CN102329382A

CN102329382A - 超声-微波协同提取菜籽蛋白的方法

Info

Publication number: CN102329382A
Application number: CN201110259353A
Authority: CN
Inventors: 李春阳; 卢晓会; 王卫东; 刘文旭
Original assignee: Jiangsu Yanjiang Agricultural Science Research Institute
Current assignee: Jiangsu Yanjiang Agricultural Science Research Institute
Priority date: 2011-09-05
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2012-01-25

Abstract

本发明开发出一种利用超声和微波协同提取菜籽蛋白的新技术，优化了提取工艺参数，能够使菜籽饼粕中的蛋白快速溶出，缩短了提取时间，有效地提高了蛋白的提取效率，同时节能降耗，降低了生产成本。本发明以高温带皮菜籽饼粕为原料，取40-100目菜籽粕，按料液比1∶20加入蒸馏水，用NaOH调节pH8-12，浸泡5-25min；通过超声和微波协同萃取，在超声波频率40kHz、功率50W、微波功率80W条件下，萃取5-9min，提取3次，合并提取液，离心得上清液；在pH 4.5条件下进行酸沉，经离心分离，干燥制得菜籽蛋白。超声-微波协同萃取菜籽蛋白的提取率比传统的水相萃取法提高7.74％，提取时间缩短5倍。

Description

超声-微波协同提取菜籽蛋白的方法

一、技术领域

本发明提供一种采用超声-微波协同提取菜籽蛋白的工艺方法，属于农产品加工技术领域。

二、背景技术

油菜籽是一种重要的油料作物，我国油菜籽的种植面积在1亿亩以上，产量高达1000多万吨，均居世界之首。每年加工过程中产生的菜籽粕600-700万吨，但80％以上被作为肥料使用。油菜籽中蛋白质含量丰富，达到25％-27％，浸油后的菜籽粕中蛋白质高达35％-45％，并且菜籽粕中氨基酸的种类丰富，含有8种必需氨基酸，能满足人体生理机能的需要，没有限制性氨基酸，其氨基酸组成和含量符合FAO/WHO推荐模式值，与大豆、花生、棉籽等其他植物蛋白相比，其生物效价和营养价值较高，是一种具有开发潜力的优质植物蛋白质。

油菜籽粕根据菜籽是否脱皮可分为脱皮粕和带皮粕；根据菜籽制油处理方式不同，又将菜籽粕分为高温粕和低温粕。由于菜籽脱皮工艺繁琐，损失较大，而且高温处理出油率高、利润大，因此国内油厂大多采用带皮高温压榨，从而产生大量高温带皮菜籽粕。目前，国内关于低温脱皮菜籽粕的研究较多，提取蛋白效果较为理想，但是关于高温带皮菜籽粕的开发利用未见报道。其主要原因是，高温带皮菜籽粕的蛋白一部分在高温下发生变性，不易提取出来，还有一部分蛋白与纤维素结合，很难释放出来。

目前，提取菜籽蛋白的方法有水相萃取法、有机溶剂法、水相酶解法、超滤、渗滤法等，水相萃取法在工业生产中提取时间较长，蛋白提取率不高，还有废水不易处理，易造成环境污染等问题；用乙醇、丙酮等有机溶剂制备菜籽蛋白的方法，工艺复杂、成本高以及溶剂对蛋白质营养价值和食用安全性影响等；水相酶解法可以提高菜籽蛋白的提取率，但是产品以蛋白肽为主，蛋白的乳化与起泡等功能性质降低；超滤、渗滤法也逐渐应用于分离制备菜籽蛋白液，但超滤膜面或膜孔很容易被污染，导致超滤膜的处理能力下降甚至不能工作，而且污染后的清洗工作也相当繁杂，致使超滤技术在工业上的推广和应用受到很大限制。

用超声-微波协同提取菜籽蛋白是一种新兴的方法，其原理是将超声振动与开放式微波两种作用方式相结合，克服了常规超声波和微波萃取的不足，实现了低温常压对样品快速高效的预处理，使热作用、机械作用、空化作用以及许多次级效应如击碎、乳化、扩散等增强，并能有效打破细胞边界层，使扩散速度增加，促进固体物料中有效成分溶出，显著提高其提取效率。目前对于超声-微波协同提取菜籽蛋白的研究，尚未见报道。

三、发明内容

技术问题本发明主要是采用超声和微波协同提取菜籽蛋白，采用此方法，能够显著缩短提取时间，提高菜籽蛋白提取效率，具有广阔的市场发展前景。

技术方案采用超声和微波协同提取菜籽蛋白的技术，主要包括以下几点：

1、菜籽饼粕的预处理

将油菜籽饼粕粉碎，过40-100目筛，然后按料液比1∶20加水混合，用NaOH调至pH为8-12，搅拌，浸泡20min。

2、超声-微波协同提取菜籽蛋白

将上述浸泡液放入超声-微波协同萃取仪内，打开超声波开关(固有频率40kHz，功率为50w)，设置微波功率为80w，然后萃取7-9min。

3、重复上述1、2步骤提取3次，在3500r/min条件下离心10min，上清液即蛋白提取液。菜籽蛋白的提取率可按下式计算：

蛋白提取率＝提取液中的蛋白含量/原料中的蛋白含量×100％。

4、酸沉

将提取液pH调至4.5，然后在3500r/min条件下离心10min，下层沉淀物即菜籽蛋白。

5、冷冻干燥

将上述菜籽蛋白的pH调至7.0，预冻24h后，进行真空冷冻干燥，得到蛋白产品，用凯氏定氮法(参照国标：GB/T5009.5-2003)测定蛋白含量。

四、具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

将油菜籽饼粕粉碎，过60目筛，称取10g放入烧杯内，按1∶20的比例加水混合，搅拌均匀，用NaOH调至pH为12，浸泡20min，将溶液放入超声-微波协同萃取仪中，打开超声波开关(固有频率40kHz，功率为50w)，设置微波功率为80w，作用时间为500s；过滤，将滤渣按1∶10比例加水混合，调pH为12，搅拌，再放入超声-微波协同萃取仪中，按上述同样条件处理7-9min；滤渣处理2次后，合并3次的滤液，在3500r/min条件下离心10min，离心得蛋白提取液；将上清液在pH为4.5条件下酸沉，最后对酸沉的蛋白进行冷冻干燥。得到菜籽蛋白的提取率为90.54％，凯氏定氮法测得蛋白的纯度为78.2％。与传统水相提取法相比，蛋白的提取率提高了7.74％，提取时间缩短了5倍。

Claims

1.一种采用超声-微波协同萃取提取菜籽蛋白的工艺方法，其特征在于采用如下步骤：(1)以高温带皮油菜籽饼粕为原料，将其粉碎过筛，取60目菜籽粕，按料液比为1∶20加入蒸馏水，用碱液调节pH为8-12，浸泡5-25min；(2)将(1)溶液放入超声-微波协同萃取仪中，打开超声波开关(固有频率40kHz，功率为50w)，设置微波功率为80w，作用时间为5-9min，提取3次，离心；(3)将(2)的上清液在pH 4.5条件下沉淀，然后离心，最后对沉淀的蛋白进行冷冻干燥。

2.如权利要求1所述，菜籽粕经粉碎过筛，取40-100目作为原料；菜籽粕与水的比例为1∶20；调节pH所用的碱液为NaOH或Na₂CO₃，提取液的pH为8-12。

3.如权利要求1所述，在菜籽蛋白的提取过程中超声波和微波同时作用；超声波的频率为40KHz，功率为50w，微波功率为80w；超声-微波协同提取时间为5-9min。