一種超聲輔助反膠束酶解制備大豆油脂及蛋白的方法
【專利摘要】一種超聲輔助反膠束酶解制備大豆油脂及蛋白的方法屬于植物油脂及蛋白的提取加工技術(shù)，該方法包括以下步驟：(1)將新鮮的大豆清理粉碎后進(jìn)行擠壓膨化處理得膨化產(chǎn)物，將膨化產(chǎn)物粉碎后加入溶有蛋白酶的反膠束體系進(jìn)行超聲輔助反膠束酶解，然后離心分離得到有機(jī)溶劑相、表面活性劑相和固相殘渣；(2)將有機(jī)溶劑相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到大豆油，將表面活性劑相進(jìn)行反萃取后離心分離得水相；(3)將水相超濾后進(jìn)行真空濃縮、冷凍干燥即得大豆蛋白；本方法在超聲處理的同時進(jìn)行反膠束酶解提取大豆油及蛋白，減少了酶用量，縮短了反應(yīng)時間，簡化了提取工藝，提高了提取效率，制得的大豆油品質(zhì)好，獲得的大豆蛋白純度高，并且具有一定生物活性。
【專利說明】一種超聲輔助反膠束酶解制備大豆油脂及蛋白的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于植物油脂及蛋白的提取加工技術(shù)，主要涉及一種超聲輔助反膠束酶解制備大豆油脂及蛋白的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]反膠束是表面活性劑分子在非極性有機(jī)溶劑中自發(fā)形成具有熱力學(xué)穩(wěn)定性的納米級聚集體，蛋白質(zhì)可以增溶于表面活性劑分子親水端形成的“水池”里。將反膠束體系應(yīng)用于萃取油料中的蛋白質(zhì)，在增溶蛋白質(zhì)的同時，油脂也被有機(jī)溶劑所萃取，實現(xiàn)了油脂和蛋白質(zhì)的同時分離。增溶于反膠束中的蛋白可以保持很高的活性，但由于反膠束“水池”和蛋白質(zhì)分子大小的限制，蛋白質(zhì)提取率仍有待提聞。
[0003]反膠束萃取處于動態(tài)平衡狀態(tài)，極性核不停地發(fā)生碰撞，碰撞過程中會交換內(nèi)核所含的物質(zhì)。超聲波可以為反膠束萃取蛋白質(zhì)提供一定的推動力，同時超聲作用也會使蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，適當(dāng)?shù)某暪β适沟鞍踪|(zhì)的結(jié)構(gòu)變得更有利于進(jìn)入反膠束。并且超聲輔助時，超聲的空化效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)均增大了固液界面的湍動程度，空化所產(chǎn)生的微射流會促進(jìn)反膠束溶液向全脂大豆粉表面擴(kuò)散，因而可促進(jìn)蛋白質(zhì)的浸出和傳質(zhì)，提高蛋白質(zhì)的萃取率。伴隨超聲空化作用的同時還產(chǎn)生了機(jī)械效應(yīng)、熱效應(yīng)、光致效應(yīng)、活化效應(yīng)等不同的聲能與物質(zhì)相互作用的形式。
[0004]酶解技術(shù)是一種新興的技術(shù)，將酶解技術(shù)應(yīng)用到油料中，可同時提取油脂和蛋白質(zhì)，酶解技術(shù)因其反應(yīng)條件溫和、提取效率高而受到研究學(xué)者及工業(yè)化的青睞。酶的本質(zhì)是蛋白質(zhì)，也可以增溶于反膠束的“水池”中。將酶增溶于反膠束中制備納米酶粒子，在動物體內(nèi)運輸時可以保持較高的酶活力和提高酶的靶向性。在水中酶分子結(jié)構(gòu)的波動會擾動酶的催化構(gòu)象，而在反膠束中，表面活性劑殼層可以緩沖這種波動，使酶分子剛性有所增加，從而保持其活性，進(jìn)而提高酶解效率。
[0005]本發(fā)明方法采用超聲輔助反膠束酶解法制備大豆油脂及蛋白，利用酶在反膠束體系中具有超活性，加以超聲處理輔助提取，減少了酶用量，縮短了提取時間，提高了提取效率，降低了提取成本，為同時提取大豆油脂及蛋白的實際生產(chǎn)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。

【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酶解制備大豆油脂及蛋白的方法，達(dá)到簡化工藝、降低成本、提高提取效率的目的。
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0008]一種超聲輔助反膠束酶解制備大豆油脂及蛋白的方法，該方法包括以下步驟:(I)將新鮮的大豆清理粉碎后進(jìn)行擠壓膨化處理得膨化產(chǎn)物，將膨化產(chǎn)物粉碎后加入溶有堿性蛋白酶的DMBAC/正己烷/正辛醇反膠束體系進(jìn)行超聲輔助反膠束酶解，所述的表面活性劑DMBAC濃度為0.03m ol/L，正己烷與正辛醇體積比為4: 1，KCl濃度為0.lmol/L，超聲功率為200-400W，蛋白酶添加量為膨化產(chǎn)物質(zhì)量的1_3%，反應(yīng)溫度為40-60°C，反應(yīng)時間為l_3h，反應(yīng)pH為6-10，超聲輔助反膠束酶解后離心分離得到有機(jī)溶劑相、表面活性劑相和固相殘渣；(2)將有機(jī)溶劑相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到大豆油并回收有機(jī)溶劑，將表面活性劑相與1.5mol/L的KCl溶液等體積混合進(jìn)行反萃取，所述的反萃取溫度為30-50°C，反萃取時間為5-25min,反萃取pH為6_10，反萃取后離心分離得水相并回收表面活性劑；(3)將水相進(jìn)行超濾處理，所述的超濾壓力為55-75kPa，超濾溫度為30_50°C，超濾后進(jìn)行真空濃縮、冷凍干燥即得大豆蛋白。
[0009]所述的超聲輔助反膠束酶解優(yōu)選參數(shù)為:超聲功率350W，蛋白酶添加量為膨化產(chǎn)物質(zhì)量的1.5%，反應(yīng)溫度50°C，反應(yīng)時間1.5h，反應(yīng)pH9。
[0010]所述的反萃取優(yōu)選參數(shù)為:反萃取溫度40°C，反萃取時間15min，反萃取PH8。
[0011]所述的超濾處理優(yōu)選參數(shù)為:超濾壓力65kPa，超濾溫度35°C。
[0012]本方法在對大豆擠壓膨化的基礎(chǔ)上，采用超聲輔助反膠束酶解法制備大豆油及蛋白，在反膠束體系中維持了酶分子的天然構(gòu)象，使酶具有超活性，利于酶解的進(jìn)行，超聲的空化作用所產(chǎn)生的微射流會促進(jìn)反膠束溶液向物料表面擴(kuò)散，促進(jìn)油脂和蛋白質(zhì)的浸出和傳質(zhì)，提高油脂和蛋白質(zhì)的提取率，保證大豆油品質(zhì)的同時還能獲得高純度、低變性的大豆蛋白。該方法具有所需的工藝設(shè)備簡單、操作安全的特點，獲得的大豆油品質(zhì)好，大豆蛋白的活性高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]附圖本發(fā)明總工藝路線圖。 【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施例進(jìn)行詳細(xì)描述，
[0015]一種超聲輔助反膠束酶解制備大豆油脂及蛋白的方法，該方法包括以下步驟:(I)將新鮮的大豆清理粉碎后進(jìn)行擠壓膨化處理得膨化產(chǎn)物，將膨化產(chǎn)物粉碎后加入溶有堿性蛋白酶的DMBAC/正己烷/正辛醇反膠束體系進(jìn)行超聲輔助反膠束酶解，所述的表面活性劑DMBAC濃度為0.03mol/L，正己烷與正辛醇體積比為4: 1，KCl濃度為0.lmol/L，超聲功率為200-400W，蛋白酶添加量為膨化產(chǎn)物質(zhì)量的1_3%，反應(yīng)溫度為40-60°C，反應(yīng)時間為l_3h，反應(yīng)pH為6-10，超聲輔助反膠束酶解后離心分離得到有機(jī)溶劑相、表面活性劑相和固相殘渣；(2)將有機(jī)溶劑相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到大豆油并回收有機(jī)溶劑，將表面活性劑相與
1.5mol/L的KCl溶液等體積混合進(jìn)行反萃取，所述的反萃取溫度為30_50°C，反萃取時間為5-25min,反萃取pH為6_10，反萃取后離心分離得水相并回收表面活性劑；(3)將水相進(jìn)行超濾處理，所述的超濾壓力為55-75kPa，超濾溫度為30_50°C，超濾后進(jìn)行真空濃縮、冷凍干燥即得大豆蛋白。
[0016]所述的超聲輔助反膠束酶解優(yōu)選參數(shù)為:超聲功率350W，蛋白酶添加量為膨化產(chǎn)物質(zhì)量的1.5%，反應(yīng)溫度50°C，反應(yīng)時間1.5h，反應(yīng)pH9。
[0017]所述的反萃取優(yōu)選參數(shù)為:反萃取溫度40°C，反萃取時間15min，反萃取pH8。
[0018]所述的超濾處理優(yōu)選參數(shù)為:超濾壓力65kPa，超濾溫度35°C。
[0019]實施例1:
[0020]將新鮮的大豆清理粉碎后進(jìn)行擠壓膨化處理得膨化產(chǎn)物，在離子強(qiáng)度為0.lmol/LKCl條件下，用濃度為0.03mol/L的表面活性劑DMBAC與體積比為4: I的正己烷/正辛醇混合形成DMBAC/正己烷/正辛醇反膠束體系，將膨化產(chǎn)物粉碎，然后在超聲功率為350W、反應(yīng)溫度為50°C、反應(yīng)pH為9下加入溶有1.5%堿性蛋白酶的DMBAC/正己烷/正辛醇反膠束體系進(jìn)行超聲輔助反膠束酶解1.5h，超聲輔助反膠束酶解后離心分離得到有機(jī)溶劑相、表面活性劑相和固相殘渣，將有機(jī)溶劑相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到大豆油并回收有機(jī)溶劑，將表面活性劑相與1.5mol/L的KCl溶液等體積混合，在溫度為40°C、pH為8下進(jìn)行反萃取15min，反萃取后離心分離得水相并回收表面活性劑，在超濾壓力為65kPa、超濾溫度為35°C下將水相進(jìn)行超濾處理，超濾后進(jìn)行真空濃縮、冷凍干燥即得大豆蛋白。該方法的油脂提取率為91.33%，蛋白提取率為89.46%，所得的大豆油品質(zhì)好，大豆蛋白純度高、變性程度低、活性聞。
[0021]實施例2:
[0022]將新鮮的大豆清理粉碎后進(jìn)行擠壓膨化處理得膨化產(chǎn)物，在離子強(qiáng)度為0.lmol/LKCl條件下，用濃度為0.03mol/L的表面活性劑DMBAC與體積比為4: I的正己烷/正辛醇混合形成DMBAC/正己烷/正辛醇反膠束體系，將膨化產(chǎn)物粉碎，然后在超聲功率為300W、反應(yīng)溫度為55°C、反應(yīng)pH為9下加入溶有I %堿性蛋白酶的DMBAC/正己烷/正辛醇反膠束體系進(jìn)行超聲輔助反膠束酶解2h，超聲輔助反膠束酶解后離心分離得到有機(jī)溶劑相、表面活性劑相和固相殘渣，將有機(jī)溶劑相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到大豆油并回收有機(jī)溶劑，將表面活性劑相與1.5mol/L的KCl溶液等體積混合，在溫度為45°C、pH為8下進(jìn)行反萃取lOmin，反萃取后離心分離得水相并回收表面活性劑，在超濾壓力為60kPa、超濾溫度為40°C下將水相進(jìn)行超濾處理，超濾后進(jìn)行真空濃縮、冷凍干燥即得大豆蛋白。該方法的油脂提取率為
90.62%，蛋白提取率為88.74%，所得的大豆油品質(zhì)好，大豆蛋白純度高、變性程度低、活性聞。
[0023]實施例3:
[0024]將新鮮的大豆清理粉碎后進(jìn)行擠壓膨化處理得膨化產(chǎn)物，在離子強(qiáng)度為0.lmol/LKCl條件下，用濃度為0.03mol/L的表面活性劑DMBAC與體積比為4: I的正己烷/正辛醇混合形成DMBAC/正己烷/正辛醇反膠束體系，將膨化產(chǎn)物粉碎，然后在超聲功率為400W、反應(yīng)溫度為50°C、反應(yīng)pH為8.5下加入溶有2%堿性蛋白酶的DMBAC/正己烷/正辛醇反膠束體系進(jìn)行超聲輔助反膠束酶解lh，超聲輔助反膠束酶解后離心分離得到有機(jī)溶劑相、表面活性劑相和固相殘渣，將有機(jī)溶劑相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到大豆油并回收有機(jī)溶劑，將表面活性劑相與1.5mol/L的KCl溶液等體積混合，在溫度為40°C、pH為7.5下進(jìn)行反萃取15min，反萃取后離心分離得水相并回收表面活性劑，在超濾壓力為70kPa、超濾溫度為35°C下將水相進(jìn)行超濾處理，超濾后進(jìn)行真空濃縮、冷凍干燥即得大豆蛋白。該方法的油脂提取率為
91.11%， 蛋白提取率為88.18%，所得的大豆油品質(zhì)好，大豆蛋白純度高、變性程度低、活性聞。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲輔助反膠束酶解制備大豆油脂及蛋白的方法，其特征在于該方法包括以下步驟:(1)將新鮮的大豆清理粉碎后進(jìn)行擠壓膨化處理得膨化產(chǎn)物，將膨化產(chǎn)物粉碎后加入溶有堿性蛋白酶的DMBAC/正己烷/正辛醇反膠束體系進(jìn)行超聲輔助反膠束酶解，所述的表面活性劑DMBAC濃度為0.03mol/L，正己烷與正辛醇體積比為4: 1，KCl濃度為0.1mol/L，超聲功率為200-400W，蛋白酶添加量為膨化產(chǎn)物質(zhì)量的1_3%，反應(yīng)溫度為40_60°C，反應(yīng)時間為l_3h，反應(yīng)pH為6-10，超聲輔助反膠束酶解后離心分離得到有機(jī)溶劑相、表面活性劑相和固相殘渣；(2)將有機(jī)溶劑相旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)得到大豆油并回收有機(jī)溶劑，將表面活性劑相與1.5mol/L的KCl溶液等體積混合進(jìn)行反萃取，所述的反萃取溫度為30_50°C，反萃取時間為5-25min，反萃取pH為6_10，反萃取后離心分離得水相并回收表面活性劑；(3)將水相進(jìn)行超濾處理，所述的超濾壓力為55-75kPa，超濾溫度為30_50°C，超濾后進(jìn)行真空濃縮、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酶解制備大豆油脂及蛋白的方法，其特征在于所述的超聲輔助反膠束酶解優(yōu)選參數(shù)為:超聲功率350W，蛋白酶添加量為膨化產(chǎn)物質(zhì)量的1.5%，反應(yīng)溫度50°C，反應(yīng)時間1.511，反應(yīng)？!19。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲輔助反膠束酶解制備大豆油脂及蛋白的方法，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，反萃取時間15min，反萃取pH8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲輔助反膠束酶解制備大豆油脂及蛋白的方法，其特征在于所述的超濾處理優(yōu)選參數(shù)為:超濾壓力65kPa，超濾溫度35°C。
【文檔編號】C11B1/04GK104004810SQ201410232502
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年5月23日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月23日
【發(fā)明者】李楊, 江連洲, 隋曉楠, 齊寶坤, 王中江, 馮紅霞, 王歡, 丁儉, 馬文君, 王瑞, 趙城彬 申請人:東北農(nóng)業(yè)大學(xué)