CN110698535A - 一种火麻仁蛋白提取液的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种火麻仁蛋白提取液的制备方法，该方法为：将火麻仁籽饼粉碎后，加入乙醇，然后在温度为80℃的条件下水浴条件下回流、冷却、抽滤后，将滤渣晾干，得到火麻仁粉；向火麻仁粉中加入NaOH和水的质量比为1:11的NaOH溶液a，用浓度为1moL/L的NaOH溶液b调节pH值至10后，在温度为60℃的条件下浸提120min，抽滤后，得到火麻仁蛋白提取液。本本发明操作简单，蛋白提取率高，能够实现火麻仁籽饼的再利用，并优化了火麻仁籽饼制备火麻仁蛋白提取液的提取条件，在温度为60℃、pH值为10的条件下，火麻仁粉在NaOH和水的质量比为1:11的NaOH溶液a浸提120min，得到的火麻仁蛋白提取液的提取率高达28.63％，能够实现火麻仁籽饼的再利用。
Description
技术领域
本发明属于蛋白质提取技术领域，具体涉及一种火麻仁蛋白提取液的制备方法。
背景技术
火麻仁属于桑科植物，广泛的种植于我国各个地区，它的种子富含25％的火麻仁蛋白提取液质，其主要为火麻仁球蛋白和白蛋白，这些蛋白质中含有丰富的人体必需的氨基酸和必需的脂肪酸，并且具有合理的组成比例，容易被人体所吸收。在我国人们主要是通过冷压的方法从火麻仁种子中获取火麻仁油并对其功效进行研究，而摒弃了富含火麻仁蛋白提取液质的种子残留物，即火麻仁籽饼。但是，随着生活水平的不断提高，人们对火麻仁油的用量越来越大，导致火麻仁籽饼大量聚集，如何处理这些火麻仁籽饼，是我们急需解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种火麻仁蛋白提取液的制备方法，该方法操作简单，蛋白提取率高，能够实现火麻仁籽饼的再利用，并优化了火麻仁籽饼制备火麻仁蛋白提取液的提取条件，在温度为60℃、pH值为10的条件下，火麻仁粉在NaOH和水的质量比为1:11的NaOH溶液a浸提120min，得到的火麻仁蛋白提取液的提取率高达28.63％，能够实现火麻仁籽饼的再利用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种火麻仁蛋白提取液的制备方法，该方法为：
S1、将火麻仁籽饼粉碎，得到火麻仁初粉；
S2、向S1中得到的火麻仁初粉中加入乙醇，然后在温度为80℃的条件下水浴条件下回流反应2h，冷却30min后，抽滤保留滤渣，将滤渣晾干后，得到火麻仁粉；
S3、向S2中得到的火麻仁粉中加入NaOH溶液a，用浓度为1moL/L的NaOH溶液b调节pH值至10后，在温度为60℃的条件下浸提90min，抽滤后，得到火麻仁蛋白提取液；所述NaOH溶液a中NaOH和水的质量比为1:11。
优选地，S1中所述火麻仁初粉的细度为0.2mm～1.5mm。
优选地，S2中所述火麻仁粉的含水量≤1.5％。
优选地，S3中所述火麻仁粉与所述NaOH溶液a的用量比为10g:11mL。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
本发明操作简单，蛋白提取率高，能够实现火麻仁籽饼的再利用，并优化了火麻仁籽饼制备火麻仁蛋白提取液的提取条件，在温度为60℃、pH值为10的条件下，火麻仁粉在NaOH和水的质量比为1:11的NaOH溶液a浸提120min，得到的火麻仁蛋白提取液的提取率高达28.63％，能够实现火麻仁籽饼的再利用。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
附图说明
图1是本发明的对比例1的NaOH溶液a中NaOH中不同NaOH和水的质量比对蛋白提取率的影响的示意图。
图2是本发明的对比例1的不同浸提温度对蛋白提取率的影响的示意图。
图3是本发明的对比例1的不同浸提时间对蛋白提取率的影响的示意图。
图4是本发明的对比例1的不同pH值对蛋白提取率的影响的示意图。
具体实施方式
用Bradford法测定火麻仁蛋白提取液的蛋白含量，该方法为：
在编号为1～7的4mL样品管中，分别取2ml考马斯亮蓝G-250溶液，然后分别加入0.2mg/mL牛血清白蛋白(BSA)溶液0、20、40、60、80、100、120μL，再加入浓度为0.15mmol/L的NaCl溶液200、180、160、140、120、100、80μL，摇匀。用紫外可见分光光度计在波长595nm下，测定其吸光度(A595nm)。以标准蛋白溶液浓度(cBSA)为横坐标，吸光度(A595nm)为纵坐标绘图，得标准蛋白曲线及回归方程Y＝64.64X+0.026，R2＝0.9948。
在4mL样品管中，取2ml考马斯亮蓝G-250溶液，然后加入火麻仁蛋白提取液10μL，再加入浓度为0.15mmol/LNaCl溶液190μL，摇匀。用紫外可见分光光度计在波长595nm下，测定其吸光度(A595nm)，由BSA标准曲线回归方程计算出火麻仁蛋白提取液的浓度，由下式计算火麻仁蛋白提取率。
蛋白提取率＝cV/m×100％
式中：m为火麻仁粉的质量(m＝10g)，单位g；c为火麻仁蛋白提取液的浓度(由标准蛋白回归方程求得)，单位mg/mL；V为火麻仁蛋白提取液的浓度的体积，单位mL。
实施例1
一种火麻仁蛋白提取液的制备方法，该方法为：
S1、将火麻仁籽饼粉碎，得到细度为0.2mm～1.5mm的火麻仁初粉；
S2、向S1中得到的火麻仁初粉中加入乙醇，然后在温度为80℃的条件下水浴条件下回流反应2h，冷却30min后，抽滤保留滤渣，将滤渣晾干后，得到含水量≤1.5％的火麻仁粉；
S3、向10g的S2中得到的火麻仁粉中加入11mL的NaOH溶液a，用浓度为1moL/L的NaOH溶液b调节pH值至10后，在温度为60℃的条件下浸提120min，抽滤后，得到火麻仁蛋白提取液；所述NaOH溶液a中NaOH和水的质量比为1:11。
本实施的火麻仁蛋白提取液的蛋白提取率为28.63％。
对比例1
本对比例提供了实施例1中S3步骤反应条件的优化条件：
(1)NaOH溶液a中NaOH和水的质量比对蛋白提取率的影响：
将火麻仁粉分成5份，每份10g，分别加入11mL的不同浓度的NaOH溶液a，所述NaOH溶液a中NaOH和水的质量比分别为1:5、1:8、1:11、1:14和1:17，用浓度为1moL/L的NaOH溶液b调节pH值至10后，在温度为60℃的条件下浸提60min，抽滤后，得到火麻仁蛋白提取液；所述火麻仁粉的制备方法为：将火麻仁籽饼粉碎，得到细度为0.2mm～1.5mm的火麻仁初粉；向所述火麻仁初粉中加入乙醇，然后在温度为80℃的条件下水浴条件下回流反应2h，冷却30min后，抽滤保留滤渣，将滤渣晾干后，得到含水量≤1.5％的火麻仁粉。
分别测定5个火麻仁蛋白提取液中的蛋白质含量，计算蛋白提取率，5个浓度的NaOH溶液a的蛋白提取率依次为7.21％、17.02％、26.13％、22.45％和17.26％，如图1所示，NaOH溶液a中NaOH和水的质量比对于火麻仁蛋白提取液提取率的影响呈先增大后减小的趋势，当NaOH和H2O的质量比为1:11时，火麻仁蛋白提取液提取率最大，之后随NaOH和H2O的质量比的增大，火麻仁蛋白提取液提取量不断下降。这是由于在一定范围内增加NaOH和H2O的质量比可增大提取过程中提取物与NaOH的接触面积，使蛋白能够较多的溶出，但NaOH的用量继续增大会使溶出的蛋白质达到饱和，增加蛋白质的损耗，提取率就会降低。因此较适宜的NaOH和H2O的质量比为1:11。
(2)浸提温度对蛋白提取率的影响：
将火麻仁粉分成5份，每份10g，分别加入11mL的NaOH溶液a(NaOH和水的质量比为1:11)，然后用浓度为1moL/L的NaOH溶液b调节pH值至10后，依次在浸提温度为40℃、50℃、60℃、70℃和80℃的条件下浸提90min，得到5个火麻仁蛋白提取液，所述火麻仁粉的制备方法为：将火麻仁籽饼粉碎，得到细度为0.2mm～1.5mm的火麻仁初粉；向所述火麻仁初粉中加入乙醇，然后在温度为80℃的条件下水浴条件下回流反应2h，冷却30min后，抽滤保留滤渣，将滤渣晾干后，得到含水量≤1.5％的火麻仁粉。
分别测定5个火麻仁蛋白提取液中的蛋白质含量，计算蛋白提取率，5个不同的浸提温度的火麻仁蛋白提取液的蛋白提取率依次为15.80％、25.71％、28.33％、5.21％和3.15％，如图2所示，当浸提温度为60℃时，蛋白提取率达到最大，但超过60℃后蛋白质提取率却逐渐降低，这是因为随浸提温度的逐渐升高，蛋白质溶解度逐渐增大，但温度过高又会导致蛋白质发生变性，从而影响蛋白质提取率，故浸提温度为60℃有利于提高蛋白提取率。
(3)浸提时间对蛋白提取率的影响：
将火麻仁粉分成5份，每份10g，分别加入11mL的NaOH溶液a(NaOH和水的质量比为1:11)，在温度60℃的条件下依次浸提30min、60min、90min、120min和150min，得到5个火麻仁蛋白提取液，所述火麻仁粉的制备方法为：将火麻仁籽饼粉碎，得到细度为0.2mm～1.5mm的火麻仁初粉；向所述火麻仁初粉中加入乙醇，然后在温度为80℃的条件下水浴条件下回流反应2h，冷却30min后，抽滤保留滤渣，将滤渣晾干后，得到含水量≤1.5％的火麻仁粉。
分别测定5个火麻仁蛋白提取液中的蛋白质含量，计算蛋白提取率，5个不同的浸提时间的火麻仁蛋白提取液的蛋白提取率依次为16.01％、25.45％、28.42％、26.75％和25.12％，如图3所示，蛋白质的提取率随着时间的延长而发生变化，当浸提时间为90min时，火麻仁蛋白提取率达到了最大值28.42％，然后随着浸提时间不断延长蛋白质提取率开始下降，发生种现象的原因可能是浸提时间的延长导致蛋白质水解加剧，引起了蛋白质变性和聚集。综合考虑，为了确保蛋白提取率，且节约能耗将浸提时长控制在90min左右最为适宜。
(4)pH值对蛋白提取率的影响：
将火麻仁粉分成5份，每份10g，分别加入11mL的NaOH溶液a(NaOH和水的质量比为1:11)，然后分别用浓度为1moL/L的NaOH溶液b调节pH值至8、9、10、11和12后，在浸提温度为60℃的条件下浸提60min，得到5个火麻仁蛋白提取液，所述火麻仁粉的制备方法为：将火麻仁籽饼粉碎，得到细度为0.2mm～1.5mm的火麻仁初粉；向所述火麻仁初粉中加入乙醇，然后在温度为80℃的条件下水浴条件下回流反应2h，冷却30min后，抽滤保留滤渣，将滤渣晾干后，得到含水量≤1.5％的火麻仁粉。
分别测定5个火麻仁蛋白提取液中的蛋白质含量，计算蛋白提取率，5个不同的pH值浸提条件下的火麻仁蛋白提取液的蛋白提取率依次为16.21％、23.84％、28.34％、24.15％和17.23％，如图4所示，蛋白提取率随着浸提液pH值的增加，先增大后减小，pH值为10时，蛋白提取率达到最大值28.34％。这是因为pH值较小时，反应体系的碱性浓度较小，不利于蛋白质的溶解；当pH值过大时，反应体系的碱性浓度过大，蛋白质降解增加，蛋白提取率下降。而且碱性过大会导致蛋白质结构变性，蛋白质分子是由多个小分子的氨基酸分子组成，火麻仁蛋白是多种蛋白亚基的混合物，当溶液的pH值过大，可能会使蛋白质分子断裂成多个小分子氨基酸，因此适宜的pH值对于火麻仁蛋白提取工艺至关重要，综合考虑应将浸提pH值控制在10左右较为合理。
实施例2
在对比例1的单因素试验的基础上，对影响火麻仁蛋白提取的料液比、pH值、浸提温度、浸提时间进行L9(34)正交试验。因素与水平设计见表1所示，本实施例中NaOH溶液a中NaOH和水的质量比简称为料液比。
表1实验因素与水平
分别以料液比、提取温度、提取时间、pH值为考察因素，以火麻仁蛋白提取率为指标，通过L9(34)正交实验，确定各因素的最佳水平范围，从而确定最佳提取条件，实验方案及结果见表2所示。
表2 L9(34)正交实验设计及结果
由表2可知影响火麻仁蛋白提取率的因素大小顺序为料液比>浸提pH值>浸提温度>浸提时间，碱液溶解法提取火麻仁蛋白质的最佳工艺条件为A2B2C1D3，即料液比(NaOH溶液a中NaOH和水的质量比)为1:11、pH值为10、浸提温度为60℃、浸提时间为120min。由于最佳工艺条件A2B2C1D3不在正交实验设计的9组实验中，因此需在最佳工艺A2B2C1D3条件下另外进行一次验证实验并与单因素实验所得到的条件(料液比为1:11、pH值为10、浸提温度为60℃、浸提时间为90min)进行对比，结果如表3所示。
表3验证实验对比
| 类别 | 料液比 | pH值 | 浸提温度/℃ | 浸提时间/min | 提取率 |
| 正交实验 | 1:11 | 10 | 60 | 120 | 28.63％ |
| 单因素实验 | 1:11 | 10 | 60 | 90 | 28.04％ |
由表3可知，在正交实验和单因素实验的最优条件下火麻仁蛋白提取率相差不大。
综上所述，NaOH溶液a中NaOH和水的质量比为1:11，在pH值为10、浸提温度为60℃，浸提时间为浸提120min的条件下更有利于提高蛋白提取率。
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、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (4)
1.一种火麻仁蛋白提取液的制备方法，其特征在于，该方法为：
S1、将火麻仁籽饼粉碎，得到火麻仁初粉；
S2、向S1中得到的火麻仁初粉中加入乙醇，然后在温度为80℃的条件下水浴条件下回流反应2h，冷却30min后，抽滤保留滤渣，将滤渣晾干后，得到火麻仁粉；
S3、向S2中得到的火麻仁粉中加入NaOH溶液a，用浓度为1moL/L的NaOH溶液b调节pH值至10后，在温度为60℃的条件下浸提120min，抽滤后，得到火麻仁蛋白提取液；所述NaOH溶液a中NaOH和水的质量比为1:11。
2.根据权利要求1所述的一种火麻仁蛋白提取液的制备方法，其特征在于，S1中所述火麻仁初粉的细度为0.2mm～1.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种火麻仁蛋白提取液的制备方法，其特征在于，S2中所述火麻仁粉的含水量≤1.5％。
4.根据权利要求1所述的一种火麻仁蛋白提取液的制备方法，其特征在于，S3中所述火麻仁粉与所述NaOH溶液a的用量比为10g:11mL。
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|---|---|---|---|
| CN201911026365.0A Pending CN110698535A (zh) | 2019-10-26 | 2019-10-26 | 一种火麻仁蛋白提取液的制备方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN110698535A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111345356A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-06-30 | 上海来伊份股份有限公司 | 一种高纤蛋白素肉胚的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014019074A1 (en) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | Burcon Nutrascience (Mb) Corp. | Production of soluble protein products from hemp ("h701") |
| CN103947817A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-07-30 | 广西壮族自治区粮油科学研究所 | 一种从脱脂火麻仁残渣中制取火麻蛋白粉的方法 |
| CN105131096A (zh) * | 2015-08-10 | 2015-12-09 | 潍坊医学院 | 香椿子蛋白质提取方法 |
| CN105481942A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-04-13 | 河北科技师范学院 | 一种葡萄籽中蛋白质的提取方法 |
-
2019
- 2019-10-26 CN CN201911026365.0A patent/CN110698535A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014019074A1 (en) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | Burcon Nutrascience (Mb) Corp. | Production of soluble protein products from hemp ("h701") |
| CN103947817A (zh) * | 2014-04-29 | 2014-07-30 | 广西壮族自治区粮油科学研究所 | 一种从脱脂火麻仁残渣中制取火麻蛋白粉的方法 |
| CN105131096A (zh) * | 2015-08-10 | 2015-12-09 | 潍坊医学院 | 香椿子蛋白质提取方法 |
| CN105481942A (zh) * | 2015-12-21 | 2016-04-13 | 河北科技师范学院 | 一种葡萄籽中蛋白质的提取方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李乐 等: "不同pH对火麻仁蛋白质提取的影响研究及工艺优化", 《食品科技》 * |
| 赵翾 等: "响应面法优化火麻仁黄酮提取工艺", 《食品科学》 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111345356A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-06-30 | 上海来伊份股份有限公司 | 一种高纤蛋白素肉胚的制备方法 |
| CN111345356B (zh) * | 2020-04-27 | 2023-04-18 | 上海来伊份股份有限公司 | 一种高纤蛋白素肉胚的制备方法 |
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