CN1102346C - 从油料种子分离和产生富含脂质的脂质/蛋白质复合物与天然蛋白质的方法 - Google Patents
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Abstract
一有效廉价于油料种子的富含脂质的脂质/蛋白质优质复合物及天然蛋白质的方法,作为中性脂质,从各种油料种子分离和回收中性脂质和蛋白质过程,用对环境无害并工业上容易实施的步骤新想法。本发明提供从油料种子分离和产生富含脂质的脂质/蛋白质复合物与天然蛋白质的方法,包括将具有使脂质与部分蛋白质聚集能力的物质添加到油料种子的水抽提物中,沉降或漂浮为聚集体的具有45%或更高脂质含量的脂质/蛋白质复合物,并回收该复合物,使其与天然蛋白质分离。
Description
本发明涉及一种从油料种子分离和产生具有45%或更高脂质含量的脂质/蛋白质复合物(即富含脂质的脂质/蛋白质复合物)和天然蛋白质的方法,更具体地说,本发明涉及以不同于采用常规有机溶剂萃取法或酶促脂质抽提法产生脂质的方法的方式,从油料种子有效分离和产生富含脂质的脂质/蛋白质复合物和天然蛋白质的方法。
除了采用用于从油料种子产生脂质的有机溶剂(如已烷)抽提法(溶剂萃取法)和挤压法之外,作为对环境无害的方法,也测试了经酶促浸渍油料种子组织抽提脂质的方法(酶促法)。
然而,溶剂萃取法需要使用有机溶剂所必需的抽提设备,以及用于在溶剂萃取后完全除去残留在粗的脂质和蛋白质组分中的溶剂的设备,因此需要大量的启动投资。此外,在抽提操作期间溶剂损失不可避免,并且有机溶剂很可能释放到大气中。前不久报道释放的溶剂对臭氧层等发生了破坏作用。
在从起始原料富含脂质的橄榄回收脂质的压榨方法(日本未审查专利出版物:5-59390)中,最近已提出了酶促方法并用于实际运用中。
然而,已揭示存在于中间果皮中的脂质(例如在橄榄、椰子油等中)明显不同于出现在油料种子(如大豆,油菜籽,向日葵,芝麻种子等)中的脂质存在的状态。这就是说,在例如橄榄中的脂质以完全中性的脂质在中间果皮中存在,而在油料种子中的脂质存在于称为"油体"(包括由磷脂和称为"油质蛋白"的碱性蛋白质覆盖的中性脂质的良好颗粒)的细胞器中。
因此,如果使用酶促方法被,包含在其中间果皮中的脂质(如橄榄中的)可以容易地被提取,但是,当酶促提取在被称为"油体"的细胞器中以存储脂质存在的脂质时,该脂质易于与中性脂质、磷脂、碱性蛋白质和许多贮藏蛋白以及其部分消化的物质形成乳剂,一旦形成后,油层就十分难于从包含这样的乳剂的组合物分离。这就是说,具有稍微不同的比重的各组分(如油层,乳剂层,含水层以及残余物)非常难于通过离心从由这些组分制成的组合物分离出来。
在从油料种子(如大豆等)分离和产生作为食品原料有用的贮藏蛋白(如大豆贮藏蛋白)时,通常需要首先用有机溶剂法提取大豆中性脂质,然后在减压下或者通过加热除去存在于脱脂大豆中的溶剂。
通过从所形成的脱脂大豆水抽提大豆蛋白质产生为食品原料的"大豆蛋白质分离物",然后干燥其等电沉降物。然而,这一蛋白质已由有机溶剂变性,并且经历了加热和干燥步骤,这样它的部分变性是不可避免的。
本发明的目的是提供一种有效并廉价地产生来源于油料种子的富含脂质的脂质/蛋白质复合物以及天然蛋白质的方法,作为中性脂质,所说的复合物质量良好,该方法基于在从各种油料种子分离和回收中性脂质和蛋白质过程中,采用一些对环境无害并且在工业上容易实施的步骤的新想法。本发明的富含脂质的脂质/蛋白质复合物指这样的脂质/蛋白质复合物,其中的中性脂质含量是45%或更高,并且在富含脂质的脂质/蛋白质复合物中的脂质/蛋白质重量比(相对比率)被增加两倍或更多(基于在作为原料的油料种子中的脂质/蛋白质比)。这里,在原料中的脂质/蛋白质的绝对重量比随原料的不同变化(例如,大豆的约0.5,油菜籽的约1.8等)。假定在原料中的绝对脂质/蛋白质比被定义为1.0,则在回收的富含脂质的脂质/蛋白质复合物中的脂质/蛋白质比被定义为相对比率。
对实验分离和回收存在于油料种子细胞中的以上描述的"油体"而言,采用超速离心机的方法适用于利用各组分的比重的轻微的区别。然而,因为这一装置的工业利用是困难的,所以本发明发明人检测了易于分离和回收富含脂质的脂质/蛋白质复合物以及天然蛋白质的工业方法,该方法通过聚集"油体"与部分油料种子中的贮藏蛋白,并经低速离心沉降或漂浮所形成的聚集体。
本发明的目的是提供从油料种子分离和产生包含许多质量良好的中性脂质的富含脂质的脂质/蛋白质复合物和天然蛋白质的方法。
本发明是一种从油料种子分离和产生富含脂质的脂质/蛋白质复合物与天然蛋白质的方法,该方法包括添加具有使脂质与部分蛋白质聚集能力的物质,沉降或漂浮所形成的富含脂质的脂质/蛋白质复合物,并且回收该复合物,使其与天然蛋白质分离,其中所说的复合物为聚集体,包含含量为45%或更高的脂质,并且其相对脂质/蛋白质重量比被增加两倍或更多(以原料为基础)。
如前所述,在浸渍油料种子组织以便经酶促方法从油料种子中抽提脂质中,蛋白酶活性在市售酶中容易被污染,因此,乳剂容易从碱性蛋白质"oreosin"(包含良好的中性脂质微粒和贮藏蛋白)以及从其部分消化的物质形成,因此,各自的组分诸如油层,乳剂层,含水层以及残余物非常难于从由这些组分组成的组合物分离。因此,以酶处理开始不是一种好的方法。
此外,对加热处理,应当选自中等条件,以使"油体"在油料种子中保持完整的形式。此外,为了有利于存在于油体中的脂质的回收,浸没油料种子材料,并磨碎,以制备未加热的水抽提物。此时,应当选择其所使用的合适的聚集剂和条件,以便形成"油体"与部分贮藏蛋白的聚集体。来源于油料食品材料的未加热水抽提物可以是粗提物,并且对抽提条件没有任何局限性。
在这些环境之下,本发明的发明人估计,在这样一种新奇的想法的基础上,如果通过聚集脂质(例如油体)与部分蛋白质(来源于大豆粒(脂质含量约20%,大豆蛋白质含量约35-38%)的或去壳并挤压的油菜籽(脂质含量约40%,蛋白质含量约20%)的粗水抽提物(原料大豆奶),或者来源于脂质从中经物理方法压榨一次部分抽提的残余物(脂质含量约15至20%)回收脂质,在油料种子原料中这样的聚集蛋白质的含量可被降低一半或更低,则分离和回收的富含脂质的脂质/蛋白质复合物的相对脂质/蛋白质重量比可以增加至2.0倍或更多(基于油料的该比值)。
在本发明的新想法中,对水抽提不需要任何加热步骤,因此在残余物中的脂质和蛋白质含量仅仅通过洗涤油料种子的水抽提残余物2或3次就可以降低至10%或更低,并且在回收富含脂质的脂质/蛋白质复合物后,高质量的天然蛋白质可以以高的产率从非聚集组分回收。因此,根据不同的目的,这些天然蛋白质可以被任意加工和处理,并且可以用于各式各样的用途中。
几乎所有的包含在富含脂质的脂质/蛋白质复合物(其含有由这种想法获得的部分油料种子的贮藏蛋白)中的中性脂质都不以游离的脂质存在,并且由碱性"油质蛋白"蛋白质和部分贮藏蛋白所覆盖,因此几乎不被氧化。因此,如果富含脂质的脂质/蛋白质复合物由冻干或喷雾干燥制粉,则防止产生步骤中和贮藏期间的变质也是可能的。在这种情况下,抗坏血酸(作为具有聚集能力的物质)的同时使用也有助于防止富含脂质的脂质/蛋白质复合物的氧化。
在本发明中,可供使用的油料种子包括大豆,油菜籽,向日葵,芝麻种子等,如果除大豆之外的油料种子用作原料,则预先去掉它们的壳或进行其粗磨对改善水吸收和脂质以及蛋白质产量是优选的。
将油料种子或去壳的或粗磨的材料浸没在水中6-24小时(优选地是一夜),然后磨碎油料种子或破碎的种子。在磨碎中加入5-到13-倍过量的水,优选地是7-10倍过量的水。磨碎在榨汁器,磨碎机(例如湿型磨碎机)等中进行。
然后,将磨碎的材料引入固-液分离器(如通过型离心机中)以将它分离成未加热的粗水抽提物与残余物。如果原料是大豆,残余物在产生"tofu"时相当于被称为"okara"的豆腐渣。以3到7-倍过量的水(优选地是4到5-倍过量的水)洗涤残余物1到4-次。合并这一洗涤液与上述未加热的水抽提物,得到粗水抽提物。虽然粗水抽提物的蛋白质浓度随添加至浸没的原料中的水的量变化,但如果添加的水的量在以上所述的范围之内,则蛋白质浓度通常在0.5和6.0%之间的范围内。
在制备油料种子材料的粗水抽提物中,如果这一抽提物在加热条件下预热(90-95℃5-10分钟)粗的磨碎的材料(因此称为"Go",通常在从大豆产生"tofu"的步骤中制备),则聚集能力消失,同时不能获得所需的富含脂质的脂质/蛋白质复合物。此外,如果如以下实施例10中所述,原料大豆奶在50℃加热10分钟,则聚集能力开始轻微地消失,并且当在60℃加热10分钟时,不能获得任何富含脂质的脂质/蛋白质复合物(聚集的)。因此,根据需要,进行加热所允许的范围是50℃下(优选地是40℃下)10分钟,加热应当限制在这一范围内。
脂质和蛋白质被包含在未加热的粗水抽提物(原料大豆奶)中,形成富含脂质的脂质/蛋白质复合物。并且如果向其中加入了具有聚集能力的物质,则脂质是与部分蛋白质聚集的。和具有聚集能力的物质一样,抗坏血酸,异抗坏血酸,乙二胺四乙酸以及它们的盐(钠盐,钾盐等)也可使用。此外,选自Na+、K+和NH4 +的一价离子的盐也是有用的,例如氯化钠(NaCl),酸性磷酸钠(NaH2PO4),硫酸钠(Na2SO4),碳酸氢钠(NaHCO3),氯化钾(KCl),以及硫酸铵((NH4)2SO4)R氯化铵(NH4Cl)。
通过在最佳条件下添加这些具有这样的聚集能力的物质,聚集这样的富含脂质的脂质/蛋白质复合物是可能的,其中的中性脂质含量通常是45%或更高(就干物质而言),并且若假定在原料油料种子中的绝对脂质/蛋白质比(在大豆时是0.5)被定义为1.0,则在脂质/蛋白质复合物中的脂质/蛋白质重量比(相对比率)被增加两倍或更多。
添加的具有聚集能力的物质的最佳量对抗坏血酸或其盐以及异抗坏血酸或其盐是0.05-0.5M,对乙二胺四乙酸或其盐是0.02-0.05M。
在以上所述的一价离子的盐的情况下,它们的最佳摩尔浓度范围是0.02-0.5M,取决于盐的类型,并且,如果这些盐的终浓度以离子强度表示,则对聚集反应来说,0.05-0.5的范围是有效的。
如果NaCl,KCl,NaHCO3和NH4Cl作为一价离子的盐添加,则它们分别以0.05-0.5M摩尔浓度以0.05-0.5离子强度的终浓度添加,如果添加(NH4)2SO4),NaH2PO4和Na2SO4,则它们优选地分别以0.02-0.15M摩尔浓度以0.06-0.45离子强度的终浓度添加。当然,应当注意,上述离子强度仅来源于所添加的具有聚集能力的物质,不包括pH调节剂(如NaOH,KOH等)的离子强度。
在大豆作为油料种子的情况下,聚集反应的最适pH应该调节在约pH5.5-9.5的范围内,优选地是在5.5-8.5的范围内,在油菜籽的情况下,调节在约pH4.5-10.0的范围内。然而,在抗坏血酸或异抗坏血酸的情况下,上面的pH应当限制在pH7.0附近,以获得聚集的复合物,因为不仅离子(例如钠离子等)是部分解离的,而且这些物质本身似乎具有还原能力。
如果按照以上描述将具有聚集能力的物质添加到未加热的粗水抽提物中,则聚集体将沉降或漂浮。作为富含脂质的脂质/蛋白质复合物回收这一聚集体,同时可以从非聚集的组分回收天然蛋白质。按照这一方法,游离的脂质很少在非凝聚的组分观察到,有可能是由于脂质难于释放。
聚集体是沉降还是漂浮取决于它的比重。
例如,当抗坏血酸钠以0.05和0.2M的浓度使用时,富含脂质的脂质/蛋白质复合物将以沉降聚集体获得,而当抗坏血酸钠以0.3M或更高的量添加时,聚集体将漂浮。如果利用氯化钠获得聚集体,则在0.05和0.3M之间的氯化钠浓度下聚集体以沉降的沉淀被回收。在0.4和0.5M之间的氯化钠浓度下聚集体将漂浮。
如上所述,在大豆作为原料是,脂质/蛋白质的重量比是约0.5,但是,当按照本发明添加具有聚集能力的物质时,若其脂质/蛋白质重量比是约2.0或更低,则富含脂质的脂质/蛋白质复合物将以沉降聚集体被回收,但是如果这一比超过2.2,脂质的含量增加,其比重也增加,因此离心后将漂浮。如果富含脂质的脂质/蛋白质复合物从本身具有高油含量(在原料油菜籽中脂质/蛋白质重量比约1.8)的油菜籽聚集,则所形成的富含脂质的脂质/蛋白质复合物将具有如实施例5中所描述的6.3的高比率,因此聚集体在任何情况下将漂浮。采用使用低速离心这一非常简单的步骤,可以沉降或漂浮聚集体进行分离和回收。
虽然通过将具有聚集能力的物质添加到未加热的粗水抽提物(原料大豆奶)中所聚集的富含脂质的脂质/蛋白质复合物具有45%或更高的脂质含量(以干基计),但复合物的特征是具有相对低的粘度,并且能够以易于处理的聚集体被回收。
为了分离和回收聚集的富含脂质的脂质/蛋白质复合物,通过在3000rpm下低速离心约5分钟,其可被容易地经沉降或漂浮回收,因此可以以工业上非常易于操作的方式从非聚集的组分(水层)中回收它。
最近产生了大量的含有中性脂质和蛋白质的营养物,肠衣营养物。然而,对于通常的施用,这些营养物具有较差的味道,因为它们含有游离的中性脂质。另一方面,在由本发明获得的富含脂质的脂质/蛋白质复合物中的大多数游离脂质被蛋白质覆盖,因此,为了替代仅仅由简单的混合中性脂质与蛋白质产生的常规产物,可以使用本发明的复合物,尤其是在具有改进的味道的营养饮料中。
此外,由本发明获得的富含脂质的脂质/蛋白质复合物的蛋白质水平低,因此也可以用作从中分离和回收中性脂质的原料。
现在,仅在油料是油料种子中的大豆的情况下,在经溶剂法抽提和分离脂质后,从脱脂大豆抽提和分离贮藏蛋白质。然而,就非大豆的油菜籽,向日葵,芝麻种子等而言,分离和利用其中所含有的贮藏蛋白还没有实际实施。按照本发明,可以回收和利用这些油料种子的贮藏蛋白,提供新的用途。
尤其是,当大豆粒用作油料种子时,在富含脂质的脂质/蛋白质复合物以聚集的组分从未加热的水抽提物(原料大豆奶)分离后,可以通过简单的方法(例如等电沉降)从非聚集的组分(含水层)回收具有较少变性的大豆蛋白质。此外,大豆乳清蛋白质以及大豆低聚糖保留在上清液(大豆蛋白质已从中回收)中,通过经膜的分离等,可以分离和回收高纯度的大豆低聚糖,因此,对大豆低聚糖的产生而言,也可以提供一种对环境无害的方法。
实施例
在下文中,参照实施例更详细地描述本发明,然而,这些实施例不用来限制本发明。
实施例1
在5℃将100g大豆粒浸没在水中20小时,然后从中除去水,向其中加入1L蒸馏水,并且在市售的榨汁器中磨碎它们10分钟(两次)。在通过型离心机(棉布已附着于其上)中离心这一磨碎的物质,由此回收到900g原料大豆奶。分别通过氯仿-甲醇法和Kjeldahl法分析在这一大豆牛奶中所回收的脂质和蛋白质的含量。结果表明在原料大豆奶中分别回收到原料中的中性脂质和蛋白质的60-80%。
随后,向这一原料大豆奶的20ml中加入各种添加剂,其浓度范围在0.01和1M之间。将pH调节在6和7之间的范围内,并检测其脂质/蛋白质复合物聚集能力。将无添加剂的原料大豆奶用作对照。结果在表1中显示。该表显示了聚集体的量(沉降的和漂浮的质量)和含水层的浊度,其中,就聚集作用和浊度而言,当不存在时以"-"表示,当痕量存在时以"±"表示,当存在时以"+"表示,多个这些符号表示强的聚集作用与高的浊度。
表1
加入的物质 | 聚集体的存在或不存在 | 含水层的浊度 | 注 |
无 | - | ++++ | 原料大豆奶 |
抗坏血酸钠 | ++ | ++ | 富含脂质的脂质/蛋白质是聚集的 |
异抗坏血酸钠 | ++ | ++ | 同上 |
乙二胺四乙酸 | ++ | ++ | 同上 |
葡萄糖-δ-内酯 | ++++ | ± | 类“tofu”沉降的聚集体 |
柠檬钠 | - | ++++ | 与原料大豆奶相同 |
巯基乙醇 | + | ++++ | 均一的白色乳状溶液 |
结果发现,当抗坏血酸钠或异抗坏血酸钠以0.05和0.5M之间的终浓度,或乙二胺四乙酸以0.02和0.05M之间的终浓度添加至原料大豆奶中时,本发明的富含脂质的脂质/蛋白质复合物可以聚集。
实施例2
在与实施例1中相同的条件下制备原料大豆奶。向20ml原料大豆奶中以0-0.5M的终浓度添加抗坏血酸钠,将pH调节至6.4-6.7的范围内。在调节pH之后,将其置于到室温下约10分钟,在低速离心机中在3000rpm下离心5分钟,回收聚集体,同时分析非聚集体中的脂质含量和水层中的蛋白质含量。结果在表2中显示。
结果,当抗坏血酸钠以0.05和0.2M之间的范围内的浓度添加时,pH为约6.6,假定原料中的脂质对蛋白质(脂质/蛋白质)的比是1.0,则在所形成的沉降聚集体中的脂质对蛋白质的比(即,基于原料该比率的相对比)是最高的。此外,大多数脂质以在0.3和0.5M之间的范围内的浓度作为漂浮的聚集体被回收。从这些结果可以发现,即使在0.3和0.5M之间的范围内的终浓度下也产生相当大的作用。
此外,在大豆粒中的绝对脂质/蛋白质重量比是0.5,但是假定这一值是1.0,发现在pH6.6下,在富含脂质的脂质/蛋白质复合物中的相对脂质/蛋白质比是2.0或更高(基于原料的该比率),表明脂质含量变成两倍或更高。
表2
*:漂浮聚集物
添加剂浓度(M) | 在聚集组分中的(%) | 在水层组分中的(%) | 脂质/蛋白质相对比率 | ||
脂质含量 | 蛋白质含量 | 脂质含量 | 蛋白质含量 | ||
0 | 0 | 0 | 100 | 100 | 0 |
0.05 | 90 | 45 | 10 | 55 | 2.2 |
0.1 | 95 | 46 | 4 | 53 | 2.4 |
0.2 | 97 | 38 | 2 | 60 | 3.0 |
0.3 | 70* | 40* | 17 | 55 | 2.0 |
0.5 | 47* | 23* | 50 | 75 | 2.4 |
实施例3
在与实施例1中的相同的条件下,从100g起始大豆制备980g原料大豆奶。结果表明在原料大豆奶中的脂质的浓度是1.8%(70%从物质回收),并且蛋白质的浓度是3.2%(72%回收)。
向20ml这一原料大豆奶中加入等体积的0.4M抗坏血酸钠溶液,然后用硫酸和苛性小苏打将混合物的pH调节至3.9-10.1的范围内,接着分析聚集组分和水相中非聚集组分中的脂质和蛋白质含量。抗坏血酸钠的终浓度是0.2M。结果在表3中显示。
从表3可明显看出,相对脂质/蛋白质比在pH6.6时最高。pH4.8或更低的范围不是优选的,因为它仅仅是大豆蛋白质的区,即,经等电沉淀时,所有蛋白质(除了乳清蛋白质外)都被沉降。
另一方面,假定在pH5.6和6.6下,部分大豆贮藏蛋白与包含在其中的油体一起聚集和沉淀。在pH7.6或更高下,作为沉降聚集体回收的脂质的含量逐渐降低。
表3
溶液的pH | 在聚集组分中的(%) | 在水层组分中的(%) | 相对比率*1 | ||
脂质含量 | 蛋白质含量 | 脂质含量 | 蛋白质含量 | ||
3.9 | 100 | 67 | 0 | 30 | 1.4 |
4.8 | 102 | 69 | 0 | 30 | 1.4 |
5.6 | 99 | 53 | 2 | 55 | 2.0 |
6.6 | 103 | 40 | 0 | 63 | 2.8 |
7.6 | 58 | 22 | 40 | 75 | 2.5 |
8.3 | 40 | 17 | 60 | 82 | 2.3 |
9.0 | 19 | 11 | 95 | 90 | 1.7 |
10.1 | 0 | 0 | 96 | 99 | 0.0 |
*1:在沉降聚集体组分中相对脂质/蛋白质比率,以假定在作为原料在大豆粒中的脂质/蛋白质重量比(即0.5)是1.0来表示。比较实施例1
在实施例3中,进行比较试验,其中原料大豆奶的pH值在4.6-10.1的范围内变化,不加入抗坏血酸钠。其它条件与实施例3中的相同。结果在表4中显示。
从该表可以明显看出,在约pH6.6下,不能获得任何聚集体。因此可以理解为,在相同的pH值下,富含脂质的脂质/蛋白质复合物只有在抗坏血酸钠以最佳浓度(0.05-0.2M)加入时才能沉淀。
表4
实施例4
pH | 在聚集组分中的(%) | 在水层组分中的(%) | ||
脂质含量 | 蛋白质含量 | 脂质含量 | 蛋白质含量 | |
4.6 | 99 | 89 | 0 | 12 |
5.4 | 98 | 79 | 2 | 21 |
6.6 | 0 | 2 | 94 | 99 |
7.4 | 0 | 4 | 93 | 96 |
9.0 | 0 | 2 | 92 | 90 |
10.1 | 0 | 2 | 98 | 96 |
在与实施例1相同的条件下将1千克大豆粒(脂质含量21.3%,蛋白质含量35.7%)浸入水中过夜,然后磨碎,用通过型离心机(两块布已附着于其上)将其分离成豆腐渣组分和原料大豆奶(1)。
将5L蒸馏水(相对于豆腐渣组分而言,约3.5倍过量)加入到豆腐渣组分中,然后,再次磨碎,以与以上相同的方式得到豆腐渣洗涤液(2),(1)和(2)的作为原料大豆奶的总量是13.5L。
将13.5L 0.2M抗坏血酸钠溶液加入到这一原料大豆奶(抗坏血酸钠的终浓度变成0.1M),最终将混合物调节至pH6.6,将其置于室温下约30分钟,在低速离心机中在3000rpm下离心5分钟,将其分离成沉降聚集体和上清液。
沉降聚集体包含原料中的86%的脂质和41%的蛋白质(就以干基从原料回收而言)。在这一沉降聚集体中的脂质与蛋白质的总含量(以干物质计)是89%,此外,包含8%的抗坏血酸钠。
然后,沉降聚集体以4L 0.1M抗坏血酸钠洗涤,接着在3000rpm下离心5分钟,给出洗涤的沉降聚集体。这样,在所获得的沉降聚集体中回收到在原料中32%的蛋白质(以干物质计)和81%的脂质(以干物质计)。在作为沉降聚集体获得的富含脂质的脂质/蛋白质复合物的冻干产物中的脂质与蛋白质的计算的总量是90%(以干物质计)。并且假定在原料中的脂质/蛋白质重量比是1.0,则在所回收的物质中的相对脂质/蛋白质比是2.5,表明相对于原料而言,脂质含量增加两倍或更多。
分别将13.2L已经由离心除去沉降聚集体的上清液(非聚集的组分)与3.7L沉降聚集体洗涤液合并。在16.9L所形成的溶液中,原料中的50%的蛋白质被回收,但是油回收率非常低,为0.1%或更低。
然后,用硫酸将这一上清液调节至pH4.5并离心,经等电沉淀沉降其蛋白质,以回收等电沉淀物。在这一蛋白质组分中,回收到起始大豆中的38%的蛋白质。
实施例5
将3L蒸馏水加入到300g粗磨的油菜籽(脂质含量:44.15%,蛋白质含量:24.5%)中,并在水中浸没一夜,在与实施例4相同的条件下磨碎,并通过型离心机(两块布已附着于其上)将其分离成剩余组分和未加热的粗水抽提物(1)。将1.5L蒸馏水加入到残余物中,然后用与以上相同的方式再次磨碎这种残余物,得到洗涤液(2)。合并(1)和(2),以回收总共1.9L粗提物。
向这一粗的水抽提物加入等体积的0.2M抗坏血酸钠(抗坏血酸钠的终浓度:0.1M),将混合物调节至pH6.6,然后置于室温下30分钟。此后,在3000rpm进行低速离心5分钟,以便将其分离成漂浮的聚集组分与非聚集的组分(含水层),并回收各组分。
在聚集体冻干后,获得148g富含脂质的脂质/蛋白质复合物,在这一聚集体中回收到原料中的25%的蛋白质(以干物质计)和88%的脂质(以干物质计)。在原料油菜籽中的脂质/蛋白质重量比是1.8,而在富含脂质的脂质/蛋白质复合物中的脂质/蛋白质重量比是6.3,表明其脂质含量已增加3.5-倍(即,基于原料,富含脂质的脂质/蛋白质复合物的相对脂质/蛋白质比是3.5)。
另一方面,冻干非聚集的组分给出94g粗蛋白质组分,原料中的60%的蛋白质(以干物质计)在这一组分中回收。
实施例6
在与实施例1中相同的条件下制备原料大豆奶,将氯化钠溶液以0.01和0.5M之间的终浓度(相应于0.01-0.5的最终离子强度)加入到200ml原料大豆奶中,将混合物置于室温下30分钟,在3000rpm下离心5分钟将其分离成聚集的和非聚集的组分,分析各组分的脂质含量和蛋白质含量。结果在表5中显示。
表5
氯化钠浓度(M) | 在聚集组分中的(%) | 在水层组分中的(%) | 比率*2 | ||
脂质含量 | 蛋白质含量 | 脂质含量 | 蛋白质含量 | ||
0.02 | 43 | 26 | 55 | 74 | 1.7 |
0.05 | 96 | 34 | 7 | 62 | 3.0 |
0.1 | 104 | 37 | 4 | 57 | 3.0 |
0.2 | 96 | 34 | 0 | 61 | 3.0 |
0.3 | 100 | 26 | 0 | 87 | 4.0 |
0.4 | 71*1 | 17*1 | 18 | 72 | 4.4 |
0.5 | 46*1 | 9*1 | 43 | 91 | 5.2 |
*1:以漂浮的聚集体回收的。
*2:在聚集体中的相对脂质/蛋白质比,假定在大豆起始物质中的相对脂质/蛋白质比(绝对比是0.5)是1.0。
实施例7
将200ml 0.4M氯化钠溶液(离子强度:0.4)加入到200ml与实施例6中相同的原料大豆奶中,用硫酸和苛性小苏打将溶液的pH调节至在pH2.5和10.0之间的范围内(即,将混合物调节至氯化钠的最终浓度为0.2M,最终离子强度为0.2),将混合物分离成聚集的沉降组分和含水层中的非沉降组分,分析各组分的脂质含量和蛋白质含量。结果在表6中显示。
表6
溶液的pH | 在聚集组分中的(%) | 在水层组分中的(%) | 比率*1 | ||
脂质含量 | 蛋白质含量 | 脂质含量 | 蛋白质含量 | ||
2.5 | 70 | 42 | 4 | 59 | 1.8 |
3.5 | 96 | 70 | 0 | 31 | 1.4 |
4.0 | 96 | 78 | 0 | 22 | 1.2 |
4.5 | 105 | 76 | 0 | 26 | 1.6 |
5.0 | 104 | 70 | 0 | 31 | 1.6 |
5.5 | 100 | 48 | 0 | 56 | 2.2 |
6.0 | 100 | 41 | 0 | 61 | 2.6 |
6.5 | 96 | 33 | 0 | 67 | 3.0 |
7.0 | 96 | 31 | 0 | 59 | 3.2 |
7.7 | 92 | 33 | 4 | 57 | 3.0 |
8.5 | 96 | 28 | 11 | 74 | 3.6 |
9.0 | 100 | 28 | 7 | 70 | 3.9 |
9.5 | 103 | 26 | 11 | 74 | 4.2 |
*1:在聚集体中的相对脂质/蛋白质比,假定在大豆起始物质中的相对脂质/蛋白质比(绝对比是0.5)是1.0。
如表6所示,在大豆蛋白质的等电点(pI)3.5-5.0附近,在沉降聚集物中的脂质/蛋白质比是2.0或更低,即在产生"tofu"的pH范围内。然而,在pH5.5或更高的宽的pH范围内,具有2.0或更高的脂质/蛋白质比的富含脂质的脂质/蛋白质复合物可以作为沉降聚集体回收。从这些研究结果可以理解为,有所需脂质/蛋白质重量比的聚集体可以通过适当地控制有聚集能力的物质的浓度和通过调节油料种子水抽提物的pH(取决于富含脂质的脂质/蛋白质复合物的用途)获得。
实施例8
向在与实施例1中相同的条件下制备的200ml原料大豆奶中加入200ml海水(即,所形成的溶液是2-倍海水稀释的,氯化钠的摩尔浓度约0.21M,离子强度约0.21,在海水有聚集能力的一价离子的最终离子强度约0.26)或200ml 2-倍稀释的海水(即,所形成的溶液是4-倍海水稀释的,氯化钠的摩尔浓度约0.11M,离子强度约0.11,在海水有聚集能力的一价离子的最终离子强度约0.13)(在任何情况下,将pH最终调节至约6.6),将各混合物置于室温下30分钟,在3000rpm下离心5分钟,将其分离成聚集的组分和非聚集的组分。分析各组分的脂质含量和蛋白质含量。结果在表7中显示。
如该表可以明显看出,在聚集体中的相对脂质/蛋白质比是2.0或更高。
表7
海水 | 在聚集组分中的(%) | 在水层组分中的(%) | 比率*1 | ||
脂质含量 | 蛋白质含量 | 脂质含量 | 蛋白质含量 | ||
2-倍稀释 | 107 | 37 | 0 | 63 | 3.0 |
4-倍稀释 | 103 | 48 | 0 | 46 | 2.0 |
*1:在聚集体中的相对脂质/蛋白质比。
实施例9
将下表中所示的盐以最终离子强度(最终摩尔浓度,M)加入到在与实施例1中相同的条件下制备的200ml原料大豆奶中,将混合物的pH值调节至约pH6.6。此后,将各混合物置于室温下30分钟,并在3000rpm下离心5分钟,将其分离成聚集的和非聚集的组分。分析各组分的脂质含量和蛋白质含量。结果在表8中显示。
表8
*1:在聚集体中的相对脂质/蛋白质比。实施例10
添加的盐离子强度(摩尔浓度) | 在聚集组分中的(%) | 在水层组分中的(%) | 比率*1 | ||
脂质含量 | 蛋白质含量 | 脂质含量 | 蛋白质含量 | ||
KCl0.1(0.1) | 96 | 42 | 0 | 62 | 2.4 |
Na2SO40.06(0.02) | 85 | 28 | 14 | 68 | 3.2 |
(NH4)2SO40.15(0.05) | 96 | 38 | 3 | 62 | 2.8 |
NH4Cl0.2(0.2) | 96 | 38 | 3 | 60 | 2.4 |
NaHCO30.05(0.05) | 78 | 38 | 18 | 66 | 2.6 |
NaH2PO40.28(0.05) | 93 | 34 | 4 | 68 | 2.8 |
未加入 | 10 | 13 | 90 | 87 | 1.8 |
向经预处理(即在下表所示的温度下加热10分钟)原料大豆奶(其是在与实施例1相同的条件下制备的),然后在3000rpm下离心5分钟获得的200ml大豆奶组分上清液中加入200ml 0.4M氯化钠溶液,给出0.2M最终摩尔浓度(最终离子强度:0.2)。然后,离心将其分离成聚集的和非聚集的组分。分析各组分的脂质含量和蛋白质含量。结果在表9中显示。
表9
预处理温度(℃) | 在聚集组分中的(%) | 在水层组分中的(%) | ||
脂质含量 | 蛋白质含量 | 脂质含量 | 蛋白质含量 | |
室温(非加热) | 99 | 30 | 0 | 66 |
30 | 98 | 26 | 0 | 56 |
40 | 104 | 30 | 0 | 74 |
50 | 87 | 26 | 0 | 71 |
60 | 25 | 9 | 72 | 86 |
70 | 0 | 0 | 100 | 100 |
80 | 0 | 0 | 98 | 100 |
从该表可以明显看出,在50℃加热预处理10分钟时,聚集能力开始轻微地消失,在60℃加热预处理10分钟时,聚集能力完全消失。
通常,在产生"tofu"的步骤中在90℃加热预处理5-10分钟是必需的,因此它明显不同于本发明的预处理步骤。对于使作为起始物质的大豆奶灭菌或使内源性酶失活而言,必需在不使聚集能力消失的范围内进行这一步骤。
按照本发明,通过将具有聚集能力的物质加入到油料种子的未加热的水抽提物中,可以有效地分离产生包含中性脂质和部分贮藏蛋白的聚集体的富含脂质的脂质/蛋白质复合物,以及非聚集组分天然蛋白质。富含脂质的脂质/蛋白质复合物的性质极好,其中脂质的不受欢迎的固有的气味或物理性质被降低。此外,可以以天然形式获得蛋白质,因此,预期它们会有新的用途。此外,富含脂质的脂质/蛋白质复合物可以用作为产生中性油的起始物质,因此,可以为产生中性油提供一种对环境无害的方法。
Claims (6)
1.一种从油料种子产生富含脂质的脂质/蛋白质复合物的方法,该方法包括将具有使油料种子水抽提物中的脂质与部分蛋白质聚集能力的物质添加到油料种子水抽提物中,由此形成在抽提物中沉降或漂浮的脂质含量为聚集体重量的45%或更高的富含脂质的脂质/蛋白质复合物聚集体,其中具有聚集能力的物质选自抗坏血酸和其盐、异抗坏血酸和其盐、乙二胺四乙酸和其盐、氯化钠、酸性磷酸钠、硫酸钠、碳酸氢钠、氯化钾、硫酸铵和氯化铵。
2.按照权利要求1的方法,其中所说的氯化钠、氯化钾、碳酸氢钠和氯化铵之一以离子强度0.05-0.5的终浓度添加至油料种子的水抽提物中。
3.按照权利要求1的方法,其中所说的酸性磷酸钠、硫酸钠以及碳酸氢钠之一以离子强度0.06-0.45的终浓度添加至油料种子的水抽提物中。
4.按照权利要求1的方法,其中所说的抗坏血酸或异抗坏血酸或者它们的盐以0.05-0.5M的终浓度添加至油料种子的水抽提物中。
5.按照权利要求1的方法,其中所说的乙二胺四乙酸或其盐以0.02-0.05M的终浓度添加至油料种子的水抽提物中。
6.按照权利要求1的方法,其中所说的油料种子是大豆、油菜籽、向日葵和芝麻种子之一。
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