一種超聲輔助反膠束萃取豆粕中蛋白的方法
【專利摘要】一種超聲輔助反膠束萃取豆粕中蛋白的方法屬于植物蛋白的提取加工技術(shù)，該方法包括以下步驟：(1)將脫脂豆粕粉碎過篩后與水混合形成混合液，向混合液中先后加入纖維素酶和蛋白酶進(jìn)行分步酶解，酶解后離心分離得酶解液和沉淀；(2)在酶解液中加入反膠束體系進(jìn)行超聲輔助反膠束萃取得到萃取液，將萃取液進(jìn)行反萃取后離心分離得有機(jī)相和水相；(3)將水相進(jìn)行堿溶酸沉得沉淀，將沉淀加水復(fù)溶后超濾、真空濃縮、冷凍干燥即得大豆蛋白；本方法所需的工藝設(shè)備簡(jiǎn)單，操作安全，該方法將超聲技術(shù)和反膠束萃取技術(shù)聯(lián)合使用，應(yīng)用于豆粕蛋白的提取，提高了蛋白提取率，降低了提取成本，制得的大豆蛋白純度高、變性程度低、功能性好。
【專利說明】一種超聲輔助反膠束萃取豆粕中蛋白的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于植物蛋白的提取加工技術(shù)，主要涉及一種超聲輔助反膠束萃取豆柏中蛋白的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]豆柏中一般含有蛋白、多糖、纖維等多種營(yíng)養(yǎng)成分，尤其含有豐富的蛋白，含量非常高，這也是利用價(jià)值最高的成分。豆柏蛋白中含有大量人體所需的多種必須氨基酸，因此也是極為重要的食品蛋白來源。但大多數(shù)豆柏都用作飼料，這就造成了大豆蛋白資源的極大浪費(fèi)。
[0003]反膠束萃取蛋白的研究從20世紀(jì)70年代開始，發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有30多年的時(shí)間。通常認(rèn)為反膠束萃取蛋白質(zhì)的機(jī)理是水溶性蛋白溶于反膠束體系的水池中。反膠束體系處于動(dòng)態(tài)平衡，內(nèi)核間不停的發(fā)生碰撞，而且經(jīng)常交換內(nèi)核所含的物質(zhì)。利用反膠束對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行萃取時(shí)，蛋白質(zhì)在兩相間的分配主要取決于水相的條件，如PH值、離子強(qiáng)度、電解質(zhì)類型；有機(jī)相條件也影響蛋白質(zhì)在兩相間的分配，如表面活性劑種類，有機(jī)溶劑類型、助表面活性劑；溫度和蛋白質(zhì)自身的性質(zhì)等也影響到蛋白質(zhì)在反膠束溶液的轉(zhuǎn)移。目前主要使用液-液萃取來提取蛋白質(zhì)，由于反膠束內(nèi)存在微水池，故可溶解氨基酸、分肽和蛋白質(zhì)等生物活性子，不會(huì)使其失活，但反膠束的萃取率不是特別理想。
[0004]超聲波是物質(zhì)介質(zhì)中的一種彈性機(jī)械波，它在介質(zhì)中傳播時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)或空化效應(yīng)。研究認(rèn)為，超聲波能夠提高液體化學(xué)反應(yīng)速度和產(chǎn)率的原因主要是超聲波在液體介質(zhì)中的空化作用。空化作用可引起湍動(dòng)效應(yīng)、微擾效應(yīng)、界面效應(yīng)、聚能效應(yīng)等次級(jí)效應(yīng)。由于各種效應(yīng)的協(xié)同作用，使得超聲波能夠強(qiáng)化反膠束萃取大豆蛋白過程的推動(dòng)力，進(jìn)而提聞大?蛋白的萃取率。
[0005]本發(fā)明方法將超聲波技術(shù)和反膠束萃取技術(shù)聯(lián)合使用，應(yīng)用于豆柏蛋白的提取，在超聲波的空化效應(yīng)作用下，強(qiáng)化了反膠束萃取大豆蛋白過程的推動(dòng)力，提高了蛋白提取率，降低了提取成本，同時(shí)也保證了蛋白的純度和活性，為提取豆柏中大豆蛋白的實(shí)際生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)，這對(duì)豆柏的再利用和減少資源浪費(fèi)具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種超聲輔助反膠束萃取豆柏中蛋白的方法，達(dá)到提高蛋白提取率、純度和保護(hù)蛋白活性的目的。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種超聲輔助反膠束萃取豆柏中蛋白的方法，該方法包括以下步驟:(I)將脫脂豆柏粉碎過篩后與水混合形成混合液，先向混合液中加入纖維素酶進(jìn)行酶解，所述的纖維素酶添加量為混合液質(zhì)量的2%，酶解溫度為50°C，酶解時(shí)間為1.5h，酶解pH為5.5，再向混合液中加入堿性蛋白酶進(jìn)行酶解，所述的堿性蛋白酶添加量為混合液質(zhì)量的3%，酶解溫度為60°C，酶解時(shí)間為2h，酶解pH為9，酶解后離心分離得酶解液和沉淀；(2)在酶解液中加入AOT/異辛烷反膠束體系進(jìn)行超聲輔助反膠束萃取得到萃取液，所述的表面活性劑AOT濃度為0.02-0.lg/mL，離子強(qiáng)度為0.05-0.25mol/L KCl，超聲功率為150-350W，萃取溫度為30-70°C，萃取時(shí)間為0.5-2.5h，萃取pH為6-10，向萃取液中加入等體積的lmol/L的KCl溶液進(jìn)行反萃取，所述的反萃取溫度為30-50°C,反萃取時(shí)間為10-50min,反萃取pH為6-10,反萃取后離心分離得有機(jī)相和水相；(3)將水相pH調(diào)至堿性進(jìn)行堿提，然后調(diào)節(jié)pH至酸性進(jìn)行酸沉，將得到的沉淀加水復(fù)溶后進(jìn)行超濾處理，超濾后真空濃縮、冷凍干燥即得大豆蛋白。
[0009]所述的超聲輔助反膠束萃取優(yōu)選參數(shù)為:表面活性劑AOT濃度0.06g/mL,離子強(qiáng)度0.lmol/L KCl，超聲功率250W，萃取溫度50°C，萃取時(shí)間lh，萃取pH7。
[0010]所述的反萃取優(yōu)選參數(shù)為:反萃取溫度40°C，反萃取時(shí)間30min，反萃取pH9。
[0011]本方法在對(duì)脫脂豆柏分步酶解的基礎(chǔ)上，采用超聲輔助反膠束萃取豆柏蛋白，在反膠束體系中能夠維持蛋白質(zhì)的活性，再聯(lián)合超聲輔助處理，強(qiáng)化了反膠束萃取大豆蛋白過程的推動(dòng)力，使蛋白質(zhì)更易于進(jìn)入到反膠束體系水池中，使萃取率大大增加。該方法具有所需的工藝設(shè)備簡(jiǎn)單、操作安全的特點(diǎn)，蛋白質(zhì)提取率高，獲得的大豆蛋白純度高、變性程度低、功能性好。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖本發(fā)明總工藝路線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，
[0014]一種超聲輔助反膠束萃取豆柏中蛋白的方法，該方法包括以下步驟:(I)將脫脂豆柏粉碎過篩后與水混合形成混合液，先向混合液中加入纖維素酶進(jìn)行酶解，所述的纖維素酶添加量為混合液質(zhì)量的2%，酶解溫度為50°C，酶解時(shí)間為1.5h，酶解pH為5.5，再向混合液中加入堿性蛋白酶進(jìn)行酶解，所述的堿性蛋白酶添加量為混合液質(zhì)量的3%，酶解溫度為60°C，酶解時(shí)間為2h，酶解pH為9，酶解后離心分離得酶解液和沉淀；(2)在酶解液中加入AOT/異辛烷反膠束體系進(jìn)行超聲輔助反膠束萃取得到萃取液，所述的表面活性劑AOT濃度為0.02-0.lg/mL，離子強(qiáng)度為0.05-0.25mol/L KCl，超聲功率為150-350W，萃取溫度為30-70°C，萃取時(shí)間為0.5-2.5h，萃取pH為6-10，向萃取液中加入等體積的lmol/L的KCl溶液進(jìn)行反萃取，所述的反萃取溫度為30-50°C,反萃取時(shí)間為10-50min,反萃取pH為6-10,反萃取后離心分離得有機(jī)相和水相；(3)將水相pH調(diào)至堿性進(jìn)行堿提，然后調(diào)節(jié)pH至酸性進(jìn)行酸沉，將得到的沉淀加水復(fù)溶后進(jìn)行超濾處理，超濾后真空濃縮、冷凍干燥即得大豆蛋白。
[0015]所述的超聲輔助反膠束萃取優(yōu)選參數(shù)為:表面活性劑AOT濃度0.06g/mL,離子強(qiáng)度0.lmol/L KCl，超聲功率250W，萃取溫度50°C，萃取時(shí)間lh，萃取pH7。
[0016]所述的反萃取優(yōu)選參數(shù)為:反萃取溫度40°C，反萃取時(shí)間30min，反萃取pH9。
[0017]實(shí)施例1:
[0018]將脫脂豆柏粉碎過篩后與水混合形成混合液，在酶解溫度為50°C、酶解pH為5.5下向混合液中加入2%的纖維素酶進(jìn)行酶解1.5h,然后在酶解溫度為60°C、酶解pH為9下向混合液中加入3%的堿性蛋白酶進(jìn)行酶解2h，酶解后離心分離得酶解液和沉淀，在離子強(qiáng)度為0.lmol/L KCl下，用濃度為0.06g/mL的表面活性劑AOT與異辛烷混合形成AOT/異辛烷反膠束體系，在酶解液中加入AOT/異辛烷反膠束體系，在超聲功率為250W、萃取溫度為50°C、萃取pH為7下進(jìn)行超聲輔助反膠束萃取Ih得到萃取液，在反萃取溫度為40°C、反萃取pH為9下，向萃取液中加入等體積的lmol/L的KCl溶液進(jìn)行反萃取30min,反萃取后離心分離得有機(jī)相和水相，將水相PH調(diào)至堿性進(jìn)行堿提，然后調(diào)節(jié)pH至酸性進(jìn)行酸沉，將得到的沉淀加水復(fù)溶后進(jìn)行超濾處理，超濾后真空濃縮、冷凍干燥即得大豆蛋白。該方法制備的大豆蛋白提取率為91.58%，所得的大豆蛋白純度高、變性程度低、功能性好，且具有一定生物活性。
[0019]實(shí)施例2:
[0020]將脫脂豆柏粉碎過篩后與水混合形成混合液，在酶解溫度為50°C、酶解pH為5.5下向混合液中加入2%的纖維素酶進(jìn)行酶解1.5h,然后在酶解溫度為60°C、酶解pH為9下向混合液中加入3%的堿性蛋白酶進(jìn)行酶解2h，酶解后離心分離得酶解液和沉淀，在離子強(qiáng)度為0.05mol/L KCl下，用濃度為0.08g/mL的表面活性劑AOT與異辛烷混合形成AOT/異辛烷反膠束體系，在酶解液中加入AOT/異辛烷反膠束體系，在超聲功率為300W、萃取溫度為60°C、萃取pH為8下進(jìn)行超聲輔助反膠束萃取1.5h得到萃取液，在反萃取溫度為45°C、反萃取pH為8下，向萃取液中加入等體積的lmol/L的KCl溶液進(jìn)行反萃取40min,反萃取后離心分離得有機(jī)相和水相，將水相pH調(diào)至堿性進(jìn)行堿提，然后調(diào)節(jié)pH至酸性進(jìn)行酸沉，將得到的沉淀加水復(fù)溶后進(jìn)行超濾處理，超濾后真空濃縮、冷凍干燥即得大豆蛋白。該方法制備的大豆蛋白提取率為90.69%，所得的大豆蛋白純度高、變性程度低、功能性好，且具有一定生物活性。
[0021]實(shí)施例3:
[0022]將脫脂豆柏粉碎過篩后與水混合形成混合液，在酶解溫度為50°C、酶解pH為5.5下向混合液中加入2%的纖維素酶進(jìn)行酶解1.5h,然后在酶解溫度為60°C、酶解pH為9下向混合液中加入3%的堿性蛋白酶進(jìn)行酶解2h，酶解后離心分離得酶解液和沉淀，在離子強(qiáng)度為0.lmol/L KCl下，用濃度為0.06g/mL的表面活性劑AOT與異辛烷混合形成AOT/異辛烷反膠束體系，在酶解液中加入AOT/異辛烷反膠束體系，在超聲功率為300W、萃取溫度為55°C、萃取pH為9下進(jìn)行超聲輔助反膠束萃取Ih得到萃取液，在反萃取溫度為35°C、反萃取pH為8下，向萃取液中加入等體積的lmol/L的KCl溶液進(jìn)行反萃取35min,反萃取后離心分離得有機(jī)相和水相，將水相PH調(diào)至堿性進(jìn)行堿提，然后調(diào)節(jié)pH至酸性進(jìn)行酸沉，將得到的沉淀加水復(fù)溶后進(jìn)行超濾處理，超濾后真空濃縮、冷凍干燥即得大豆蛋白。該方法制備的大豆蛋白提取率為89.88%，所得的大豆蛋白純度高、變性程度低、功能性好，且具有一定生物活性。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲輔助反膠束萃取豆柏中蛋白的方法，其特征在于該方法包括以下步驟:(1)將脫脂豆柏粉碎過篩后與水混合形成混合液，先向混合液中加入纖維素酶進(jìn)行酶解，所述的纖維素酶添加量為混合液質(zhì)量的2%，酶解溫度為50°C，酶解時(shí)間為1.5h，酶解pH為5.5，再向混合液中加入堿性蛋白酶進(jìn)行酶解，所述的堿性蛋白酶添加量為混合液質(zhì)量的3%，酶解溫度為60°C，酶解時(shí)間為2h，酶解pH為9，酶解后離心分離得酶解液和沉淀；(2)在酶解液中加入AOT/異辛烷反膠束體系進(jìn)行超聲輔助反膠束萃取得到萃取液，所述的表面活性劑AOT濃度為0.02-0.lg/mL,離子強(qiáng)度為0.05-0.25mol/L KCl,超聲功率為150-350W，萃取溫度為30-70°C，萃取時(shí)間為0.5-2.5h，萃取pH為6-10，向萃取液中加入等體積的lmol/L的KCl溶液進(jìn)行反萃取,所述的反萃取溫度為30-50°C,反萃取時(shí)間為10-50min,反萃取pH為6-10,反萃取后離心分離得有機(jī)相和水相；(3)將水相pH調(diào)至堿性進(jìn)行堿提，然后調(diào)節(jié)PH至酸性進(jìn)行酸沉，將得到的沉淀加水復(fù)溶后進(jìn)行超濾處理，超濾后真空濃縮、冷凍干燥即得大豆蛋白。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲輔助反膠束萃取豆柏中蛋白的方法，其特征在于所述的超聲輔助反膠束萃取優(yōu)選參數(shù)為:表面活性劑AOT濃度0.06g/mL,離子強(qiáng)度0.lmol/LKCl，超聲功率250W，萃取溫度50°C，萃取時(shí)間Ih，萃取pH7。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲輔助反膠束萃取豆柏中蛋白的方法，其特征在于所述的反萃取優(yōu)選參數(shù)為:反萃取溫度40°C，反萃取時(shí)間30min，反萃取pH9。
【文檔編號(hào)】A23J1/14GK103988975SQ201410232504
【公開日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】江連洲, 李楊, 隋曉楠, 齊寶坤, 王中江, 馮紅霞, 王歡, 馬文君, 丁簡(jiǎn), 王瑞, 趙城彬 申請(qǐng)人:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)