白分散性、乳化性、起泡性及持水和持油能力均良好，还可从筛上物中获得另一种高附加值产品——麦胚膳食纤维。

Claims

1. 一种脱脂小麦胚芽蛋白的提取方法，其步骤如下：

所述调质处理步骤的工艺方法为：将经过所述酸沉和水洗步骤得到的蛋白凝乳调节pH至6.5-7.0；

所述灭菌干燥步骤的工艺方法为：将所述调质处理步骤得到的蛋白凝乳加热至80-90℃，低温灭菌10-15min，之后进行喷雾干燥。

2.根据权利要求1所述脱脂小麦胚芽蛋白的提取方法，其特征在于所述粉碎机对原料进行粉碎的时间为5s-30s。

3.根据权利要求1所述脱脂小麦胚芽蛋白的提取方法，其特征在于所述麦胚浆料中脱脂小麦胚芽粉与水的质量比为1:10-1:30。

4.根据权利要求1所述脱脂小麦胚芽蛋白的提取方法，其特征在于所述湿法筛分采用目数由上至下依次为60-100目、120-200目、250-400目的超声波振动三级筛，用流量为0.3-3.5L/min的水均匀喷淋在振动筛中，筛分时间为20-30min。

5.根据权利要求1所述脱脂小麦胚芽蛋白的提取方法，其特征在于所述离心机转速3000-5000rmp。