[发明专利]一种从棉籽粕中提取棉籽蛋白的方法

说明书

 

技术领域

    本发明涉及一种提取棉籽蛋白的方法，主要涉及一种以棉籽粕为原料，以棉铃虫肠道酶为酶制剂并结合超声波技术及膜分离技术提取棉籽蛋白的方法。

 

背景技术

棉籽提取了油脂之后的棉籽粕中含有大量的蛋白质，其含量约为50%左右，是一种极为丰富的植物性蛋白质资源。棉籽蛋白的性质与大豆蛋白类似，也是一种营养价值高、品质优良的蛋白质食物或饲用蛋白源。

棉籽粕中的蛋白质主要分为三种，2S蛋白质游离在细胞壁之外，占15%左右，剩下的85%左右的7S、12S蛋白质存在于细胞壁内，由于棉籽蛋白的细胞壁十分坚韧，采用类似于大豆粕提取大豆蛋白的碱溶酸沉工艺，棉籽蛋白的提取率不高。如果采用强碱、弱酸、高温的办法打破其细胞壁，由于反应条件强烈，组成蛋白质的氨基酸序列会被破坏，蛋白质将失去其功能和活性。采用酶解工艺，通过生物作用打破细胞壁并水解蛋白质，是一种较为理想的提取棉籽蛋白的方法，但是由于市售蛋白酶制剂价格较高，造成生产成本难以下降。如：CN102206290A公开了一种从棉籽粕中提取棉籽蛋白低聚肽的方法，将棉籽粕进行粉碎,进行中温水提,离心分离,水提离心分离后的渣在进行碱溶,碱性蛋白酶进行酶解,脱色,灭酶,离心分离,上清液进行微滤膜除杂,纳滤膜浓缩,最后浓缩液再通过喷雾干燥,得到棉籽蛋白低聚肽。CN101709317A公开了一种从低温脱溶棉籽粕中提取棉籽分离蛋白的方法,包括：①将原料低温脱溶棉籽粕进行粉碎,加入水混匀,再加入纤维素复合酶进行酶解反应；②调节pH到11.5～12.5,对溶液加热到90～105℃进行碱热水解反应；③将碱热水解反应后的溶液进行离心分离；④调节pH至蛋白质的等电点使蛋白质沉淀,离心分离；⑤将离心得到的蛋白质加水溶解,调pH至中性,干燥得到棉籽分离蛋白。显然，上述文献公开的提取棉籽蛋白的方法均采用了市售蛋白酶制剂，导致生产成本高。因此寻找一种低成本的酶用于水解棉籽蛋白，并结合其他先进技术提取棉籽蛋白具有十分重要的意义。

另外，棉铃虫属鳞翅目夜蛾科， 广泛分布在中国及世界各地，中国棉区和蔬菜种植区均有存在。棉铃虫是棉花蕾铃期重要钻蛀性害虫，主要蛀食蕾、花、铃，也取食嫩叶。棉铃虫肠道中含有降解棉籽蛋白的酶，可将棉籽中的大分子蛋白转化为小分子的蛋白和氨基酸以利于自身的吸收。因棉铃虫病毒是一种昆虫杀虫剂，其防治效果好、药效持久，对其他生物无任何毒副作用，是世界上第一个登记注册的昆虫病毒生物农药，所以棉铃虫的养殖问题受到国内外研究人员广泛关注，目前已经解决棉铃虫群养技术难题，实现了规模化饲养。

超声波提取技术是一种广泛使用的辅助提取方法，利用超声波产生高速、强烈的空化效应和搅拌作用，破坏植物的细胞结构，可以缩短提取时间，提高目标产物的提取率。膜分离技术是利用膜对混合性流体物料各成分的选择透过性差异实现分离、纯化、浓缩的新型分离技术，具有高效、节能、环保等优势，膜分离过程是一种物理过程，物料在分离过程中不会产生化学相变，目前膜分离技术已经生物、医药、化工、环保等领域得到广泛应用。

 

发明内容

为了使得棉籽蛋白的生产具有较高的提取率，而且产品具有较强的功能活性，同时解决现有生物酶解工艺方案需高价购买蛋白酶，造成生产成本偏高的问题，本发明提供一种利用棉铃虫肠道分泌的活性酶作为酶制剂，结合超声波技术及膜分离技术提取棉籽蛋白的方法。

为实现本发明的目的，其技术方案如下列步骤所述：

一种从棉籽粕中提取棉籽蛋白的方法，包括如下步骤：

（1）将棉籽粕粉碎；

（2）加入占棉籽粕重量8-12倍水，升温至40～50℃，25～35kHZ频率超声波处理40～60min；

（3）将棉铃虫洗净、捣碎、匀浆，加虫浆重量的4-6倍水稀释，调pH值5.0~6.0，30～40kHZ频率超声波提取80-120s，离心分离后上清液为棉铃虫活性酶液；

（4）棉籽粕超声波处理后，再进行酶解，将温度调整为55～60℃，pH值为7.5～8.0，加入占棉籽粕重量5～8%的步骤（3）得到的棉铃虫活性酶液，酶解1～2h；

  （5）酶解完成后，升温至85℃以上灭酶，然后离心分离，分别得到上清液和滤渣；

（6）将步骤（5）中得到的滤渣再加入占棉籽粕重量的4-6倍水，进行水洗一次，水洗液与步骤（5）中得到的上清液合并；