CN108244329A - 一种藜麦胚芽蛋白粉的制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种藜麦胚芽蛋白粉的加工生产技术，具体表现为以藜麦的胚芽为原料分离提取蛋白粉的生产流程。具体步骤为(1)脱壳藜麦粉碎机粉碎分离出胚芽，纯化后磨浆并过滤；(2)所得液浆离心分离沉淀和水溶性蛋白液(上清液)；(3)沉淀加水溶解并加入1M NaOH致液浆NaOH的终浓度在0.02‑0.04M，获得藜麦胚芽蛋白碱提取液；(4)胚芽蛋白碱提取液用盐酸调pH至5.0，离心收集蛋白沉淀，并用洗涤沉淀除盐离子；(5)用水溶性蛋白液溶解第(4)步的蛋白沉淀并用超滤膜超滤浓缩；(6)浓缩后的蛋白液经喷雾干燥获得高纯度藜麦胚芽蛋白粉。此工艺分离提取藜麦胚芽蛋白粉蛋白回收率达90％，蛋白纯度达95％以上。

Description

一种藜麦胚芽蛋白粉的制备工艺

技术领域

本发明涉及藜麦蛋白粉的制备，描述了一种藜麦胚芽蛋白粉的制备工艺。

背景技术

藜麦(Chenopodium quinoa Willd)原产于南美洲安第斯山区，是印加土著居民的主要传统食物，有5000-7000多年的食用和种植历史，由于其具有独特的丰富、全面的营养价值，古代印加人称之为“粮食之母”。藜麦属于藜科植物，具有耐寒、耐旱、耐瘠薄、耐盐碱等特性，是喜冷凉和高海拔的作物，藜麦不仅是一种能耐受多种非生物胁迫的作物，而且其种子的营养价值超过现有的任何一种主要的粮食作物，种子含有丰富的矿物质、不饱和脂肪酸和丰富的蛋白质。藜麦蛋白不含麸质，氨基酸种类齐全而且比例均衡，人体必需氨基酸如：赖氨酸和甲硫氨酸含量丰富。藜麦蛋白的营养价值不仅超过了豆类蛋白，完全可以与肉类蛋白相媲美，藜麦蛋白可以作为人体膳食蛋白的全部来源，因此，藜麦是未来保证人类饮食健康和蛋白质的重要粮食作物。藜麦在1980年代被美国宇航局用于宇航员的太空食品。联合国粮农组织认为藜麦是唯一一种单体植物即可基本满足人体基本营养需求的食物，正式推荐藜麦为最适宜人类的完美的全营养食品。联合国将2013年宣布为国际藜麦年，以促进人类营养健康和食品安全，实现千年发展目标。藜麦作为植物却含有具有接近人体氨基酸组成的优质蛋白质，藜麦的大量种植和深加工可以减少养殖业对饲料、圈舍、人力的投入，是解决人类社会高速发展过程中——粮食供给不足与耕地有限、人类营养需求与环境污染(破坏)、农业可持续发展与节能减排等冲突的有效途径，对促进食品安全、食品营养、乃至三农问题都有不可替代作用，是未来最具潜力的农作物之一。

研究藜麦蛋白提取和加工工艺将有利于提高藜麦蛋白的利用和改善人们的蛋白质来源，促进人们健康饮食。藜麦作为一种优良的粮食作物，2011在中国开始引种大面积种植种植，藜麦产品的深加工研究相对较少，以往藜麦蛋白粉的制备都是以全部种子为原料，专利201510422043.3也公开了一种以藜麦种子为原料制备蛋白粉的工艺，但是该工艺提取分离的藜麦蛋白的回收率和纯度不高，即蛋白回收率在85％以上，蛋白纯度在90％以上，且制备过程中需要添加一些酶来除淀粉，操作过程复杂，生产成本高，不适合工业化生产。藜麦种子胚乳占种子大小的80％，胚芽占20％，但胚芽蛋白含量确占种子总蛋白的65％以上，以胚芽为原料制备蛋白粉比以种子为原料制备蛋白粉产出率高，基于此，本专利发明采用藜麦胚芽为原料制备蛋白粉。截至目前，尚未有利用藜麦胚芽为原料，以高回收率高效率的加工工艺制备蛋白粉的相关报道。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种以藜麦胚芽为原料制备蛋白粉的工艺，利用现代技术分离出藜麦胚芽，以藜麦胚芽蛋白中水溶性蛋白和不溶性蛋白分别提取纯化的方法，来获得高质量的蛋白粉，提取分离的蛋白回收率达90％，蛋白纯度达95％以上，且制备过程中不需要添加酶除淀粉，制备工艺简单方便，适合工业化生产。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种制备藜麦蛋白粉的材料，所述材料为：藜麦胚芽。

藜麦胚芽中蛋白的含量占总种子蛋白含量的65％以上，以藜麦种子为原材料制备蛋白粉，可以提高蛋白粉的产出率。

本发明还提供了一种上述材料制备蛋白粉的制备工艺，包括，

藜麦胚芽分离和纯化后磨浆并过滤；

磨浆离心，分离提取水溶性蛋白和水不溶性蛋白；

上述所得蛋白超滤浓缩、干燥，即得蛋白粉。

优选的，具体步骤如下：

(1)藜麦脱壳种子用粗磨粉碎成颗粒，先40目筛子过滤，再100目筛子过滤，纯化，得到纯胚芽。

本发明将藜麦脱壳种子粉碎后，用40目筛子可以去除未粉碎的藜麦，用100目筛子去除已成粉末的淀粉。因此，通过100目筛子过滤就可以直接除去淀粉，不需要添加酶去除，操作简单方便，同时减少了生产成本。

(2)纯化胚芽加水用胶体磨磨成液浆，常温超生波辅助破碎，300目筛子过滤。

本发明用超生波辅助破碎是为了将胚芽充分破碎，提高胚芽蛋白的浓度，超生结束后过300目筛网过滤是为了除未破碎胚芽。

(3)胚芽水溶性蛋白的提取

液浆离心，分离沉淀和上清液，上清液即为藜麦胚芽水溶性蛋白。

本发明通过离心，将胚芽蛋白中水溶性蛋白和不溶性蛋白分离，上清液为藜麦胚芽水溶性蛋白，下沉淀中含藜麦胚芽水不溶性蛋白，该方法操作简单方便，分开提取蛋白为提高蛋白回收率和纯化粉奠定了基础。

(4)胚芽水不溶性蛋白的提取

a.液浆离心所得的沉淀水溶后加入1M NaOH致液浆NaOH的终浓度在0.02-0.04M，搅拌，离心，收集上清液。为了进一步提高蛋白的回收率，离心后的沉淀洗涤两次，将洗涤液与上清液合并。

b.1M盐酸调上清液pH值至5.0，静置，离心，收集沉淀。

c.洗涤沉淀，每次洗涤后离心并保留沉淀。洗涤的目的是除盐离子。

(企业生产中蛋白原浆用1M盐酸调节pH值至7.0，用电渗析脱盐)。

(5)第(3)步所得的水溶性蛋白溶解步骤(4)洗涤后的蛋白沉淀，搅拌均匀，并超滤浓缩获得藜麦胚芽蛋白精制蛋白液。

(6)精制蛋白液经离心喷雾干燥，获得高纯度藜麦蛋白粉。

优选的，步骤(1)中，所述的颗粒大小为0.5mm左右。

优选的，步骤(1)中，所述的胚芽的的纯化用风选或水选。

进一步优选的，步骤(1)中，所述的胚芽的的纯化用风选。

优选的，步骤(1)中，所述的纯化后胚芽占到筛选物的40％以上，最好到达80％以上。

优选的，步骤(2)中，所述的胚芽与水的料液比为1:5-1:6(重量体积比)。

优选的，步骤(2)中，所述的超声波辅助破碎时间为30-35min，功率为450瓦。

优选的，步骤(3)中，所述的离心转速为8000rpm，离心时间30-35min。

优选的，步骤(4)中，所述的胚芽粉与NaOH的料液比为1:5-1:6

优选的，步骤(4)a中，所述的搅拌时间是2小时。

优选的，步骤(4)a中，所述的离心速率8000rpm，离心时间25-35min。

优选的，步骤(4)a中，所述的沉淀洗涤用0.02-0.04M NaOH。

优选的，步骤(4)b中，所述的静置时间为25-35min。

优选的，步骤(4)b中，所述的离心速率为8000rpm，离心时间10-15min。

优选的，步骤(4)c中，所述的洗涤试剂为5倍于沉淀重量的纯净水，洗涤3次。

优选的，步骤(5)中，所述的超滤膜孔径大小为10KD。

优选的，步骤(5)中，所述的超滤浓缩温度25-40℃。

优选的，步骤(5)中，所述的超滤浓缩的压力差为0.05-0.3MPa。

优选的，步骤(5)中，所述的超滤浓缩体积为原胚芽浆的体积的1/3-1/4。

优选的，步骤(6)中，所述的喷雾干燥的进风温度为110-140℃，

优选的，步骤(6)中，所述的转速为8000-12000rpm，

优选的，步骤(6)中，所述的出口温度为50-70℃。

本发明的有益效果

1.本发明以藜麦胚芽为原料制备蛋白粉，蛋白粉产出率高，将藜麦胚芽蛋白中水溶性蛋白和水不溶性蛋白分别提取纯化，为提高蛋白回收率和纯化粉奠定了基础。

2.本发明的藜麦胚芽蛋白粉制备工艺使蛋白回收率达90％，蛋白纯度达95％以上。

3.本发明的制备工艺简单方便，将藜麦脱壳种子粉碎后用100目的筛子过滤，即可将已成粉末的淀粉过滤，无需再加入酶试剂来除淀粉，节省了原材料和生产成本的投入。

说明书附图

图1是藜麦胚芽蛋白粉生产流程图。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明特征及其它相关特征作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：

实施例1

藜麦种子经粉碎机粗粉后，分别过40目和100目的筛子，回收100目筛子的截留物，经风选去皮和大颗粒胚乳块，纯化胚芽，使其占到截留物的80％以上。藜麦胚芽用粉碎机彻底粉碎成粉并过100目筛子，准确称取1g过筛后的胚芽粉，按照料液比1:6的比例加入纯净水6ml，混合均匀后超声波辅助破碎30分钟，超声功率为450瓦，超声温度控制在25-40℃。超声破碎结束后8000rpm离心30分钟，收集上清备用，上清即为水溶性蛋白液，沉淀加6ml水溶解并加入120μL 1M的NaOH混合均匀，37℃提取2小时后8000rpm离心15分钟并收集上清液，离心沉淀用0.02M NaOH洗涤两次，所得洗涤液与上清合并获得胚芽蛋白碱提取液。胚芽蛋白碱提取液用1M盐酸调节pH值至5.0，静置30分钟，8000rpm离心15分钟，保留沉淀。离心所得沉淀用5ml纯净水洗涤沉淀三次，每次洗涤后均需8000rpm离心15分钟。用水溶性蛋白液溶解洗涤后的碱提取蛋白沉淀，搅拌均匀，形成藜麦蛋白精制蛋白液。精制蛋白液经冷冻干燥制成蛋白粉。经此工艺分离提取的藜麦胚芽蛋白粉为0.3678g，回收率为93％，蛋白纯度达89.6％。

实施例2

藜麦种子经粉碎机粗粉后，分别过40目和100目的筛子，回收100目筛子的截留物，经水选去皮和大颗粒胚乳块，纯化胚芽，使其占到截留物的95％以上，准确称取1g(鲜重)泡水后的胚芽，按照料液比1:6的比例加入纯净水6ml，混合均匀后超声波辅助破碎30分钟，超声功率为450瓦，超声温度控制在25-40℃。超声破碎结束后8000rpm离心30分钟，收集上清备用，上清即为水溶性蛋白液，沉淀加6ml水溶解并加入120μL 1M的NaOH混合均匀，37℃提取2小时后8000rpm离心15分钟并收集提取液，离心沉淀用0.02M NaOH洗涤两次，所得洗涤液与离心提取液合并获得胚芽蛋白碱提取液。胚芽蛋白碱提取液用1M盐酸调节pH值至5.0，静置30分钟，8000rpm离心15分钟，保留沉淀。离心所得沉淀用5ml纯净水洗涤沉淀三次，每次洗涤后均需8000rpm离心15分钟。用水溶性蛋白液溶解洗涤后的碱提取蛋白沉淀，搅拌均匀，形成藜麦蛋白精制蛋白液。精制蛋白液经冷冻干燥制成蛋白粉。经此工艺分离提取的藜麦胚芽蛋白粉为0.2992g，回收率为94.2％，蛋白纯度达87.3％。

实施例3

藜麦种子经粉碎机粗粉后，分别过40目和100目的筛子，回收100目筛子的截留物，经风选去皮和大颗粒胚乳块，纯化胚芽，使其占到截留物的80％以上。藜麦胚芽用粉碎机彻底粉碎成粉并过100目筛子，准确称取100g过筛后的胚芽粉，按照料液比1:6的比例加入纯净水60ml，混合均匀后超声波辅助破碎30分钟，超声功率为450瓦，超声温度控制在25-40℃。超声破碎结束后8000rpm离心30分钟，收集上清备用，上清即为水溶性蛋白液，沉淀加60ml水溶解并加入1200μL 1M的NaOH混合均匀，37℃提取2小时后8000rpm离心15分钟并收集提取液，离心沉淀用0.02M NaOH洗涤两次，所得洗涤液与离心提取液合并获得胚芽蛋白碱提取液。胚芽蛋白碱提取液用1M盐酸调节pH值至5.0，静置30分钟，8000rpm离心15分钟，保留沉淀。离心所得沉淀用15ml纯净水洗涤沉淀三次，每次洗涤后均需8000rpm离心15分钟。用水溶性蛋白液溶解洗涤后的碱提取蛋白沉淀，搅拌均匀，形成藜麦蛋白精制蛋白液。精制蛋白液经喷雾燥制成蛋白粉。经此工艺分离提取的藜麦胚芽蛋白粉为35.62g，回收率为90.3％，蛋白纯度达92.6％。

最后应该说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种制备藜麦蛋白粉的材料，其特征在于，所述材料为：藜麦胚芽。

2.一种权利要求1所述的材料制备蛋白粉的工艺，包括，

藜麦胚芽分离和纯化后磨浆并过滤；

磨浆离心，分离提取水溶性蛋白和水不溶性蛋白；

上述所得蛋白超滤浓缩、干燥，即得蛋白粉。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征是，其步骤为：

(1)藜麦脱壳种子用粗磨粉碎成颗粒，先40目筛子过滤，再100目筛子过滤，纯化，得到纯胚芽。

(2)纯胚芽加水用胶体磨磨成液浆，常温超生波辅助破碎，过滤。

(3)胚芽水溶性蛋白的提取

液浆离心，分离沉淀和上清液，上清液即为藜麦胚芽水溶性蛋白。

(4)胚芽水不溶性蛋白的提取

a.液浆离心所得的沉淀水溶后加入1M NaOH致液浆NaOH的终浓度在0.02-0.04M，搅拌，离心，收集上清液。为了进一步提高蛋白的回收率，离心后的沉淀洗涤两次，将洗涤液与上清液合并。

b.1M盐酸调上清液pH值至5.0，静置，离心，收集沉淀。

c.洗涤沉淀，每次洗涤后离心并保留沉淀。洗涤的目的是除盐离子。

企业生产中蛋白原浆用1M盐酸调节pH值至7.0，用电渗析脱盐。

(5)第(3)步所得的水溶性蛋白溶解步骤(4)洗涤后的蛋白沉淀，搅拌均匀，并超滤浓缩获得藜麦胚芽蛋白精制蛋白液。

(6)精制蛋白液经离心喷雾干燥，获得高纯度藜麦蛋白粉。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中藜麦胚芽的纯化用风选或水选的方式，优选的，用风选。

5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中纯化胚芽占到筛选物的40％以上，最好到达80％以上。

6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中胚芽与水的料液比为1:5-1:6，超声波辅助破碎时间为30-35min，功率为450瓦。

7.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中离心转速为8000rpm，离心时间30-35min。

8.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)a中胚芽粉与NaOH的料液比为1:5-1:6。

9.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)a中沉淀洗涤用0.02-0.04MNaOH。

10.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(5)中超滤浓缩体积为原胚芽浆的体积的1/3-1/4。