一種麻瘋樹籽餅分離蛋白的生產方法
2023-05-08 18:50:36
專利名稱：一種麻瘋樹籽餅分離蛋白的生產方法
技術領域：
本發明涉及植物蛋白領域，具體地說是一種麻瘋樹籽餅分離蛋白的生產方法。
背景技術：
麻瘋樹(Jatropha curcas)又名黃仲樹、亮桐、黑皂樹、木花生、油蘆子、老胖果、 桐油樹、Wiysic Net等，屬大戟科(Euphorbiacea)麻瘋樹屬(Jatropha)植物。麻瘋樹 (Jatropha curcas)原產熱帶美洲，廣泛分布於熱帶和亞熱帶地區，是一種抗旱耐瘠的速生、多用途植物。麻瘋樹生長的適應範圍廣，性喜光，喜暖熱氣候。世界分布中心為緬甸、泰國、寮國、柬埔寨、馬來西亞、印度。我國的麻瘋樹生長區主要分布在雲南、貴州、四川、廣西、 廣東、臺灣、福建、海南等省區的熱帶及乾熱河谷地區，主要為栽培或半野生狀態。麻瘋樹具有很高的經濟價值，是國際公認的生物能源樹和生物柴油樹，其果實含油率在30% 61% 左右，迄今為止已發現的野生品種含油率最高為61.8%，僅次於含油率最高的棕櫚樹，超過油菜和大豆等常見的油料作物。所以多數國家都將生物柴油的製取目標轉向了更經濟，不與人畜爭糧食的麻風樹。美國，歐洲和加拿大地區生物柴油的應用已經十分廣泛和成熟，其中英國，印度，日本等國在非洲南部和東南亞大規模建立麻瘋樹種植基地。基於它的用途， 我國以開發生物能源，人工種植的麻瘋樹多達200萬公頃，計劃年產生物柴油500萬噸。目前，我國四川、廣西和雲南等地正在積極組織發展麻瘋樹，以開發生物能源。2006年，國家林業局將麻瘋樹作為林業生物質能源開發的首選樹種。據國家有關部門規劃，到2015年我國麻瘋樹栽培面積將達到800萬公頃。據國家有關部門規劃，到2015年我國麻瘋樹栽培面積將達到800萬公頃。國家對生物柴油的重視和麻瘋樹種植的大力推廣，麻瘋樹種仁製取生物柴油後的副產品是麻瘋樹餅粕，餅粕含有大量的粗蛋白，麻瘋樹種仁蛋白質含量高達60%，胺基酸組成平衡。1公頃麻瘋樹果實榨油後可產2. 5噸餅粕，相當於3. 4噸豆粕的蛋白含量。按此計算，800萬公頃麻瘋樹所產的餅粕可與2700多萬噸豆粕相當。隨著我國養殖業連續20多年來的高速度增長，飼料資源尤其是蛋白質飼料短缺問題越來越嚴重。我國是世界第一畜牧、水產養殖大國，中長期內飼料資源短缺是我國畜牧業面臨的主要問題，蛋白質飼料資源年缺口達3000萬噸以上，到2020年缺口將達4000萬噸，這嚴重製約我國養殖業的可持續發展。因此，植物蛋白的需求問題越來越重要，我國現有的蛋白飼料資源的利用已經達到很高的程度，開闢新的蛋白飼料資源勢在必行，是緩解我國蛋白質資源短缺的有效途徑。麻瘋樹籽實由黑色堅硬的外殼和白色的種仁構成，其中外殼約佔35% 40%。麻瘋樹籽實榨油方法有兩種，即帶殼壓榨或去殼後制油。目前在種植麻瘋樹的發展中國家， 脫殼技術尚未成熟，小型榨油企業多通過螺旋壓榨法帶殼榨油，副產物中含有難以被動物消化的殼，限制了麻瘋樹餅粕作為一種潛在蛋白飼料資源的利用。申請號為CN201010520744. 8的中國發明提供一種麻瘋樹籽粕脫毒及濃縮蛋白製備的方法，屬於麻瘋樹籽粕精深加工領域。該發明首先採用擠壓膨化機作為反應器，再利用生物酶解破壞植物細胞壁，最後用適當濃度的乙醇脫洗，解決了麻瘋樹籽粕的毒素殘留的問題並同時製備了麻瘋樹籽粕濃縮蛋白。最後，對脫毒後麻瘋樹籽粕濃縮蛋白進行了營養評價。但是生物酶需要的環境條件嚴格，酶的活力易受到各種因素幹擾，麻瘋樹植物細胞壁堅厚，在大規模處理中很難實現細胞壁的裂解，即工業化生產比較困難。而且該專利沒有篩選優化最佳的蛋白提取條件，沒能通過酸鹼處理去除蛋白氮和動物不可利用的核酸結合蛋白等，製作出的產物只能稱為濃縮蛋白，營養價值受到影響，而沒有提供具體有效的脫毒方法。
發明內容
本發明的目的在於提供一種麻瘋樹籽餅分離蛋白的生產方法，解決目前麻瘋樹籽餅中由於含有難以被動物消化利用的殼成分的問題。本發明的上述技術問題是通過以下技術方案得以實施的一種麻瘋樹籽餅分離蛋白的生產方法，以脫脂麻瘋樹籽餅為原料，經化學提取工藝生產分離蛋白，其特徵在於包括如下步驟(1)鹼溶解脫脂麻瘋樹籽餅與水混合後用鹼液調節至ρΗΙΟ-11，在40-50°C攪拌至反應充分，並用鹼液校正PH值使混合液的pH值保持10-11範圍內；反應後得到的混合液離心分離，取上清液；(2)酸沉澱步驟(1)得到的上清液加入鹽酸調節PH至4. 5，攪拌IOmin後離心， 取沉澱物；(3)冷凍乾燥步驟(2)得到的沉澱物經鹽酸調節pH至6. 8-7.2範圍內，冷凍乾燥至水分含量低於12%，得到分離蛋白。冷凍乾燥的優點是能防止蛋白變性，最大程度的保持蛋白質的品質。本發明中所述的脫脂麻瘋樹籽餅是經冷榨脫油處理的麻瘋樹籽餅，要求該麻瘋樹籽餅脂肪含量< 10%，殼含量<40%。其中，第一步，蛋白質溶解在鹼性溶液中，第二步使蛋白質沉澱析出。本發明的方法通過化學方法使蛋白質首先溶解在鹼性溶液中，然後利用蛋白質在等電點時溶解度最低沉澱析出的原理得到較純的蛋白質。本發明人通過多次試驗證明，通過該過程可以得到粗蛋白含量較高的分離蛋白。本發明方法使用酸鹼結合處理是破壞如麻瘋樹籽粕這種堅厚細胞壁最為有效方法，另外酸鹼可以反覆使用，完全適用於大規模生產。而且，所獲得的產品為去除非蛋白氮和核酸結合蛋白等動物不可利用蛋白的分離蛋白，可直接作為飼料的添加組份，營養價值無疑高於濃縮蛋白，因此，從方法有效性、適用規模、產品效果上，本發明明顯具有優勢。鹼溶溫度對蛋白得率的影響固定鹼溶pH為10，酸沉pH為4. 5時鹼溶溫度對蛋白及乾物質得率的影響見表1。 隨著溫度的升高，蛋白得率及乾物質得率增加。但是當溫度高於45°C時獲得的分離蛋白變性嚴重，且有較濃的刺鼻性硫味。因此，選擇45°C作為鹼溶溫度較為合適。表1不同鹼溶溫度對乾物質得率和蛋白得率的影響
權利要求
1.一種麻瘋樹籽餅分離蛋白的生產方法，以脫脂麻瘋樹籽餅為原料，經化學提取工藝生產分離蛋白，其特徵在於包括如下步驟(1)鹼溶解脫脂麻瘋樹籽餅與水混合後用鹼液調節至ρΗΙΟ-ll，在40-50°C攪拌至反應充分，並用鹼液校正PH值使混合液的pH值保持10-11範圍內；反應後得到的混合液離心分離，取上清液；(2)酸沉澱步驟(1)得到的上清液加入鹽酸調節pH至4.0-5.0，攪拌10 min後離心， 取沉澱物；(3)冷凍乾燥步驟(2)得到的沉澱物經鹽酸調節pH至6.8-7. 2範圍內，冷凍乾燥至水分含量低於12%，得到分離蛋白。
2.根據權利要求1所述的麻瘋樹籽餅分離蛋白的生產方法，其特徵在於步驟(1)中， 所述的水為蒸餾水，脫脂麻瘋樹籽餅的質量與蒸餾水的體積之比為1:8至1:12。
3.根據權利要求1或2所述的麻瘋樹籽餅分離蛋白的生產方法，其特徵在於步驟(1) 中，所述的脫脂麻瘋樹籽餅與水混合攪拌的溫度為45°C。
4.根據權利要求1或2所述的麻瘋樹蛋白的生產方法，其特徵在於步驟(1)中，攪拌速度為700-900r/min，攪拌時間為lh。
5.根據權利要求1或2所述的麻瘋樹蛋白的生產方法，其特徵在於步驟(2)和步驟 (3)中，所述的鹽酸濃度為lmol/L。
6.根據權利要求1或2所述的麻瘋樹蛋白的生產方法，其特徵在於步驟(2)中，攪拌速度為800r/min，攪拌時間為lOmin。
7.根據權利要求1或2所述的麻瘋樹蛋白的生產方法，其特徵在於步驟(2)中，加入鹽酸調節PH至4. 5。
8.根據權利要求1或2所述的麻瘋樹蛋白的生產方法，其特徵在於所述的鹼液為 NaOH或KOH溶液。
9.根據權利要求8所述的麻瘋樹籽餅分離蛋白的生產方法，其特徵在於所述的NaOH 或KOH溶液的濃度為lmol/L。
全文摘要
本發明涉及一種麻瘋樹籽餅分離蛋白的生產方法，解決了目前麻瘋樹籽餅中由於含有難以被動物消化利用的殼成分的問題。該生產方法以脫脂麻瘋樹籽餅為原料，經化學提取工藝生產分離蛋白包括如下步驟(1)鹼溶解脫脂麻瘋樹籽餅與水混合後用鹼液調節至pH10-11，在40-50℃攪拌至反應充分，並用鹼液校正pH值使混合液的pH值保持10-11範圍內；反應後得到的混合液離心分離，取上清液；(2)酸沉澱步驟(1)得到的上清液加入鹽酸調節pH至4.0-5.0，攪拌10min後離心，取沉澱物；(3)冷凍乾燥步驟(2)得到的沉澱物經鹽酸調節pH至6.8-7.2範圍內，冷凍乾燥至水分含量低於12%，得到分離蛋白。
文檔編號A23K1/14GK102406057SQ20111035880
公開日2012年4月11日 申請日期2011年11月14日 優先權日2011年11月14日
發明者劉建新, 汪海峰, 王玉寶 申請人:浙江大學