CN111363001A

CN111363001A - 一种花椒籽蛋白的连续制备工艺

Info

Publication number: CN111363001A
Application number: CN202010267658.4A
Authority: CN
Inventors: 陈卓
Original assignee: Shanghai Chen Tian Industrial Co ltd
Current assignee: Shanghai Chen Tian Industrial Co ltd
Priority date: 2020-04-08
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2020-07-03

Abstract

本发明提出一种花椒籽蛋白的连续制备工艺，包括：将花椒籽预处理后采用亚临界工艺萃取油脂，收集脱脂后的花椒籽粕；将花椒籽粕超微粉碎后过筛，之后与碱液共同进行超声波对冲逆流反应，超声波对冲逆流反应时体系为弱碱性，超声波对冲逆流反应后得到蛋白浆料；将蛋白浆料先经超声振动筛、再经离心机分两次筛除不溶物后得到蛋白清液；向蛋白清液中加入酸液调节体系为弱酸性，之后先经由离心机分离、再经由冷冻干燥机冷冻干燥后得到花椒籽蛋白。本发明采用亚临界脱脂、超声波振荡连续萃取、弱酸沉降分离及高速冷冻分离相结合的连续制备工艺，得到了质量佳、成品率高的花椒籽蛋白成品，反应时间短、生产效率高。

Description

一种花椒籽蛋白的连续制备工艺

技术领域

本发明属于生物技术领域，特别涉及一种花椒籽蛋白的连续制备工艺。

背景技术

花椒籽是花椒果皮生产中的主要副产物，除含有丰富的油脂外，还含有18％的蛋白质。目前，对于花椒籽蛋白提取工艺的研究都是基于实验室资料或者参考了动物源蛋白、大豆蛋白等的分离工艺。常见的蛋白原料脱脂工艺多采用乙醇、石油醚等溶剂脱脂，这些溶剂不但成本高，而且存在溶剂残留干扰后续加工工艺以及传统的高温工艺使得制备得到的蛋白质存在不同程度变性的问题。另外，脱脂后的蛋白分离工艺多为碱溶酸析法、酶解法、膜分离法、离子交换法、超滤浓缩法等间歇式工艺，在罐体中需要反应、沉淀较长时间。为了提高花椒籽蛋白的质量，缩短反应时间，提高生产率，急需采用一种新的制备工艺。

发明内容

为解决以上现有技术的不足，本发明提出了一种花椒籽蛋白的连续制备工艺。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种花椒籽蛋白的连续制备工艺，包括如下处理步骤：

(1)将花椒籽预处理(预处理主要包括清洗、除杂、晾干、粉碎和压坯，压坯后得到的坯体含水量为10％左右)后采用亚临界工艺萃取油脂，收集脱脂后的花椒籽粕；

(2)将花椒籽粕超微粉碎后过筛，之后与碱液(优选稀的强碱溶液，比如料液比1：(10～30)的氢氧化钠溶液)共同进行超声波对冲逆流反应，超声波对冲逆流反应时体系为弱碱性，超声波对冲逆流反应后得到蛋白浆料；

(3)将蛋白浆料先经超声振动筛、再经离心机分两次筛除不溶物后得到蛋白清液；

(4)向蛋白清液中加入酸液调节体系为弱酸性，之后先经由离心机分离、再经由冷冻干燥机冷冻干燥后得到成品花椒籽蛋白。

本发明采用亚临界萃取技术对花椒籽高效脱脂，降低了传统高温或者化学溶剂脱脂造成的蛋白质变性、溶剂残留等干扰；之后弱碱性环境下超声波逆流提取得到蛋白浆料，将该蛋白浆料先经超声振动筛、再经离心机分两次筛除不溶物，超声波可以提高蛋白反应速率，降低反应温度，缩短提取时间，极大提高了连续反应的产量，两次筛除可以最大限度地提高蛋白清液的分离纯度；蛋白清液中加入酸液沉淀出蛋白，之后将其泵入离心机分离得到浓缩蛋白，浓缩蛋白经冷冻干燥后制得高品质成品花椒籽蛋白。

优选的，步骤(1)中，亚临界工艺中以四氟乙烷等亚临界流体为萃取溶剂，在30～50℃、0.8～2MPa下萃取40～50min即可实现花椒籽的高效脱脂。亚临界萃取不仅可以实现花椒籽无毒、无害、环保、无污染的脱脂，而且为非热加工方式，有助于保护提取物中的活性成分不受破坏，还极大地降低了后续花椒籽蛋白分离工艺的难度。

进一步优选的，步骤(2)中，超声波连续逆流机组的超声波频率为15～80Hz；步骤(3)中，超声振动筛的振动频率为50～60Hz、超声波工作频率为20～60Hz，离心机的转速为6000～15000rpm、工作温度为10～30℃、离心时间为30～60min。

超声波能量在混合物料中产生“空化”作用，即存在与液体中的微小气泡(空化核)在超声场的作用下振动、生长并急剧崩溃闭合的过程。该过程可以极大提高蛋白浆料中非均相物质的反应速度，使得碱液分离蛋白反应在管路中瞬间完成，实现连续加工的目的。

进一步优选的，步骤(4)中，酸液为质量百分数为5％～10％的弱酸，弱酸为柠檬酸、醋酸、乳酸中的至少一种。采用弱酸沉淀蛋白质，可以减少强酸对蛋白质营养物质的破坏，有利于优化蛋白质的活性成分，同时操作的安全性还得到了极大的提高。

进一步优选的，步骤(4)中，离心机的转速为6000～15000rpm、工作温度-20～30℃、离心时间为30～60min，冷冻干燥机的工作温度为-55～-40℃、干燥时间为30～60min。在-55～-40℃下高速离心可以尽可能保留蛋白活性物质，冷冻干燥能进一步保留热敏活性物质，两者相结合对蛋白进行分离和纯化，极大地提高了花椒籽蛋白的蛋白活性和成品纯度。

更为优选的，步骤(2)中，超声波对冲逆流反应时体系的pH为8～10、温度为20～40℃，蛋白浆料的料液比1:(10～30)；步骤(4)中，加入酸液后体系的pH为3～6。

最为优选的，步骤(2)中，花椒籽粕超微粉碎后过100～200目筛；步骤(3)中，超声振动筛包括5层筛孔100～200目的筛网。

本发明提出的花椒籽蛋白的连续制备工艺实现了花椒籽蛋白的连续量产，整个制备周期仅需几个小时，与传统的发酵沉降工艺相比生产效率提高了至少2～3倍，极大降低了生产成本，而且花椒籽蛋白的质量佳、活性好、纯度高达55％～65％，具有很高的医用及食用价值。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

选取1kg的陇南大红袍花椒籽分别按照实施例1-4所示的操作步骤进行花椒籽蛋白的连续制备，测试制备时间及所得产品的蛋白质含量。

实施例1

一种花椒籽蛋白的连续制备工艺，包括如下处理步骤：

(1)将花椒籽预处理后以四氟乙烷为萃取溶剂、在2MPa、40℃下亚临界萃取油脂40min，收集脱脂后的花椒籽粕；

(2)将花椒籽粕超微粉碎后过200目筛，之后与稀氢氧化钠溶液共同进入超声波连续逆流机组内进行超声波对冲逆流反应，超声波连续逆流机组内体系pH为9、温度为20℃，超声波对冲逆流反应后得到料液比1：30蛋白浆料，超声波连续逆流机组的超声波频率为15Hz；

(3)将蛋白浆料先经超声振动筛、再经离心机分两次筛除不溶物后得到蛋白清液，超声振动筛包括5层筛孔100～200目的筛网，超声振动筛的振动频率为50Hz、超声波工作频率为60Hz，离心机的转速为9000rpm、工作温度为10℃、离心时间为60min；

(4)向蛋白清液中加入质量百分数为5％的柠檬酸调节体系pH为6，之后先经由离心机分离、再经由冷冻干燥机冷冻干燥后得到花椒籽蛋白，离心机的转速为15000rpm、工作温度为0℃、离心时间为30min，冷冻干燥机的工作温度为-40℃、干燥时间为40min。

整个制备时间为4.5h，所得产品中花椒籽蛋白纯度为55％。

实施例2

一种花椒籽蛋白的连续制备工艺，包括如下处理步骤：

(1)将花椒籽预处理后以体积为1：1的甲醚和丁烷混合溶剂为萃取溶剂、在0.8MPa、50℃下亚临界萃取油脂45min，收集脱脂后的花椒籽粕；

(2)将花椒籽粕超微粉碎后过100目筛，之后与稀氢氧化钠溶液共同进入超声波连续逆流机组内进行超声波对冲逆流反应，超声波连续逆流机组内体系pH为10、温度为25℃，超声波对冲逆流反应后得到料液比1：10蛋白浆料，超声波连续逆流机组的超声波频率为50Hz；

(3)将蛋白浆料先经超声振动筛、再经离心机分两次筛除不溶物后得到蛋白清液，超声振动筛包括5层筛孔100～200目的筛网，超声振动筛的振动频率为55Hz、超声波工作频率为20Hz，离心机的转速为15000rpm、工作温度为20℃、离心时间为30min；

(4)向蛋白清液中加入质量百分数为8％的醋酸调节体系pH为5，之后先经由离心机分离、再经由冷冻干燥机冷冻干燥后得到花椒籽蛋白，离心机的转速为6000rpm、工作温度为30℃、离心时间为50min，冷冻干燥机的工作温度为-55℃、干燥时间为60min。

整个制备时间为6h，所得产品中花椒籽蛋白纯度为58％。

实施例3

一种花椒籽蛋白的连续制备工艺，包括如下处理步骤：

(1)将花椒籽预处理后以体积比1：1的四氟乙烷与乙醇混合溶剂为萃取溶剂、在1.6MPa、30℃下亚临界萃取油脂50min，收集脱脂后的花椒籽粕；

(2)将花椒籽粕超微粉碎后过120目筛，之后与稀氢氧化钠溶液共同进入超声波连续逆流机组内进行超声波对冲逆流反应，超声波连续逆流机组内体系pH为8、温度为30℃，超声波对冲逆流反应后得到料液比1：15的蛋白浆料，超声波连续逆流机组的超声波频率为60Hz；

(3)将蛋白浆料先经超声振动筛、再经离心机分两次筛除不溶物后得到蛋白清液，超声振动筛包括5层筛孔100～200目的筛网，超声振动筛的振动频率为60Hz、超声波工作频率为40Hz，离心机的转速为6000rpm、工作温度为30℃、离心时间为40min；

(4)向蛋白清液中加入质量百分数为10％的乳酸调节体系pH为3，之后先经由离心机分离、再经由冷冻干燥机冷冻干燥后得到花椒籽蛋白，离心机的转速为10000rpm、工作温度为-20℃、离心时间为60min，冷冻干燥机的工作温度为-45℃、干燥时间为30min。

整个制备时间为5h，所得产品中花椒籽蛋白纯度为62％。

实施例4

一种花椒籽蛋白的连续制备工艺，包括如下处理步骤：

(1)将花椒籽预处理后以四氟乙烷为萃取溶剂、在1.5MPa、40℃下亚临界萃取油脂45min，收集脱脂后的花椒籽粕；

(2)将花椒籽粕超微粉碎后过150目筛，之后与稀氢氧化钠溶液共同进入超声波连续逆流机组内进行超声波对冲逆流反应，超声波连续逆流机组内体系pH为8.5、温度为40℃，超声波对冲逆流反应后得到料液比1：20蛋白浆料，超声波连续逆流机组的超声波频率为80Hz；

(3)将蛋白浆料先经超声振动筛、再经离心机分两次筛除不溶物后得到蛋白清液，超声振动筛包括5层筛孔100～200目的筛网，超声振动筛的振动频率为55Hz、超声波工作频率为35Hz，离心机的转速为10000rpm、工作温度为20℃、离心时间为45min；

(4)向蛋白清液中加入质量百分数为8％的柠檬酸与醋酸的混合酸液(柠檬酸与醋酸的质量比1：1)调节体系pH为4.5，之后先经由离心机分离、再经由冷冻干燥机冷冻干燥后得到花椒籽蛋白，离心机的转速为10000rpm、工作温度为10℃、离心时间为45min，冷冻干燥机的工作温度为-50℃、干燥时间为45min。

整个制备时间为5.2h，所得产品中花椒籽蛋白纯度为65％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims

1.一种花椒籽蛋白的连续制备工艺，其特征在于：包括如下处理步骤：

(1)将花椒籽预处理后采用亚临界工艺萃取油脂，收集脱脂后的花椒籽粕；

(2)将所述花椒籽粕超微粉碎后过筛，之后与碱液共同进行超声波对冲逆流反应，超声波对冲逆流反应时体系为弱碱性，超声波对冲逆流反应后得到蛋白浆料；

(3)将所述蛋白浆料先经超声振动筛、再经离心机分两次筛除不溶物后得到蛋白清液；

(4)向所述蛋白清液中加入酸液调节体系为弱酸性，之后先经由离心机分离、再经由冷冻干燥机冷冻干燥后得到成品花椒籽蛋白。

2.根据权利要求1所述的花椒籽蛋白的连续制备工艺，其特征在于：步骤(1)中，所述亚临界工艺中萃取温度为30～50℃、萃取压力为0.8～2MPa、萃取时间为40～50min。

3.根据权利要求1所述的花椒籽蛋白的连续制备工艺，其特征在于：步骤(2)中，所述超声波对冲逆流反应时超声波频率为15～80Hz；步骤(3)中，所述超声振动筛的振动频率为50～60Hz、超声波工作频率为20～60Hz，离心机的转速为6000～15000rpm、工作温度为10～30℃、离心时间为30～60min。

4.根据权利要求1所述的花椒籽蛋白的连续制备工艺，其特征在于：步骤(4)中，所述酸液为质量百分数为5％～10％的弱酸，所述弱酸为柠檬酸、醋酸、乳酸中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的花椒籽蛋白的连续制备工艺，其特征在于：步骤(4)中，所述离心机的转速为6000～15000rpm、工作温度为-20～30℃、离心时间为30～60min，所述冷冻干燥机的工作温度为-55～-40℃、干燥时间为30～60min。

6.根据权利要求1-5任一项所述的花椒籽蛋白的连续制备工艺，其特征在于：步骤(2)中，超声波对冲逆流反应时体系pH为8～10、温度为20～40℃，所述蛋白浆料的料液比1:(10～30)；步骤(4)中，加入酸液后体系的pH为3～6。

7.根据权利要求6所述的花椒籽蛋白的连续制备工艺，其特征在于：步骤(2)中，所述花椒籽粕超微粉碎后过100～200目筛；步骤(3)中，所述超声振动筛包括5层筛孔100～200目的筛网。