[发明专利]一种精制棉籽蛋白的方法

说明书

本发明公开一种精制棉籽蛋白的方法，该方法是将脱酚棉籽粕经过尿素预处理后，通过碱液浸提得到棉籽蛋白粗浸提液，然后经透析、酸沉、洗涤、干燥，精制得到棉籽蛋白固体粉末。采用本发明的方法，可以精制得的棉籽蛋白分子量在8~14kD、纯度大于98%，其与合成高聚物的相容性较好，可用于制备力学性能较好的棉籽蛋白基复合材料。

技术领域

本发明属于高分子技术领域，涉及一种精制棉籽蛋白的方法，尤其涉及一种精制得与合成聚合物相容性较好的棉籽蛋白。

背景技术

棉籽粕是棉籽脱壳去油后的副产品，其含有丰富的蛋白质，是重要的植物蛋白资源。棉籽蛋白（CP）中含有的氨基酸具有一定的营养价，因此常被加工成为动物饲料。然而，棉籽蛋白在材料领域并未得到广泛应用，这是因为以往的棉籽蛋白提取过程一般都是在高温、强酸、强碱的环境下进行，这容易导致蛋白质变性和较低的棉籽蛋白纯度，影响其作为材料的理化性质和可加工性。

我国是棉花种植大国，近年来棉籽的年产量达到800万吨以上。除棉籽油外，仍有500余万吨废弃的棉籽粕，其含有20%左右的蛋白质。目前，在棉籽粕中提取棉籽蛋白主要包括碱溶酸沉法、盐提法、酶解法等。

传统的碱溶酸沉法是采用一定浓度的碱液对棉籽粕浸提一段时间后，混合物经过离心分离后，用酸溶液调节pH值，是棉籽蛋白沉淀析出的方法。申请号为201310382819.4的发明专利公开一种采用氢氧化钠和亚硫酸钠复合碱液提取棉籽蛋白的方法，张步宁、白雪等人采用氢氧化钠碱液提取棉籽蛋白，李梅红等人采用氨水溶液提取棉籽蛋白。该方法操作简单、成本低廉，但所提取的棉籽蛋白纯度较低、蛋白质变性率较高，因此难以被进一步加工成材料利用。此外，这种方法会产生大量废酸废碱。

盐提法是采用NaCl等盐溶液促使棉籽粕中蛋白质吸附大量盐离子，增加棉籽蛋白分子之间的静电排斥，促进蛋白质的水合作用，提高蛋白质的溶解度，从而达到提取目的。申请号为201510364396.2的发明专利公布一种棉籽蛋白的提取工艺，其采用NaCl作为盐溶液，在38~42℃下，按照料液比（14~16）:1对棉籽粕浸提75~85 min。通过这类方法提取的棉籽蛋白的蛋白质变性率较低，但其产量和纯度亦较小，难以在材料领域被进一步加工利用。

酶提法是利用特定的酶对棉籽粕进行分解，从而提取棉籽蛋白。申请号为201711472292.9的发明专利公布一种棉籽蛋白的生产方法，其采用纤维素酶和木质氧化酶中的一种或两种复合酶从脱酚棉籽粕中提取棉籽蛋白。该方法反应温和，不会破坏棉籽蛋白的稳定性和发生副反应，但是提取率较低、蛋白质纯度低。

为了使棉籽蛋白能够进一步被应用在材料加工领域，所提取精制的棉籽蛋白需要具有较高的纯度、较低的蛋白质变性率，蛋白结构稳定性好，与合成高聚物具有较好的相容性。

发明内容

本发明提供一种精制棉籽蛋白的方法，旨在解决现有方法提取的棉籽蛋白杂质较多、与合成高聚物相容性较差的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种精制棉籽蛋白的方法，其特征在于，所精制得到的棉籽蛋白分子量主要集中在8~14kD之间、纯度大于98%，能以不同比例与一些合成高聚物混溶与去离子水或含氟试剂中。具体方法包括以下步骤：

(1)尿素预处理：将脱酚棉籽粕置于反应器中，加入脱酚棉籽粕质量10~30倍量、浓度为3~7mol/L的尿素溶液，在40~60℃搅拌12h，过滤，然后用去离子水洗涤，得到经预处理的脱酚棉籽粕；

(2)碱液浸提：将经过尿素预处理的脱酚棉籽粕置于反应器中，加入脱酚棉籽粕质量的10~20倍量，浓度为0.03~0.10mol/L的新制碱液，在40~60℃搅拌1~4h，然后在3000r/min下离心5~10min，过滤得到棉籽蛋白粗浸提液；

(3) 透析净化：将棉籽蛋白粗浸提液装入透析袋中，在4~25℃的去离子水中透析5~7天，每隔8~12h换一次去离子水，然后收集透析液；所得透析液即为精制的棉籽蛋白液；