CN109369774A - 一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法 - Google Patents

一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法 Download PDF

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唐喆
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Abstract

本发明提供了一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，包括以下步骤：（1）原料处理：将原料元宝枫籽粕粉碎，过60目筛，得到元宝枫籽粕粉；（2）酶解：在步骤(1)中的粉末中加5倍水相混合，充分搅拌，调节pH值至7.2，加入纤维素‑果胶复合酶，50℃酶解2h，离心，得沉淀；（3）超声辅助碱提：将步骤(2)获得的沉淀与水混合均匀，0.1％的碳酸氢钠溶液调pH值，于50℃超声辅助碱提40min，碱提结束后离心,分离得上清液；（4）酸沉：步骤(3)获得的上清液用醋酸调pH值，静置2h，离心得沉淀，冷冻干燥得元宝枫籽粕蛋白。本发明所述的元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，提取率高，成本低；提高元宝枫籽榨油副产物的综合利用率，为人体提供优质，易于吸收的植物蛋白质。

Description

一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法
技术领域
本发明属于食品生物技术领域，尤其涉及一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法。
背景技术
元宝枫属于槭树科、槭树属，落叶乔木；嫩叶红色，秋季叶又变成黄色或红色，为著名秋季观红叶树种；元宝枫全身是宝，因翅果形状像中国古代的"金锭元宝"而得名，是我国的特有树种。自元宝枫籽油于2011年获得新资源食品批准以来，合理利用元宝枫籽资源成为研究热点。目前对元宝枫籽的加工利用集中在油脂的提取，元宝枫籽油亚油酸含量大于30％，油酸含量大于15％，神经酸含量大于3％。李岱龙于2015年提出了一种元宝枫籽油的精炼工艺研究，专利号ZL2012102765367公开了一种含元宝枫籽油的玉米油，解决了现有食用植物油中不含神经酸及日常饮食中神经酸稀缺的现状。现有技术中采用元宝枫籽榨油产生许多副产物，为了提高元宝枫籽榨油副产物的综合利用率，实现副产物的高值化利用，降低其对环境的污染，以元宝枫籽榨油副产物原料，开发出功能性产品，丰富元宝枫籽产品种类，促进元宝枫籽加工产业链的发展。
对元宝枫籽蛋白质的含量、化学组成和其主要功能特性的研究表明：元宝枫种仁含蛋白质25％-27％，在植物种子中是鲜见的，仅次于大豆。种仁提取油后，油粕是很好的食用蛋白质。据测定，元宝枫籽蛋白质中含有8种人体必需的氨基酸，属完全蛋白质，制取的优质食物味道鲜美，是理想的蛋白质资源。王性炎等发表了“食品蛋白新资源”(《中国油脂》)，其研究发现，元宝枫籽油脂含量为47.88％，粗纤维含量3.68％，多聚戊糖4.5％，不含淀粉，元宝枫籽中蛋白含量为27.15％。对元宝枫蛋白的功能性检测表明元宝枫籽的起泡性高于大豆脱脂粉，可作为蛋类代用品作发泡剂，用于焙烤食品或冰淇淋加工，以改善品质。元宝枫籽粕是元宝枫籽经物理压榨提油后产生的固体废弃物，利用率很低，造成了极大的资源浪费和环境污染。元宝枫籽榨油后，大量的蛋白质仍留在籽粕中，是一种极大的资源浪费，若能作为一种天然植物蛋白加以开发利用，不仅能够提高元宝枫籽的利用率，而且能够解决由元宝枫籽粕废弃所造成的环境污染问题。
目前常用植物蛋白的提取方法有：盐溶法、有机溶剂沉淀法、碱溶酸沉法、水酶法、超声波辅助提取方法等。
盐溶法减弱蛋白质间的氢键，增加溶解度，但是提取率低；有机溶剂萃取法，破坏蛋白质的水和作用，导致溶解度降低，但是有机溶剂浓度不当会引起蛋白质变性；碱溶酸沉法，根据不同pH值条件下蛋白质溶解度不同，工艺简单，实用性强，但是，提取率低，例如“一种牡丹籽粕中蛋白质的提取方法”(专利申请号：CN2016107825860)。
水酶法以机械和酶解为手段破坏植物细胞壁，在提取过程中不需要有机溶剂，降低了投资成本和能量消耗。如“从牡丹籽或牡丹籽粕中提取蛋白质、膳食纤维和牡丹籽油的方法”(专利号：ZL2013104774914)。但是该工艺过程工艺复杂，并且牡丹籽粕已经是榨油后的残渣，再利用多种酶多次水解牡丹籽粕提取油，工艺过程繁杂，成本太高，并且该提取过程没有考虑分子运动对反应速率的影响，多种酶解反应，耗时。
发明内容
针对现有问题的不足，本发明的目的是提供一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法。该方法以复合植物水解酶预处理原料，碱性条件下超声辅助提取元宝枫籽粕蛋白，缩短了碱液浸提时间，提高了碱性条件下蛋白质溶解度。酸沉的方法，减少了溶液内杂质分子的干扰。该方法以元宝枫籽粕为主要原料，工艺简单，成本低，易于实施。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，包括以下步骤：
(1)原料处理：将原料元宝枫籽粕粉碎，过60目筛，得到元宝枫籽粕粉；
(2)酶解：在步骤(1)中的粉末中加5倍水相混合，充分搅拌，调节pH值至7.2，加入纤维素-果胶复合酶，50℃酶解2h，离心，得沉淀；
(3)超声辅助碱提：将步骤(2)获得的沉淀与水混合均匀，0.1％的碳酸氢钠溶液调pH值，于50℃超声辅助碱提40min，碱提结束后离心,分离得上清液；
(4)酸沉：步骤(3)获得的上清液用醋酸调pH值，静置2h，离心得沉淀，冷冻干燥得元宝枫籽粕蛋白。
作为本申请的优选技术方案，所述步骤(2)中加入纤维素-果胶复合酶，配比为1：3～3：1，加酶量为元宝枫籽粕粉质量的0.05～0.2％。
作为本申请的优选技术方案，所述步骤(2)中酶解过程中采用外力搅拌辅助酶解。
优选的，所述搅拌辅助采用机械搅拌或者磁力搅拌。
作为本申请的优选技术方案，所述步骤(3)中调pH值为8～11，超声波的功率为300～600W。
作为本申请的优选技术方案，所述步骤(3)中离心的转速为3000rpm，离心时间为15min。
作为本申请的优选技术方案，所述步骤(4)中上清液调pH值为2.0～5.0。
有益效果
本发明提供的元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，与现有技术相比，具有如下有益效果：首先通过纤维素-果胶复合酶破坏细胞壁，减低纤维素和果胶分子对蛋白质的束缚作用，通过碱提的作用增加蛋白质的水和效果，同时超声的机械振动的作用，强化了了蛋白质分子与其他大分子机械性断键，增加了其在碱液中的水合作用；经酸沉后的蛋白质纯度更高，可广泛应用于食品添加剂，促进了元宝枫籽粕的综合利用。
附图说明
图1为本发明不同纤维素-果胶复合酶配比对元宝枫籽粕蛋白质提取率的影响；
图2为本发明不同纤维素-果胶复合酶加酶量对元宝枫籽粕蛋白质提取率的影响；
图3为本发明不同碱提pH值对元宝枫籽粕蛋白质提取率的影响；
图4为本发明不同超声功率对元宝枫籽粕蛋白质提取率的影响；
图5为本发明不同酸沉pH值对元宝枫籽粕蛋白质提取率的影响。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步详细说明。所用试剂或者仪器设备未注明生产厂商的，均视为可以通过市场购买的常规产品。
元宝枫籽粕基本成分分析方法如下：采用105℃恒重法，按照GB/T 5497-1985测水分；采用灼烧重量法，按照GB/T 8307-2002测灰分；按照GB/T 5515-2008测粗纤维素；按照GB/T 5009.8-2008索式提取法测脂肪；按照GB/T 5009.5-2010测蛋白。
蛋白质的溶出率(％)＝碱提上清液中蛋白质(g)/元宝枫籽粕中总蛋白质含量。
实施例1：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，包括下列步骤：
(1)原料处理：将原料元宝枫籽粕粉碎，过60目筛，得到元宝枫籽粕粉；
(2)酶解：在步骤(1)中的粉末中加5倍水相混合，充分搅拌，调节pH值至7.2，加入纤维素-果胶复合酶，配比为3：1，加酶量为元宝枫籽粕粉质量的0.10％，50℃酶解2h；离心，得沉淀；
(3)碱提：将步骤(2)获得的沉淀适量水混合均匀，0.1％的碳酸氢钠溶液调pH值为10.0，于50℃超声辅助碱提40min，超声波的功率为400W，碱提结束后离心,离心的转速为3000rpm，离心时间为15min，分离得上清液。
(4)酸沉：步骤(3)获得的上清液用醋酸调pH值为4.0，静置2h，然后离心得沉淀，所述沉淀经过冷冻干燥得元宝枫籽粕蛋白。
实施例2：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，除步骤(2)中纤维素-果胶复合酶配比为1：2外，其他与实施例1相同。
实施例3：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，除步骤(2)中纤维素-果胶复合酶配比为1：3外，其他与实施例1相同。
实施例4：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，除步骤(2)中纤维素-果胶复合酶配比为2：1外，其他与实施例1相同。
实施例5：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，除步骤(2)中纤维素-果胶复合酶，加酶量为元宝枫籽粕粉质量的0.05％外，其他与实施例4相同。
实施例6：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，除步骤(2)中纤维素-果胶复合酶，加酶量为元宝枫籽粕粉质量的0.15％外，其他与实施例4相同。
实施例7：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，除步骤(2)中纤维素-果胶复合酶，加酶量为元宝枫籽粕粉质量的0.2％外，其他与实施例4相同。
实施例8：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，除步骤(3)中0.1％的碳酸氢钠溶液调pH值为8.0外，其他与实施例4相同。
实施例9：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，除步骤(3)中0.1％的碳酸氢钠溶液调pH值为9.0外，其他与实施例4相同。
实施例10：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，除步骤(3)中0.1％的碳酸氢钠溶液调pH值为11.0外，其他与实施例4相同。
实施例11：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，除步骤(3)中超声波的功率为300W外，其他与实施例4相同。
实施例12：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，除步骤(3)中超声波的功率为500W外，其他与实施例4相同。
实施例13：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，除步骤(3)中超声波的功率为600W外，其他与实施例4相同。
实施例14：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，除步骤(4)中pH值为2.0外，其他与实施例4相同。
实施例15：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，除步骤(4)中pH值为3.0外，其他与实施例4相同。
实施例16：
一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，除步骤(4)中pH值为5.0外，其他与实施例4相同。
性能测试结果：
表1元宝枫籽粕基本成分分析结果
项目 水分 灰分 粗纤维素 粗蛋白 粗脂肪 多聚戊糖
8.37 6.58 5.83 58.61 9.34 7.25
图1比较了不同的复酶配比(1:2、1:3、2:1、3:1)对元宝枫籽粕蛋白提取率的影响，由图1可以看出，纤维素-果胶复合酶配比为2:1时，提取率最高，为71.37％。
图2比较了不同的加酶量(0.05％、0.1％、0.15％和0.20％)对元宝枫籽粕蛋白提取率的影响，由图2可以看出，加酶量为元宝枫籽粕粉质量0.1时，提取率最高，为72.65％。
图3比较了不同碱提pH值(8.0、9.0、10.0、11.0)对元宝枫籽粕蛋白提取率的影响，由图3可以看出，碱提pH值为10.0时时，提取率最高，为71.37％。
图4比较了不同超声功率(300W、400W、500W、600W)对元宝枫籽粕蛋白提取率的影响，由图4可以看出，超声功率为500W时，提取率最高，为73.81％。
图5比较了酸沉pH值(2.0，3.0，4.0，5.0)对元宝枫籽粕蛋白提取率的影响，由图5可以看出，酸沉pH值为4.0时，提取率最高，为71.37％。
综合以上结果，提取元宝枫籽粕蛋白的适宜方法是将原料元宝枫籽粕粉碎，过60目筛，得到元宝枫籽粕粉；在粉末中加5倍水相混合，充分搅拌，调节pH值至7.2，加入纤维素-果胶复合酶，配比为分别为2：1，加酶量为元宝枫籽粕粉质量的0.1％，50℃酶解2h，离心，得沉淀；将获得的沉淀适量水混合均匀，0.1％的碳酸氢钠溶液调pH值为10.0，于50℃超声辅助碱提40min，超声波的功率为500W，碱提结束后离心，离心转速为3000rpm，离心时间为15min，分离得上清液，获得的上清液用醋酸调pH值为4.0，静置2h，然后离心得沉淀，所述沉淀经过冷冻干燥得元宝枫籽粕蛋白，提取率为75.35％。
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求为保护范围。

Claims (6)

1.一种元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）原料处理：将原料元宝枫籽粕粉碎，过60目筛，得到元宝枫籽粕粉；
（2）酶解：在步骤(1)中的粉末中加5倍水相混合，充分搅拌，调节pH值至7.2，加入纤维素-果胶复合酶，50℃酶解2h，离心，得沉淀；
（3）超声辅助碱提：将步骤(2)获得的沉淀与水混合均匀，0.1％的碳酸氢钠溶液调pH值，于50℃超声辅助碱提40min，碱提结束后离心,分离得上清液；
（4）酸沉：步骤(3)获得的上清液用醋酸调pH值，静置2h，离心得沉淀，冷冻干燥得元宝枫籽粕蛋白。
2.根据权利要求1所述的元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，其特征在于，所述步骤（2）中加入纤维素-果胶复合酶，配比为1：3～3：1，加酶量为元宝枫籽粕粉质量的0.05～0.2%。
3.根据权利要求1所述的元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，其特征在于，所述步骤（2）中酶解过程中采用外力搅拌辅助酶解。
4.根据权利要求1所述的元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，其特征在于，所述步骤（3）中调pH值为8～11，超声波的功率为300～600W。
5.根据权利要求1所述的元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，其特征在于，所述步骤（3）中离心的转速为3000rpm，离心时间为15min。
6.根据权利要求1所述的元宝枫籽粕中蛋白质的提取方法，其特征在于，所述步骤（4）中上清液调pH值为2.0～5.0。
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