CN111345392A - 一种低共熔溶剂及其制备方法和在提取植物蛋白中的用途 - Google Patents
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- A23J1/005—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from waste materials, e.g. kitchen waste from vegetable waste materials
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23J—PROTEIN COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS; WORKING-UP PROTEINS FOR FOODSTUFFS; PHOSPHATIDE COMPOSITIONS FOR FOODSTUFFS
- A23J1/00—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites
- A23J1/14—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from leguminous or other vegetable seeds; from press-cake or oil-bearing seeds
- A23J1/142—Obtaining protein compositions for foodstuffs; Bulk opening of eggs and separation of yolks from whites from leguminous or other vegetable seeds; from press-cake or oil-bearing seeds by extracting with organic solvents
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Abstract
本发明公开了一种低共熔溶剂及其制备方法和在提取植物蛋白中的用途,属于食品深加工技术领域。所述由氢键供体和氢键受体两部分组成,氢键供体为尿素,氢键受体为醋酸钠,氢键受体与氢键供体的摩尔比为1:(1‑3),并于75‑95℃下制备获得。将植物原料、蒸馏水以及低共熔溶剂按照质量体积比(0.1‑0.3)g:(1‑10)mL:(5‑30)mL依次混合,在30‑80℃下搅拌,经离心,得到植物蛋白浸提液;向所述植物蛋白浸提液中加入体积比为1:(1‑4)乙醇,经混匀、静置、离心,取沉淀物经洗涤、离心、冻干,得到植物蛋白。本发明制备的低共熔溶剂及其制备方法以及其在提取植物蛋白中的用途均具有效率高、操作便利、新型绿色、无三废排放等优点,具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于食品深加工技术领域,具体涉及一种低共熔溶剂及其制备方法和在提取植物蛋白中的用途。
背景技术
植物蛋白是从植物里提取的,营养与动物蛋白相仿,但是更易于消化。植物性蛋白质主要来源于米面类、豆类。但在饮食中,植物蛋白和动物蛋白要搭配食用。
作为我国四大油料之一,芝麻不仅营养成分齐全,而且含量丰富,主要包含蛋白质、脂质、碳水化合物和矿物质。芝麻中含18%-25%的蛋白质,水代法制油后的副产物为芝麻渣,其中蛋白质含量为38%-50%。每加工1t芝麻产生1t左右的湿芝麻渣。当前,湿麻渣大部分被当成饲料或肥料使用,甚至作为废料被排放,造成资源的严重浪费。芝麻渣中含有的芝麻蛋白中谷氨酸、精氨酸、芳香族氨基酸、甘氨酸含量较高,且蛋氨酸、酪氨酸、甘氨酸含量高于其他植物蛋白。因此,芝麻蛋白广泛用于食品、化工和化妆品等领域,可以作为乳制品、肉食品和冷饮等的添加剂,还可以利用分离蛋白生产出很多高附加值的产品。因此,将芝麻渣中的蛋白提取出来加以综合利用,具有广阔的应用前景和重要的现实意义。
由于芝麻蛋白中主要是球蛋白,约占67%,水溶性较佳,并且在碱性条件下溶解度较大,所以提取方法基本为碱溶酸沉法。即利用碱性溶液从芝麻渣中提取芝麻蛋白,然后将浸提液离心取上清液,调pH至等电点(pH=4-6)沉淀蛋白,再进行离心、冻干等步骤得到芝麻蛋白。碱溶酸沉法虽然操作简单,但由于生产中使用强酸、强碱溶液,不仅对设备造成了一定的损害,对环境造成污染,并且强碱强酸溶液也会造成芝麻蛋白的生物活性降低甚至失活。因此,需要寻找一种绿色环保且高效的提取蛋白的方法。
中国专利CN105124132B公开了一种超声波辅助弱碱提取冷榨芝麻饼粕中蛋白的方法,提高了蛋白提取率,但是提取过程中需要超声波提取仪和酸、碱、盐溶液等,提取蛋白及制备过程较复杂。中国专利CN104814247A公开了一种碱液提取芝麻粕中蛋白粉的方法,低成本提取芝麻蛋白,但操作过程中仍使用了超声波细胞破碎机和酸、碱溶液。中国专利CN109868183A公开了一种超临界二氧化碳萃取分离芝麻中油及粗蛋白质粉工艺,提取出高品质的芝麻粗蛋白粉,需要双级分离功能的动态超临界二氧化碳萃取装置等操作***,操作技术要求较高。中国专利CN105541964A公开了一种从冷榨芝麻饼粕中制备芝麻11S蛋白的方法,但制备过程中加入酸、碱、盐溶液,且提取和纯化所需时间较长。中国专利CN109645212A公开了一种芝麻蛋白的制备方法,提高了芝麻蛋白提取的效率和纯度,但是需要多种酶复合酶解,步骤较为复杂。综上所述,目前芝麻蛋白提取技术普遍存在着操作复杂、废水排放较多、成本高等各种问题。
而对于酒槽蛋白而言,在酿制黄酒所选的原料中,大米中蛋白质含量8%左右,黄酒酿造用曲中的原料小麦,其蛋白质含量也高达12%左右。而黄酒糟在酿造的过程中,只是用了原料中的糖分,其余的蛋白质却没有被利用,因此可以说是一种丰富的蛋白质资源。现有技术常规采用碱法、酶法等方法提取酒槽蛋白,如中国专利CN201010193736.7公开了酶法提取黄酒糟蛋白生产工艺,包括以下步骤:1)将黄酒糟先进行水洗除杂,并采用纤维素酶进行水解,纤维素酶水解处理后将黄酒糟进行干燥处理,使含水量达到50%左右;2)以比例为5∶1的碱性酶和a-淀粉酶作为酶制剂,加酶量为1832AU,在温度为48℃-50℃,PH值为9.5条件下进行黄酒糟蛋白水解,时间为4h;3)利用膜分离技术对黄酒糟蛋白水解液进行分离,压力为30psi,pH值为9,浓缩比为5∶1,温度为室温,渗透通量33.2L/m2h。然而,使用碱法提取酒糟蛋白容易引起蛋白的变性,同时使用强碱易造成环境污染。而使用酶法提取酒糟蛋白,一方面会使蛋白水解成小肽或多肽,造成一定量蛋白的损失,另一方面,添加酶制剂用于提取蛋白增加了成本。
近年来,低共熔溶剂作为一种新型绿色的溶剂在各种生物活性物质的萃取分离方面得到广泛应用。低共熔溶剂大多由有机盐和有机分子通过氢键、共价键等相互作用组合而成。一般来说,低共熔溶剂的熔点较低,且大部分在室温下为液态,其主要特征是绿色无毒性、可生物降解,可用作多种不同的溶质的萃取溶剂,在萃取过程中用作溶剂的方法取决于其物理性质,例如可混溶性、粘度和极性等,主要应用于DNA提取,木质素提取、蛋白质提取和酚酸的提取等。
发明内容
本发明为了克服现有技术的缺陷,提供一种低共熔溶剂及其制备方法和在提取植物蛋白中的用途,该低共熔溶剂及其制备方法以及在提取植物蛋白中的方法具有效率高、操作便利、新型绿色、无三废排放等优点。
本发明的第一个目的是提供一种低共熔溶剂,所述低共熔溶剂由氢键供体和氢键受体两部分组成,所述氢键供体为尿素,所述氢键受体为醋酸钠。
优选地,所述氢键受体与氢键供体的摩尔比为1:(1-3),即所述醋酸钠与尿素的摩尔比为1:(1-3)。
本发明的第二个目的是提供所述低共熔溶剂的制备方法,其包括:将所述氢键受体与氢键供体按照摩尔比1:(1-3)混合,于75-95℃搅拌至澄清,得到低共熔溶剂。
所述醋酸钠和尿素两者混合后以氢键形式结合到一起,形成低共熔混合物。两者的纯度需要大于95%。
本发明的第三目的是提供所述低共熔溶剂在提取植物蛋白中的用途。
优选地,所述低共熔溶剂在提取植物蛋白过程中,析出蛋白所用的溶剂为乙醇。
优选地,所述低共熔溶剂在提取植物蛋白中的方法,步骤如下:
(1)将植物原料、蒸馏水以及低共熔溶剂按照质量体积比(0.1-1.0)g:(1-10)mL:(5-50)mL依次混合,在30-80℃下搅拌,经离心,得到植物蛋白浸提液;
(2)向所述植物蛋白浸提液中加入体积比为1:(1-4)乙醇,经混匀、静置、离心,取沉淀物经洗涤、离心、冻干,得到植物蛋白。
优选地,所述步骤(1)中,搅拌时间为100-260min。
优选地,所述步骤(1)中,植物原料为脱脂芝麻或酒糟中的一种。
更优选地,所述步骤(1)中,所述脱脂芝麻的制备步骤如下:
a)将芝麻渣经干燥、粉碎,过筛,得到芝麻渣粉;
b)将所述芝麻渣粉与脱脂剂按照质量体积比1:(1.5-3)混合,于40-55℃,间歇性搅拌2-4h,经冷却、离心、干燥后,粉碎过筛得到脱脂芝麻。
优选地,所述步骤a)中,将所述芝麻渣干燥至水分含量为5-10%。
优选地,所述步骤a)中,芝麻渣经干燥、粉碎后,过60-100目筛。
优选地,所述步骤b)中,所述脱脂剂为正己烷或石油醚中的一种。
优选地,所述步骤b)中,间歇性搅拌时间为3-4h,在此条件下,芝麻渣的脱脂更为彻底。
优选地,所述步骤b)中,离心条件为4000-6000rpm度离心10-20min;芝麻渣粉经粉碎后过80-100目筛。
优选地,所述步骤(1)中,植物原料为脱脂芝麻,所述脱脂芝麻、蒸馏水和低共熔溶剂的质量体积比为(0.1-1.0)g:(1-10)mL:(5-50)mL。
优选地,所述步骤(1)中,植物原料为脱脂芝麻,所述脱脂芝麻、蒸馏水和低共熔溶剂的搅拌温度为:30-80℃,搅拌时间为100-260min。
优选地,所述步骤(1)中,植物原料为酒槽,所述酒槽、蒸馏水和低共熔溶剂的质量体积比为0.2g:(2-5)mL:(8-15)mL。
优选地,所述步骤(1)中,所述酒槽、蒸馏水和低共熔溶剂的搅拌温度为:30-70℃,搅拌时间为100-140min。
优选地,所述步骤(2)中浸提液和乙醇的体积比为1:(3-4),此范围条件下析出的蛋白沉淀较多,有利于芝麻蛋白的离心收集。
优选地,所述步骤(2)中,所述植物原料为脱脂芝麻,将所述步骤(1)中经离心沉淀得到的芝麻渣重复所述步骤(1)(2)进行二次提取,将得到的芝麻蛋白与所述步骤(2)的芝麻蛋白进行混合。
优选地,所述步骤(2)中,将步骤(2)中离心后得到的上清液进行旋蒸30-50min,转速为20-30rpm,温度39-49℃,收集低共熔溶剂和乙醇,可按照该回收步骤进行2次-7次的低共熔溶剂和乙醇循环提取使用。
本发明的有益效果如下:
利用溶剂法提取蛋白,溶剂合成方法是醋酸钠和尿素经过加热后,以氢键结合到一起形成低共熔溶剂,作为一种溶剂用于萃取芝麻渣中的芝麻蛋白,原理是根据低共熔溶剂对生物大分子具有高度溶解和特异性作用的能力。本技术利用醋酸钠-尿素低共熔体系很好的从芝麻渣中萃取出蛋白质,并且产品有较高的纯度。
1、本发明首次提出了一种用低共熔溶剂从芝麻渣中提取芝麻蛋白的方法。低共熔溶剂具有很好的生物活性物质萃取效果,而本发明,首次利用醋酸钠-尿素体系提取芝麻渣中的芝麻蛋白,不仅提取的蛋白纯度较高,提取条件温和,而且溶剂均可回收利用,达到了废物、废液零排放的效果。同时也拓展了低共熔溶剂在生物活性分子萃取方面的应用前景。
与传统的碱溶酸沉法相比,利用低共熔溶剂提取芝麻渣中的芝麻蛋白,不需要使用大量的强酸、强碱或盐溶液,并且溶剂可回收利用,不会造成浪费。本方法利用低共熔溶剂提取芝麻蛋白,使其有效的溶解于溶剂中,然后利用乙醇进行蛋白析出,以达到蛋白的高效提取并能得到较高纯度蛋白的效果。
2、低共熔溶剂提取芝麻蛋白后得到浸提液后,可利用乙醇进行蛋白析出,并且蛋白析出率较高,最终蛋白提取率可达到71%以上,蛋白纯度可达89%以上。特别的,本发明制备的醋酸钠-尿素体系可利用旋蒸的方式进行回收重复利用,并且该体系在数次操作循环后仍可继续用于蛋白提取。另外,本发明制备和操作方法简单,溶剂绿色环保可重复利用,无废液、废物排放,不需要操作复杂或大功率的仪器,且具有较好的芝麻蛋白提取效果。
综上,本发明制备的低共熔溶剂可以有效的提取芝麻渣中的芝麻蛋白,并且可利用乙醇析出芝麻蛋白,同时,本发明在制备低共熔溶剂的过程中,调控了醋酸钠和尿素的摩尔比,合成了性能优良的低共熔溶剂用于芝麻蛋白的提取;在提取蛋白的过程中,通过优化时间、液固比和温度等条件,更有效的提高了蛋白的提取率。
附图说明
图1为本发明实施例3、4提取芝麻蛋白的工艺流程图;
图2为本发明实施例1制备的低共熔溶剂;
图3为本发明实施例3提取芝麻渣后回收的低共熔溶剂,其中(a)图是回收一次的低共熔溶剂;(b)图是回收的乙醇;
图4为本发明实施例3制备得到的芝麻蛋白。
图5为本发明实施例7制备得到的酒槽蛋白。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明,本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外,实施方案应理解为说明性的,而非限制本发明的范围,本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言,在不背离本发明实质和范围的前提下,对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。以下结合具体实施例对本发明进行进一步说明。
一种低共熔溶剂由氢键供体和氢键受体两部分组成,所述氢键供体为尿素,所述氢键受体为醋酸钠。
所述氢键受体与氢键供体的摩尔比为1:(1-3),即所述醋酸钠与尿素的摩尔比为1:(1-3)。本发明的一个实施例中,醋酸钠与尿素按照摩尔比可以为1:1.0,1:1.5,1:2.0,1:2.5,1:3.0,优选条件下,醋酸钠与尿素摩尔比为1:(1.5-2.5),在优选的条件下合成的低共熔溶剂更为澄清、透明且粘度小,更适合用于植物蛋白的提取。
本发明的第二个目的是提供所述低共熔溶剂的制备方法,其包括:将所述氢键受体与氢键供体按照摩尔比1:(1-3)混合,于75-95℃搅拌至澄清,得到低共熔溶剂。本发明的一个实施例中,氢键受体与氢键供体的处理温度可以为75℃,76℃,77℃,78℃,79℃,80℃,81℃,82℃,83℃,84℃,85℃,86℃,87℃,88℃,89℃,90℃,91℃,92℃,93℃,94℃,95℃。
优选条件下,氢键受体与氢键供体的处理温度为85-95℃,在优选的条件下合成的低共熔溶剂更为澄清、透明且粘度小,更适合用于植物蛋白的提取。
所述醋酸钠和尿素两者混合到一起后以氢键形式结合到一起,形成低共熔混合物。两者的纯度需要大于95%。
所述低共熔溶剂在提取植物蛋白中的用途。
所述低共熔溶剂在提取植物蛋白过程中,析出蛋白所用的溶剂为乙醇。
低共熔溶剂在提取植物蛋白中的用途,步骤如下:
(1)将植物原料、蒸馏水以及低共熔溶剂按照(0.1-1.0)g:(1-10)mL:(5-50)mL依次混合,在30-80℃下搅拌,经离心,得到植物蛋白浸提液;
(2)向所述植物蛋白浸提液中加入体积比为1:(1-4)乙醇,经混匀、静置、离心,取沉淀物经洗涤、离心、冻干,得到植物蛋白。
本发明的一个实施例中,所述步骤(1)中,植物原料为脱脂芝麻或酒糟中的一种。
本发明的一个实施例中,所述脱脂芝麻的制备步骤如下:
a)将芝麻渣经干燥、粉碎,过60-100目筛,得到芝麻渣粉;将所述芝麻渣干燥至水分含量为5-10%;
b)将所述芝麻渣粉与脱脂剂按照质量体积比为:1g:(1.5-3)mL混合,于40-55℃,间歇性搅拌2-4h,经冷却、4000-6000rpm度离心10-20min、干燥后,粉碎过过80-100目筛,得到脱脂芝麻,间歇性搅拌2-4h,优选间歇性搅拌时间为3-4h,在此条件下,芝麻渣的脱脂更为彻底。
本发明的一个实施例中,所述步骤b)中,脱脂剂为正己烷或石油醚中的一种。
本发明的一个实施例中,所述步骤(1)中,植物原料为脱脂芝麻,所述脱脂芝麻、蒸馏水和低共熔溶剂的质量体积比为(0.1-1.0)g:(1-10)mL:(5-50)mL,具体可以为:0.1g:1mL:5mL,0.1g:2mL:6m L,0.2g:3mL:7m L,0.2g:4mL:8mL,0.3g:5mL:9m L,0.3g:5mL:10mL,0.4g:6mL:12mL,0.4g:7mL:14m L,0.5g:8mL:16m L,0.5g:9mL:18mL,0.6g:10mL:20m L,0.6g:6mL:20m L,0.7g:6mL:22mL,0.7g:7mL:24m L,0.8g:7mL:26m L,0.8g:8mL:28m L,0.9g:8mL:30m L,0.9g:9mL:35m L,0.9g:9mL:40m L,0.9g:9mL:45m L,1.0g:10mL:50m L。在此条件下,减少低共熔溶剂的用量,不仅使得蛋白提取效果较优,且不会造成浪费,并且减少了蛋白析出过程中所需要的乙醇的量。
本发明的一个实施例中,所述步骤(1)中,植物原料为脱脂芝麻,溶剂混合温度为30℃-80℃,具体可以为30℃,40℃,50℃,60℃,70℃,80℃,优选温度为60-70℃,溶剂混合时间为100-260min,具体可以为100min、120min、140min、160min、180min、200min、220min、240min、260min,优选范围为120-240min。
本发明的一个实施例中,所述步骤(1)中,植物原料为酒槽,所述酒槽、蒸馏水和低共熔溶剂的质量体积比为0.2000g:(2-5)mL:(8-15)mL,具体可以为:0.2g:2mL:8mL,0.2g:3mL:9mL,0.2g:4mL:10mL,0.2g:5mL:11mL,0.2g:3mL:12mL,0.2g:4mL:13mL,0.2g:4mL:14mL,0.2g:5mL:15m L。
本发明的一个实施例中,所述步骤(1)中,植物原料为酒糟蛋白,溶剂的混合温度为30℃-70℃,具体可以为30℃、40℃、50℃、60℃、70℃;溶剂混合时间为100-140min,具体可以为100min、110min、120min、130min、140min。
本发明的一个实施例中,所述步骤(2)中,所述植物蛋白浸提液与乙醇的体积比可以为:1:1,1:1.5,1:2.0,1:2.5,1:3.0,1:3.5,1:4.0。
优选地,所述步骤(2)中浸提液和乙醇的体积比为1:(3-4),此范围条件下析出的蛋白沉淀较多,有利于芝麻蛋白的离心收集。
本发明的一个实施例中,所述步骤(2)中,利用旋转蒸发仪将步骤(2)中离心后得到的上清液进行旋蒸30-50min,转速为20-30rpm,温度39-49℃,收集低共熔溶剂和乙醇。
低共熔溶剂和乙醇的可回收利用,回收后的低共熔溶剂仍表现为均匀液体状态,无固态沉淀,可用于继续提取芝麻蛋白。低共熔溶剂和乙醇的可回收利用说明其重复利用性好,回收后仍可作为溶剂用于提取芝麻蛋白。回收的优势在于:1.仍有较高的蛋白提取率;2.无废液、废物排放,绿色环保。
本发明的一个实施例中,所述步骤(2)中,所述植物原料为脱脂芝麻,将所述步骤(1)中经离心沉淀得到的芝麻渣重复所述步骤(1)(2)进行二次提取,将得到的芝麻蛋白与所述步骤(2)的芝麻蛋白进行混合。
植物原料为芝麻蛋白时,单次提取率可以达到50%以上,二次提取的目的是增加原料的利用率。
所述步骤(2),乙醇的选择:因为很多提取有机溶剂与醋酸钠-尿素体系不互溶,而本发明选择乙醇不仅因为其具有毒性小、气味较小等优点,适合用于食品加工生产,而且在醋酸钠-尿素蛋白浸提液加入乙醇静置后,不仅醋酸钠-尿素体系可以和乙醇互溶,而且蛋白可以以沉淀的形式析出,蛋白收集方式简单高效,可以离心的方式即可收集蛋白。
同时相比于其他低共熔溶剂体系,只有本发明的醋酸钠-尿素提取芝麻蛋白的浸提液可以用有机溶剂乙醇将蛋白析出,得到蛋白质沉淀。
蛋白质在醋酸钠-尿素浸提液中作为溶质,加入有机溶剂乙醇后,蛋白质在醋酸钠-尿素体系中的溶解度变小,从而使蛋白以沉淀的形式析出。一方面有机溶剂即乙醇的加入使溶液的介电常数降低,溶质分子之间的静电引力增加,从而聚集成沉淀;另一方面有机溶剂本身强烈的水合作用能破坏颗粒表面的水合层,从而导致蛋白质颗粒析出。
实施例1低共熔溶剂在不同温度下提取芝麻蛋白
脱脂芝麻渣粉的制备:
(a)将湿芝麻渣放置在阴凉、干燥通风处自然风干,在55℃烘箱中烘至水分含量约10%,再用粉碎机将其粉碎,过60-80目筛,得到芝麻渣粉;
(b)然后将筛下物用正己烷脱脂,脱脂条件为质量体积比1g:2mL,温度55℃,搅拌时间4h,间歇性搅拌。冷却至室温后以4000r/min的速度离心10min,得到沉淀,将沉淀在通风橱晾干后,用粉碎机将其粉碎,过80-100目筛,即得到脱脂芝麻渣粉。经杜马斯定氮仪测蛋白方法测得,芝麻渣粉中的芝麻蛋白含量为41.50%。
按照如下步骤提取芝麻渣中的芝麻蛋白:
(1)将醋酸钠与尿素按照摩尔比1:2混合,于90℃搅拌至澄清,得到低共熔溶剂;
(2)称取粉碎的脱脂芝麻渣粉0.1000g置于锥形瓶中,加1mL水溶解均匀,向其中加入5mL低共熔溶剂,在温度为40℃、50℃、60℃、70℃和80℃水浴条件下磁力搅拌180min,将浸提液6000rpm离心10min,得到芝麻渣沉淀和植物蛋白浸提液,利用考马斯亮蓝法测定浸提液蛋白质的含量,蛋白提取率按照下式进行计算:
(3)向(2)中得到的蛋白浸提液中加入4倍体积的无水乙醇,混合均匀后静置30-40min,离心,将得到的沉淀物用蒸馏水洗涤后离心、冻干,得到芝麻蛋白。
(4)将(3)中离心后得到的低共熔溶剂/乙醇混合溶液收集,利用旋转蒸发仪将其中的乙醇和蒸馏水蒸出,旋转蒸发仪的温度为49℃,转速20rpm,旋蒸30-50min后,收集低共熔溶剂和乙醇,因为旋蒸之后,低共熔溶剂和乙醇分别全部收集,回收的处理方法几乎未造成损失,需要说明的是在收集过程中有操作的原因如挂壁等现象会导致极为微量的损失,因此回收率约为100%。
实验结果为:低共熔溶剂在40℃、50℃、60℃、70℃和80℃下,步骤(2)溶剂中芝麻蛋白提取率分别为36.80%、39.84%、49.54%、50.14%和44.69%,步骤(3)最终获得的芝麻蛋白成品中蛋白的提取率为31.28%、33.86%、42.11%、43.12%、37.99%。
实施例2低共熔溶剂在不同提取时间下提取芝麻蛋白
脱脂芝麻渣粉的制备方法同实施例1。
按照如下步骤提取芝麻渣中的芝麻蛋白:
(1)将醋酸钠与尿素按照摩尔比1:2混合,于90℃搅拌至澄清,得到低共熔溶剂;
(2)称取粉碎的脱脂芝麻渣0.1000g置于锥形瓶中,加1mL水溶解均匀,向其中加入5mL低共熔溶剂,在75℃水浴下分别磁力搅拌120min、180min、240min,离心,得到芝麻渣沉淀和植物蛋白浸提液,利用考马斯亮蓝法测定浸提液蛋白质的含量,蛋白提取率按照下式进行计算:
(3)向(2)中得到的蛋白浸提液中加入4倍体积的无水乙醇,混合均匀后静置30-40min,离心,将得到的沉淀物用蒸馏水洗涤后离心、冻干,得到芝麻蛋白。
(4)将(3)中离心后得到的低共熔溶剂/乙醇混合溶液收集,利用旋转蒸发仪将其中的乙醇和蒸馏水蒸出,旋转蒸发仪的温度为49℃,转速20rpm,旋蒸30-50min后,收集低共熔溶剂和乙醇,因为旋蒸之后,低共熔溶剂和乙醇分别全部收集,回收的处理方法几乎未造成损失,需要说明的是在收集过程中有操作的原因如挂壁等现象会导致极为微量的损失,因此回收率约为100%。
实验结果为:低共熔溶剂在120min、180min、240min下,步骤(2)溶剂中芝麻蛋白提取率分别为42.01%、52.12%、39.62%,步骤(3)最终获得的芝麻蛋白成品中蛋白的提取率为35.71%、44.30%、33.68%。
实施例3原料不同提取次数对提取芝麻蛋白的影响
脱脂芝麻渣粉的制备方法同实施例1。
按照如下步骤提取芝麻渣中的芝麻蛋白:
(1)将醋酸钠与尿素按照摩尔比1:2混合,于90℃搅拌至澄清,得到低共熔溶剂;
(2)称取粉碎的脱脂芝麻渣0.1000g置于锥形瓶中,加1mL水溶解均匀,向其中加入10mL低共熔溶剂,在75℃水浴下磁力搅拌3h,离心,得到芝麻渣沉淀和植物蛋白浸提液,利用考马斯亮蓝法测定浸提液蛋白质的含量,蛋白提取率按照下式进行计算:
(3)向(2)中得到的蛋白浸提液中加入4倍体积的无水乙醇,混合均匀后静置30-40min,离心,将得到的沉淀物用蒸馏水洗涤后离心、冻干,得到芝麻蛋白。
(4)将(3)中离心后得到的低共熔溶剂/乙醇混合溶液收集,利用旋转蒸发仪将其中的乙醇和蒸馏水蒸出,旋转蒸发仪的温度为49℃,转速20rpm,旋蒸30-50min后,收集低共熔溶剂和乙醇。因为旋蒸之后,低共熔溶剂和乙醇分别全部收集,回收的处理方法几乎未造成损失,需要说明的是在收集过程中有操作的原因如挂壁等现象会导致极为微量的损失,因此回收率约为100%。
(5)将(2)中提取完成的芝麻渣进行二次提取,具体方法为:将提取过的全部一次芝麻渣用1mL蒸馏水混合均匀,置于锥形瓶中,再加入5mL步骤(4)回收的低共熔溶剂,在75℃的磁力搅拌水浴锅中搅拌3h,冷却至室温后离心,利用考马斯亮蓝法测定浸提液蛋白质的含量,然后向浸提液中加入四倍体积的乙醇(步骤(4)回收的乙醇),静置30-40min后离心,将得到的沉淀用蒸馏水洗涤后冻干,得到芝麻蛋白。
实验结果为:NaAcO-尿素体系两次提取0.1g脱脂芝麻渣,第一次步骤(2)溶剂中芝麻蛋白提取率为51.19%,第二次步骤(5)溶剂中的芝麻蛋白提取率为20.22%,溶剂中总芝麻蛋白提取率为71.41%。
第一次步骤(3)得到芝麻蛋白成品中蛋白的提取为43.51%,第二次步骤(5)得到芝麻蛋白成品中蛋白的提取为17.18%,芝麻蛋白成品中蛋白的两次总提取率为60.69%。
实施例4低共熔溶剂提取芝麻蛋白的重复利用性
脱脂芝麻渣粉的制备方法同实施例1。
按照如下步骤提取芝麻渣中的芝麻蛋白:
(1)将醋酸钠与尿素按照摩尔比1:2混合,于90℃搅拌至澄清,得到低共熔溶剂;
(2)称取粉碎的脱脂芝麻渣0.1000g置于锥形瓶中,加2mL水溶解均匀,向其中加入5mL低共熔溶剂,在75℃水浴下磁力搅拌3h,离心,利用考马斯亮蓝法测定浸提液蛋白质的含量,蛋白提取率按照下式进行计算:
步骤(2)中,溶剂中得到的芝麻蛋白提取率为52.12%。
(3)向(2)中得到的蛋白浸提液中加入4倍体积的无水乙醇,混合均匀后静置30-40min,离心,将得到的沉淀物用蒸馏水洗涤后离心、冻干,得到芝麻蛋白。得到的芝麻蛋白成品中,蛋白提取率为44.30%。
(4)将(3)中离心后得到的低共熔溶剂/乙醇混合溶液收集,利用旋转蒸发仪将其中的乙醇和蒸馏水蒸出,旋转蒸发仪的温度为49℃,转速20rpm,旋蒸30-50min后,收集低共熔溶剂和乙醇。因为旋蒸之后,低共熔溶剂和乙醇分别全部收集,回收的处理方法几乎未造成损失,需要说明的是在收集过程中有操作的原因如挂壁等现象会导致极为微量的损失,因此回收率约为100%。
(5)另称取上述制备的粉碎的脱脂芝麻渣0.1000g置于锥形瓶中,加2mL水溶解均匀,加入(4)中回收的全部低共熔溶剂,在75℃水浴下磁力搅拌3h,离心,利用考马斯亮蓝法测定浸提液蛋白质的含量。蛋白浸提液中加入4倍体积的无水乙醇(步骤(4)回收的乙醇),混合均匀后静置30-40min,离心,将得到的沉淀物用蒸馏水洗涤后离心、冻干,得到芝麻蛋白。低共熔溶剂/乙醇混合溶液经旋蒸分离后,收集低共熔溶剂和乙醇,低共熔溶剂/乙醇混合溶液回收步骤同步骤(4)。低共熔溶剂重复使用二次时,溶剂中得到的芝麻蛋白提取率为51%,得到的芝麻蛋白成品中,蛋白提取率为43.35%。再次收集的低共熔溶剂和乙醇的回收率约为100%。
(6)另称取上述制备的粉碎的脱脂芝麻渣0.1000g置于锥形瓶中,加2mL水溶解均匀,加入(5)中回收的全部低共熔溶剂,在75℃水浴下磁力搅拌3h,离心,利用考马斯亮蓝法测定浸提液蛋白质的含量。蛋白浸提液中加入4倍体积的无水乙醇(步骤(5)回收的乙醇),混合均匀后静置30-40min,离心,将得到的沉淀物用蒸馏水洗涤后离心、冻干,得到芝麻蛋白。低共熔溶剂/乙醇混合溶液经旋蒸分离后,收集低共熔溶剂和乙醇。低共熔溶剂重复使用三次时,溶剂中得到的芝麻蛋白提取率为52.90%,得到的芝麻蛋白成品中,蛋白提取率为45.49%。再次收集的低共熔溶剂和乙醇的回收率约为100%。
由此可以看出,本发明制备的低共熔溶剂在二次和三次回收利用后,再进行蛋白提取时,仍然具备较高的提取率,低共熔溶剂具有显著的可回收利用性能。
用醋酸钠-尿素体系从芝麻渣中提取芝麻蛋白,主要是利用低共熔溶剂具有对生物大分子(芝麻蛋白)很好的萃取效果的特性,在整个提取过程中,芝麻蛋白溶于低共熔溶剂中,并且芝麻蛋白在低共熔溶剂中具有较高的溶解度,因此,当芝麻蛋白被乙醇析出后,低共熔溶剂中不溶解大量的溶质(芝麻蛋白),低共熔溶剂仍具有继续萃取芝麻蛋白的能力,即已提取过芝麻蛋白并利用旋蒸的方式与乙醇分离后的回收的低共熔溶剂仍可用于芝麻蛋白的提取。
重复回收的高提取率说明低共熔溶剂在提取蛋白质的过程中,以及加入乙醇析出蛋白的过程中,只是利用有机溶剂沉淀法析出芝麻蛋白,溶剂体系未被破坏,所以仍可用于芝麻蛋白的提取。
在整个工艺流程中,包括蛋白的提取、加入乙醇使蛋白析出以及利用旋蒸的方式分离回收低共熔溶剂,均未发现有尿素或者醋酸钠晶体析出,同时也未出现低共熔溶剂凝固现象,说明低共熔溶剂体系未发生改变,所以该工艺条件适用于第一次以及重复回收的低共熔溶剂提取蛋白。
实施例5利用低共熔溶剂提取芝麻蛋白
脱脂芝麻渣粉的制备:同实施例1的制备方法。
按照如下步骤提取芝麻渣中的芝麻蛋白:
(1)将醋酸钠与尿素按照摩尔比1:1.5混合,于85℃搅拌至澄清,得到低共熔溶剂;
(2)称取粉碎的脱脂芝麻渣粉0.2g置于锥形瓶中,加5mL水溶解均匀,向其中加入10mL低共熔溶剂,在温度为70℃水浴条件下磁力搅拌180min,将浸提液6000rpm离心10min,得到芝麻渣沉淀和植物蛋白浸提液,利用考马斯亮蓝法测定浸提液蛋白质的含量,蛋白提取率按照下式进行计算:
(3)向(2)中得到的蛋白浸提液中加入4倍体积的无水乙醇,混合均匀后静置30-40min,离心,将得到的沉淀物用蒸馏水洗涤后离心、冻干,得到芝麻蛋白。
(4)将(3)中离心后得到的低共熔溶剂/乙醇混合溶液收集,利用旋转蒸发仪将其中的乙醇和蒸馏水蒸出,旋转蒸发仪的温度为49℃,转速20rpm,旋蒸30-50min后,收集低共熔溶剂和乙醇,因为旋蒸之后,低共熔溶剂和乙醇分别全部收集,回收的处理方法几乎未造成损失,需要说明的是在收集过程中有操作的原因如挂壁等现象会导致极为微量的损失,因此回收率约为100%。
实施例6利用低共熔溶剂提取芝麻蛋白
脱脂芝麻渣粉的制备:同实施例1的制备方法。
按照如下步骤提取芝麻渣中的芝麻蛋白:
(1)将醋酸钠与尿素按照摩尔比1:2.5混合,于95℃搅拌至澄清,得到低共熔溶剂;
(2)称取粉碎的脱脂芝麻渣粉0.5g置于锥形瓶中,加5mL水溶解均匀,向其中加入30mL低共熔溶剂,在温度为80℃水浴条件下磁力搅拌180min,将浸提液6000rpm离心10min,得到芝麻渣沉淀和植物蛋白浸提液,利用考马斯亮蓝法测定浸提液蛋白质的含量,蛋白提取率按照下式进行计算:
(3)向(2)中得到的蛋白浸提液中加入3.5倍体积的无水乙醇,混合均匀后静置30-40min,离心,将得到的沉淀物用蒸馏水洗涤后离心、冻干,得到芝麻蛋白。
(4)将(3)中离心后得到的低共熔溶剂/乙醇混合溶液收集,利用旋转蒸发仪将其中的乙醇和蒸馏水蒸出,旋转蒸发仪的温度为45℃,转速25rpm,旋蒸45min后,收集低共熔溶剂和乙醇,因为旋蒸之后,低共熔溶剂和乙醇分别全部收集,回收的处理方法几乎未造成损失,需要说明的是在收集过程中有操作的原因如挂壁等现象会导致极为微量的损失,因此回收率约为100%。
实施例7低共熔溶剂在不同温度下提取酒糟蛋白的效果
酒糟:来源于五粮液白酒酒槽,粗蛋白含量约为14.35%,根据参考文献:李红.酒糟综合利用技术研究进展[J].中国资源综合利用(12)。
按照如下步骤利用醋酸钠-尿素体系提取酒糟中的酒糟蛋白:
(1)将醋酸钠与尿素按照摩尔比1:2混合,于90℃搅拌至澄清,得到低共熔溶剂;
(2)称取粉碎的酒糟0.2000g置于锥形瓶中,加2mL水溶解均匀,向其中加入10mL低共熔溶剂,在温度为30℃、40℃、50℃、60℃和70℃水浴条件下磁力搅拌2h,将浸提液离心,利用考马斯亮蓝法测定浸提液蛋白质的含量,蛋白提取率按照下式进行计算:
(3)向(2)中得到的蛋白浸提液中加入4倍体积的无水乙醇,混合均匀后静置30-40min,离心,将得到的沉淀物用蒸馏水洗涤后离心、冻干,得到酒糟蛋白。
(4)将步骤(3)中离心后得到的低共熔溶剂/乙醇混合溶液收集,利用旋转蒸发仪将其中的乙醇和蒸馏水蒸出,旋转蒸发仪的温度为45℃,转速20rpm,旋蒸45min后,收集低共熔溶剂和乙醇,回收率约为100%。
实验结果为:
利用醋酸钠-尿素体系在不同温度(30℃、40℃、50℃、60℃、70℃)下提取酒糟中的酒糟蛋白,溶剂中提取蛋白含量分别为17.55mg/g酒槽、14.90mg/g酒槽、15.34mg/g酒槽、16.23mg/g酒槽、15.78mg/g酒槽,溶剂中,蛋白提取率分别为12.22%、10.38%、10.69%、11.31%、11.00%。需要说明的是,由于酒槽成分复杂,在提取酒槽蛋白的过程中,淀粉和多糖等杂质也被提取出来,对酒糟蛋白提取造成一定的影响,因此在提取酒槽蛋白的过程中,温度对酒糟蛋白提取并无具有规律性的影响。
最终得到的酒糟蛋白成品中,蛋白的提取率分别为:10.39%、8.82%、9.09%、9.61%、9.35%。
对比例1利用醇碱法提取酒糟中的酒糟蛋白
按照如下步骤利用醇碱法提取酒糟中的酒糟蛋白:
(1)称取粉碎的酒糟0.2000g置于锥形瓶中,按照醇碱比1:3(1mL95%乙醇+3mL0.5mol/LNaOH)的比例加入10mL混合液,溶解均匀,在常温25-30℃下磁力搅拌1.5h,将浸提液离心,利用考马斯亮蓝法测定浸提液蛋白质的含量,蛋白提取率按照下式进行计算:
(2)向(1)中得到的蛋白浸提液中加入0.1mol/L的盐酸,调pH至4.0,混合均匀后静置20-30min,离心,将得到的沉淀物用蒸馏水洗涤后离心、冻干,得到酒糟蛋白。
利用醇碱法提取酒糟中的酒糟蛋白,溶剂中提取蛋白含量为16.40mg/g酒槽,溶剂中酒槽蛋白提取率为11.43%。
最终得到的酒糟蛋白成品中,蛋白的提取率为:9.83%。
由此说明,本发明的低共熔溶剂提取酒糟蛋白与醇碱法提取酒糟蛋白的提取率是相差不大的,证明低共熔溶剂法是可以替代醇碱法和酶法提取酒糟蛋白,从而克服了碱法提取酒糟蛋白容易引起蛋白的变性,同时易造成环境污染的问题,同时克服了因使用酶法提取酒糟蛋白,因使蛋白水解成小肽或多肽,造成一定量蛋白的损失,同时增加提取蛋白等成本问题。
实施例8利用低共熔溶剂提取酒糟蛋白的效果
酒糟:来源于五粮液白酒酒槽。
按照如下步骤利用醋酸钠-尿素体系提取酒糟中的酒糟蛋白:
(1)将醋酸钠与尿素按照摩尔比1:1.5混合,于85℃搅拌至澄清,得到低共熔溶剂;
(2)称取粉碎的酒糟0.2000g置于锥形瓶中,加2mL水溶解均匀,向其中加入12mL低共熔溶剂,在温度为60℃水浴条件下磁力搅拌110min,将浸提液离心,利用考马斯亮蓝法测定浸提液蛋白质的含量,蛋白提取率按照下式进行计算:
(3)向(2)中得到的蛋白浸提液中加入3.5倍体积的无水乙醇,混合均匀后静置30-40min,离心,将得到的沉淀物用蒸馏水洗涤后离心、冻干,得到酒糟蛋白。
(4)将步骤(3)中离心后得到的低共熔溶剂/乙醇混合溶液收集,利用旋转蒸发仪将其中的乙醇和蒸馏水蒸出,旋转蒸发仪的温度为49℃,转速20rpm,旋蒸45min后,收集低共熔溶剂和乙醇,回收率约为100%。
实施例9低共熔溶剂在不同温度下提取酒糟蛋白的效果
酒糟:来源于五粮液白酒酒槽。
按照如下步骤利用醋酸钠-尿素体系提取酒糟中的酒糟蛋白:
(1)将醋酸钠与尿素按照摩尔比1:2.5混合,于95℃搅拌至澄清,得到低共熔溶剂;
(2)称取粉碎的酒糟0.2000g置于锥形瓶中,加5mL水溶解均匀,向其中加入15mL低共熔溶剂,在温度为70℃水浴条件下磁力搅拌125min,将浸提液离心,利用考马斯亮蓝法测定浸提液蛋白质的含量,蛋白提取率按照下式进行计算:
(3)向(2)中得到的蛋白浸提液中加入4倍体积的无水乙醇,混合均匀后静置30-40min,离心,将得到的沉淀物用蒸馏水洗涤后离心、冻干,得到酒糟蛋白。
(4)将步骤(3)中离心后得到的低共熔溶剂/乙醇混合溶液收集,利用旋转蒸发仪将其中的乙醇和蒸馏水蒸出,旋转蒸发仪的温度为45℃,转速20rpm,旋蒸45min后,收集低共熔溶剂和乙醇,回收率约为100%。
实验例1低共熔溶剂对提取芝麻蛋白纯度的影响
为了测定低共熔溶剂提取芝麻蛋白的效果,进行了一系列蛋白提取试验:
(1)脱脂芝麻渣粉的制备
将湿芝麻渣放置在在阴凉、干燥通风处自然风干,在55℃烘箱中烘至水分含量约10%,再用粉碎机将其粉碎,过60-80目筛。然后将筛下物用正己烷脱脂。脱脂条件为质量体积比1:2,温度55℃,搅拌时间4h,间歇性搅拌。冷却至室温后以4000r/min的速度离心10min,在通风橱晾干后,用粉碎机将其粉碎,过80-100目筛,即得到脱脂芝麻渣粉;
(2)低共熔溶剂提取芝麻蛋白
将醋酸钠与尿素按照摩尔比1:2混合,于90℃搅拌至澄清,得到低共熔溶剂;
向锥形瓶中加入1.000g脱脂芝麻渣粉,向其中加入10mL蒸馏水搅拌均匀,然后加入50mL低共熔溶剂,在75℃的磁力搅拌水浴锅中搅拌3h,冷却至室温后离心,向浸提液中加入四倍体积的乙醇,静置30min后离心,将得到的沉淀用蒸馏水洗涤后离心、冻干,得到芝麻蛋白。
(3)低共熔溶剂的回收及芝麻渣二次提取
将(2)中离心后得到的低共熔溶剂/乙醇混合溶液收集,利用旋转蒸发仪将其中的乙醇和蒸馏水蒸出,旋转蒸发仪的温度为49℃,转速20rpm,旋蒸30-50min后,收集低共熔溶剂和乙醇,回收率约为100%。
将(2)中提取完成的芝麻渣进行二次提取,具体方法为:将提取过一次的芝麻渣用10mL蒸馏水混合均匀,置于锥形瓶中,再加入步骤(3)回收的全部低共熔溶剂(约50mL),在75℃的磁力搅拌水浴锅中搅拌3h,冷却至室温后离心,向浸提液中加入四倍体积的乙醇(步骤(3)回收的乙醇),静置30min后离心,将得到的沉淀用蒸馏水洗涤后冻干,得到芝麻蛋白。
经以上步骤得到的总芝麻蛋白含量为0.238g,利用杜马斯定氮仪测得的总蛋白纯度89.433%。在最终获得的芝麻蛋白成品中,其中蛋白含量分别为,一次蛋白提取率为49.93%,二次蛋白提取率为18.96%。其中一次提取蛋白质量为0.195g,二次提取蛋白质量为0.043g。
实验例2低共熔溶剂的重复利用对于提取芝麻蛋白纯度的影响
为了测定低共熔溶剂重复利用性及其提取芝麻蛋白的效果,进行了一系列蛋白提取试验:
(1)脱脂芝麻渣粉的制备
将湿芝麻渣放置在在阴凉、干燥通风处自然风干,在55℃烘箱中烘至水分含量约10%,再用粉碎机将其粉碎,过60-80目筛。然后将筛下物用正己烷脱脂,脱脂条件为质量体积比1:2,温度55℃,间歇性搅拌4h。冷却至室温后以4000rpm的速度离心10min,在通风橱晾干后,用粉碎机将其粉碎,过80-100目筛,即得到脱脂芝麻渣粉;
(2)低共熔溶剂提取芝麻蛋白
将醋酸钠与尿素按照摩尔比1:2混合,于90℃搅拌至澄清,得到低共熔溶剂;
向锥形瓶中加入1.000g脱脂芝麻渣粉,向其中加入10mL蒸馏水搅拌均匀,然后加入50mL低共熔溶剂,在75℃的磁力搅拌水浴锅中搅拌3h,冷却至室温后离心,将浸提液中加入四倍体积的乙醇,静置30min后离心,将得到的沉淀用蒸馏水洗涤后离心,然后将沉淀冻干,得到芝麻蛋白。
(3)低共熔溶剂的一次回收及芝麻渣二次提取
将(2)中离心后得到的低共熔溶剂/乙醇混合溶液收集,利用旋转蒸发仪将其中的乙醇和蒸馏水蒸出,旋转蒸发仪的温度为49℃,转速20rpm,旋蒸30-50min后,收集低共熔溶剂和乙醇,回收率约为100%。
将(2)中提取完成的芝麻渣进行二次提取,具体方法为:将提取过的芝麻渣用10mL蒸馏水混合均匀,置于锥形瓶中,再加入50mL步骤(3)回收的全部低共熔溶剂(约50mL),在75℃的磁力搅拌水浴锅中搅拌3h,冷却至室温后离心,将浸提液中加入四倍体积的乙醇(步骤(3)回收的乙醇),静置30min后离心,将得到的沉淀用蒸馏水水洗涤后冻干,得到芝麻蛋白。
(4)低共熔溶剂的二次回收及芝麻渣的提取
将(3)中离心后得到的低共熔溶剂/乙醇混合溶液收集,利用旋转蒸发仪按照(3)中的旋转条件将其中的乙醇和蒸馏水蒸出,收集低共熔溶剂和乙醇,回收率约为100%。
将上述回收的低共熔溶剂用于二次提取,具体为:另称取1.000g脱脂芝麻渣粉,置于锥形瓶中,加入10mL蒸馏水混合均匀,再加入步骤(4)回收的全部低共熔溶剂(约为50mL),在75℃的磁力搅拌水浴锅中搅拌3h,冷却至室温后离心,将浸提液中加入4倍体积的乙醇(步骤(4)回收的乙醇),静置30min后离心,将得到的沉淀用蒸馏水水洗涤后冻干,得到芝麻蛋白。
(5)低共熔溶剂的三次回收及芝麻渣二次提取
将(4)中离心后得到的低共熔溶剂/乙醇混合溶液收集,利用旋转蒸发仪按照(3)中的旋转条件将其中的乙醇和蒸馏水蒸出,收集低共熔溶剂和乙醇,回收率约为100%。将(4)中提取完成的芝麻渣进行二次提取,具体方法为:将提取过的芝麻渣用10mL蒸馏水混合均匀,置于锥形瓶中,再加入步骤(5)回收的全部低共熔溶剂(约为50mL),在75℃的磁力搅拌水浴锅中搅拌3h,冷却至室温后离心,将浸提液中加入四倍体积的乙醇(步骤(5)回收的乙醇),静置30min后离心,将得到的沉淀用蒸馏水水洗涤后冻干,得到芝麻蛋白。
(6)低共熔溶剂的四次回收及芝麻渣的提取:同步骤(4);
(7)低共熔溶剂的五次回收及芝麻渣二次提取:同步骤(5)。
经以上步骤得:第一次提取1g芝麻渣得到芝麻蛋白0.1695g,第二次提取剩余芝麻渣得到芝麻蛋白0.0386g,第三次提取1g芝麻渣得到芝麻蛋白0.1355g,第四次提取剩余芝麻渣得到芝麻蛋白0.0231g。四次共提取芝麻蛋白0.3667g。
在低共熔溶剂中提取得到的芝麻蛋白中,其中,第一次提取1g芝麻渣的蛋白提取率为49.23%,第二次(低共熔溶剂重复一次使用)提取剩余芝麻渣,即二次蛋白提取率为17.73%,最终第一和第二次两次提取的蛋白纯度为89.433%;
第三次(低共熔溶剂重复二次使用)提取1g芝麻渣的蛋白提取率为43.60%,第四次(低共熔溶剂重复三次使用)提取剩余芝麻渣的蛋白提取率为11.93%,最终第三和第四次两次提取的蛋白纯度为83.696%;
第五次(低共熔溶剂重复四次使用)提取1g芝麻渣的蛋白提取率为33.76%,第六次(低共熔溶剂重复五次使用)提取剩余芝麻渣的蛋白提取率为7.99%,最终第五和第六次两次提取的蛋白纯度为83.054%。
在最终获得的芝麻蛋白成品中,第一次提取1g芝麻渣的蛋白提取率为42.25%,第二次提取剩余芝麻渣,即二次蛋白提取率为14.87%,第三次提取1g芝麻渣的蛋白提取率为33.88%,第四次提取剩余芝麻渣的蛋白提取率为9.98%,第五次提取1g芝麻渣的蛋白提取率为28.70%,第六次提取剩余芝麻渣的蛋白提取率为6.79%。
由此可以看出,低共熔溶剂在重复使用五次的过程中,仍然保持较好的芝麻蛋白提取率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
实验例3利用不同的低共熔溶剂对于提取芝麻蛋白纯度的影响
为了说明不同低共熔溶剂对于提取芝麻蛋白的影响,将实验分为四组,分别为对照组1:ChCl-乙酸;对照组2:ChCl-尿素;对照组3:ChCl-葡萄糖;
实验组:醋酸钠-尿素,(其中ChCl为氯化胆碱)
按照如下步骤提取芝麻渣中的芝麻蛋白:
(1)制备4种低共熔溶剂,分别以ChCl-乙酸、ChCl-尿素、ChCl-葡萄糖、醋酸钠-尿素(本发明实施例1制备的低共熔溶剂)。其中以氯化胆碱(ChCl)为氢键受体,乙酸、尿素、葡萄糖为氢键供体制备方法为:将干燥的氯化胆碱与不同的氢键供体按一定的摩尔比混合,于75-95℃水浴锅中磁力搅拌1-2h至形成均一、澄清、透明的溶液,其中:
ChCl-乙酸、ChCl-尿素、ChCl-葡萄糖、醋酸钠-尿素的合成:氯化胆碱与乙酸的摩尔比为1:2;氯化胆碱与尿素的摩尔比为1:2;氯化胆碱与葡萄糖的摩尔比为2:1;醋酸钠与尿素的摩尔比为1:2。
以上制备得到的低共熔溶剂在常温下置于螺口瓶中备用。
(2)将实验分为4组,分别称取粉碎的脱脂芝麻渣粉0.1000g置于锥形瓶中,称取五份,分别向其中各加1mL水溶解均匀,并分别向其中各加入5mL上述对照组和实验组组中不同的低共熔溶剂,在70-75℃水浴条件下磁力搅拌3h,将浸提液离心,利用考马斯亮蓝法测定浸提液蛋白质的含量,蛋白提取率按照下式进行计算:
(3)向(2)中得到的蛋白浸提液中加入4倍体积的无水乙醇,混合均匀后静置30-40min,离心,将得到的沉淀物用蒸馏水洗涤后离心、冻干,得到芝麻蛋白。
(4)将(3)中离心后得到的低共熔溶剂/乙醇混合溶液收集,利用旋转蒸发仪将其中的乙醇和蒸馏水蒸出,旋转蒸发仪的温度为49℃,转速20rpm,旋蒸30-50min后,收集低共熔溶剂和乙醇。
实验结果:利用氯化胆碱-乙酸、氯化胆碱-尿素、氯化胆碱-葡萄糖和醋酸钠-尿素体系,可以提取出芝麻渣中的芝麻蛋白,蛋白提取率分别为49%、55.86%、35.75%和46.69%。但是向浸提液中加入乙醇后,只有醋酸钠-尿素提取芝麻蛋白的浸提液有芝麻蛋白析出,经离心、洗涤后冻干,可得到芝麻蛋白质。
利用氯化胆碱-乙酸、氯化胆碱-尿素、氯化胆碱-葡萄糖和醋酸钠-尿素体系提取芝麻渣中的芝麻蛋白,然后用考马斯亮蓝法测定浸提液中蛋白含量,得到溶剂中,芝麻蛋白提取率分别为49%、55.86%、35.75%和46.69%。
但是针对于后续利用溶剂沉淀法,提取蛋白的过程中(本实验例中向浸提液中加入的是乙醇),只有醋酸钠-尿素提取芝麻蛋白的浸提液有芝麻蛋白析出,而氯化胆碱-乙酸、氯化胆碱-尿素、氯化胆碱-葡萄糖体系均无蛋白析出,因此在测定蛋白成品中,利用醋酸钠-尿素体系获得的蛋白成品中,蛋白提取率为39.69%,而在利用另外三种体系获得的蛋白成品中,蛋白提取率几乎均为0%。
所以选择醋酸钠-尿素为最佳低共熔溶剂用于提取植物蛋白,如本发明实施例中的芝麻渣中的芝麻蛋白以及酒槽蛋白。
对于氯化胆碱-尿素、氯化胆碱-乙酸、氯化胆碱-葡萄糖体系提取蛋白均无法选择利用有机溶剂沉淀法直接提取蛋白(其中有机溶剂可包括乙醇或丙酮等有机溶剂),仅能选择透析、等电点沉淀法以及盐析方法,但是,透析方法中,低共熔溶剂就无法回收利用;等电点沉淀法中,等电点法调pH会引入其他离子,氢氧化钠和盐酸等杂质,同样使得低共熔溶剂就无法回收利用。盐析方法中,加入盐溶液,特别是随着盐浓度的增大同样会对低共熔溶剂的回收产生影响。
但是本发明利用醋酸钠-尿素体系,可以直接利用有机溶剂法析出蛋白,后利用旋蒸的方法去除有机溶剂。本实验例特别在选择乙醇作为有机溶剂时,则直接选择醇沉法提取蛋白,乙醇可通过旋蒸的方式除去。
Claims (10)
1.一种低共熔溶剂,其特征在于:所述低共熔溶剂由氢键供体和氢键受体组成,所述氢键供体为尿素,所述氢键受体为醋酸钠。
2.如权利要求1所述的低共熔溶剂,其特征在于:所述氢键受体与氢键供体的摩尔比为1:(1-3)。
3.权利要求1-2任一所述低共熔溶剂的制备方法,包括:将所述氢键受体与氢键供体按照摩尔比1:(1-3)混合,于75-95℃搅拌至澄清,得到低共熔溶剂。
4.权利要求1-2任一所述低共熔溶剂在提取植物蛋白领域中的用途。
5.如权利要求4所述低共熔溶剂在提取植物蛋白领域中的用途,其特征在于:所述低共熔溶剂在提取植物蛋白过程中,析出蛋白所用的溶剂为乙醇。
6.如权利要求4所述低共熔溶剂在提取植物蛋白领域中的用途,其特征在于:步骤如下:
(1)将植物原料、蒸馏水以及低共熔溶剂按照(0.1-1.0)g:(1-10)mL:(5-50)mL依次混合,在30-80℃下搅拌,经离心,得到植物蛋白浸提液;
(2)向所述植物蛋白浸提液中加入体积比为1:(1-4)乙醇,经混匀、静置、离心,取沉淀物经洗涤、离心、冻干,得到植物蛋白。
7.如权利要求6所述低共熔溶剂在提取植物蛋白领域中的用途,其特征在于:所述步骤(1)中,植物原料为脱脂芝麻或酒糟中的一种。
8.如权利要求7所述低共熔溶剂在提取植物蛋白领域中的用途,其特征在于:所述步骤(1)中,植物原料为酒槽,所述酒槽、蒸馏水和低共熔溶剂的比例为0.2g:(2-5)mL:(8-15)mL。
9.如权利要求7所述低共熔溶剂在提取植物蛋白领域中的用途,其特征在于:所述步骤(2)中,所述植物原料为脱脂芝麻,将所述步骤(1)中经离心沉淀得到的芝麻渣重复所述步骤(1)(2)进行二次提取,将得到的芝麻蛋白与所述步骤(2)的芝麻蛋白进行混合。
10.如权利要求6或9所述低共熔溶剂在提取植物蛋白领域中的用途,其特征在于:所述步骤(2)中,利用旋转蒸发仪将步骤(2)中离心后得到的上清液进行旋蒸30-50min,转速为20-30rpm,温度39-49℃,收集低共熔溶剂和乙醇循环使用。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112825959A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-05-25 | 南京师范大学 | 一种基于低共熔溶剂提取大豆中蛋白质的方法 |
CN113583998A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-11-02 | 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所 | 米糠脂肪酶的提取和保存方法 |
CN114874284A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-08-09 | 天津科技大学 | 一种同步提取分离枸杞蛋白和多糖的方法 |
WO2023021331A1 (en) * | 2021-08-18 | 2023-02-23 | Willaroos Ltd (Trading As Jack & Bry) | Jack fruit protein concentrates |
CN116355583A (zh) * | 2023-03-15 | 2023-06-30 | 江苏大学 | 一种改性生物基胶黏剂及其制备方法和应用 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108373512A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-08-07 | 桂林理工大学 | 一种采用氯化胆碱和尿素制作的深度共熔溶剂提取辣木籽多糖的方法 |
CN108503719A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-09-07 | 华南理工大学 | 一种提取铁皮石斛多糖的方法 |
CN110183510A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-30 | 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所 | 天然低共熔溶剂一步分离昆虫蛋白质、油脂和甲壳素的方法及其应用 |
-
2020
- 2020-02-24 CN CN202010111666.XA patent/CN111345392A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108503719A (zh) * | 2018-03-05 | 2018-09-07 | 华南理工大学 | 一种提取铁皮石斛多糖的方法 |
CN108373512A (zh) * | 2018-05-08 | 2018-08-07 | 桂林理工大学 | 一种采用氯化胆碱和尿素制作的深度共熔溶剂提取辣木籽多糖的方法 |
CN110183510A (zh) * | 2019-05-28 | 2019-08-30 | 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所 | 天然低共熔溶剂一步分离昆虫蛋白质、油脂和甲壳素的方法及其应用 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
DR. RONNY WAHLSTR?M等: "High Yield Protein Extraction from Brewer"s Spent Grain with Novel Carboxylate Salt - Urea Aqueous Deep Eutectic Solvents", 《CHEMISTRY SELECT》 * |
RUI-LIN?LIU等: "Establishment of an Aqueous PEG 200-Based Deep Eutectic Solvent Extraction and Enrichment Method for Pumpkin (Cucurbita moschata) Seed Protein", 《FOOD ANAL. METHODS》 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112825959A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-05-25 | 南京师范大学 | 一种基于低共熔溶剂提取大豆中蛋白质的方法 |
CN112825959B (zh) * | 2021-02-03 | 2023-05-16 | 南京师范大学 | 一种基于低共熔溶剂提取大豆中蛋白质的方法 |
WO2023021331A1 (en) * | 2021-08-18 | 2023-02-23 | Willaroos Ltd (Trading As Jack & Bry) | Jack fruit protein concentrates |
CN113583998A (zh) * | 2021-09-16 | 2021-11-02 | 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所 | 米糠脂肪酶的提取和保存方法 |
CN113583998B (zh) * | 2021-09-16 | 2023-12-22 | 广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所 | 米糠脂肪酶的提取和保存方法 |
CN114874284A (zh) * | 2022-04-18 | 2022-08-09 | 天津科技大学 | 一种同步提取分离枸杞蛋白和多糖的方法 |
CN114874284B (zh) * | 2022-04-18 | 2024-02-09 | 天津科技大学 | 一种同步提取分离枸杞蛋白和多糖的方法 |
CN116355583A (zh) * | 2023-03-15 | 2023-06-30 | 江苏大学 | 一种改性生物基胶黏剂及其制备方法和应用 |
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