CN103704462A - 一种芝麻蛋白的提取、纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芝麻蛋白的提取、纯化方法，提取步骤中，将压榨后的芝麻饼通过碱提酸沉法提取芝麻粗蛋白，碱提的同时进行超声处理；纯化时，将糖化酶处理工艺应用到芝麻粗蛋白的纯化中。通过本发明提供的提取、纯化方法，芝麻蛋白的产率高，纯度高，产品质量好，易于推广；且该方法的工艺简单，可实现连续生产，提高芝麻的利用率及附加值。
Description
技术领域
本发明属于利用生物技术进行食品生产领域，特别是涉及一种利用生物酶进行芝麻蛋白的提取、纯化方法。
背景技术
芝麻蛋白是一种互补性良好蛋白，其含有含硫氨基酸比大豆蛋白还高。芝麻饼粕及其分离蛋白都含大量蛋氨酸（2.5%～4.0%）和含硫氨基酸（3.8%～5.5%）；赖氨酸是第一限制氨基酸，虽大多数品种其含量不及标准，但在黑芝麻中含量则较高。芝麻蛋白功效比值（PER）为1.86，芝麻饼粕为1.35；分离蛋白生物值为62.4%，低于大豆和葵花籽；净蛋白利用率为53.4%，相当于牛奶81.0%。Evans 发现一份芝麻蛋白掺和一份大豆蛋白能具有与酪蛋白相同营养价值。大豆蛋白赖氨酸高、蛋氨酸低，正好与芝麻蛋白互补，使两者都提高营养价值。用芝麻粕作豆类食品掺和物，比用蛋氨酸在消化道中更能充分释放氨基酸，用蛋白补充蛋白，不用个别氨基酸补充蛋白，可提供其它必需氨基酸量和增大蛋白使用量。因此，以芝麻饼粕为原料提取蛋白，进行开发和利用是非常有意义的。传统的以芝麻饼粕为原料制备芝麻蛋白杂质多，纯度低。
发明内容
本发明的目的是提供一种芝麻蛋白的提取、纯化方法，提取的产率高，得到的芝麻蛋白质量好，且高效利用了芝麻饼粕，提高了芝麻的利用率。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种芝麻蛋白的提取、纯化方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）提取 将压榨后的芝麻饼通过碱提酸沉法提取芝麻粗蛋白，首先将芝麻饼进行加水分散及研磨粉碎，然后调pH值为9.5~10.5在50℃~60℃进行碱提，碱提同时进行超声，然后离心，取离心沉淀物调pH重复前述步骤进行再次碱提及离心，最后得到的离心液调pH值为4.0~4.5，依次经过静置、离心、加水溶解、离心、洗涤后冷冻干燥得到芝麻粗蛋白；
2）纯化 将芝麻粗蛋白先通过加水溶解，然后调pH至3.9~4.1，在温度50℃~60℃下加入其重量0.02%~0.04%的糖化酶进行水解，水解之后灭酶并沉淀离心，所得的芝麻蛋白再次重复前述工艺，最后得到纯化后的芝麻蛋白。
所述提取过程中，第一次碱提的时间为1.5-2h，第二次碱提的时间为0.5-1h。通过两次碱提以及超声波辅助提取，可以提高蛋白质溶出率。
所述提取过程中，芝麻饼粕与水的质量比为1:9~12，优选1:10。料液比过小时，芝麻蛋白质不能充分分散于水；液体量的增加不仅可使蛋白质最大限度的溶解，而且提取液蛋白质的浓度低，加热条件下蛋白质分子相互碰撞，缠绕的机会少，展开状的蛋白质不易絮集，蛋白含量反而降低。
所述提取过程中，超声波的功率为180-200W，通过该频率的超声处理，增大分子间的热运动及增大介质的穿透力来促进芝麻饼粕中蛋白的溶出。
所述提取过程中，在冷冻干燥之前应将芝麻粗蛋白pH调至6.8~7.2；所述纯化过程中，灭酶后调节pH为6.8~7.2。由于蛋白质为两性物质，在酸性或碱性条件均能够水解为多肽，在提取和纯化后，将pH调节为中性，可以保证产品产率及纯度，减少产品中芝麻多肽的存在。
所述纯化过程中，加水溶解时，水与芝麻粗蛋白的物料重量比为10:1。
所述纯化过程中，加酶水解的时间为0.5~1h。
在提取过程中，碱提的pH为9.5；离心液沉淀时pH为4.5。
在纯化过程中，pH调节为4.0。
本发明还具有以下有益效果：
1、本发明在碱提芝麻蛋白过程中进行超声处理，利用超声波具有机械效应、空化效应及热效应，通过增大介质分子间的热运动，以及增大介质的穿透力来提取植物中有效成分；有效促进蛋白的溶出，提高蛋白质溶出率；且碱提过程中，采用两次碱提，也可以尽量提取出芝麻饼粕中的芝麻蛋白。
2、相比传统生产方法，本发明首次将糖化酶处理应用于芝麻蛋白的提纯中，用糖化酶处理之后芝麻蛋白含量有显著上升；糖化酶又称葡萄糖淀粉酶,糖化酶是一种习惯上的名称，学名为α-1,4-葡萄糖水解酶，它能把淀粉从非还原性未端水解a-1.4葡萄糖苷键产生葡萄糖，也能缓慢水解a-1.6葡萄糖苷键，转化为葡萄糖。同时也能水解糊精，糖原的非还原末端释放β-D-葡萄糖。葡萄糖能够溶于水，而芝麻蛋白不溶于水，故能够跟芝麻蛋白分离，通过糖化酶去除掉芝麻蛋白中的部分糖类物质，提高芝麻蛋白含量。在不经过酶解时芝麻蛋白含量为40%左右，经过一次糖化酶处理之后芝麻蛋白含量为80%以上，两次糖化之后蛋白含量可到到90%以上。
3、本发明利用芝麻饼粕为原料提取蛋白，能够变废为宝，增加产品的附加值，提高芝麻的利用率；且本发明提供的方法可实现连续生产，损失小，生产周期短。
4、通过本发明提供的方法得到的芝麻蛋白，其纯度高，产品质量好，可制成粉剂直接食用，或者进一步加工为保健食品，食用价值高。
具体实施方式
下面结合实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
实施例1：
一种芝麻蛋白的提取、纯化方法，包括以下步骤：
1）提取 按照料液比1:10将芝麻饼和蒸馏水混合均匀、研磨粉碎，然后调pH值为9.5，在超声波180W，50℃~60℃条件下碱提1.5h，然后离心；取离心沉淀物进行第二次碱提1h，其他碱提条件不变，然后离心，调节离心液pH为4.5静置1h，离心，取沉淀物，加水洗涤至pH6.8~7.2，冷冻干燥得到芝麻粗蛋白；
2）纯化 将芝麻粗蛋白按照料液比1:10加水溶解，然后调pH至4.0，在50~60℃时加入芝麻粗蛋白质量0.02%的糖化酶进行水解，水解之后灭酶并沉淀离心，所得的芝麻蛋白再次重复前述纯化工艺，最后取沉淀物，加水洗涤至pH6.8~7.2，得到纯化好的的芝麻蛋白。
经过检验，其纯度为90.6%，而传统工艺生产的芝麻蛋白的纯度一般均低于80%。
实施例2：
一种芝麻蛋白的提取、纯化方法，包括以下步骤：
1）提取 按照料液比1:10将芝麻饼和蒸馏水混合均匀、研磨粉碎，然后调pH值为10，在超声波200W，58℃条件下碱提2h，然后离心；取离心沉淀物进行第二次碱提1h，其他碱提条件不变，然后离心，调节离心液pH为4.0静置0.8h，离心，取沉淀物，加水洗涤至pH7.1，冷冻干燥得到芝麻粗蛋白；
2）纯化 将芝麻粗蛋白按照料液比1:10加水溶解，然后调pH至3.9，在55℃时加入芝麻粗蛋白质量0.03%的糖化酶进行水解，水解之后灭酶并沉淀离心，所得的芝麻蛋白再次重复前述纯化工艺，最后取沉淀物，加水洗涤至pH7.0，得到纯化好的的芝麻蛋白。
经过检验，其纯度为92.3%。
实施3：
一种芝麻蛋白的提取、纯化方法，包括以下步骤：
1）提取 按照料液比1:10将芝麻饼和蒸馏水混合均匀、研磨粉碎，然后调pH值为10.5，在超声波190W，60℃条件下碱提2h，然后离心；取离心沉淀物进行第二次碱提0.5h，其他碱提条件不变，然后离心，调节离心液pH为4.3静置0.5h，离心，取沉淀物，加水洗涤至pH6.9，冷冻干燥得到芝麻粗蛋白；
2）纯化 将芝麻粗蛋白按照料液比1:10加水溶解，然后调pH至4.0，在60℃时加入芝麻粗蛋白质量0.04%的糖化酶进行水解，水解之后灭酶并沉淀离心，所得的芝麻蛋白再次重复前述纯化工艺，最后取沉淀物，加水洗涤至pH7.0，得到纯化好的的芝麻蛋白。
经过检验，其纯度为93.1%。
Claims (10)
1.一种芝麻蛋白的提取、纯化方法，其特征在于：包括以下步骤：
1）提取 将压榨后的芝麻饼通过碱提酸沉法提取芝麻粗蛋白，首先将芝麻饼进行加水分散及研磨粉碎，然后调pH值为9.5~10.5在50℃~60℃进行碱提，碱提同时进行超声，然后离心，取离心沉淀物调pH重复前述步骤进行再次碱提及离心，最后得到的离心液调pH值为4.0~4.5，依次经过静置、离心、加水溶解、离心、洗涤后冷冻干燥得到芝麻粗蛋白；
2）纯化 将芝麻粗蛋白先通过加水溶解，然后调pH至3.9~4.1，在温度50℃~60℃下加入其重量0.02%~0.04%的糖化酶进行水解，水解之后灭酶并沉淀离心，所得的芝麻蛋白再次重复前述工艺，最后得到纯化后的芝麻蛋白。
2.根据权利要求1所述芝麻蛋白的提取、纯化方法，其特征在于：所述提取过程中，第一次碱提的时间为1.5-2h，第二次碱提的时间为0.5-1h。
3.根据权利要求1所述芝麻蛋白的提取、纯化方法，其特征在于：所述提取过程中，芝麻饼粕与水的质量比为1:10。
4.根据权利要求1所述芝麻蛋白的提取、纯化方法，其特征在于：所述提取过程中，超声波的功率为180-200W。
5.根据权利要求1所述芝麻蛋白的提取、纯化方法，其特征在于：所述提取过程中，在冷冻干燥之前应将芝麻粗蛋白pH调至6.8~7.2。
6.根据权利要求1所述芝麻蛋白的提取、纯化方法，其特征在于：所述纯化过程中，加水溶解时，水与芝麻粗蛋白的物料重量比为10:1。
7.根据权利要求1所述芝麻蛋白的提取、纯化方法，其特征在于：所述纯化过程中，加酶水解的时间为0.5~1h。
8.根据权利要求1所述芝麻蛋白的提取、纯化方法，其特征在于：所述纯化过程中，灭酶后调节pH为6.8~7.2。
9.根据权利要求1-8之一所述芝麻蛋白的提取、纯化方法，其特征在于：在提取过程中，碱提的pH为9.5；离心液沉淀时pH为4.5。
10.根据权利要求1-8之一所述芝麻蛋白的提取、纯化方法，其特征在于：在纯化过程中，pH调节为4.0。
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