CN112616991A - 一种小球藻中蛋白质的提取方法及其在甘薯小球藻代餐粉中的应用 - Google Patents
一种小球藻中蛋白质的提取方法及其在甘薯小球藻代餐粉中的应用 Download PDFInfo
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本发明涉及一种小球藻中蛋白质的提取方法及其在甘薯小球藻代餐粉中的应用，其中小球藻中蛋白质的提取方法为：在小球藻粉中加入酶及蒸馏水，经酶解、灭酶，得混合液；进行超临界CO2萃取，提取小球藻藻油；向水相中加入无机盐，得小球藻粗蛋白；通过减压蒸发，得小球藻蛋白粉。甘薯小球藻代餐粉按重量份计，包括如下组分：甘薯粉20～40份、小球藻蛋白粉5～15份、燕麦粉10～15份、黑苦荞粉10～15份、葛根粉5～10份、山楂粉5～10份、苦瓜粉5～10份、三七粉5～10份。本发明得到的藻油萃取率可达80～90％，制备的甘薯小球藻代餐粉膳食纤维丰富，蛋白质含量较高，营养均衡，能为食用者提供所需的各种膳食纤维和营养成分。
Description
技术领域
本发明涉及一种小球藻中蛋白质的提取方法及其在甘薯小球藻代餐粉中的应用，属于食品加工技术领域。
背景技术
蛋白核小球藻(Chlorella)为绿藻门小球藻属普生性单细胞绿藻，是一种球形单细胞淡水藻类，直径3～8微米，是地球上最早的生命之一，出现在20多亿年前，基因始终没有变化，是一种高效的光合植物，以光合自养生长繁殖，分布极广。小球藻细胞内含有丰富的叶绿素，光合作用非常强。其含有丰富的蛋白质、维生素、矿物质、食物纤维、核酸及叶绿素等，是维持和促进人体健康所不可缺少的营养素。
小球藻繁殖能力极强，能利用太阳光制造大量的蛋白质，蛋白质含量50％左右，超过诸如牛肉、大豆等高蛋白食物；还含有不饱和脂肪酸10％～30％、碳水化合物10％～25％，并含有8种必需氨基酸、丰富的多种维生素，及铁、锌、钙、钾等矿物质。另外，人们还发现小球藻内含有一种珍贵的生长因子(CGF)，它能促进机体，特别是儿童及老年人体质的增强，并能使免疫功能得到强化。在小球藻的细胞内含有丰富的叶绿素，有吸附并排除毒素的作用，可以排出体内的有害物质。有实验证明小球藻有免疫调节作用，有降血压作用，对大肠杆菌和病毒感染能起到抑制作用。有资料表明，小球藻对预防消化性溃疡、调节血脂、防治贫血有辅助作用。
根据2019年最新调查显示，我国三高人群总数已经达到3.5亿，很多三高人群患者不能使用脂肪含量高的食品，而目前市场上销售的代餐粉，大多膳食纤维含量较高，蛋白质含量比较少，营养不均衡，在功能上不能满足三高人群的需求。
蛋白核小球藻中的蛋白质提取后可以用来制作代餐粉等不同种类的食品，其高蛋白质含量及降血压、血脂等作用，对提高人体健康水平具有非常重要的意义。添加蛋白核小球藻中的蛋白质后将会极大提高各种食品的附加值，因此，利用蛋白核小球藻中蛋白质制备的代餐粉必将有广阔的市场前景。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种小球藻中蛋白质的提取方法及其在甘薯小球藻代餐粉中的应用。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种小球藻中蛋白质的提取方法，包括以下步骤：
(1)在小球藻粉中，加入质量百分比为0.1～1％的酶，及料液比g/mL为1:30～1:60的蒸馏水，调节溶液的pH，浸泡12～24h后，在40～50℃水浴中进行酶解，破碎小球藻的细胞壁，酶解完成后，将酶解液在80～90℃下灭酶5～15min，得混合液；
(2)将上述混合液装入超临界CO2萃取釜，固定釜内温度为35～45℃、阀门温度为90～97℃，调节CO2压力为25～35MPa，在乙醇夹带剂的作用下，进行超临界CO2萃取，提取小球藻藻油，回收水相溶液；
(3)向上述水相溶液中加入无机盐，使小球藻中的蛋白质沉淀下来，过滤后得到小球藻粗蛋白；
(4)通过减压蒸发的方法，去除无机盐，回收得到小球藻蛋白粉。
所述溶液的pH为6～8，酶为碱性蛋白酶，木瓜蛋白酶或中性蛋白酶，酶解时间为0.5～2h。
所述夹带剂添加量为体积百分比为20～30％的乙醇，萃取时间为3～6h。
所述无机盐为硫酸铵、氯化钠、硫酸钠或氯化铵。
所述减压蒸发在三效蒸发器中进行。
所述的提取方法制得的小球藻蛋白粉在甘薯小球藻代餐粉中的应用。
所述甘薯小球藻代餐粉按重量份计，包括如下组分：甘薯粉20～40份、小球藻蛋白粉5～15份、燕麦粉10～15份、黑苦荞粉10～15份、葛根粉5～10份、山楂粉5～10份、苦瓜粉5～10份、三七粉5～10份。
所述甘薯小球藻代餐粉按重量份计，包括如下组分：甘薯粉25～35份、小球藻蛋白粉10～15份、燕麦粉10～15份、黑苦荞粉10～15份、葛根粉5～10份、山楂粉5～10份、苦瓜粉5～10份、三七粉5～10份。
所述甘薯小球藻代餐粉按重量份计，包括如下组分：甘薯粉20～30份、小球藻蛋白粉10～15份、燕麦粉10～15份、黑苦荞粉10～15份、葛根粉5～10份、山楂粉5～10份、苦瓜粉5～10份、三七粉5～10份。
所述甘薯小球藻代餐粉的制备方法包括如下步骤：
(1)分别将甘薯、燕麦、黑苦荞、葛根、山楂、苦瓜、三七清洗干净后，利用远红外热风炉进行干燥处理，经炒制、粉碎后，备用；
(2)按重量称取上述粉碎后的甘薯粉、燕麦粉、黑苦荞粉、葛根粉、山楂粉、苦瓜粉、三七粉，及制得的小球藻蛋白粉，在超微粉碎机中进行超微粉碎处理；
(3)选用80到160目的筛网对甘薯粉、燕麦粉、黑苦荞、葛根粉、山楂粉、苦瓜粉、三七粉、小球藻蛋白粉进行过筛处理；
(4)在三维混料机中将上述原料进行混料，经灭菌、包装后，即得甘薯小球藻代餐粉。
本发明有益效果：
本发明将酶解法与超临界CO2萃取法相结合，提供一种蛋白核小球藻中蛋白质和藻油的提取方法。该方法首先采用酶解法破碎小球藻的细胞壁，使小球藻中的藻油和蛋白质释放出来，随后选用超临界CO2萃取法对藻油进行提取，最终所得藻油和蛋白质的提取效率高(其中小球藻藻油萃取率可达80～90％，小球藻蛋白粉提取率可达30～45％)、工艺简单，绿色健康，适于规模化工业生产。
本发明以传统中医学理论和食品科学为基础，选取甘薯粉、小球藻蛋白粉、燕麦粉、黑苦荞粉、苦瓜粉、葛根粉、山楂粉、三七粉进行复配，所用原料均为人体可直接食用的食材，安全无毒副作用。而且本发明代餐粉的生产成本低，制备工艺简单，能够更好的保留原料的营养价值，制备的甘薯小球藻代餐粉营养价值全面，膳食纤维丰富，营养均衡。其中代餐粉可直接用温水冲服，能满足现代人快节奏的生活方式，食用方便，口感良好。
本发明的代餐粉符合当前人们对于饮食保健的需求，其中热量及脂肪含量较低，蛋白质、维生素及矿物质含量较高，可满足现代人对低热量、低脂肪和高蛋白质、高维生素含量食品的要求，同时又含有人体日常所需的微量元素，能为食用者提供所需的各种膳食纤维和营养成分，可满足人们对不同营养成分的摄入需求，不仅达到人体营养所需，而且可减少体内脂肪的堆积，具有降低三高的作用，更有利于身体的健康，具有广阔的市场空间。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
实施例1
一种小球藻中蛋白质的提取方法，包括以下步骤：
(1)在小球藻粉中，加入质量百分比为0.1％的木瓜蛋白酶，及料液比g/mL为1:30的蒸馏水，调节溶液的pH至6，浸泡12h后，在40℃水浴中酶解2h，破碎小球藻的细胞壁，酶解完成后，将酶解液在80℃下灭酶15min，得混合液；
(2)将上述混合液装入超临界CO2萃取釜，固定釜内温度为35℃、阀门温度为90℃，调节CO2压力为25MPa，萃取时间为6h，在体积百分比为20％的乙醇夹带剂的作用下，进行超临界CO2萃取，提取藻油，回收水相溶液；
(3)向上述水相溶液中加入硫酸钠，使小球藻中的蛋白质沉淀下来，过滤后得到小球藻粗蛋白；
(4)采用三效蒸发器，通过减压蒸发的方法，去除无机盐，回收得到小球藻蛋白粉。
实施例2
一种小球藻中蛋白质的提取方法，包括以下步骤：
(1)在小球藻粉中，加入质量百分比为0.4％的木瓜蛋白酶，及料液比g/mL为1:50的蒸馏水，调节溶液的pH为7.5，浸泡18h后，在45℃水浴中酶解1h，破碎小球藻的细胞壁，酶解完成后，将酶解液在85℃下灭酶10min，得混合液；
(2)将上述混合液装入超临界CO2萃取釜，固定釜内温度为40℃、阀门温度为95℃，调节CO2压力为30MPa，萃取时间为5h，在体积百分比为25％的乙醇夹带剂的作用下，进行超临界CO2萃取，提取藻油，回收水相溶液；
(3)向上述水相溶液中加入硫酸钠，使小球藻中的蛋白质沉淀下来，过滤后得到小球藻粗蛋白；
(4)采用三效蒸发器，通过减压蒸发的方法，去除无机盐，回收得到小球藻蛋白粉。
实施例3
一种小球藻中蛋白质的提取方法，包括以下步骤：
(1)在小球藻粉中，加入质量百分比为1％的木瓜蛋白酶，及料液比g/mL为1:60的蒸馏水，调节溶液的pH为8，浸泡24h后，在50℃水浴中酶解0.5h，破碎小球藻的细胞壁，酶解完成后，将酶解液在90℃下灭酶5min，得混合液；
(2)将上述混合液装入超临界CO2萃取釜，固定釜内温度为45℃、阀门温度为97℃，调节CO2压力为35MPa，萃取时间为3h，在体积百分比为30％的乙醇夹带剂的作用下，进行超临界CO2萃取，提取藻油，回收水相溶液；
(3)向上述水相溶液中加入硫酸钠，使小球藻中的蛋白质沉淀下来，过滤后得到小球藻粗蛋白；
(4)采用三效蒸发器，通过减压蒸发的方法，去除无机盐，回收得到小球藻蛋白粉。
上述实施例1-3中，酶解时所用的木瓜蛋白酶还可以为碱性蛋白酶或中性蛋白酶；沉淀小球藻中蛋白质所用的无机盐硫酸钠，还可以为硫酸铵、氯化钠或氯化铵，这种方案的变化或组合均能实现本发明，不再一一列举。
采用实施例1-3制备得到的小球藻蛋白粉，进一步用于下述实施例4-6甘薯小球藻代餐粉的制备。
实施例4甘薯小球藻代餐粉的制备
甘薯小球藻代餐粉按重量份计，包括如下组分：甘薯粉20份、小球藻蛋白粉15份、燕麦粉10份、黑苦荞粉10份、葛根粉8份、山楂粉8份、苦瓜粉5份、三七粉5份。
该甘薯小球藻代餐粉的制备方法包括如下步骤：
(1)分别将甘薯、燕麦、黑苦荞、葛根、山楂、苦瓜、三七清洗干净后，利用远红外热风炉进行干燥处理，经炒制、粉碎后，备用；
(2)按重量称取上述粉碎后的甘薯粉、燕麦粉、黑苦荞粉、葛根粉、山楂粉、苦瓜粉、三七粉，及制得的小球藻蛋白粉，在超微粉碎机中进行超微粉碎处理；
(3)选用80到160目的筛网对甘薯粉、小球藻蛋白粉、燕麦粉、黑苦荞、葛根粉、山楂粉、苦瓜粉、三七粉进行过筛处理；
(4)在三维混料机中将上述原料进行混料，经灭菌、包装后，即得甘薯小球藻代餐粉。
实施例5甘薯小球藻代餐粉的制备
甘薯小球藻代餐粉按重量份计，包括如下组分：甘薯粉35份、小球藻蛋白粉10份、燕麦粉15份、黑苦荞粉15份、葛根粉5份、山楂粉10份、苦瓜粉10份、三七粉10份。
该甘薯小球藻代餐粉的制备方法同实施例4。
实施例6甘薯小球藻代餐粉的制备
甘薯小球藻代餐粉按重量份计，包括如下组分：甘薯粉30份、小球藻蛋白粉15份、燕麦粉12份、黑苦荞粉12份、葛根粉10份、山楂粉5份、苦瓜粉8份、三七粉8份。
该甘薯小球藻代餐粉的制备方法同实施例4。
实验例1营养成分分析
对本发明甘薯小球藻代餐粉(实施例4-6)的营养价值进行分析，代餐粉的营养成分值如下表1所示。
表1营养成分表
| 成分 | 代餐粉 | 成分 | 代餐粉 | 成分 | 代餐粉 |
| 淀粉(g/100g) | 45-53 | 总酸(mg/g) | 0.2-0.6 | K(mg/kg) | 4041-12371 |
| 蛋白质(g/100g) | 13-21 | 总酚(mg/g) | 12.3-19.7 | P(mg/kg) | 872-1976 |
| 脂肪(g/100g) | 1.23-2.31 | 总黄酮(mg/g) | 407-608 | Mg(mg/kg) | 791-2074 |
| 膳食纤维(g/100g) | 4.32-8.37 | 类胡萝卜素(mg/g) | 2.2-4.7 | Fe(mg/kg) | 23.1-43.9 |
| β-葡聚糖(g/100g) | 0.23-0.58 | 总花青素(mg/g) | 0.036-0.082 | Mn(mg/kg) | 20.1-37.2 |
| 灰分(g/100g) | 2.07-2.94 | 葛根素(mg/g) | 2.92-9.37 | Zn(mg/kg) | 8.9-18.7 |
| VE(mg/kg) | 0.38-0.67 | 总皂苷(mg/g) | 8.7-13.6 | Cu(mg/kg) | 3.1-9.2 |
| Vc(mg/kg) | 77-129 | Ca(mg/kg) | 878-2863 | 能量(kJ/100g) | 897～1024 |
注：“淀粉(g/100g)：45-53”代表每100g代餐粉中淀粉的含量为45g-53g；“总酸(mg/g)：0.2-0.6”代表每1g代餐粉中总酸的含量为0.2mg-0.6mg；“Ca(mg/kg)：878-2863”代表每1kg代餐粉中Ca的含量为878mg-2863mg；“能量(kJ/100g)：897～1024”代表每100g代餐粉的能量为897kJ-1024kJ。
从表1可以看出，本发明代餐粉的营养价值全面，维生素、矿物质丰富。其中热量(每100g代餐粉的能量为897kJ-1024kJ)及脂肪(每100g代餐粉的脂肪含量为1.23g-2.31g)含量较低，蛋白质(每100g代餐粉的蛋白质含量为13g-21g)、维生素及矿物质含量较高，可满足现代人对低热量、低脂肪和高蛋白质、高维生素含量食品的要求，同时又含有人体日常所需的微量元素，可满足人们对不同营养成分的摄入需求，不仅达到人体营养所需，而且可减少体内脂肪的堆积，更有利于身体的健康。
Claims (10)
1.一种小球藻中蛋白质的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在小球藻粉中，加入质量百分比为0.1～1％的酶，及料液比g/mL为1:30～1:60的蒸馏水，调节溶液的pH，浸泡12～24h后，在40～50℃水浴中进行酶解，破碎小球藻的细胞壁，酶解完成后，将酶解液在80～90℃下灭酶5～15min，得混合液；
(2)将上述混合液装入超临界CO2萃取釜，固定釜内温度为35～45℃、阀门温度为90～97℃，调节CO2压力为25～35MPa，在乙醇夹带剂的作用下，进行超临界CO2萃取，提取小球藻藻油，回收水相溶液；
(3)向上述水相溶液中加入无机盐，使小球藻中的蛋白质沉淀下来，过滤后得到小球藻粗蛋白；
(4)通过减压蒸发的方法，去除无机盐，回收得到小球藻蛋白粉。
2.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述溶液的pH为6～8，酶为碱性蛋白酶，木瓜蛋白酶或中性蛋白酶，酶解时间为0.5～2h。
3.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述夹带剂添加量为体积百分比为20～30％的乙醇，萃取时间为3～6h。
4.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述无机盐为硫酸铵、氯化钠、硫酸钠或氯化铵。
5.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述减压蒸发在三效蒸发器中进行。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的提取方法制得的小球藻蛋白粉在甘薯小球藻代餐粉中的应用。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述甘薯小球藻代餐粉按重量份计，包括如下组分：甘薯粉20～40份、小球藻蛋白粉5～15份、燕麦粉10～15份、黑苦荞粉10～15份、葛根粉5～10份、山楂粉5～10份、苦瓜粉5～10份、三七粉5～10份。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述甘薯小球藻代餐粉按重量份计，包括如下组分：甘薯粉25～35份、小球藻蛋白粉10～15份、燕麦粉10～15份、黑苦荞粉10～15份、葛根粉5～10份、山楂粉5～10份、苦瓜粉5～10份、三七粉5～10份。
9.如权利要求7所述的应用，其特征在于，所述甘薯小球藻代餐粉按重量份计，包括如下组分：甘薯粉20～30份、小球藻蛋白粉10～15份、燕麦粉10～15份、黑苦荞粉10～15份、葛根粉5～10份、山楂粉5～10份、苦瓜粉5～10份、三七粉5～10份。
10.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述甘薯小球藻代餐粉的制备方法包括如下步骤：
(1)分别将甘薯、燕麦、黑苦荞、葛根、山楂、苦瓜、三七清洗干净后，利用远红外热风炉进行干燥处理，经炒制、粉碎后，备用；
(2)按重量称取上述粉碎后的甘薯粉、燕麦粉、黑苦荞粉、葛根粉、山楂粉、苦瓜粉、三七粉，及制得的小球藻蛋白粉，在超微粉碎机中进行超微粉碎处理；
(3)选用80到160目的筛网对甘薯粉、燕麦粉、黑苦荞、葛根粉、山楂粉、苦瓜粉、三七粉、小球藻蛋白粉进行过筛处理；
(4)在三维混料机中将上述原料进行混料，经灭菌、包装后，即得甘薯小球藻代餐粉。
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