分析讨论从菜籽饼粕中提取蛋白质

分析讨论从菜籽饼粕中提取
蛋白质
油菜籽
•油菜是我国大面积生产的一种油料作物，产量居世界第1位
•油菜籽中油脂的含量为37.5%-46.3%。

在油脂提取加工过程中产生菜籽饼粕。

•在现代工业条件下加工菜籽，通常可得到将近60%的菜籽饼粕。

每年产量超过
1×107 t
菜籽饼粕
•菜籽饼粕作为油脂加工的主要副产品，是一种蛋白质来源。

其主要价值体现在蛋白质上。

菜籽粕的粗蛋白含量36%左右，含多种氨基酸。

•菜籽饼粕可用于牲畜饲料，营养价值较高，但也含有较多的有害物质，因此要限制其用量。

有害物质
•由于菜籽饼粕中硫代葡萄糖苷（能水解生成致甲状腺肿大和其他有毒的物质）以及一些抗营养因子（如植酸、多酚类物质等）的存在，使菜籽饼粕的合理利用一直受到制约，所以从菜籽饼粕中提取蛋白质的过程，也是去除菜籽饼粕中有毒物质的过程。

1.菜籽饼粕的脱毒处理
•硫甙的脱除
•植酸的脱除
•多酚的去除
硫甙
•指硫代葡萄糖苷，本身不具有毒性，而其各种降解产物是有毒的。

•硫氰酸酯、异硫氰酸酯和吧唑烷硫酮，引起甲状腺肿。

•腈与硫葡萄糖苷的其他降解产物不同，主要引起动物肝脏、肾脏肿大和出血。

硫甙的脱除
•微生物发酵法——通过改变外界条件，诱变选育出适合的发酵微生物，以菜籽饼粕为底物，分解菜籽饼粕中硫甙，得到比较纯净蛋白质。

•双液相萃取法——以己烷为非极性相萃取油，以甲醇—水为极性相，萃取菜籽中的有毒物质，在得到高品质毛油的同时，可以得到色浅、味淡、蛋白质含量高、硫甙含量低的菜籽饼粕。

但此法不能降低饼粕中的植酸含量
植酸
•又名肌醇六磷酸或环己六醇磷酸酯，食品工业用于果蔬及水产的保鲜、护色，也用作金属防锈、防蚀剂。

•抗营养化——①降低矿物元素的吸收利用。

②降低饲料蛋白质的消化利用。

③降低消化酶的活性
植酸的脱除
•最常用的方法，是利用蛋白质和植酸溶解特性上的差别，从而进行分离的。

调节植物蛋白萃取液的pH值，得到可溶的和不可溶的两部分植酸，然后通过过滤或离心分离去除不溶的植酸。

•在pH值为6~10时，植酸以“植酸—多价金属阳离子—蛋白质”的三元络合物形式存在。

因此，可以利用EDTA螯合剂来解离这种三元络合物。

•以草酸盐作为钙镁等离子的沉淀剂，破坏菜籽饼粕中“植酸—多价金属阳离子—蛋白质”三元复合物结构，在中性条件下直接提取植酸。

多酚
•多羟基苯。

如苯二酚、苯三酚等。

常是植物及微生物中产生的酚类次生代谢产物。

•植物多酚中的儿茶酚, 花青素, 异黄酮和缩合单宁都能与蛋白质结合或与消化道内的酶结合降低蛋白质的消化性, 影响其营养成分的吸收。

多酚的去除
•菜籽中有大量的酚存在于壳中，因此只要能有效脱除其壳，就能大大降低酚的含量。

•Elzbieta Dtuzewska等人开发的膜壁扩散萃取过程，在脱除硫甙的同时可脱除约87%的酚。

氨的存在亦能使菜籽中酚的含量大幅度降低。

•Tzeng Y M等人用MeOH—NH3—H2O处理菜籽粕中酚的含量为0.4%~0.5%，而己烷处理粕中的酚含量则为1.5%~1.8%。

2.菜籽蛋白的提取方法
水相法（碱提酸沉淀方法）
水相酶解法
双液相萃取
超滤、渗滤法
水相法（碱提酸沉淀方法）水相法主要是采用不同水相将蛋白萃取而出，然后在菜籽蛋白等电点附近将蛋白沉淀，再分离干燥制取菜籽分离蛋白，最常用的萃取水相是稀碱、水、稀酸、NaCl水溶液及六偏磷酸钠溶液等。

水相法优点
•不需用易燃易爆溶剂，提高了生产的安全性，降低了对空气的污染；
•水相法提取与脱毒可同时进行，缩短了生产过程，效果较好；
•处理条件温和，蛋白质变性程度低，所得蛋白质与油脂的品质较高，并且工艺简单，成本较低，容易在实际中应用。

水相酶解法
水相酶解法是在水相萃取法的基础上，利用酶制剂将菜籽粕中的蛋白质充分溶出的提取分离方法。

其实验方法包括酶的筛选及处理参数研究、酶解后水浸提工艺研究和菜籽蛋白提取液超滤工艺三方面的研究。

水相酶解法的优点
•有利于蛋白质与油脂的析出，以提高蛋白质与油脂的得率，降低蛋白质产品的含油率，使蛋白质产品更耐贮藏。

•无需改变常规水剂法制油的原有工艺路线，无需淘汰原有设备，只需在原有工艺中增加酶处理工序，购置相关超滤萃取设备即可上马。

双液相萃取
双液相萃取在去除菜籽饼粕中硫苷的同时，能够有效地提取菜籽饼粕中的蛋白质。

超滤、渗滤法
菜籽中50%以上蛋白质为白蛋白，这些蛋白极易溶于水、稀酸、稀碱和稀盐溶液，用工业规模难以沉淀。

采用超滤（UF）、渗滤（DF）法，利用超滤膜对分离组的有选择性，截留分子较大（一般菜籽蛋白质为8 000~600 000μm）的各种蛋白质分子或相当粒径胶体物质，而溶剂和小分子物质透过，可将蛋白质浓缩、分离并保留在截留物中。

此法是浓缩和提纯所有溶解蛋白较简便的方法，浓缩蛋白具有较佳的氨基酸组成。

3.展望
从菜籽饼粕中提取蛋白质的关键，是采用经济和环保的方法，脱除其中的抗营养因子和有毒成分，同时提高蛋白质的得率。

随着膜分离技术、微波技术、超声波技术和食品酶技术的发展，将极大地促进油菜产业的发展，大大地提高菜籽饼粕的综合利用程度。

例如，将提取菜籽蛋白和提取植酸相结合，得到多种有用的成分。

预计菜籽蛋白将作为一种全新的优质蛋白质广泛应用在各个领域。

2012年3月。