分享蒸汽爆破辅助提取油茶籽蛋白的过程

油茶( Camellia oleifera Abel． ) 是我国特有的重要食用油树种，主要在我国华南地区分布和种植，油 茶籽年产量超过 2． 5 亿 kg。油茶籽粕是油茶籽 提油后主要的副产品，油茶籽粕含有 12% ～ 15% 的 蛋白质。油茶籽蛋白具有较高的经济价值，可用 作原料进行发酵生产菌体蛋白饲料和蛋白酶。 当前，油茶籽蛋白提取的方法主要有传统碱溶酸沉 法、超声辅助提取以及水酶法提取等，单纯的碱 溶酸沉法蛋白质提取率低，酶法主要用于实验室生 产，并且酶法和超声处理都存在成本高等缺点。

1 材料与方法

1． 1 实验材料

油茶 籽、大 豆 油，市 售; 石 油 醚 ( 沸 程 60 ～ 90 ℃ ) 、硫酸铜、硫酸钾、浓硫酸、硼酸、氢氧化钠等， 分析纯。 QBS － 80 蒸汽爆破机，河南省鹤壁正道生物能 源有限公司; UV － 1800 紫外 － 可见分光光度计，岛 津仪器有限公司; 海门市其林贝尔恒温微孔板快速振荡器QB-9006; AL － 104 型 精密电子天平; 电热恒温水浴锅; S20K pH 计。

1． 2 实验方法

1． 2． 1 油茶籽的蒸汽爆破处理

将干燥 油 茶 籽 放 入 蒸 汽 爆 破 机 中，在 压 力 0． 8 ～ 2． 3 MPa 下处理 30 ～ 120 s 得到汽爆油茶籽。

1． 2． 2 油茶籽粕的制备

经汽爆处理与未汽爆处理的油茶籽粉碎后过 40 目筛，用水代法( 料液比 1∶ 4． 5，pH 9，温度 75 ℃， 时间 150 min) 提取油茶籽油后，将所得的油茶籽粕 冷冻干燥，完全收集并保存于 － 20 ℃，待分析。

1． 2． 3 油茶籽蛋白等电点的确定

称取适量未汽爆处理油茶籽粕样品，样品与蒸 馏水质量体积比为 1∶ 20，用 1 mol /L 的 NaOH 调其pH 至 11。在 水 浴 温 度 40 ℃ 下 浸 提 40 min。以 8 000 r/min 离心 10 min 后取上清液，用 1 mol /L HCl 分别将上清液 pH 调为 2． 0、2． 5、3． 0、3． 5、4． 0、 4． 5、5． 0，静 置 60 min 后 离 心 ( 8 000 r/min，10 min) ，弃上清液，沉淀冷冻干燥后称重。

1． 2． 4 碱溶酸沉法提取油茶籽蛋白

取适量干燥后的油茶籽粕按一定的料液比加入 蒸馏水，用 1 mol /L 的 NaOH 调节 pH，在水浴摇床 中以不同的温度提取一定时间后，8 000 r/min 离心 10 min，用 1 mol /L HCl 调节上清液的 pH 至等电 点。室温 静 置 沉 淀 2 h 后 离 心 ( 8 000 r/min，10 min) ，去除上清液，用去离子水洗沉淀至中性，透析 袋透析除杂 48 h，冷冻干燥沉淀后得油茶籽蛋白。 油茶籽蛋白提取率按下式计算。 油茶籽蛋白提取率 = m1 /m2 × 100% 式中: m1 为提取的油茶籽蛋白质量，g; m2 为原 料中油茶籽蛋白质量，g。

1． 2． 5 油茶籽蛋白吸水性与吸油性分析

吸水性: 取 0． 5 g 油茶籽蛋白样品于离心管中， 加入 10 mL 蒸馏水，振荡 5 min 后静置 30 min，8 000 r/min 离 心 15 min，弃 上 清 液，称量试管内容物 质量。 吸油性: 准确称取 0． 5 g 油茶籽蛋白样品于离 心管中，加入 5 mL 大豆油，振荡 5 min 后静置 30 min，再以 8 000 r/min 离心 15 min，弃上清液，称量 试管内容物质量。

1． 2． 6 油茶籽蛋白起泡性及泡沫稳定性分析

蛋白质量浓度的影响: 称取适量油茶籽蛋白样 品于 100 mL 蒸馏水中，使蛋白质量浓度分别为 1、 2、3、4、5 g /100 mL，调节油茶籽蛋白溶液 pH 为 7。 pH 的影响: 称取 1． 0 g 油茶籽蛋白于 100 mL 蒸馏水中，用1 mol /L HCl 或 NaOH 溶液调至不同的 pH ( 2、4、6、8、10) 。 NaCl 浓度的影响: 称取 1． 0 g 油茶籽蛋白样品 溶于 100 mL pH 7 的浓度分别为 0、0． 1、0． 2、0． 3、 0. 4、0． 5 mol /L NaCl 溶液中。 蔗糖浓度的影响: 称取 0． 5 g 油茶籽蛋白，分别 加入 100 mL 浓度分别为 0、3、5、7、9 mol /L 的蔗糖 溶液，调节 pH 为 7． 0。 将上述处理样品于 30 ℃水浴保温静置 10 min。 然后以 8 000 r/min 均质 2 min，快速测量均质停止 时泡沫的体积( V1 ) 。继续在 30 ℃水浴条件下保温， 10 min 后继续测量泡沫体积( V2 ) 。按下式计算起 泡性和泡沫稳定性。

2 结果与分析

当 pH 在 2． 0 ～ 5． 0 之间时，油茶 籽蛋白的沉淀量随着 pH 的增大先增大后减小，当 pH 为 3． 0 时，沉淀量达到最大，为 0． 443 7 g。因 此，确定油茶籽蛋白等电点为 3． 0。随着料液比的增大，油茶籽蛋白提 取率下降。这可能是因为过多的水使油茶籽粕中非蛋白类物质溶出增加，从而影响蛋白质的溶出。经 汽爆处理的油茶籽蛋白提取率显著高于未汽爆处理 的，这可能是因为蒸汽爆破属于高温高饱和蒸汽过 程，破坏了油茶籽的结构，并且瞬时高温有助于促进 蛋白质聚集，加剧蛋白质的溶出，提高了蛋白质提 取率。油茶籽蛋白提取率随着 pH 的增 大先上升后下降，当 pH 为 10 时，油茶籽蛋白提取 率最大，汽爆处理与未汽爆处理的油茶籽蛋白提取 率分别为( 63． 33 ± 0． 67) % 和( 56． 17 ± 1． 79) % ，随 着 pH 的继续增大，油茶籽蛋白提取率下降。pH 过 大会使蛋白质变性，颜色加深甚至变黑、产生不良气味，并且，当 pH 过高时，酸沉过程则需要消耗大 量的酸，从而产生大量的盐，不利于蛋白质的沉淀分 离且增加了提取成本。因此，油茶籽蛋白的最佳提 取 pH 为 10。随着提取温度的升高，油茶籽蛋白 提取率增加，但超过 40 ℃ 后油茶籽蛋白提取率下 降。随着温度升高提取体系的黏度降低，分子间相 互作用减弱从而蛋白质溶出增加; 当温度继续升高 可能会引起部分蛋白质变性，蛋白质提取率下降，因 此选择 40 ℃为最佳提取温度，此时未汽爆处理油茶 籽蛋白提取率为( 58． 74 ± 1． 45) % ，汽爆处理油茶 籽蛋白提取率为( 71． 01 ± 1． 13) % 。

3 结 论

蒸汽爆破结合碱溶酸沉法可以提高油茶籽蛋白 提取率，经蒸汽爆破处理( 压力 0． 8 ～ 2． 3 MPa，时间 30 ～ 120 s) 后最佳碱溶酸沉提取条件为料液比 1∶ 10、提取温度 40 ℃、pH 10、提取时间 50 min。在 最佳条件下，油茶籽蛋白提取率为 71. 01% ，比未蒸 汽爆破处理的提高了 12. 27 个百分点，且蛋白质产 品的功能性质得到提高。pH、蛋白质量浓度、NaCl 浓度均对油茶籽蛋白的起泡性和泡沫稳定性、乳化 性和乳化稳定性有不同程度的影响; 蔗糖浓度对油 茶籽蛋白起泡性作用较明显，但对泡沫稳定性无改 善作用，其对蛋白质的乳化性与乳化稳定性起改善 作用。蒸汽爆破具有低耗、无污染、工作效率高、提 取效率高以及提高物料功能性质等优点。因此，通 过本研究可以对油茶籽蛋白在食品中的进一步应用 具有一定的指导意义。



 

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