CN108782941A - 一种亚麻分离蛋白的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蛋白制备领域，公开了一种亚麻分离蛋白的制备方法，该方法包含以下步骤：1）过筛；2）超声辅助提取；3）酸沉；4）水洗分散；5）干燥。本发明通过超声辅助浸提，并严格调节各个步骤的提取参数，能够短时间提取亚麻分离蛋白，该提取方法简单，工艺成熟，适于工业实际生产，所得亚麻蛋白提取率能够达到70%以上，亚麻蛋白的蛋白含量最高能达到92.48%，适于用于食品、保健品等。

Description

一种亚麻分离蛋白的制备方法

技术领域

本发明涉及蛋白制备领域，尤其涉及一种亚麻分离蛋白的制备方法。

背景技术

亚麻蛋白中含有18种氨基酸，研究表明，亚麻蛋白中的氨基酸组成与大豆蛋白类似，而且天门冬氨酸，谷氨酸、亮氨酸和精氨酸的含量较高。亚麻蛋白与植物胶相结合，能刺激胰岛素的分泌，从而产生减少血糖过多的响应。除此之外，亚麻籽中还含有丰富的维生素A，维生素E，维生素B以及大量的微量元素，具有很高的营养价值。亚麻蛋白作为一种新兴植物蛋白，功能特性与大豆蛋白类似，具有增加营养，降低血清胆固醇，防止心脏和脑血管疾病、抗癌等独特作用。还具有一定的防癌抗病功效，已经越来越为人们所重视。

随着科学技术的进步，亚麻加工的高科技、高层次、高附加值趋势十分明显，亚麻籽是高蛋白品种，籽粒中蛋白质含量高达20％，氨基酸平衡优于其他植物蛋白，是一种重要的优质植物蛋白资源。同时，由于亚麻籽成分的功能性，亚麻籽除了作为传统食品及其配料外，目前更多的是作为药用成分而发挥其抗肿瘤、降血脂、降血糖、抗病毒、抗炎等保健功能，美国国家肿瘤研究院(LNA)已把亚麻籽作为6种抗癌植物研究对象之一。目前，亚麻籽加工产品大部分是以亚麻籽为原料制备的亚麻籽油和从亚麻籽饼中提取的木酚素，亚麻蛋白的研究较少。

申请号为200610111364.2的中国专利公开了一种亚麻蛋白的生产方法，通过低温脱脂、粉碎、水提、离心分离、盐提、离心分离、酒精浸提、离心分离、真空浓缩、喷雾干燥等工序，得到亚麻蛋白产品蛋白质含量在55-70％。但是该方法工序繁杂，所得亚麻蛋白的含量较低。

申请号为200410000874.3的中国专利公开了一种亚麻蛋白粉的生产方法，通过多次研磨、过筛，再用超微粉碎机将纤维色素和碳水化合物分离出去，得到蛋白含量为40-50％的亚麻蛋白粉，虽然该方法较为简单，但是所得亚麻蛋白粉含量较低。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种亚麻分离蛋白的制备方法，通过超声辅助浸提，并严格调节各个步骤的提取参数，能够短时间提取亚麻分离蛋白，蛋白提取率可达70％以上，亚麻蛋白的蛋白含量可达90％以上。

本发明的具体技术方案为：该方法包含以下步骤：

1)过筛：将脱脂亚麻粕粉碎，过100-180目筛；

2)超声辅助提取：取筛下物，加入蒸馏水，用1mol/L NaOH调节到预定pH，然后放入超声波仪器中提取，将超声后的混合物离心分离，收集上清液；

3)酸沉：用1mol/L HCl调节上清液到pH＝4.5，离心后倒去上清液，得到亚麻籽蛋白凝乳；

4)水洗分散：对亚麻籽蛋白凝乳进行水洗后，将其分散在去离子水中，调节至pH＝7.0；

5)干燥：将蛋白分散液粉碎、均质，经喷雾干燥后制得亚麻籽分离蛋白。

采用超声辅助提取亚麻蛋白，能够使亚麻蛋白最大限度的析出，提高亚麻蛋白提取率，加快提取速率。pH值对于蛋白质提取效率影响极大，随pH增加，蛋白质提取率增加，但是到达一定pH值后，提取率反而下降，因此提取时采用NaOH调节pH值至预定pH，提取效率最佳。提取后，调节pH＝4.5，为亚麻蛋白的蛋白质等电点，因此蛋白质大量沉淀，简单离心即可分离。

作为优选，所述步骤2)中筛下物和蒸馏水的料液比为1∶28-32。

作为优选，所述步骤2)中预定pH＝9.5。

作为优选，所述步骤2)中超声功率为360W以上，超声时间为50-70min，超声温度为35-45℃。

温度过高蛋白质易变性，温度过低，提取效果差，提取时间长，在35-45℃时，综合效果最佳。

作为优选，所述步骤2)中离心转速为3400r/min，离心时间为10-20min。

作为优选，所述步骤3)中离心转速为3400r/min，离心时间为25-35min。

作为优选，所述步骤4)中水洗重复1-2次。

作为优选，所述步骤5)中喷雾干燥工艺参数：进风温度180-200℃，出口温度70-80℃，物料浓度200g/L，进料速度2.0L/h。

作为优选，所述步骤5)中采用均质机均质，均质机压力为10MPa。

与现有技术对比，本发明的有益效果是：本发明的提取方法简单，工艺成熟，适于工业实际生产，所得亚麻蛋白提取率能够达到70％以上，亚麻蛋白的蛋白含量最高能达到92.48％，适于用于食品、保健品等。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

将脱脂亚麻粕粉碎，过100目筛，取筛下物，加入筛下物按料液比1∶30加入蒸馏水，用1mol/LNaOH调节到pH＝9.5，然后放入35℃超声波仪器中，调节超声功率360W，提取60min，将混合物倒入离心管，在3400r/min下离心15min，收集上清液。用1mol/L HCl调节上清液到蛋白等电点pH＝4.5，在3400r/min下离心30min倒去上清液，得到亚麻籽蛋白凝乳。对凝乳进行二次水洗后，将其分散在去离子水中，调节至pH＝7.0，胶体磨粉碎、均质机均质后的蛋白分散液经喷雾干燥制得亚麻籽分离蛋白。喷雾干燥工艺参数：进风温度200℃，出口温度80℃，物料浓度200g/L，进料速度2.0L/h。均质机压力：10MPa。

实施例2

将脱脂亚麻粕粉碎，过180目筛，取筛下物，加入筛下物按料液比1∶28加入蒸馏水，用1mol/L NaOH调节到pH＝9.5，然后放入40℃超声波仪器中，调节超声功率500W，提取50min，将混合物倒入离心管，在3400r/min下离心10min，收集上清液。用1mol/L HCl调节上清液到蛋白等电点pH＝4.5，在3400r/min下离心25min倒去上清液，得到亚麻籽蛋白凝乳。对凝乳进行1次水洗后，将其分散在去离子水中，调节至pH＝7.0，胶体磨粉碎、均质机均质后的蛋白分散液经喷雾干燥制得亚麻籽分离蛋白。喷雾干燥工艺参数：进风温度180℃，出口温度70℃，物料浓度200g/L，进料速度2.0L/h。均质机压力：10MPa。

实施例3

将脱脂亚麻粕粉碎，过160目筛，取筛下物，加入筛下物按料液比1∶32加入蒸馏水，用1mol/LNaOH调节到pH＝9.5，然后放入45℃超声波仪器中，调节超声功率400W，提取70min，将混合物倒入离心管，在3400r/min下离心20min，收集上清液。用1mol/L HCl调节上清液到蛋白等电点pH＝4.5，在3400r/min下离心35min倒去上清液，得到亚麻籽蛋白凝乳。对凝乳进行3次水洗后，将其分散在去离子水中，调节至pH＝7.0，胶体磨粉碎、均质机均质后的蛋白分散液经喷雾干燥制得亚麻籽分离蛋白。喷雾干燥工艺参数：进风温度190℃，出口温度75℃，物料浓度200g/L，进料速度2.0L/h。均质机压力：10MPa。

以下对本发明分离效果进行描述：

一、提取液pH值对分离蛋白提取率和蛋白含量的影响

1.试验方法

试验以氢氧化钠溶液pH值的不同设5个处理组，pH值分别为7.5、8.5、9.5、10.5、11.5，每组实验具体步骤如下：

脱脂亚麻饼粕粉碎过100-180目筛，取筛下物100g，溶于3000g水中，用lmol/LNaOH调节到预定pH＝9.5，然后放入35℃超声波仪器中，调节超声功率360W，提取60min，将混合物倒入离心管，在3400r/min下离心15min，收集上清液，测定上清液中蛋白含量，计算提取率。取上清液加入盐酸水溶液，控制pH为4.5，析出沉淀，离心分离，取沉淀冷冻干燥，得到亚麻蛋白粉。每个处理组实验重复三次，结果取平均值，考察分离蛋白的蛋白含量。

蛋白质提取率＝分离蛋白质量(g)/脱脂亚麻饼粕中蛋白质质量(g)×100％。

式中，脱脂亚麻饼粕中蛋白质质量利用微量凯氏定氮法测定，分离蛋白的质量利用考马斯亮蓝法测定。

2.结果与分析

氢氧化钠溶液pH值对分离蛋白提取率和蛋白含量的影响见表1，从表1可以看出当固液比、提取温度、提取时间固定，氢氧化钠溶液pH值由7.5增至9.5时，随着pH值的增加，分离蛋白的提取率随之增加，当pH值从9.5继续增加至11.5时，提取率反而下降。因此，为提高分离蛋白的提取率，氢氧化钠溶液的pH值以9.5为宜。当pH值为9.5时，提取得到的分离蛋白的蛋白含量最高，为92.48％。

表1.氢氧化钠溶液pH值对分离蛋白提取率和蛋白含量的影响

pH	蛋白提取率(％)	蛋白含量(％)
			7.5	17.21	86.54
8.5	18.94	89.12
			9.5	25.45	92.48
10.5	22.49	87.44
			11.5	19.33	85.67

二、提取温度对分离蛋白提取率和蛋白含量的影响

1.试验方法

试验以提取温度的不同设5个处理组，提取温度分别为30℃、35℃、40℃、45℃、50℃，55℃每组实验具体步骤如下：

脱脂亚麻饼粕粉碎过100-180目筛，取筛下物100g，溶于3000g水中，用1mol/LNaOH调节到预定pH＝9.5，然后放入35℃超声波仪器中，调节超声功率360W，提取60min，将混合物倒入离心管，在3400r/min下离心15min，收集上清液，测定上清液中蛋白含量，计算提取率。取上清液加入盐酸水溶液，控制pH为4.5，析出沉淀，离心分离，取沉淀冷冻干燥，得到亚麻蛋白粉。每个处理组实验重复三次，结果取平均值，考察分离蛋白的蛋白含量。

蛋白质提取率＝分离蛋白质量(g)/脱脂亚麻饼粕中蛋白质质量(g)×100％。

式中，脱脂亚麻饼粕中蛋白质质量利用微量凯氏定氮法测定，分离蛋白的质量利用考马斯亮蓝法测定。

2.结果与分析

碱提提取率随温度的增加显著增大，由30℃时的80.05％增大到60℃时的97.62％。温度对HPI中蛋白质含量影响不显著，各温度水平下蛋白质含量均高于89％。温度对溶解度的影响显著，碱提温度60℃时溶解度明显降低，仅为3.72％，说明较高的碱提温度作用后的麻蛋白溶解性被破坏。

综上所述，选择35～45℃为碱提温度的适宜范围。

表2.提取温度对分离蛋白提取率和蛋白含量的影响

温度℃	蛋白提取率(％)	蛋白含量(％)
			30	80.05	86.78
35	84.64	87.21
			40	87.21	88.34
45	93.35	82.36
			50	94.44	81.76
60	97.62	80.48

三、固液比对分离蛋白提取率和蛋白含量的影响

1.试验方法

试验以滤出物与氢氧化钠溶液的质量比不同设5个处理组，质量比分别为1∶10、1∶20、1∶30、1∶40、1∶50，每组实验具体步骤如下：

脱脂亚麻饼粕粉碎过100-180目筛，取筛下物100g，溶于3000g水中，用1mol/LNaOH调节到预定pH＝9.5，然后放入35℃超声波仪器中，调节超声功率360W，提取60min，将混合物倒入离心管，在3400r/min下离心15min，收集上清液，测定上清液中蛋白含量，计算提取率。取上清液加入盐酸水溶液，控制pH为4.5，析出沉淀，离心分离，取沉淀冷冻干燥，得到亚麻蛋白粉。每个处理组实验重复三次，结果取平均值，考察分离蛋白的蛋白含量。

蛋白质提取率＝分离蛋白质量(g)/脱脂亚麻饼粕中蛋白质质量(g)×100％。

式中，脱脂亚麻饼粕中蛋白质质量利用微量凯氏定氮法测定，分离蛋白的质量利用考马斯亮蓝法测定。

2.结果与分析

固液比对分离蛋白提取率的影响见表3，由表3可以看出，当pH、提取温度、提取时间固定，固液比从1∶10增加到1∶30时，分离蛋白的提取率随之增加；固液比由1∶30再增加至1∶50时，提取率变化较小。说明当固液比较小时，一方面在试验设定的时间内部分蛋白质还没有被溶解出来，另一方面亚麻饼粕中吸附的提取液相对较多。考虑到固液比越高提取成本越大，提取的固液比采用1∶30。当固液比为1∶30时，提取得到的分离蛋白的蛋白含量最高，为91.36％。

表3.固液比对分离蛋白提取率和蛋白含量的影响

固液比	蛋白提取率(％)	蛋白含量(％)
			1∶10	14.86	85.57
1∶20	29.67	88.24
			1∶30	42.55	91.36
1∶40	41.68	89.63
			1∶50	40.95	88.87

四、提取时间对分离蛋白提取率和蛋白含量的影响

1.试验方法

试验以提取时间不同设5个处理组，提取时间分别为20、40、60、80、100min，每组实验具体步骤如下：

脱脂亚麻饼粕粉碎过100-180目筛，取筛下物100g，溶于3000g水中，用lmol/LNaOH调节到预定pH＝9.5，然后放入35℃超声波仪器中，调节超声功率360W，提取60min，将混合物倒入离心管，在3400r/min下离心15min，收集上清液，测定上清液中蛋白含量，计算提取率。取上清液加入盐酸水溶液，控制pH为4.5，析出沉淀，离心分离，取沉淀冷冻干燥，得到亚麻蛋白粉。每个处理组实验重复三次，结果取平均值，考察分离蛋白的蛋白含量。

蛋白质提取率＝分离蛋白质量(g)/脱脂亚麻饼粕中蛋白质质量(g)×100％。

式中，脱脂亚麻饼粕中蛋白质质量利用微量凯氏定氮法测定，分离蛋白的质量利用考马斯亮蓝法测定。

2.结果与分析

提取时间对分离蛋白提取率的影响见表4，由表4可以看出，当pH、提取温度、固液比固定，提取时间从40min增加到60min时，分离蛋白的提取率随之增加；提取时间由60min再增加至100min时，提取率变化较小。随着加热时间的增加，蛋白质逐渐析出，但长时间提取，容易使蛋白质变性，反而会使提取率降低。当提取时间为60min时，提取得到的分离蛋白的蛋白含量最高，为91.35％。

表4.提取时间对分离蛋白提取率和蛋白含量的影响

时间min	蛋白提取率(％)	蛋白含量(％)
			20	31.72	85.56
40	42.11	87.34
			60	53.11	91.35
80	49.34	90.46
			100	47.68	89.78

根据上述实验，提取亚麻分离蛋白的最佳工艺组合为：提取液pH为9.5，提取温度为60℃，固液比为1∶30，提取时间为60min。

五、最佳提取工艺

取100g脱脂亚麻饼粕粉碎，过100-180目筛，溶于3000g水中，用lmol/LNaOH调节到预定pH，然后放入35℃超声波仪器中，调节超声功率360W，提取60min，将混合物倒入离心管，在3400r/min下离心15min，收集上清液，测定上清液中蛋白含量，计算提取率。取上清液加入盐酸水溶液，控制pH为4.5，析出沉淀，离心分离，取沉淀冷冻干燥，得到亚麻蛋白粉。每个处理组实验重复三次，结果取平均值，考察分离蛋白的蛋白含量。

蛋白质提取率＝分离蛋白质量(g)/脱脂亚麻饼粕中蛋白质质量(g)×100％。

式中，脱脂亚麻饼粕中蛋白质质量利用微量凯氏定氮法测定，分离蛋白的质量利用考马斯亮蓝法测定。

在该浸提条件下能够使亚麻蛋白最大限度的析出，提取率为70.45％，提取的亚麻蛋白中蛋白的含量为92.48％。

本发明中所用原料、设备，若无特别说明，均为本领域的常用原料、设备；本发明中所用方法，若无特别说明，均为本领域的常规方法。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (9)

1.一种亚麻分离蛋白的制备方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：

1）过筛：将脱脂亚麻粕粉碎，过100-180目筛；

2）超声辅助提取：取筛下物，加入蒸馏水，用lmol/L NaOH调节到预定pH，然后放入超声波仪器中提取，将超声后的混合物离心分离，收集上清液；

3）酸沉：用1mol/L HCl调节上清液到pH=4.5，离心后倒去上清液，得到亚麻籽蛋白凝乳；

4）水洗分散：对亚麻籽蛋白凝乳进行水洗后，将其分散在去离子水中，调节至pH=7.0；

5）干燥：将蛋白分散液粉碎、均质，经喷雾干燥后制得亚麻籽分离蛋白。

2.如权利要求1所述的亚麻分离蛋白的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中筛下物和蒸馏水的料液比为1:28-32。

3.如权利要求1或2所述的亚麻分离蛋白的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中预定pH=9.5。

4.如权利要求1所述的亚麻分离蛋白的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中超声功率为360W以上，超声时间为50-70min，超声温度为35-45℃。

5.如权利要求1所述的亚麻分离蛋白的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中离心转速为3400r/min，离心时间为10-20min。

6.如权利要求1所述的亚麻分离蛋白的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中离心转速为3400r/min，离心时间为25-35min。

7.如权利要求1所述的亚麻分离蛋白的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中水洗重复1-2次。

8.如权利要求1所述的亚麻分离蛋白的制备方法，其特征在于，所述步骤5）中喷雾干燥工艺参数：进风温度180-200℃，出口温度70-80℃，物料浓度200g/L，进料速度2.0L/h。

9.如权利要求1所述的亚麻分离蛋白的制备方法，其特征在于，所述步骤5）中采用均质机均质，均质机压力为10MPa。