[发明专利]从菜籽饼粕中提取蛋白和植酸的方法

说明书

技术领域

涉及从菜籽制油后菜籽饼粕中提取菜籽蛋白及植酸的方法，属于油脂与植物蛋白加工工程领域。

 

背景技术

菜籽是我国乃至全世界范围内最为重要的大宗油料之一，将菜籽中的油脂提取后所残留的菜籽饼（压榨制油）和菜籽粕（浸出制油）含有大量蛋白质（因原料来源和加工方法不同有一定差异，一般含量在30-45%之间）和植酸（一般含量在2-5%之间）。目前，绝大部分菜籽饼粕作为饲料和肥料使用，其资源效益并未得到良好体现。

菜籽蛋白是一种氨基酸组成均衡的优质蛋白，拥有良好的营养价值和功能特性，是具有巨大开发潜力的食用蛋白来源。然而，从菜籽饼粕中提取食用菜籽蛋白制品存在几个主要限制：(1) 菜籽饼粕中存在包括植酸在内的多种抗营养因子，必须从蛋白制品中分离去除；(2)从饼粕中提取菜籽蛋白效率低下，提取成本高且原料利用率低；(3) 难以彻底去除各类杂质，导致蛋白制品纯度和色泽较差。目前，绝大部分菜籽蛋白提取方法均利用碱性溶液将原料中的蛋白质萃取出来，然后利用沉淀、膜分离或吸附等辅助纯化技术获取较高纯度的蛋白制品。虽然从菜籽饼粕中提取蛋白制品的方法已多有报道，但受限于(1)提取效率低；(2)提取成本高；(3)原料品质限制大等问题，难以实现工业化应用。另一方面，菜籽饼粕中的植酸是一种高效天然金属离子螯合剂，而且在与蛋白结合时可降低蛋白质的溶解度。若与菜籽蛋白一起食用或饲用，将大幅降低微量金属离子以及蛋白质的生物利用率。因此，菜籽饼粕中的植酸被视为一类重要的抗营养因子。

显然，若能将菜籽蛋白和植酸的分离和提取工艺相结合并分别获取蛋白和植酸制品，对于提高蛋白制品质量及菜籽饼粕综合利用率而言具有双重效益。

 

发明内容

为解决从菜籽饼粕提取蛋白和植酸的现有方法中蛋白质和植酸收率低、蛋白质纯度低等问题，本发明提供了一种高效高回收率的提取方法。

本发明从菜籽饼粕提取蛋白和植酸的方法包括：(1) 复合多糖水解酶处理：利用两种或以上多糖水解酶的复合物水解菜籽饼粕，得到水解物，其中使菜籽饼粕的总糖释放到水解物液相中的比率大于50%；(2) 酸洗：将步骤(1)所得的水解物调节至pH3-6，以萃取出菜籽饼粕中的植酸，然后固液分离分别获得植酸萃取液和水解饼粕；(3) 碱溶：用碱溶液在pH9-12下萃取步骤(2)所得水解饼粕中的蛋白质，获得碱性萃取液；(4) 用酸沉法或膜分离法从步骤（3）获得的碱性萃取液中分离蛋白，其中酸沉法包括：将碱性萃取液调节至pH3-5使蛋白质沉淀，再经固液分离获得酸沉蛋白和酸性乳清液。

本发明具有如下优点：(1)利用复合多糖水解酶破坏饼粕中的多糖结构，不仅瓦解了多糖及其复合物对蛋白质的物理包覆，而且使与多糖化学结合的蛋白质得到释放，从降低传质阻力和提高传质推动力两个方面提升了菜籽蛋白的提取效率；(2)将酸性环境中提取游离植酸和碱性环境中破解植酸-蛋白质复合结构相结合，使植酸获得高效提取并提升了菜籽蛋白制品的品质（降低了植酸残留）；(3)基本消除了多糖在菜籽蛋白制品中的残留，使蛋白制品纯度更高（可达90%以上，即分离蛋白）；(4)具有广泛的原料适应性，可用于菜籽脱皮或带皮预榨浸出粕、低温压榨饼、低温脱溶粕等多种菜籽加工副产物；(5)从菜籽蛋白和植酸两方面实现了菜籽饼粕的深度利用，综合效益良好；(6)复合多糖水解酶处理提升了饼粕中菜籽蛋白的溶解性，可大幅降低蛋白提取过程中碱液用量。

 

具体实施方式

以下详细描述本发明从菜籽饼粕，包括带皮或脱皮预榨浸出粕、低温压榨饼、低温脱溶粕等原料中提取菜籽蛋白和植酸的方法。

菜籽饼粕是菜籽制油加工所获得的副产物。在制油过程中蛋白质与菜籽中的其它组分产生了极为复杂的物理-化学联系和结合,从而导致菜籽蛋白难以从饼粕中溶出且溶解性低。在上述物理-化学联系中，有两类联系是关键的：(1)蛋白质与糖类（包括寡糖和多糖）的联系，这是因为糖类含量丰富（饼粕中含量通常高达20%以上）且易于与蛋白质发生结合（糖的醛基和蛋白质的游离氨基可因美拉德反应而结合）；(2)蛋白质与植酸的联系，这是因为菜籽中植酸与蛋白天然混杂共存且易于结合（在酸性条件下，植酸带负电，而蛋白质则具有带正电的基团，二者可在静电作用下结合；在碱性条件下，植酸与蛋白质在多价金属离子的“桥联”作用下结合）。只有针对上述两类重要联系设置相应的破解手段，才能为菜籽蛋白的高效和高质提取创造良好条件。本方法围绕破解上述两种重要联系而建立，以实现显著提高菜籽蛋白和植酸的提取效率，以及提高蛋白制品纯度。