一种同时提取辣木籽中油脂和蛋白和/或糖苷的方法技术领域
本发明涉及木本油脂深加工与综合利用领域,更具体地,涉及一种同时提取辣木
籽中油脂和蛋白和/或糖苷的方法。
背景技术
辣木(Moringa)又称鼓槌树(Drumstick tree),是多年生热带落叶乔木,原产印度
北部,全世界约有14个品种,目前较常食用的品种有以下两种:印度传统辣木
(Moringaoleifera Lam.)、非洲辣木(Moringastenopetala)。
辣木的种子,俗称辣木籽,口感清脆香甜,且甜味持久。辣木籽营养价值极高,含有
30%~37%油脂,35~40%蛋白含量,15~18%可溶性糖类,以及丰富的矿物质元素。经常
食用辣木籽可增强免疫力、排毒、塑身、抗老化、抗癌,并对多种慢性疾病都有极大的改良功
效。
近年来,随着辣木引种的扩大,辣木籽逐渐为消费者熟知。目前,关于辣木籽的加
工研究不多,主要集中在油脂的提取上,中国专利CN105154207A公开了一种从辣木种子中
提取辣木油的方法,采用水酶法提取油脂。专利CN105418787A公开了一种辣木籽中多糖的
提取方法,采用简单的水提法提取辣木籽多糖。但对辣木籽中其他成分,例如蛋白和/或糖
苷等的开发利用研究极少,尤其是同时提取辣木籽中油脂与其他多种成分的研究报道比较
鲜见。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术同时提供辣木籽中多种成分的技术不
足,提供一种同时提取辣木籽中油脂和蛋白和/或糖苷的方法,并同时解决辣木籽油脂提取
率低、蛋白、碳水化合物综合利用不足等问题。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现:
提供一种同时提取辣木籽中油脂和蛋白和/或糖苷的方法,包括以下步骤:
S1.提取辣木籽油:将辣木籽脱壳粉碎进行油脂提取,得辣木籽油和残渣Ⅰ;
S2.超声波处理:取残渣Ⅰ,按照1:5~1:20(g/mL)的料液比加入pH为8.0~12.0的
稀碱溶液,进行超声波处理;
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣Ⅱ;将残渣Ⅱ
与水按照1:8~1:18(g/mL)的料液比混合,向混合液中加入酶,酶的添加量为辣木籽粉质量
的0.1%~3.0%,然后在30~80℃下酶解提取2.0~6.0h,得到酶解液;
S4.灭酶:将酶解液在80~95℃下进行灭酶处理5~30min后,离心分离得到水解液
和残渣Ⅲ;
S5.蛋白和/或糖苷的回收。本发明可以在提取油脂的基础上,分别回收得到蛋白
或者糖苷,也可以同时获得蛋白和糖苷。
将步骤S3所得的上清液与步骤S4所得的水解液合并后通过膜分离浓缩,得到浓缩
液;然后用稀酸调节浓缩液的pH至4.0~5.0,沉淀蛋白,过滤得到溶液和沉淀物,分别处理
所得的溶液和沉淀物就可以分别获得糖苷和蛋白。具体是将沉淀物干燥得到粗蛋白;将过
滤得到的溶液经分离纯化,减压浓缩,干燥即可得到糖苷粗制品。
步骤S1所述的提取方法包括压榨法、溶剂浸提法、水酶法、超声波辅助法、微波辅
助法、水剂法、超临界CO2萃取法、亚临界流体萃取法。
结合本发明思路,为达到更好的效果,优选地,步骤S1所述的提取方法采用亚临界
流体萃取法或者超临界CO2萃取法。
如果采用亚临界流体萃取法,本发明萃取剂优选为丁烷或丙烷。进一步优选地,萃
取压力为0.3~0.6MPa,料液比为1:2~1:5(g/mL),萃取温度30~50℃,萃取时间20~
40min,萃取次数1~5次。
更优选地,萃取压力为0.45MPa。
更优选地,料液比为1:4(g/mL)。
更优选地,萃取温度为35℃。
更优选地,萃取时间为30min。
更优选地,萃取次数为3次。
如果采用超临界CO2萃取法,本发明优选萃取压力20~35MPa,萃取温度30~50℃,
萃取时间1.5~3.5h,CO2流量6~12L/h,解析压力和温度分别为6~10MPa和40~60℃,每次
投料量为萃取釡容量的50%~80%。
更优选地,萃取压力为28MPa。
更优选地,萃取温度为40℃。
更优选地,萃取时间为2.8h。
更优选地,CO2流量为10L/h。
优选地,步骤S2所述稀碱溶液为氢氧化钠溶液。
优选地,步骤S2所述的超声波处理条件为:超声频率25~40kHz,功率100~700W,
作用温度30~75℃,处理时间10~60min。
更优选地,超声频率25kHz。
更优选地,功率为300~500W。
更优选地,作用温度为50~60℃。
更优选地,处理时间为40~50min。
优选地,步骤S3所述加入酶是加入单一酶或或按照一定顺序加入不同配比的复合
酶。
进一步优选地,步骤S3中所述的一定顺序是指先加入一种酶,反应0.5~2.5h后加
入另一种酶,以此类推;或者同时加入多种酶。
优选地,步骤S3所述的酶包括蛋白酶、果胶酶、纤维素酶中的一种或者多种;蛋白
酶包括酸性蛋白酶、中性蛋白酶或碱性蛋白酶中的一种。更优选地,所述酶为碱性蛋白酶和
纤维素酶组成的复合酶。
优选地,所述碱性蛋白酶和纤维素酶的加入顺序为先加碱性蛋白酶,反应1.0~
2.0h后再加纤维素酶,继续反应2.0~3.0h。
优选地,所述碱性蛋白酶和纤维素酶的配比为3:1~1:3,总的用量为残渣Ⅱ质量
的1.0%~1.5%。
优选地,所述酶解提取的温度为55~65℃;
优选地,步骤S5所述的稀酸为0.05mol/L稀盐酸。
优选地,所述酶为碱性蛋白酶和纤维素酶组成的复合酶。
步骤S5所述的膜分离可以是超滤、纳滤、微滤或反渗透。
优选地,纳滤采用的膜为MWCO300~600Dalton。
步骤S5所述干燥的干燥方式可以是热风干燥、微波干燥、真空干燥、冷冻干燥或喷
雾干燥。
优选地,采用喷雾干燥,优选的工艺条件为进口温度为170~200℃,风量为90~
120m3/h,出口温度为80~100℃。
优选地,步骤S5所述的分离纯化是采用大孔树脂进行分离纯化。
进一步地,所述大孔吸附树脂可以是HPD-T01、HPD-M、HPD-M、HZ818、RS-8、AB-8、
AD-8、ADS-7、CD-8、M-35或PYR。
步骤S5中所述大孔树脂分离纯化的条件为:大孔吸附树脂柱径高比为1:7~1:15,
吸附液体积为3~10BV,吸附液的流速为1~5BV/h;解析液为体积分数30%~90%的乙醇溶
液,体积为5~20BV,流速为1~5BV/h。
优选地,步骤S5中所述的解析液为60%~80%的乙醇,解析液流速为1.2~2.4BV/
h。
本发明的有益效果如下:
本发明首次实现了辣木籽中油脂和蛋白、油脂和糖苷、或者三种成分的同时提取,
大大提高了副产物的利用率,提升了辣木籽的附加值,有效避免了资源的浪费,保证了辣木
籽价值的充分利用。
进一步地,本发明在科学设计超声波辅助碱法提取辣木籽油的工艺步骤和条件基
础上,继续合理加入酶提取残渣中的蛋白和糖苷。在第一步提取辣木籽油的过程中,采用超
声波有助于细胞壁的破裂,可缩短提取时间,增加得率,还可减少后续提取蛋白和糖苷步骤
中的酶用量,降低经济成本。
进一步地,在提取辣木籽油的步骤,本发明提供了一种优选的、基于亚/超临界流
体萃取技术提取辣木籽油的方法,针对辣木籽这种提取对象,本发明总结出适合的工艺,相
比压榨、浸出等常规油脂提取方法,本发明提取率显著提高,达97%以上,所得油脂品质好,
营养成分含量高,保健功能强。同时,萃取过程温度低,不会导致蛋白变性、糖苷分解,后续
操作,回收后可得优质的蛋白和糖苷,提升了辣木籽的综合利用价值。
进一步地,在提取残渣中的蛋白和糖苷过程中,本发明通过对不同种类的酶进行
复配,并按照不同的添加顺序对残渣进行酶解,充分发挥各种酶的作用,使细胞中蛋白、糖
苷等成分最大程度溶出,进一步提高蛋白和糖苷的回收率。
进一步地,基于本发明科学的提取工艺打下的基础,本发明后续利用膜分离技术
浓缩提取液,在等电点下沉淀蛋白,保障最终回收率达90%以上,且所得蛋白乳化性、起泡
性、持水性和持油性等功能性质较好。
进一步地,基于本发明科学的提取工艺打下的基础,本发明后续采用大孔树脂纯
化糖苷提取液,保障最终糖苷回收率均在80%以上,高达85.90%;纯度均在68.62%以上,
可高达77.72%。
本发明操作简单,条件温和,易于推广。
附图说明
图1超声波辅助水酶法同时提取辣木籽油脂、蛋白和糖苷工艺路线图。
图2亚临界提取温度对辣木籽油提取率的影响。
图3亚临界提取时间对辣木籽油提取率的影响。
图4亚临界提取料溶比对辣木籽油提取率的影响。
图5亚临界提取次数对辣木籽油提取率的影响。
图6超声功率对蛋白回收率的影响。
图7超声功率对糖苷回收率的影响。
图8超声时间对蛋白回收率的影响。
图9超声时间对糖苷回收率的影响。
图10单一酶种类对蛋白回收率的影响。
图11单一酶种类对糖苷回收率的影响。
图12不同复合酶对蛋白回收率的影响。
图13不同复合酶对糖苷回收率的影响。
图14酶添加顺序对蛋白回收率的影响。
图15酶添加顺序对糖苷回收率的影响。
图16碱性蛋白酶与纤维素酶的配比对蛋白回收率的影响。
图17碱性蛋白酶与纤维素酶的配比对糖苷回收率的影响。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,所列举的实施例仅是本发明
代表性的实验例,并不因此限定本发明范围。除非特别说明,本发明采用的原料和设备为本
技术领域常规的原料和设备。
实施例1油脂和粗蛋白制备
S1.提取辣木籽油:将辣木籽脱壳粉碎采用亚临界流体萃取法进行油脂提取,得辣
木籽油和残渣Ⅰ;萃取剂为丁烷,料液比为1:2(g/mL),萃取温度为30℃,萃取时间40min,萃
取次数2次;
S2.超声波处理:取步骤S1提取辣木籽油后的残渣Ⅰ,按照1:5(g/mL)的料液比加入
pH为8.0的氢氧化钠溶液,然后在300W、50℃下超声处理15min。
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣。将残渣与水
按照1:8(g/mL)的料液比混合。向混合液中加入纤维素酶,添加量为残渣Ⅱ质量的0.1%,然
后在30℃下提取2.0h,得到酶解液。
S4.灭酶:将酶解液在95℃下进行灭酶处理5min后,以4000r/min转速离心分离得
到水解液和残渣Ⅲ。
S5.粗蛋白回收:将步骤S2的上清液与S4中的水解液合并后通过截留分子量
MWCO300Dalton的纳滤膜,得到浓缩液;然后用0.05mol/L的盐酸调节浓缩液的pH至4.0,过
滤得到蛋白质沉淀;将蛋白质沉淀在50℃热风中进行干燥,得到辣木籽粗蛋白,称量其质
量,并测定其吸水性、吸油性、乳化性以及起泡性。
本实施例中,粗蛋白回收率达83.44%,其吸水性、吸油性、乳化性、起泡性分别为
2.01mL/g、2.78mL/g、71%、64.28%。
实施例2油脂和粗蛋白制备
S1.提取辣木籽油:将辣木籽脱壳粉碎采用亚临界流体萃取法进行油脂提取,得辣
木籽油和残渣Ⅰ;萃取剂为丙烷,料液比为1:3(g/mL),萃取温度为50℃,萃取时间20min,萃
取次数3次;
S2.超声波处理:取S1提取辣木籽油后的残渣Ⅰ,按照1:10(g/mL)的料液比加入pH
为9.0的氢氧化钠溶液,然后在400W、60℃下超声20min。
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣。将残渣与水
按照1:12(g/mL)的料液比混合。向混合液中加入蛋白酶,添加量为残渣Ⅱ质量的0.5%,然
后在40℃下提取3.0h,得到酶解液。
S4.灭酶:将酶解液在95℃下进行灭酶处理5min后,以4000r/min转速离心分离得
到水解液和残渣。
S5.粗蛋白回收:将步骤S2的上清液与S4中的水解液合并后通过截留分子量
MWCO600Dalton的纳滤膜,得到浓缩液;然后用0.05mol/L的盐酸调节浓缩液的pH至5.0,过
滤得到蛋白质沉淀;将蛋白质沉淀在150W下进行微波干燥,得到辣木籽粗蛋白,称量其质
量,并测定其吸水性、吸油性、乳化性以及起泡性。
本实施例中,粗蛋白回收率达90.41%,其吸水性、吸油性、乳化性、起泡性分别为
2.45mL/g、2.79mL/g、67.39%、64.78%。
实施例3油脂和粗蛋白制备
S1.提取辣木籽油;参照常规进行溶剂提取,得到油脂和残渣Ⅰ。
S2.超声波处理:取经溶剂提取辣木籽油后的残渣Ⅰ,按照1:15(g/mL)的料液比加
入pH为10.0的氢氧化钠溶液,然后在500W、75℃下超声15min。
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣。将残渣与水
按照1:15(g/mL)的料液比混合。向混合液中先加入碱性蛋白酶,酶解1.5h后再加入纤维素
酶,两种酶的添加总量为残渣Ⅱ质量的1.0%,配比为碱性蛋白酶:纤维素酶=1:2(w/w),然
后在50℃下搅拌提取6.0h,得到酶解液。
S4.灭酶:将酶解液在90℃下进行灭酶处理8min后,以4000r/min转速离心分离得
到水解液和残渣。
S5.粗蛋白回收:将步骤S2的上清液与S4中的水解液合并后通过截留分子量
MWCO300Dalton的纳滤膜,得到浓缩液;然后用0.05mol/L的盐酸调节浓缩液的pH至4.0,过
滤得到蛋白质沉淀;将蛋白质沉淀经冷冻干燥得辣木籽粗蛋白,称量其质量,并测定其吸水
性、吸油性、乳化性以及起泡性。
本实施例中,粗蛋白回收率达95.26%,其吸水性、吸油性、乳化性、起泡性分别为
3.21mL/g、3.12mL/g、73.11%、69.28%。
实施例4油脂和粗蛋白制备
S1.提取辣木籽油;参照常规进行水酶法提取,得到油脂和残渣Ⅰ。
S2.超声波处理:取经水酶法提取辣木籽油后的残渣,按照1:20(g/mL)的料液比加
入pH为11.0的氢氧化钠溶液,然后在600W、45℃下超声30min。
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣。将残渣与水
按照1:18(g/mL)的料液比混合。向混合液中先加入纤维素酶,酶解1.5h后再加入碱性蛋白
酶,两种酶的添加总量为残渣Ⅱ质量的1.5%,配比为碱性蛋白酶:纤维素酶=1:2(w/w),然
后在80℃下搅拌提取2.5h,得到酶解液。
S4.灭酶:将酶解液在85℃下进行灭酶处理20min后,以4000r/min转速离心分离得
到水解液和残渣。
S5.粗蛋白回收:将步骤S2的上清液与S4中的水解液合并后通过截留分子量
MWCO600Dalton的纳滤膜,得到浓缩液;然后用0.05mol/L的盐酸调节浓缩液的pH至4.5,过
滤得到蛋白质沉淀;将蛋白质沉淀经真空干燥得辣木籽粗蛋白,称量其质量,并测定其吸水
性、吸油性、乳化性以及起泡性。
本实施例中,粗蛋白回收率达93.27%,其吸水性、吸油性、乳化性、起泡性分别为
2.77mL/g、2.81mL/g、78.92%、70.78%。
实施例5油脂和粗蛋白制备
S1.提取辣木籽油;参照常规进行压榨法提取,得到油脂和残渣Ⅰ。
S2.超声波处理:取经压榨法提取辣木籽油后的残渣,按照1:16(g/mL)的料液比加
入pH为12.0的氢氧化钠溶液,然后在100W、75℃下超声40min。
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣。将残渣与水
按照1:14(g/mL)的料液比混合。向混合液中同时加入纤维素酶和碱性蛋白酶,两种酶的添
加总量为残渣Ⅱ质量的1.5%,配比为碱性蛋白酶:纤维素酶=1:2(w/w),然后在55℃下搅
拌提取3.5h,得到酶解液。
S4.灭酶:将酶解液在80℃下进行灭酶处理30min后,以4000r/min转速离心分离得
到水解液和残渣。
S5.粗蛋白回收:将步骤S2的上清液与S4中的水解液合并后通过截留分子量
MWCO800Dalton的纳滤膜,得到浓缩液;然后用0.05mol/L的盐酸调节浓缩液的pH至4.0,过
滤得到蛋白质沉淀;将蛋白质沉淀经喷雾干燥(进口温度150℃,风量为80m3/h,出口温度为
60℃)得辣木籽粗蛋白,称量其质量,并测定其吸水性、吸油性、乳化性以及起泡性。
本实施例中,粗蛋白回收率达94.37%,其吸水性、吸油性、乳化性、起泡性分别为
2.69mL/g、2.85mL/g、73.32%、67.48%。
实施例6油脂和粗蛋白制备
S1.提取辣木籽油;将辣木籽脱壳粉碎采用亚临界流体萃取法进行油脂提取,得辣
木籽油和残渣Ⅰ;萃取剂为丁烷,料液比为1:4(g/mL),萃取温度为35℃,萃取时间30min,萃
取次数3次;
S2.超声波处理:取经亚临界流体提取辣木籽油后的残渣,按照1:12(g/mL)的料液
比加入pH为10.0的氢氧化钠溶液,然后在200W、35℃下超声60min。
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣。将残渣与水
按照1:11(g/mL)的料液比混合。向混合液中同时加入纤维素酶和碱性蛋白酶,两种酶的添
加总量为残渣Ⅱ质量的2.5%,配比为碱性蛋白酶:纤维素酶=1:1(w/w),然后在55℃下搅
拌提取4.5h,得到酶解液。
S4.灭酶:将酶解液在80℃下进行灭酶处理30min后,以4000r/min转速离心分离得
到水解液和残渣。
S5.粗蛋白回收:将步骤S2的上清液与S4中的水解液合并后通过截留分子量
MWCO400Dalton的纳滤膜,得到浓缩液;然后用0.05mol/L的盐酸调节浓缩液的PH至5.0,过
滤得到蛋白质沉淀;将蛋白质沉淀经喷雾干燥(进口温度220℃,风量为150m3/h,出口温度
为120℃)得辣木籽粗蛋白,称量其质量,并测定其吸水性、吸油性、乳化性以及起泡性。
本实施例中,粗蛋白回收率达92.67%,其吸水性、吸油性、乳化性、起泡性分别为
2.48mL/g、2.69mL/g、70.82%、64.18%。
实施例7油脂和粗蛋白制备
S1.提取辣木籽油;将辣木籽脱壳粉碎采用亚临界流体萃取法进行油脂提取,得辣
木籽油和残渣Ⅰ;萃取剂为丁烷,料液比为1:5(g/mL),萃取温度为50℃,萃取时间20min,萃
取次数4次;
S2.超声波处理:取经亚临界流体脱脂后的辣木籽残渣,按照1:18(g/mL)的料液比
加入pH为10.0的氢氧化钠溶液,然后在300W、45℃下超声45min。
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣。将残渣与水
按照1:14(g/mL)的料液比混合。向混合液中同时加入纤维素酶和碱性蛋白酶,两种酶的添
加总量为残渣Ⅱ质量的2.0%,配比为碱性蛋白酶:纤维素酶=3:1(w/w),然后在65℃下搅
拌提取3.5h,得到酶解液。
S4.灭酶:将酶解液在90℃下进行灭酶处理30min后,以4000r/min转速离心分离得
到水解液和残渣。
S5.粗蛋白回收:将步骤S2的上清液与S4中的水解液合并后通过截留分子量
MWCO700Dalton的纳滤膜,得到浓缩液;然后用0.05mol/L的盐酸调节浓缩液的PH至4.8,过
滤得到蛋白质沉淀;将蛋白质沉淀经喷雾干燥(进口温度180℃,风量为100m3/h,出口温度
为100℃)得辣木籽粗蛋白,称量其质量,并测定其吸水性、吸油性、乳化性以及起泡性。
本实施例中,粗蛋白回收率达90.36%,其吸水性、吸油性、乳化性、起泡性分别为
2.77mL/g、2.88mL/g、75.91%、68.28%。
实施例8油脂和粗蛋白制备
S1.提取辣木籽油;将辣木籽脱壳粉碎采用亚临界流体萃取法进行油脂提取,得辣
木籽油和残渣Ⅰ;萃取剂为丁烷,料液比为1:2(g/mL),萃取温度为40℃,萃取时间40min,萃
取次数3次;
S2.超声波处理:取经亚临界流体脱脂后的辣木籽残渣,按照1:18(g/mL)的料液比
加入pH为10.0的氢氧化钠溶液,然后在300W、45℃下超声45min。
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣。将残渣与水
按照1:14(g/mL)的料液比混合。向混合液中同时加入纤维素酶和碱性蛋白酶,两种酶的添
加总量为残渣Ⅱ质量的2.0%,配比为碱性蛋白酶:纤维素酶=3:1(w/w),然后在65℃下搅
拌提取3.5h,得到酶解液。
S4.灭酶:将酶解液在90℃下进行灭酶处理30min后,以4000r/min转速离心分离得
到水解液和残渣。
S5.粗蛋白回收:将步骤S2的上清液与S4中的水解液合并后通过超滤膜得到浓缩
液;然后用0.05mol/L的盐酸调节浓缩液的PH至4.8,过滤得到蛋白质沉淀;将蛋白质沉淀经
喷雾干燥(进口温度200℃,风量为120m3/h,出口温度为80℃)得辣木籽粗蛋白,称量其质
量,并测定其吸水性、吸油性、乳化性以及起泡性。
本实施例中,粗蛋白回收率达88.36%,其吸水性、吸油性、乳化性、起泡性分别为
2.82mL/g、2.84mL/g、80.91%、73.28%。
实施例9油脂和粗蛋白制备
S1.提取辣木籽油;将辣木籽脱壳粉碎采用亚临界流体萃取法进行油脂提取,得辣
木籽油和残渣Ⅰ;萃取剂为丙烷,料液比为1:3(g/mL),萃取温度为45℃,萃取时间25min,萃
取次数5次;
S2.超声波处理:取经亚临界流体脱脂后的辣木籽残渣,按照1:17(g/mL)的料液比
加入pH为10.0的氢氧化钠溶液,然后在400W、45℃下超声55min。
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣。将残渣与水
按照1:14(g/mL)的料液比混合。向混合液中同时加入纤维素酶和碱性蛋白酶,两种酶的添
加总量为残渣Ⅱ质量的3.0%,配比为碱性蛋白酶:纤维素酶=1:3(w/w),然后在45℃下搅
拌提取4.0h,得到酶解液。
S4.灭酶:将酶解液在90℃下进行灭酶处理30min后,以4000r/min转速离心分离得
到水解液和残渣。
S5.粗蛋白回收:将步骤S2的上清液与S4中的水解液合并后经过微滤膜得到浓缩
液;然后用0.05mol/L的盐酸调节浓缩液的PH至4.5,过滤得到蛋白质沉淀;将蛋白质沉淀经
冷冻干燥后得辣木籽粗蛋白,称量其质量,并测定其吸水性、吸油性、乳化性以及起泡性。
本实施例中,粗蛋白回收率达86.36%,其吸水性、吸油性、乳化性、起泡性分别为
2.62mL/g、2.68mL/g、72.91%、69.28%。
实施例10油脂和粗蛋白制备
S1.提取辣木籽油;将辣木籽脱壳粉碎采用亚临界流体萃取法进行油脂提取,得辣
木籽油和残渣Ⅰ;萃取剂为丙烷,料液比为1:2(g/mL),萃取温度为30℃,萃取时间40min,萃
取次数2次;
S2.超声波处理:取经亚临界流体脱脂后的辣木籽残渣,按照1:13(g/mL)的料液比
加入pH为10.5的氢氧化钠溶液,然后在500W、55℃下超声25min。
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣。将残渣与水
按照1:17(g/mL)的料液比混合。向混合液中同时加入纤维素酶和碱性蛋白酶,两种酶的添
加总量为残渣Ⅱ质量的0.8%,配比为碱性蛋白酶:纤维素酶=1:1(w/w),然后在45℃下搅
拌提取3.5.0h,得到酶解液。
S4.灭酶:将酶解液在90℃下进行灭酶处理30min后,以4000r/min转速离心分离得
到水解液和残渣。
S5.粗蛋白回收:将步骤S2的上清液与S4中的水解液合并后经过反渗透浓缩得到
浓缩液;然后用0.05mol/L的盐酸调节浓缩液的pH至4.2,过滤得到蛋白质沉淀;将蛋白质沉
淀经真空干燥后得辣木籽粗蛋白,称量其质量,并测定其吸水性、吸油性、乳化性以及起泡
性。
本实施例中,粗蛋白回收率达85.36%,其吸水性、吸油性、乳化性、起泡性分别为
2.93mL/g、2.83mL/g、75.71%、70.28%。
实施例11油脂和粗糖苷制备
将实施例1至10任一例经步骤S1制备得到辣木籽油,然后将步骤S5过滤得到的滤
液加水稀释10倍制得吸附液,取3倍树脂床体积的吸附液,以1.0BV/h的流速通过HPD-T01大
孔吸附树脂柱(径高比为1:7)进行吸附。吸附完成后用5BV的水冲洗大孔吸附树脂柱,将水
洗脱液弃去;然后用5BV的50%的乙醇以1.0BV/h流速解析大孔吸附树脂柱,收集解析液;解
析液经旋转蒸发浓缩后于40℃烘箱中进行干燥,得到辣木籽粗糖苷,称量其质量,检测其纯
度。
实施例12油脂和粗糖苷制备
将实施例1至10任一例经步骤S1制备得到辣木籽油,然后将步骤S5过滤得到的滤
液加水稀释10倍制得吸附液,取5倍树脂床体积的吸附液,以2.0BV/h的流速通过HZ818大孔
吸附树脂柱(径高比为1:8)进行吸附。吸附完成后用10BV的水冲洗大孔吸附树脂柱,将水洗
脱液弃去;然后用10BV的60%的乙醇以1.5BV/h流速解析大孔吸附树脂柱,收集解析液;解
析液经旋转蒸发浓缩后于40℃烘箱中进行干燥,得到辣木籽粗糖苷,称量其质量,检测其纯
度。
实施例13油脂和粗糖苷制备
将实施例1至10任一例经步骤S1制备得到辣木籽油,然后将步骤S5过滤得到的滤
液加水稀释10倍制得吸附液,以3.0BV/h的流速通过RS-8大孔吸附树脂柱(径高比为1:9)进
行吸附。吸附完成后用15BV的水冲洗大孔吸附树脂柱,将水洗脱液弃去;然后用15BV的70%
的乙醇以5.0BV/h流速解析大孔吸附树脂柱,收集解析液;解析液经旋转蒸发浓缩后于40℃
烘箱中进行干燥,得到辣木籽粗糖苷,称量其质量,检测其纯度。
实施例14油脂和粗糖苷制备
将实施例1至10任一例经步骤S1制备得到辣木籽油,然后将步骤S5过滤得到的滤
液加水稀释10倍制得吸附液,以4.0BV/h的流速通过AB-8大孔吸附树脂柱(径高比为1:10)
进行吸附。吸附完成后用20BV的水冲洗大孔吸附树脂柱,将水洗脱液弃去;然后用18BV的
80%的乙醇以3.5BV/h流速解析大孔吸附树脂柱,收集解析液;解析液经旋转蒸发浓缩后于
40℃烘箱中进行干燥,得到辣木籽粗糖苷,称量其质量,检测其纯度。
实施例15油脂和粗糖苷制备
将实施例1至10任一例经步骤S1制备得到辣木籽油,然后将步骤S5过滤得到的滤
液加水稀释10倍制得吸附液,以4.0BV/h的流速通过M-35大孔吸附树脂柱(径高比为1:10)
进行吸附。吸附完成后用16BV的水冲洗大孔吸附树脂柱,将水洗脱液弃去;然后用20BV的
90%的乙醇以2.4BV/h流速解析大孔吸附树脂柱,收集解析液;解析液经旋转蒸发浓缩后于
40℃烘箱中进行干燥,得到辣木籽粗糖苷,称量其质量,检测其纯度。
实施例11至实施15所制得的糖苷,糖苷回收率为81.39%~85.90%;将所得粗糖
苷配成0.2g/L的溶液,采用HPLC测定其中糖苷的含量,计算所得粗糖苷的纯度为68.62%~
77.72%。
实施例16油脂、蛋白和粗糖苷的同时制备
S1.提取辣木籽油;将辣木籽脱壳粉碎采用亚临界流体萃取法进行油脂提取,得辣
木籽油和残渣Ⅰ;萃取剂为丁烷,料液比为1:4(g/mL),萃取温度为35℃,萃取时间30min,萃
取次数3次。
S2.超声波处理:取经溶剂提取辣木籽油后的残渣,按照1:15(g/mL)的料液比加入
pH为10.0的氢氧化钠溶液,然后在500W、75℃下超声15min。
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣。将残渣与水
按照1:15(g/mL)的料液比混合。向混合液中先加入碱性蛋白酶,酶解1.5h后再加入纤维素
酶,两种酶的添加总量为残渣Ⅱ质量的1.0%,配比为碱性蛋白酶:纤维素酶=1:2(w/w),然
后在50℃下搅拌提取6.0h,得到酶解液。
S4.灭酶:将酶解液在90℃下进行灭酶处理8min后,以4000r/min转速离心分离得
到水解液和残渣。
S5.粗蛋白回收:将步骤S2的上清液与S4中的水解液合并后通过截留分子量
MWCO300Dalton的纳滤膜,得到浓缩液;然后用0.05mol/L的盐酸调节浓缩液的pH至4.0,过
滤分别得到滤液和沉淀;将沉淀经冷冻干燥得辣木籽粗蛋白,称量其质量,并测定其吸水
性、吸油性、乳化性以及起泡性。
本实施例中,粗蛋白回收率达95.26%,其吸水性、吸油性、乳化性、起泡性分别为
3.21mL/g、3.12mL/g、73.11%、69.28%。
将步骤S5得到的滤液加水稀释10倍制得吸附液,以4.0BV/h的流速通过M-35大孔
吸附树脂柱(径高比为1:10)进行吸附。吸附完成后用16BV的水冲洗大孔吸附树脂柱,将水
洗脱液弃去;然后用20BV的90%的乙醇以2.4BV/h流速解析大孔吸附树脂柱,收集解析液;
解析液经旋转蒸发浓缩后于40℃烘箱中进行干燥,得到辣木籽粗糖苷,称量其质量。本实施
例中,糖苷回收率为83.75%;将所得粗糖苷配成0.2g/L的溶液,采用HPLC测定其中糖苷的
含量,计算所得粗糖苷的纯度为68.62%。
实施例17油脂、蛋白和粗糖苷的同时制备
S1.提取辣木籽油;将辣木籽脱壳粉碎采用亚临界流体萃取法进行油脂提取,得辣
木籽油和残渣Ⅰ;萃取剂为丁烷,料液比为1:4(g/mL),萃取温度为35℃,萃取时间30min,萃
取次数3次。
S2.超声波处理:取经溶剂提取辣木籽油后的残渣,按照1:15(g/mL)的料液比加入
pH为10.0的氢氧化钠溶液,然后在500W、75℃下超声15min。
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣。将残渣与水
按照1:15(g/mL)的料液比混合。向混合液中先加入碱性蛋白酶,酶解1.5h后再加入纤维素
酶,两种酶的添加总量为残渣Ⅱ质量的1.0%,配比为碱性蛋白酶:纤维素酶=1:2(w/w),然
后在50℃下搅拌提取6.0h,得到酶解液。
S4.灭酶:将酶解液在90℃下进行灭酶处理8min后,以4000r/min转速离心分离得
到水解液和残渣。
S5.粗蛋白回收:将步骤S2的上清液与S4中的水解液合并后通过截留分子量
MWCO300Dalton的纳滤膜,得到浓缩液;然后用0.05mol/L的盐酸调节浓缩液的pH至4.0,过
滤分别得到滤液和沉淀;将沉淀经冷冻干燥得辣木籽粗蛋白,称量其质量,并测定其吸水
性、吸油性、乳化性以及起泡性。
本实施例中,粗蛋白回收率达95.26%,其吸水性、吸油性、乳化性、起泡性分别为
3.21mL/g、3.12mL/g、73.11%、69.28%。
将步骤S5得到的滤液加水稀释10倍制得吸附液,取5倍树脂床体积的吸附液,以
2.0BV/h的流速通过HZ818大孔吸附树脂柱(径高比为1:8)进行吸附。吸附完成后用10BV的
水冲洗大孔吸附树脂柱,将水洗脱液弃去;然后用10BV的60%的乙醇以1.5BV/h流速解析大
孔吸附树脂柱,收集解析液;解析液经旋转蒸发浓缩后于40℃烘箱中进行干燥,得到辣木籽
粗糖苷,称量其质量。
本实施例中,糖苷回收率为81.39%;将所得粗糖苷配成0.2g/L的溶液,采用HPLC
测定其中糖苷的含量,计算所得粗糖苷的纯度为75.67%。
实施例18油脂、蛋白和粗糖苷的同时制备
S1.提取辣木籽油;将辣木籽脱壳粉碎采用亚临界流体萃取法进行油脂提取,得辣
木籽油和残渣Ⅰ;萃取剂为丁烷,料液比为1:4(g/mL),萃取温度为35℃,萃取时间30min,萃
取次数3次;
S2.超声波处理:取经溶剂提取辣木籽油后的残渣,按照1:15(g/mL)的料液比加入
pH为10.0的氢氧化钠溶液,然后在500W、75℃下超声15min。
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣。将残渣与水
按照1:15(g/mL)的料液比混合。向混合液中先加入碱性蛋白酶,酶解1.5h后再加入纤维素
酶,两种酶的添加总量为残渣Ⅱ质量的1.0%,配比为碱性蛋白酶:纤维素酶=1:2(w/w),然
后在50℃下搅拌提取6.0h,得到酶解液。
S4.灭酶:将酶解液在90℃下进行灭酶处理8min后,以4000r/min转速离心分离得
到水解液和残渣。
S5.粗蛋白回收:将步骤S2的上清液与S4中的水解液合并后通过截留分子量
MWCO300Dalton的纳滤膜,得到浓缩液;然后用0.05mol/L的盐酸调节浓缩液的pH至4.0,过
滤分别得到滤液和沉淀;将沉淀经冷冻干燥得辣木籽粗蛋白,称量其质量,并测定其吸水
性、吸油性、乳化性以及起泡性。
本实施例中,粗蛋白回收率达95.26%,其吸水性、吸油性、乳化性、起泡性分别为
3.21mL/g、3.12mL/g、73.11%、69.28%。
将步骤S5得到的滤液加水稀释10倍制得吸附液,取7倍树脂床体积的吸附液,以
3.0BV/h的流速通过RS-8大孔吸附树脂柱(径高比为1:9)进行吸附。吸附完成后用15BV的水
冲洗大孔吸附树脂柱,将水洗脱液弃去;然后用15BV的70%的乙醇以5.0BV/h流速解析大孔
吸附树脂柱,收集解析液;解析液经旋转蒸发浓缩后于40℃烘箱中进行干燥,得到辣木籽粗
糖苷,称量其质量。
本实施例中,糖苷回收率为85.48%;将所得粗糖苷配成0.2g/L的溶液,采用HPLC
测定其中糖苷的含量,计算所得粗糖苷的纯度为77.72%。
实施例19油脂、蛋白和粗糖苷的同时制备
S1.提取辣木籽油;参照常规进行水酶法提取,得到油脂和残渣Ⅰ。
S2.超声波处理:取经水酶法提取辣木籽油后的残渣,按照1:20(g/mL)的料液比加
入pH为11.0的氢氧化钠溶液,然后在600W、45℃下超声30min。
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣。将残渣与水
按照1:18(g/mL)的料液比混合。向混合液中先加入纤维素酶,酶解1.5h后再加入碱性蛋白
酶,两种酶的添加总量为残渣Ⅱ质量的1.5%,配比为碱性蛋白酶:纤维素酶=1:2(w/w),然
后在80℃下搅拌提取2.5h,得到酶解液。
S4.灭酶:将酶解液在85℃下进行灭酶处理20min后,以4000r/min转速离心分离得
到水解液和残渣。
S5.粗蛋白回收:将步骤S2的上清液与S4中的水解液合并后通过截留分子量
MWCO600Dalton的纳滤膜,得到浓缩液;然后用0.05mol/L的盐酸调节浓缩液的PH至4.5,过
滤得到蛋白质沉淀;将蛋白质沉淀经真空干燥得辣木籽粗蛋白,称量其质量,并测定其吸水
性、吸油性、乳化性以及起泡性。
本实施例中,粗蛋白回收率达93.27%,其吸水性、吸油性、乳化性、起泡性分别为
2.77mL/g、2.81mL/g、78.92%、70.78%。
将步骤S5得到的滤液加水稀释10倍制得吸附液,取10倍树脂床体积的吸附液,以
4.0BV/h的流速通过AB-8大孔吸附树脂柱(径高比为1:10)进行吸附。吸附完成后用20BV的
水冲洗大孔吸附树脂柱,将水洗脱液弃去;然后用18BV的80%的乙醇以3.5BV/h流速解析大
孔吸附树脂柱,收集解析液;解析液经旋转蒸发浓缩后于40℃烘箱中进行干燥,得到辣木籽
粗糖苷,称量其质量。
本实施例中,糖苷回收率为82.75%;将所得粗糖苷配成0.2g/L的溶液,采用HPLC
测定其中糖苷的含量,计算所得粗糖苷的纯度为76.72%。
实施例20油脂、蛋白和粗糖苷的同时制备
S1.提取辣木籽油;参照常规进行水酶法提取,得到油脂和残渣Ⅰ。
S2.超声波处理:取经水酶法提取辣木籽油后的残渣,按照1:20(g/mL)的料液比加
入pH为11.0的氢氧化钠溶液,然后在600W、45℃下超声30min。
S3.酶解:超声波处理后,将混合物进行离心分离,得到上清液和残渣。将残渣与水
按照1:18(g/mL)的料液比混合。向混合液中先加入纤维素酶,酶解1.5h后再加入碱性蛋白
酶,两种酶的添加总量为残渣Ⅱ质量的1.5%,配比为碱性蛋白酶:纤维素酶=1:2(w/w),然
后在80℃下搅拌提取2.5h,得到酶解液。
S4.灭酶:将酶解液在85℃下进行灭酶处理20min后,以4000r/min转速离心分离得
到水解液和残渣。
S5.粗蛋白回收:将步骤S2的上清液与S4中的水解液合并后通过截留分子量
MWCO600Dalton的纳滤膜,得到浓缩液;然后用0.05mol/L的盐酸调节浓缩液的pH至4.5,过
滤得到蛋白质沉淀;将蛋白质沉淀经真空干燥得辣木籽粗蛋白,称量其质量,并测定其吸水
性、吸油性、乳化性以及起泡性。
本实施例中,粗蛋白回收率达93.27%,其吸水性、吸油性、乳化性、起泡性分别为
2.77mL/g、2.81mL/g、78.92%、70.78%。
将步骤S5得到的滤液加水稀释10倍制得吸附液,取10倍树脂床体积的吸附液,以
4.0BV/h的流速通过M-35大孔吸附树脂柱(径高比为1:10)进行吸附。吸附完成后用16BV的
水冲洗大孔吸附树脂柱,将水洗脱液弃去;然后用20BV的90%的乙醇以2.4BV/h流速解析大
孔吸附树脂柱,收集解析液;解析液经旋转蒸发浓缩后于40℃烘箱中进行干燥,得到辣木籽
粗糖苷,称量其质量。
本实施例中,糖苷回收率为83.75%;将所得粗糖苷配成0.2g/L的溶液,采用HPLC
测定其中糖苷的含量,计算所得粗糖苷的纯度为68.62%。
实施例21本发明优选工艺条件的验证试验
1.亚临界流体萃取最佳工艺条件的确定
为证实本发明优选工艺的优越性,本实施例通过正交试验进行验证。单因素试验
结果见附图2至附图5所示。从单因素试验结果可以看出,采用亚临界流体萃取时,提取温度
(℃)、提取时间(min)、料液比(g/mL)、提取次数4个因素对油脂提取率影响较显著。在此基
础上,进行4因素3水平正交试验,优化提取工艺条件,优化试验结果如表1所示。
表1正交试验结果
综合考虑设备利用率、生产周期、提取效果等因素,亚临界流体萃取辣木籽油的较
佳工艺条件为:提取次数3次,每次提取30min,提取温度35℃,料液比(g/mL)1:4。
表2不同提取方法对辣木籽油提取率的影响
2.超声波辅助提取工艺条件的确定
为证实本发明工艺的优越性,本实施例通过正交试验进行验证。单因素试验结果
见附图6至附图9所示,从单因素试验结果可以看出,采用超声波辅助提取时,超声波功率、
超声温度和提取时间3个因素对蛋白、糖苷回收率的影响较显著。在此基础上,进行4因素3
水平正交试验,优化提取工艺条件,优化试验结果如表3所示。
表3正交试验结果
对表3的数据进行极差分析,可以优化得到超声波辅助提取蛋白的最佳工艺条件
为:超声波功率300W,超声温度50℃,超声时间50min;超声波辅助提取糖苷的最佳工艺条件
为:超声波功率500W,超声温度60℃,超声时间40min。
综合考虑蛋白质和糖苷的提取效果,结合其它因素的单因素实验结果,得出超声
波辅助提取的最优条件为:超声频率25kHz,超声波功率300~500W,超声温度为50~60℃,
提取时间为40~50min。
3.酶法提取工艺条件的确定
为证实本发明工艺的优越性,本实施例通过正交试验进行验证。单因素试验结果
见附图10至17所示,从单因素试验结果可以看出,采用超声波辅助水酶法提取时,复合酶
(碱性蛋白酶和纤维素酶)添加量、酶解温度和酶解时间3个因素对辣木籽油得率的影响较
显著。在此基础上,进行3因素3水平正交试验,优化酶法提取工艺条件,优化试验结果如表4
所示。
表4酶法提取条件优化试验结果
对表4的数据进行极差分析,可以优化得到酶法提取蛋白的最佳工艺条件为:复合
酶添加量1.0%,酶解温度55℃,酶解时间3h;提取糖苷的最佳工艺条件为:复合酶添加量
1.5%,酶解温度65℃,酶解时间4h。
综合考虑蛋白和糖苷的提取效果,结合其它单因素实验结果,得出酶法提取的最
优条件为:碱性蛋白酶和纤维素酶按照1:2进行复配,先加入碱性蛋白酶,在55~65℃下反
应1.0~2.0h后再加纤维素酶,继续反应2.0~3.0h,复合酶添加量1.0%~1.5%。
4.不同干燥方式对蛋白质功能性质的影响试验
试验结果见表5所示:
表5不同干燥方式对蛋白质功能性质的影响