CN105924495A - 一种高纯度亚麻籽蛋白的高效制备方法 - Google Patents

一种高纯度亚麻籽蛋白的高效制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种亚麻籽蛋白的制备方法，步骤如下：1)取脱脂的亚麻籽粕，烘干，粉碎，得到亚麻籽粕粉；2)取亚麻籽粕粉，与10～30倍(v/m)的NaCl溶液混匀，提取；3)将亚麻籽粕粉提取液离心，去残渣，得上清，即为亚麻籽蛋白粗提液；4)将亚麻籽粕蛋白粗提液的NaCl浓度调至0.02‑0.05mol/L，加入精混阴阳离子交换树脂中，搅拌至pH值的变动范围小于0.2为；5)用pH为9‑11的NaOH溶液冲洗离子交换树脂；6)用pH为4‑6的NaCl溶液冲洗离子交换树脂，得到亚麻籽蛋白提取液；7)干燥，即可。本发明方法可以有效提取亚麻籽蛋白，提取率高，工艺步骤简单，成本低廉，且制备得到的亚麻籽蛋白纯度也非常高，效果优良。

Description

一种高纯度亚麻籽蛋白的高效制备方法
技术领域
本发明涉及一种高纯度亚麻籽蛋白的高效制备方法。
背景技术
亚麻籽为亚麻科亚麻属植物亚麻(Linum usitatissimum L.)的干燥成熟种子，别名胡麻籽、胡麻仁，原产地中海地区，现中国各地均有栽培，但以北方和西南地区较为普遍，有时逸为野生。亚麻籽是一种重要的药食兼用的植物资源，被收载于《中国药典》，味甘、性平，具有润燥、祛风等功效。现代药理研究表明，亚麻籽具有多种生物活性，包括抗肿瘤作用、抗氧化作用、免疫抑制作用和降血糖血脂等作用。亚麻籽为平椭圆形，长4-7mm，宽2.5mm左右，厚1.5mm，千粒重为3.5-11g。亚麻籽由表皮、外壳和子叶组成。表皮层厚0.1-0.2mm，主要是淀粉等糖类复杂化合物。子叶占种子重量的一半略多，含大多数的油和蛋白质。油存在细胞内，蛋白主要存在于糊粉粒中，其余作为细胞本身结构而存在，壳与肉的分离较为困难。
亚麻籽含蛋白一般在10％-30％，亚麻籽中的蛋白除了赖氨酸含量较低外，富含其他各种氨基酸。根据研究结果表明，与大豆相比，亚麻籽中含有更多地天门冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸和精氨酸。亚麻籽中蛋白质主要有12S组分组成，它含3％α-螺旋和17％β-折叠，80％的自由转折，另外还含有一定量的2S组分。
目前，国内外报道亚麻分离蛋白是以脱脂亚麻籽或脱胶脱脂亚麻籽为原料，采用碱溶酸沉的方法提取。以脱脂亚麻籽为原料提取亚麻分离蛋白时，因为亚麻籽富含胶质干扰蛋白的分离和沉淀，提取的难度很大，用脱胶脱脂亚麻籽提取亚麻蛋白时，氮回收率有所提高，提取率约为42％，蛋白质的纯度到达89.37％，然而亚麻籽在脱胶后脱脂前需要耗费大量的能源进行干燥，该工艺各产品的生产成本较高，所以至今没有应用到工业生产中。
许光映等，“亚麻分离蛋白提取工艺的研究”中国粮油学报2013年3月第28卷第3期公开了一种改进的以脱脂亚麻籽为原料提取亚麻籽蛋白的方法，但是得率仍然很底，只有52.17％。
急需提供一种高得率的亚麻籽蛋白提取方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种新的、高得率的、以脱脂亚麻籽为原料提取亚麻籽蛋白的方法。
本发明亚麻籽蛋白的制备方法，步骤如下：
1)取脱脂的亚麻籽粕，烘干，粉碎，得到亚麻籽粕粉；
2)取亚麻籽粕粉，与10～30倍(v/m)的NaCl溶液混匀，提取，提取的温度为45-70℃，提取液pH为6.5-11，提取的时间为45-90min，得亚麻籽粕粉提取液，其中，NaCl溶液的浓度为0.5-1.5mol/L；
3)将亚麻籽粕粉提取液离心，去残渣，得上清，即为亚麻籽蛋白粗提液；
4)将亚麻籽粕蛋白粗提液的NaCl浓度调至0.02-0.05mol/L，加入精混阴阳离子交换树脂中，搅拌至pH值的变动范围小于0.2为止，其中，粗提液与精混阴阳离子交换树脂的体积比为1:1-1:4，精混阴阳离子交换树脂中的阳离子交换树脂与阴离子交换树脂的体积比为1:2-1:5；
5)用pH为9-11的NaOH溶液冲洗离子交换树脂；
6)用pH为4-6的NaCl溶液冲洗离子交换树脂，NaCl溶液的浓度为0.01-0.05mol/L，得到亚麻籽蛋白提取液；
7)对步骤6)所得的亚麻籽蛋白提取液进行干燥，即可。
步骤(1)中，粉碎后过60目筛。
步骤(2)中，采用超声波辅助提取，超声波的强度为125-500W；和/或，提取的次数为3次。
步骤(2)中，亚麻籽粕粉与NaCl溶液的比例为1:20(m/v)，提取温度为50℃，提取液pH为9，提取时间为60min，NaCl的浓度为0.8mol/L，超声波辅助提取强度为250W。
步骤(3)中，所述离心的离心力为2000rpm，离心的时间为30min。
步骤(4)中，所述精混阴阳离子交换树脂是阳离子树脂与阴离子树脂的精混树脂；优选地，所述精混阴阳离子交换树脂是强酸性苯乙烯系阳离子树脂与强碱苯乙烯系阴离子树脂的精混树脂；进一步优选地，所述精混阴阳离子交换树脂是001×7强酸性苯乙烯系阳离子树脂和201×7强碱苯乙烯系阴离子树脂的精混树脂，或者D001大孔强酸性苯乙烯系阳离子树脂和D202大孔强碱性苯乙烯系阴离子树脂的精混树脂。
步骤(4)中，将亚麻籽粕蛋白粗提液的NaCl浓度调至0.02mol/L，加入精混阴阳离子交换树脂中，其中，粗提液与精混阴阳离子交换树脂的比例为1:4(V/V)，精混阴阳离子交换树脂中的阳离子交换树脂与阴离子交换树脂的体积比为1:5。
步骤(5)中，用pH为9的NaOH溶液对离子交换树脂进行冲洗。
步骤(6)中，用pH为5的NaCl溶液冲洗离子交换树脂，NaCl的离子浓度为0.02mol/L。
步骤(7)中，用冷冻干燥技术对亚麻籽蛋白进行干燥。
本发明方法为碱溶酸沉法的改良方法，可以有效提取亚麻籽蛋白，提取率高达90％以上，远远高于现有的提取率，工艺步骤简单，且制备得到的亚麻籽蛋白纯度也非常高，工业应用前景非常良好。
下面通过具体实施方式对本发明做进一步详细说明，但是并不是对本发明的限制，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。
附图说明
具体实施方式
脱脂的亚麻籽粕：亚麻籽经过脱脂后的物质，可以采用超临界二氧化碳萃取法脱脂，萃取温度为50℃，分离温度为40℃，萃取压力为30MPa，二氧化碳流速为80L/h，萃取时间2h。
实施例1：本发明高纯度亚麻籽蛋白的高效制备方法
一、制备方法
1)将脱脂的亚麻籽粕烘干，粉碎，过60目筛，得到亚麻籽粕粉；
2)将100g亚麻籽粕粉和提取溶剂NaCl溶液混合均匀，提取温度为15℃，料液比为1:10(m/v)，提取液pH为6.5，NaCl的浓度为0.5mol/L，超声波辅助提取强度为125W，提取时间为45min，提取3次，得到亚麻籽粕粉提取液3L。
3)将亚麻籽粕粉提取液离心(2000rpm，30min)，备用提取残渣，得到亚麻籽蛋白粗提液。
4)将亚麻籽粕蛋白粗提液的NaCl离子浓度调至0.03mol/L，将其精混阴阳离子交换树脂，树脂型号为001×7强酸性苯乙烯系阳离子树脂和201×7强碱苯乙烯系阴离子树脂，混合比例为1:3(V/V)，上样比例为1:1(V/V)，不停搅拌，观察pH值的变化，至pH值基本保持不变为止。
5)用pH为10的NaOH溶液对离子交换树脂进行冲洗，冲洗液为亚麻籽除去蛋白、盐和重金属的提取液。
6)用pH为4的NaCl溶液冲洗离子交换树脂，NaCl的离子浓度为0.02mol/L，得到亚麻籽蛋白提取液。
7)用冷冻干燥技术(-50℃，24h)，将6)所得的亚麻籽蛋白进行干燥，即得到亚麻籽蛋白。
二、检测
参考GB 50095-2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》第1-4页所述凯氏定氮法对亚麻籽蛋白进行测定并进行蛋白质含量计算。
经检测，亚麻籽蛋白纯度为92.4％，制备得率均为91.3％。
实施例2：本发明高纯度亚麻籽蛋白的高效制备方法
一、制备方法
1)将脱脂的亚麻籽粕烘干，粉碎，过60目筛，得到亚麻籽粕粉；
2)将100g亚麻籽粕粉和提取溶剂NaCl溶液混合均匀，提取温度为50℃，料液比为1:20(m/v)，提取液pH为9，NaCl的浓度为0.8mol/L，超声波辅助提取强度为250W，提取时间为60min，提取3次，得到亚麻籽粕粉提取液6L。
3)将亚麻籽粕粉提取液离心(2000rpm，30min)，备用提取残渣，得到亚麻籽蛋白粗提液。
4)将亚麻籽粕蛋白粗提液的NaCl离子浓度调至0.02mol/L，将其精混阴阳离子交换树脂，树脂型号为001×7强酸性苯乙烯系阳离子树脂和201×7强碱苯乙烯系阴离子树脂，混合比例为1:5(V/V)，上样比例为1:4(V/V)，不停搅拌，观察pH值的变化，至pH值基本保持不变为止。
5)用pH为9的NaOH溶液对离子交换树脂进行冲洗，冲洗液为亚麻籽除去蛋白、盐和重金属的提取液。
6)用pH为5的NaCl溶液冲洗离子交换树脂，NaCl的离子浓度为0.02mol/L，得到亚麻籽蛋白提取液。
7)用冷冻干燥技术(-50℃，24h)，将6)所得的亚麻籽蛋白进行干燥，即得到亚麻籽蛋白。
二、检测
参考GB 50095-2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》第1-4页所述凯氏定氮法对亚麻籽蛋白进行测定并进行蛋白质含量计算。
经检测，亚麻籽蛋白纯度为93.6％，制备得率均为95.7％。
实施例3：本发明高纯度亚麻籽蛋白的高效制备方法
1)将脱脂的亚麻籽粕烘干，粉碎，过60目筛，得到亚麻籽粕粉；
2)将100g亚麻籽粕粉和提取溶剂NaCl溶液混合均匀，提取温度为70℃，料液比为1:30(m/v)，提取液pH为11，NaCl的浓度为1.5mol/L，超声波辅助提取强度为500W，提取时间为90min，提取3次，得到亚麻籽粕粉提取液6L。
3)将亚麻籽粕粉提取液离心(2000rpm，30min请提供离心力和离心时间)，备用提取残渣，得到亚麻籽蛋白粗提液。
4)将亚麻籽粕蛋白粗提液NaCl离子浓度调至0.05mol/L，将其精混阴阳离子交换树脂，树脂型号为D001大孔强酸性苯乙烯系阳离子树脂和D202大孔强碱性苯乙烯系阴离子树脂，混合比例为1:2(V/V)，上样比例为1:2(V/V)，不停搅拌，观察pH值的变化，至pH值基本保持不变为止。
5)用pH为11的NaOH溶液对离子交换树脂进行冲洗，冲洗液为亚麻籽除去蛋白、盐和重金属的提取液。
6)用pH为6的NaCl溶液冲洗离子交换树脂，NaCl的离子浓度为0.05mol/L，得到亚麻籽蛋白提取液。
7)用冷冻干燥技术(-50℃，24h)，将6)所得的亚麻籽蛋白进行干燥，即得到亚麻籽蛋白。
二、检测
参考GB 50095-2010《食品安全国家标准食品中蛋白质的测定》第1-4页所述凯氏定氮法对亚麻籽蛋白进行测定并进行蛋白质含量计算。
经检测，亚麻籽蛋白纯度为90.3％，制备得率均为97.2％。
本发明方法可以有效提取亚麻籽蛋白，提取率高，工艺步骤简单，成本低廉，且制备得到的亚麻籽蛋白纯度也非常高，效果优良。

Claims (10)

1.一种亚麻籽蛋白的制备方法，其特征在于：步骤如下：
1)取脱脂的亚麻籽粕，烘干，粉碎，得到亚麻籽粕粉；
2)取亚麻籽粕粉，与10～30倍(v/m)的NaCl溶液混匀，提取，提取的温度为45-70℃，提取液pH为6.5-11，提取的时间为45-90min，得亚麻籽粕粉提取液，其中，NaCl溶液的浓度为0.5-1.5mol/L；
3)将亚麻籽粕粉提取液离心，去残渣，得上清，即为亚麻籽蛋白粗提液；
4)将亚麻籽粕蛋白粗提液的NaCl浓度调至0.02-0.05mol/L，加入精混阴阳离子交换树脂中，搅拌至pH值的变动范围小于0.2为止，其中，粗提液与精混阴阳离子交换树脂的体积比为1:1-1:4，精混阴阳离子交换树脂中的阳离子交换树脂与阴离子交换树脂的体积比为1:2-1:5；
5)用pH为9-11的NaOH溶液冲洗离子交换树脂；
6)用pH为4-6的NaCl溶液冲洗离子交换树脂，NaCl溶液的浓度为0.01-0.05mol/L，得到亚麻籽蛋白提取液；
7)对步骤6)所得的亚麻籽蛋白提取液进行干燥，即可。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中，粉碎后过60目筛。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，采用超声波辅助提取，超声波的强度为125-500W；和/或，提取的次数为3次。
4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，亚麻籽粕粉与NaCl溶液的比例为1:20(m/v)，提取温度为50℃，提取液pH为9，提取时间为60min，NaCl的浓度为0.8mol/L，超声波辅助提取强度为250W。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述离心的离心力为2000rpm，离心的时间为30min。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述精混阴阳离子交换树脂是阳离子树脂与阴离子树脂的精混树脂；优选地，所述精混阴阳离子交换树脂是强酸性苯乙烯系阳离子树脂与强碱苯乙烯系阴离子树脂的精混树脂；进一步优选地，所述精混阴阳离子交换树脂是001×7强酸性苯乙烯系阳离子树脂和201×7强碱苯乙烯系阴离子树脂的精混树脂，或者D001大孔强酸性苯乙烯系阳离子树脂和D202大孔强碱性苯乙烯系阴离子树脂的精混树脂。
7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于：步骤(4)中，将亚麻籽粕蛋白粗提液的NaCl浓度调至0.02mol/L，加入精混阴阳离子交换树脂中，其中，粗提液与精混阴阳离子交换树脂的比例为1:4(V/V)，精混阴阳离子交换树脂中的阳离子交换树脂与阴离子交换树脂的体积比为1:5。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(5)中，用pH为9的NaOH溶液对离子交换树脂进行冲洗。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(6)中，用pH为5的NaCl溶液冲洗离子交换树脂，NaCl的离子浓度为0.02mol/L。
10.据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(7)中，用冷冻干燥技术对亚麻籽蛋白进行干燥。
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