專利名稱：超聲酶解提取亞麻籽中木脂素的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于食品技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明涉及亞麻籽中的木脂素的提取分離方法。
背景技術(shù)：
亞麻是世界上最古老的纖維作物之一，亞麻籽是一種重要的油料作物，可作為一 種經(jīng)濟(jì)食用作物，而且是一種值得開發(fā)利用的藥用植物。其籽是含有較高油脂、蛋白質(zhì)、豐 富的礦物質(zhì)、維生素和許多生物活性物質(zhì)，如木脂素。亞麻籽的開發(fā)利用研究已經(jīng)受到高度 的重視的關(guān)注。木脂素是一類由苯丙素雙分子聚合而成的天然成分。亞麻籽中含的木脂素前體存 在于細(xì)胞基質(zhì)中，進(jìn)入人體胃腸后在細(xì)胞和酶的作用下就轉(zhuǎn)化成木脂素，屬植物性激素，能 夠阻礙激素依賴型癌細(xì)胞的形成和生長。有研究結(jié)果表明，木脂素尤其對人體前列腺癌、乳 腺癌有治療作用。亞麻籽含有的木脂素前體含量為2 :3mg/g，是其它蔬菜和植物的7 800倍，因而亞麻籽是人和哺乳動物木脂素的最主要的來源。因此經(jīng)過有效分離提取，木脂 素對治療癌癥會發(fā)揮重大作用。我國有豐富的亞麻籽資源，這為開發(fā)亞麻籽功能性食品創(chuàng)造了有利的條件。目前， 亞麻籽主要用于榨油(工業(yè)用油和食用)、提取蛋白質(zhì)和植物膠，經(jīng)濟(jì)價值有限。因此，采用 現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)從亞麻籽中提煉出α -亞麻酸和木脂素等功能性活性物質(zhì)，作為保健和藥用 功能性產(chǎn)品，其經(jīng)濟(jì)附加值可提高20倍以上，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益，促進(jìn)國內(nèi)亞麻 資源深加工與利用。因此開發(fā)亞麻籽功能食品可以增強(qiáng)食品對人體的保健功能，又會給企 業(yè)帶來良好的經(jīng)濟(jì)效益。目前已公開的專利申請?zhí)?00810044973. X將亞麻籽粕采用乙醇溶液于索氏提取 設(shè)備提取，提取液減壓濃縮；申請?zhí)?00510038970. 1采用低級醇或含水低級醇提取，回收， 堿水解，中和過濾得到亞麻籽粗品。但未見纖維素酶解和超聲提取亞麻籽中木脂素的專利。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供亞麻籽木脂素的提取方法和副產(chǎn)物的回收。以下將具體描述該發(fā)明的實施方法。以脫脂亞麻籽粉為原料采用超聲酶解提取亞麻籽中木脂素的工藝流程如附圖所示。要點如下1.脫膠亞麻籽外表光滑，表皮厚實，最外層為含有粘質(zhì)物質(zhì)的碳水化合物，約占全籽重量 的8 %，木脂素主要分布在表皮中，粘性物質(zhì)的存在會影響有機(jī)溶劑進(jìn)入表皮中浸提木脂素 的提取效果，因此為了提高木脂素的得率，首先去除粘質(zhì)物質(zhì)，即脫膠。取60目脫脂亞麻籽加入溫度70°C的水，用鹽酸調(diào)節(jié)ρΗ 6.0，料水質(zhì)量體積比 1 7 (m/v)水浴振蕩60min、脫粘次數(shù)4次，即可完全脫膠。2.酶解
由于亞麻籽中的木脂素存在于表皮之中，表皮是由致密的纖維構(gòu)成，因此需將脫 膠后的表皮纖維水解才能使得木脂素更好地溶出，而普通溶劑很難進(jìn)入植物細(xì)胞內(nèi)，本方 法采用復(fù)合纖維素酶對脫脂脫膠后的亞麻籽進(jìn)行酶解。在酶解過程中溫度和PH值是影響 酶解效果的主要因素，其中溫度對酶促反應(yīng)和細(xì)胞分子擴(kuò)散均有影響，在未達(dá)到酶的最適 作用溫度前，升高溫度可增加包括酶和底物分子在內(nèi)的溶液體系的熱能，即可使胞內(nèi)活性 物質(zhì)分子運動速度加快，有利于其從細(xì)胞內(nèi)向溶液擴(kuò)散，又能提供酶促反應(yīng)所需的能量，使 酶解破壁作用加強(qiáng)，所以這時木脂素提取得率增大。但是溫度繼續(xù)升高會導(dǎo)致維系整個酶 三維結(jié)構(gòu)的多重弱的非共價鍵相互作用(氫鍵、范德華力等)破裂，是生物酶部分甚至全部 變性，酶促反應(yīng)就會抑制。所以最佳酶解溫度選擇為40 60°C。酶解條件將脫膠后亞麻籽加水10 30mL(例如10，15，20，25或30mL，如約 20mL)，再加入 2.0 3.0% (例如 2. 0，2. 2，2. 4，2. 6，2. 8 或 3. 0%，如約 2. 4% )的稀釋復(fù) 合纖維素酶液，調(diào)pH至4 6 (例如4. 0，4. 5，5. 0，5. 5或6. 0，如約5. 0)，于40 60°C (例 如40，50，或601，如約500C )下水浴振蕩保溫60 80min (例如30，40，50，60，70min或 80min，如約 70min)；3、酸沉亞麻籽含蛋白質(zhì)一般在10% 30%，屬麻仁球蛋白，采用等電點法(pH4. 5)可去 除大部分蛋白，使木質(zhì)素的純度進(jìn)一步提高。酶解液用濃度為lmol/L鹽酸調(diào)pH值在4. 5左右，攪拌15min，靜置15min，有大部 分沉淀產(chǎn)生。離心(5000r/min，15min)，其中沉淀解碎調(diào)成懸浮液經(jīng)lmol/L氫氧化鈉中和 至pH 7.0、干燥回收。4、醇沉將去除蛋白后的上清液加入1 3倍體積乙醇，產(chǎn)生絮狀沉淀，離心 (5000r/min, 15min)去除沉淀得到溶液I。5、超聲提取由于超聲波所具有的機(jī)械粉碎和空化效應(yīng)等作用，增大了溶劑的穿透力，使細(xì)胞 內(nèi)的有效物質(zhì)在超聲波的作用下產(chǎn)生較強(qiáng)的擴(kuò)散，增大了細(xì)胞內(nèi)外木脂素的濃度差，加快 溶質(zhì)的傳質(zhì)速率，提高了有效成分溶出速度和溶出數(shù)量，從而大大縮短了木脂素的提取時 間，同時超聲促進(jìn)原料溶脹。因此從提取的角度來說，超聲對酶催化反應(yīng)活力有很大提高， 有利于強(qiáng)化提取過程，縮短提取時間。根據(jù)木脂素的乙醇溶解性，采用超聲波強(qiáng)化乙醇提取亞麻籽木脂素的過程。超聲 提取條件將酶解后的亞麻籽渣加入40 70%乙醇溶液，固液比為1 (90 100)，在功 率為25W下超聲處理8 15min。過濾得到溶液II。6、超濾亞麻籽中含有大量的蛋白多糖等大分子物質(zhì)，一方面會影響木脂素的提取率，另 外這些物質(zhì)的存在也會影響木質(zhì)素的質(zhì)量，如直接考慮采用無相變，操作條件溫和的超濾 方式進(jìn)行過濾，會造成膜的嚴(yán)重污染，影響膜的壽命。因此在木脂素提取過程中進(jìn)行了大量 的前期除雜工作，但是，不能將其去除徹底，還需采用超濾方式進(jìn)一步去除殘余雜質(zhì)，減少 濃差極化現(xiàn)象。超聲后溶液經(jīng)過濾除渣的溶液II與醇沉后的清液I合并，在壓力為0. 01 0. IMpa(例如0. 02 0. 06MPa,如約0. 05MPa)、溫度為20 40°C (例如20 40°C，如約350C )時間50min的條件下對上清液進(jìn)行超濾處理，收集透過液。7、冷凍干燥將提取的含木脂素溶液采用冰箱冷凍，采用真空冷凍干燥機(jī)在真空壓力500mT以 下，-40 -50°C冷凍約36h，干燥得木脂素粗品。該方案具有以下特點1、采用水脫膠，酸沉除蛋白，成本低，方法簡便，可將大多數(shù)雜質(zhì)去掉，再經(jīng)后期超 濾后，可一改文獻(xiàn)中直接采用膜分離所有蛋白和粘性物質(zhì)，造成的超濾膜污染嚴(yán)重現(xiàn)象，可 顯著提高木質(zhì)素的質(zhì)量和膜的壽命。2、采用超聲波結(jié)合酶解技術(shù)，可縮短提取時間，顯著提高木脂素得率。


圖1以脫脂亞麻籽粉為原料采用超聲酶解提取亞麻籽中木脂素的工藝流程圖。實施例1本發(fā)明還將通過具體實施例的方式作進(jìn)一步說明，這些實施例僅僅是舉例說明性 的而沒有限制本發(fā)明范圍的意思。取Ikg過60目篩的脫脂亞麻籽粕置于容器中，按照液固比7 lv/m加入溫度 70°C的水，用鹽酸調(diào)節(jié)pH6. 0，水浴振蕩60min、脫粘次數(shù)4次，即可完全脫膠。脫膠后的亞 麻籽加水20ml，再加入2. 4%的稀釋復(fù)合纖維素酶液，調(diào)酸至最適pH5，于50°C下水浴保溫 70min。將酶解結(jié)束后的液體調(diào)酸至pH4. 5，加入等量乙醇，除雜得到溶液I，酶解后的亞麻 籽渣加入50%乙醇，按照固液比為1 95，功率為25W超聲波下lOmin，然后用濾布濾去渣 子，得到溶液II。將溶液I和II合并，在壓力為0. 05Mpa、溫度為35°C，50min的條件下對 其進(jìn)行超濾處理，收集透過液。冷凍干燥得到亞麻籽木脂素。
權(quán)利要求
1.一種以脫脂亞麻籽粕為原料采用酶解輔助超聲波提取分離木脂素方法，其特征包括 以下步驟(a)采用脫膠、復(fù)合纖維素酶解、PH調(diào)酸除蛋白、醇沉除多糖、超聲波提取亞麻籽中的 木脂素；(b)對步驟(a)處理所得的物料進(jìn)行離心分離、超濾、冷凍干燥得到木脂素粗品。
2.權(quán)利要求1所述的復(fù)合纖維素酶解工藝其特征在于將脫膠后亞麻籽加入蒸餾水10 30mL (例如10，15，20，25或30mL，如約20mL)，再加入 2. 0 3. 0% (例如2. 0，2. 2，2. 4，2. 6，2. 8或3. 0%，如約2. 4% )的稀釋復(fù)合纖維素酶液， 調(diào) pH4 6 (例如 4. 0，4. 5，5. 0，5. 5 或 6. 0，如約 5. 0)，于 40 60°C (例如 40，50，或 60°C， 如約500C )下水浴振蕩保溫60 80min (例如30，40，50，60，70min或80min,如約70min)； 過濾，酶解液用濃度為lmol/L鹽酸調(diào)pH值在4. 5左右，攪拌15min，靜置15min，有大部分 沉淀產(chǎn)生。離心(5000r/min，15min)，其中沉淀解碎調(diào)成懸浮液經(jīng)lmol/L氫氧化鈉中和至 PH 7.0，干燥回收。將去除蛋白后的上清液加入1 3倍體積乙醇，產(chǎn)生絮狀沉淀，離心(5000r/min， 15min)去除沉淀。得到溶液I。
3.權(quán)利要求1所述的超聲工藝其特征在于將酶解后的亞麻籽渣加入40 70%乙醇溶液，固液比為1 (90 100)，在功率為 25 35W下超聲處理8 15min。過濾得到溶液II。
4.權(quán)利要求1所述的超聲工藝其特征在于將溶液I和溶液π合并，在壓力為0. 01 0. IMpa(例如0. 02 0. 06MPa,如約 0. 05MPa)、溫度為20 40°C (例如20 40°C，如約35°C )時間50min的條件下對上清液 進(jìn)行超濾處理，收集透過液。
5.利用前述權(quán)利要求的方法獲得高得率的亞麻籽木脂素。
全文摘要
本發(fā)明屬于食品技術(shù)領(lǐng)域。以脫脂亞麻籽粕為原料采用酶解輔助超聲波提取分離木脂素。在木脂素的提取中，由于亞麻籽外表光滑，表皮厚實，最外層為含有粘質(zhì)物質(zhì)的碳水化合物，約占全籽重量的8％，木脂素主要分布在表皮中，由于表皮結(jié)構(gòu)致密有機(jī)溶劑很難進(jìn)入，為得到高收率的木脂素，本發(fā)明確定采用熱水脫掉外層的粘質(zhì)物質(zhì)、復(fù)合纖維素酶解亞麻籽表皮，使表皮中的木脂素更好的溶出，最后采用乙醇浸提輔助超聲波提取，超濾去除殘余的大分子雜質(zhì)，冷凍干燥得到木脂素。
文檔編號A61P35/00GK102125261SQ20101058251
公開日2011年7月20日 申請日期2010年12月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月9日
發(fā)明者張慧君, 王偉, 王文俠 申請人:齊齊哈爾大學(xué)