專利名稱：一種有效提取菜籽蛋白的生物處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種利用固態(tài)發(fā)酵、纖維素酶處理提高高溫帶皮菜籽粕蛋白提取率的方 法，通過發(fā)酵或纖維素酶處理，減少纖維素與蛋白的結(jié)合，有利于菜籽蛋白的提取與釋放， 從而提高菜籽蛋白的提取率。菜籽蛋白是一種蛋白效價(jià)較高的植物蛋白，提取后可用于肉 制品、乳制品等食品中，屬于食品加工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
油菜籽是世界上第三大油料作物，產(chǎn)量僅次于大豆和棉籽。我國是目前世界上最 大的油菜籽生產(chǎn)國，年產(chǎn)量約為1200萬噸，榨油后的餅粕約為700萬噸左右。菜籽粕是一 種重要的植物蛋白資源，粗蛋白含量在30% _40%，80%的菜籽粕被作為肥料使用，造成了 蛋白資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。根據(jù)原料菜籽是否脫皮，可將菜籽粕可分為脫皮粕和帶皮粕；根據(jù)菜籽制油處理 方式不同，又將菜籽粕分為高溫粕和低溫粕。由于菜籽脫皮工藝繁瑣，損失較大，而且高溫 處理出油率高、利潤大，因此國內(nèi)油廠大多采用帶皮高溫壓榨，從而產(chǎn)生大量高溫帶皮菜籽 粕。目前，國內(nèi)關(guān)于低溫脫皮菜籽粕的研究較多，提取蛋白效果較為理想，但是關(guān)于高溫帶 皮菜籽粕的開發(fā)利用未見報(bào)道。其主要原因是，高溫帶皮菜籽粕的蛋白一部分在高溫下發(fā) 生變性，不易提取出來，還有一部分蛋白與纖維素結(jié)合，很難釋放出來。為提高蛋白提取率，現(xiàn)在最常用的方法是超聲微波輔助法。利用超聲波具有熱作 用、機(jī)械作用、空化作用以及許多次級(jí)效應(yīng)如擊碎、乳化、擴(kuò)散等，能有效地打破細(xì)胞邊界 層，使擴(kuò)散速度增加，促進(jìn)固體物料中有效成分的溶出，可顯著地提高提取效率。利用纖維素酶處理菜籽餅粕等農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物，可使細(xì)胞壁發(fā)生不同程度的改變， 如軟化、膨脹和崩潰等，從而可改變細(xì)胞壁的通透性，同時(shí)降低纖維素與蛋白質(zhì)間結(jié)合的緊 密程度，大大提高蛋白質(zhì)等有效成分的提取率。但實(shí)際操作中，由于纖維素酶制劑昂貴，會(huì) 大大提高成本。用米曲霉等纖維素酶高產(chǎn)菌株對(duì)農(nóng)產(chǎn)品副產(chǎn)物進(jìn)行固態(tài)發(fā)酵，利用微生物轉(zhuǎn)化農(nóng) 作物及其副產(chǎn)物，以提高它們的營養(yǎng)價(jià)值，減少對(duì)環(huán)境的污染。而經(jīng)過簡單發(fā)酵生產(chǎn)的纖維 素酶，可進(jìn)一步提高蛋白質(zhì)等有效成分的提取率。相對(duì)于用纖維素酶直接處理，固態(tài)發(fā)酵有 低成本，易操作的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以有效提高蛋白質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化率，但是產(chǎn)生的纖維素酶的活 力較低。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明旨在提供一種提高菜籽蛋白提取率，同時(shí)提高菜籽餅粕利用率的 工藝方法。本發(fā)明以菜籽餅粕為原料，采用固態(tài)發(fā)酵或纖維素酶預(yù)處理，提高餅粕中菜籽 蛋白的含量，制備出純度較高的菜籽蛋白，用于功能性食品的開發(fā)，調(diào)高菜籽餅粕的利用價(jià) 值，具有廣闊的市場發(fā)展前景。技術(shù)方案一種有效提取菜籽蛋白的生物處理方法，包括下述工藝步驟
將菜籽餅粕粉碎，過60目篩，然后按料水比1 1的比例與水混合，按5-10%接種 量接入24h種齡的米曲霉種子液，設(shè)定發(fā)酵溫度28-37°C，發(fā)酵24-48h。將菜籽餅粕粉碎，過60目篩，按料水比1 10加水，設(shè)定pH4. 5-5. 5，酶解溫度 40-55°C，酶解時(shí)間 1. 5-3. 5h，加酶量 15_20U/mL。將發(fā)酵或酶解后的菜籽餅粕，按料水比1 10加水，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為11， 在50°C下攪拌提取60min。對(duì)提取液進(jìn)行離心15min，得到上清液，將上清液冷凍干燥得到 粗蛋白，并用凱氏定氮法(參照國標(biāo)GB/T 5009. 5-2003)測定蛋白含量。本發(fā)明的有益技 術(shù)效果將固態(tài)發(fā)酵、纖維素酶處理分別與堿液提取相結(jié)合，菜籽蛋白的提取率大大提高， 經(jīng)固態(tài)發(fā)酵、纖維素酶處理的菜籽餅粕的蛋白質(zhì)提取率分別為29. 74%,36. 06%，比未經(jīng)酶 處理的提取率提高了 18. 94%,42. 37%。
具體實(shí)施例方式1固態(tài)發(fā)酵油菜籽餅粕將菜籽餅粕粉碎，過60目篩，然后按料水比1 1的比例與水混合，按5-10%接種 量接入24h種齡的米曲霉種子液，設(shè)定發(fā)酵溫度28-37°C，發(fā)酵24-48h。2纖維素酶處理油菜籽餅粕將菜籽餅粕粉碎，過60目篩，按料水比1 10加水，設(shè)定pH4. 5-5. 5，酶解溫度 40-55°C，酶解時(shí)間1. 5-3. 5h，加酶量15_20U/mL，對(duì)酶解液進(jìn)行離心，得到酶解餅粕殘?jiān)！?3菜籽蛋白的提取將發(fā)酵或酶解后的菜籽餅粕，按料水比1 10加水，用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為11， 在50°C下攪拌提取60min。對(duì)提取液進(jìn)行離心15min，得到上清液，將上清液冷凍干燥得到 粗蛋白，并用凱氏定氮法(參照國標(biāo)GB/T 5009. 5-2003)測定蛋白含量。實(shí)施例1固態(tài)發(fā)酵油菜籽餅粕(1)發(fā)酵劑的制備米曲霉的斜面培養(yǎng)基將馬鈴薯去皮，切成小塊，于鍋中加水1000mL煮沸半個(gè)小 時(shí)，用雙層紗布過濾，取其濾液加葡萄糖20g，并加水補(bǔ)足lOOOmL，加入瓊脂20g，115°C下滅 菌20min ；種子培養(yǎng)基同斜面培養(yǎng)基，不加瓊脂。從活化后的菌種保藏斜面中，挑取一環(huán)米曲霉接種于種子培養(yǎng)基中，4層紗布封 口，30°C，120r/min,搖床培養(yǎng) 16h。(2)固態(tài)發(fā)酵取1000克干燥的菜籽餅粕，用FW177型中藥粉碎機(jī)(天津泰勒斯特儀器有限公司 生產(chǎn))進(jìn)行粉碎后，過60目篩，置于發(fā)酵罐內(nèi)，按10% (體積質(zhì)量比)的比例加入發(fā)酵劑， 按1 1(質(zhì)量體積比)的比例加入1L水，調(diào)節(jié)發(fā)酵溫度為30°C，發(fā)酵2天，將發(fā)酵產(chǎn)物烘 干后粉碎。稱取發(fā)酵后的菜籽餅粕10g(或未處理的菜籽餅粕)，加水100mL，用NaOH溶液調(diào) 節(jié)pH值為11，在50°C下攪拌提取60min。對(duì)提取液進(jìn)行離心15min，得到上清液，將上清液 冷凍干燥得到粗蛋白，并用凱氏定氮法(參照國標(biāo)GB/T 5009. 5-2003)測定蛋白含量。發(fā) 酵后的菜籽餅粕的蛋白提取率為29. 74%,比未處理的提高了 18. 94%。
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實(shí)施例2纖維素酶處理油菜籽餅粕取1000克干燥的菜籽餅粕，用FW177型中藥粉碎機(jī)(天津泰勒斯特儀器有限公司 生產(chǎn))進(jìn)行粉碎后，過60目篩，置于酶解罐內(nèi)，加入10L水，設(shè)定用超級(jí)恒溫水浴鍋控制酶 解溫度為45°C，用氫氧化鈉或鹽酸溶液調(diào)節(jié)pH值為5. 0，邊攪拌邊加入20g纖維素酶(酶 活為10000U/g)，攪拌酶解處理2h。將酶解產(chǎn)物離心過濾，收集沉淀物并干燥。稱取酶解后的菜籽餅粕10g(或未處理的菜籽餅粕)，加水100mL，用NaOH溶液調(diào) 節(jié)PH值為11，在50°C下攪拌提取60min。對(duì)提取液進(jìn)行離心15min，得到上清液，將上清液 冷凍干燥得到粗蛋白，并用凱氏定氮法(參照國標(biāo)GB/T 5009. 5-2003)測定蛋白含量。將 酶解產(chǎn)物離心過濾，收集沉淀物，將沉淀物干燥，得到的酶解后的菜籽餅粕的蛋白提取率為 36. 06%，比未處理的提高了 42. 37%。
權(quán)利要求
一種有效提取菜籽蛋白的生物處理方法，包括1)固態(tài)發(fā)酵高溫帶皮菜籽粕將菜籽餅粕粉碎，過60目篩，然后按料水比1∶1(m/v)加水，按5-10％(v/m)接種量接入米曲霉種子液，設(shè)定發(fā)酵溫度28-37℃，發(fā)酵24-48h；2)纖維素酶處理高溫帶皮菜籽粕將菜籽餅粕粉碎，過60目篩，按料水比1∶10(m/v)加水，設(shè)定pH4.5-5.5，酶解溫度40-55℃，酶解時(shí)間1.5-3.5h，加酶量為15-20U/mL；3)菜籽蛋白的提取將發(fā)酵或酶解后的菜籽粕，按料水比1∶10(m/v)加水，調(diào)節(jié)pH為11，50℃下攪拌提取60min，離心得到上清液，冷凍干燥得到淺黃色的菜籽蛋白。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有效提取菜籽蛋白的生物處理方法，其特征在于固態(tài)發(fā) 酵高溫帶皮菜籽粕所采用的菌種是米曲霉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有效提取菜籽蛋白的生物處理方法，其特征在于固態(tài)發(fā) 酵高溫帶皮菜籽粕的發(fā)酵時(shí)間應(yīng)控制在24-48h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有效提取菜籽蛋白的生物處理方法，其特征在于固態(tài)發(fā) 酵高溫帶皮菜籽粕的接種量為5-10%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有效提取菜籽蛋白的生物處理方法，其特征在于用纖維 素酶處理高溫帶皮菜籽粕，加酶量為15-20U/mL。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種有效提取菜籽蛋白的生物處理方法，其特征在于用纖維 素酶處理高溫帶皮菜籽粕，酶解溫度為40-55°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用固態(tài)發(fā)酵、纖維素酶處理提高菜籽蛋白提取率的方法，有效地解決了高溫帶皮菜籽粕綜合利用問題，極大地提高了產(chǎn)品附加值。本發(fā)明方法以高溫帶皮油菜籽餅粕為原料，通過固態(tài)發(fā)酵或纖維素酶處理，經(jīng)堿液提取和離心分離，制得菜籽蛋白。本發(fā)明提高了帶皮菜籽粕蛋白的提取率，經(jīng)固態(tài)發(fā)酵或酶處理，菜籽蛋白的提取率比對(duì)照組分別提高了18.94％、42.37％。
文檔編號(hào)A23J1/14GK101828628SQ20101014244
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者吳建平, 戴宇翔, 李春陽, 王乃富, 閆征, 黃午陽 申請(qǐng)人:江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院