CN103518943A

CN103518943A - 一种利用多频超声波从菜籽饼提取蛋白的方法

Info

Publication number: CN103518943A
Application number: CN201310493348.4A
Authority: CN
Inventors: 张文伟; 毛辉
Original assignee: DANYANG ZHENGDA GREASE Co Ltd
Current assignee: DANYANG ZHENGDA GREASE Co Ltd
Priority date: 2013-10-20
Filing date: 2013-10-20
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明涉及蛋白制备工程及农产品加工副产物再利用领域，具体涉及营养食品蛋白生产技术，具体是涉及一种利用多频非接触式超声波促进菜籽饼粕蛋白的溶解，进而获取菜籽饼粕分离蛋白的制备方法，包括步骤（a）配液、（b）超声波处理、（c）浸提，超声波处理频率和功率分别为25kHz和600W，28kHz和600W，40kHz和600W的条件下进行单独超声、顺序超声或三频同时超声处理。采用上述方法后，本发明使用超声处理菜籽饼粕溶液，浸提液在浸提过程中逆流循环，设备留有便于放大的接口，多频超声和提取得率高、浸提时间短等优点，是一种绿色高效浸提和便于放大的改进技术。

Description

一种利用多频超声波从菜籽饼提取蛋白的方法

技术领域

本发明涉及蛋白制备工程及农产品加工副产物再利用领域，具体涉及营养食品蛋白生产技术，具体是涉及一种利用多频非接触式超声波促进菜籽饼粕蛋白的溶解，进而获取菜籽饼粕分离蛋白的制备方法。

背景技术

油菜籽是我国主要的油料作物之一，菜籽油中脂肪酸组成合理且比例平衡，同时由于是植物的种实，因含有一定的磷脂，且不含胆固醇，倍受人们的青睐，我国是全世界最大的生产和消费油菜籽油的国家，年产量超过1200万吨，同时作为菜籽油加工的主要副产物，菜籽饼粕产量达到700万吨，目前主要(80%以上)利用方式为农林种植肥料使用，少部分(10%以下)加工为水产养殖饲料，造成这类蛋白资源生物利用度不高的现状。

菜籽饼粕的蛋白含量一般占菜籽饼粕质量百分含量的40%左右，然而由于菜油的压榨过程不可避免引起蛋白变性，使得菜籽饼粕蛋白溶解度降低，难以进一步加工利用。

中国发明专利申请Zl200610097963.3公开了“从菜籽饼粕中提取菜籽蛋白和植酸钙的工艺方法”主要采用常规的氢氧化钠浸提法，接着盐酸调pH等电点沉淀获得蛋白。然而碱提醇沉法，需要大量使用氢氧化钠和盐酸溶液，在实际进一步放大，甚至生产中将对环境造成污染，且蛋白得率不高，直接影响蛋白的利用度。中国发明专利申请201010142446.X公开了采用生物处理的方法，利用固体发酵、纤维素酶处理来提高菜籽饼粕蛋白提取率的方法，经过固体发酵或酶处理，菜籽蛋白的提取率比对照组分别提高了18.94%、43.37%。此方法较碱提酸沉提取率有增加，然而此生物处理法，需要发酵时间24-48h，同时需要接种24h培养的米曲种子液，或者采用添加纤维素酶，在40-55℃，酶解1.5-3.5h，经过生物处理后，仍然需要氢氧化钠调pH11浸提。201110259353.X公开了采用超声-微波协同提取菜籽蛋白的方法，此法在超声波频率40kHz、功率50W，微波功率80W条件下进行，获得较传统水相萃取法提取率提高7.74%，提取时间缩短5倍。此法超声使用频率和功率固定，未涉及功率和频率对浸提效果影响的概念，在实施方案中未单独考察微波和超声分别对提取率的影响，同时实施方案只进行1次，未能清晰阐明超声和微波各自的影响，同时缺乏适合工业化放大的信息特征。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种操作简单，效率高的从菜籽饼中提取蛋白的方法。

为解决上述的技术问题，本发明一种利用多频超声波从菜籽饼提取蛋白的方法，包括以下步骤：

（a）配液：将菜籽饼粕粉碎后过40目筛网，按照料液比1∶30g/mL，加氢氧化钠调pH11.5；

（b）超声波处理：控制超声波频率和功率对配好的溶液进行超声处理；

（c）浸提：控制环境温度30±2℃，实际浸提液温度30-40℃，浸提时间60min，3000r/min，离心15min，获得菜籽饼粕浸提液，经常规方法干燥即可得到菜籽蛋白。

进一步的，步骤（b）中在超声波处理频率和功率分别为25kHz和600W，28kHz和600W，40kHz和600W的条件下进行单独超声、顺序超声或三频同时超声处理。

进一步的，超声浸提过程泵以32L/min单个设备内自循环浸提液，且设置有多个设备间外循环进行串联的接口。

采用上述方法后，本发明使用超声处理菜籽饼粕溶液，浸提液在浸提过程中逆流循环，设备留有便于放大的接口，多频超声和提取得率高、浸提时间短等优点，是一种绿色高效浸提和便于放大的改进技术。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明以下测定方法用于测定菜籽饼粕原料和浸提液蛋白含量，以及改进方法较常规方法提高的计算：

菜籽饼粕蛋白含量：

基于干重菜籽饼粕蛋白质量百分比含量定义为定量微量凯氏定氮法（国标:GB/T5009.5-2003）测定氮含量，乘以6.25系数换算而来。

浸提液蛋白含量：

基于浸提中所采用的菜籽饼粕中蛋白质量为基数，考马斯亮蓝法测定浸提液中蛋白质含量，获得浸提液中所溶解的分离蛋白质量的质量百分比，即为：浸提液中所溶解的分离蛋白质量的质量×100/菜籽饼粕蛋白质量。

菜籽饼粕蛋白的提取率较对照组提高：（改进方法的提取率-常规方法的提取率）×100/常规方法的提取率。

采用菜籽饼粕原料蛋白质含量37.79%，下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。

菜籽饼粕蛋白3个频率单个浸提、顺序多频（3频）、3个频率同时浸提与常规菜籽饼粕蛋白提取方法比较：

常规方法：将菜籽饼粕40目筛网粉碎，按照料液比1∶30g/mL(菜籽饼粕10g，自来水300mL)自来水溶解为悬浊液，0.5mol/L氢氧化钠溶液调pH11.5，环境温度30±2℃，实际水浴浸提温度分别设定30和40℃，浸提过程100r/min持续搅拌，转子长2cm，浸提时间60min，3000r/min离心15min，获得菜籽饼粕浸提液，考马斯亮蓝法测定蛋白质含量，获得提取率分别为25.95%（30℃）和27.85%（40℃）。

实施例1

将菜籽饼粕40目筛网粉碎，按照料液比1∶30g/mL(菜籽饼粕1067g，自来水32L)，先加氢氧化钠50g，接着调pH11.5，环境温度30±2℃，实际浸提液温度30～40℃，超声频率25kHz，超声功率600W，浸提时间60min，循环流量32L/min（约浸提液每分钟循环1次），获得菜籽饼粕浸提液，考马斯亮蓝法测定蛋白质含量，获得提取率34.65%。

通过对上述方法的比较可以得出：与传统方法比较，菜籽饼粕蛋白的提取率较对照组提高24.42%(传统方法27.85%，40℃)～33.53%(传统方法25.95%，30℃)，即24.42～33.53%。

实施例2

将菜籽饼粕40目筛网粉碎，按照料液比1∶30g/mL(菜籽饼粕1067g，自来水32L)，先加氢氧化钠50g，接着调pH11.5，环境温度30±2℃，实际浸提液温度30～40℃，超声频率28kHz，超声功率600W，浸提时间60min，循环流量32L/min（约浸提液每分钟循环1次），获得菜籽饼粕浸提液，考马斯亮蓝法测定蛋白质含量，获得提取率37.78%。

通过对上述方法的比较可以得出：与传统方法比较，菜籽饼粕蛋白的提取率较对照组提高35.66%(传统方法27.85%，40℃)～45.59%(传统方法25.95%，30℃)，即35.66～45.59%。

实施例3

将菜籽饼粕40目筛网粉碎，按照料液比1∶30g/mL(菜籽饼粕1067g，自来水32L)，先加氢氧化钠50g，接着调pH11.5，环境温度30±2℃，实际浸提液温度30～40℃，超声频率40kHz，超声功率600W，浸提时间60min，循环流量32L/min（约浸提液每分钟循环1次），获得菜籽饼粕浸提液，考马斯亮蓝法测定蛋白质含量，获得提取率38.80%。

通过对上述方法的比较可以得出：与传统方法比较，菜籽饼粕蛋白的提取率较对照组提高39.32%(传统方法27.85%，40℃)～49.52%(传统方法25.95%，30℃)，即39.32～49.52%。

实施例4

将菜籽饼粕40目筛网粉碎，按照料液比1:30g/mL(菜籽饼粕1067g，自来水32L)，先加氢氧化钠50g，接着调pH11.5，环境温度30±2℃，实际浸提液温度30～40℃，顺序多频（3频）法，超声频率25、28、40kHz，超声功率都采用100%功率600W，各超声20min（合计浸提时间60min），循环流量32L/min（约浸提液每分钟循环1次），获得菜籽饼粕浸提液，考马斯亮蓝法测定蛋白质含量，获得提取率36.80%。

通过对上述方法的比较可以得出：与传统方法比较，菜籽饼粕蛋白的提取率较对照组提高32.14%(传统方法27.85%，40℃)～41.81%(传统方法25.95%，30℃)，即32.14～41.81%。

实施例5

将菜籽饼粕40目筛网粉碎，按照料液比1∶30g/mL(菜籽饼粕1067g，自来水32L)，先加氢氧化钠50g，接着调pH11.5，环境温度30±2℃，实际浸提液温度30～40℃，3个频率同时浸提法，超声频率25、28、40kHz，超声功率600W，三频同时工作，浸提时间20min，循环流量32L/min（约浸提液每分钟循环1次），获得菜籽饼粕浸提液，考马斯亮蓝法测定蛋白质含量，获得提取率42.10%。

通过对上述方法的比较可以得出：与传统方法比较，菜籽饼粕蛋白的提取率较对照组提高51.17%(传统方法27.85%，40℃)～62.24%(传统方法25.95%，30℃)，即51.17～62.24%。

需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换、或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims

1.一种利用多频超声波从菜籽饼提取蛋白的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.按照权利要求1所述的一种利用多频超声波从菜籽饼提取蛋白的方法，其特征在于：步骤（b）中在超声波处理频率和功率分别为25kHz和600W，28kHz和600W，40kHz和600W的条件下进行单独超声、顺序超声或三频同时超声处理。

3.按照权利要求2所述的一种利用多频超声波从菜籽饼提取蛋白的方法，其特征在于：超声浸提过程泵以32L/min单个设备内自循环浸提液，且设置有多个设备间外循环进行串联的接口。