食用棉籽蛋白液—液—固三相萃取法脫酚試驗(yàn)研究

唐小媛 肇立春 張馨月 劉健 賈紫薇 竇一蓮

摘要：棉籽蛋白是很好的植物蛋白和飼用蛋白源，但其中含有有毒成分棉酚，需要經(jīng)過脫毒處理才能利用。研究液—液—固三相萃取法脫除棉籽餅粕中游離棉酚（FGP）的效果，以期為食用棉籽蛋白的開發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞：棉籽蛋白;游離棉酚;脫酚;萃取

中圖分類號(hào)：TQ936 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ?文章編號(hào)：1674-1161（2019）03-0045-02

棉籽蛋白是由棉籽經(jīng)過剝絨、剝殼、在低溫下一次性浸油、瀝干后再脫除有毒物質(zhì)（棉酚）而制成的一種高蛋白產(chǎn)品，其蛋白質(zhì)質(zhì)量與豆類蛋白質(zhì)接近，營養(yǎng)價(jià)值遠(yuǎn)比谷類蛋白質(zhì)高。棉酚集中在棉仁的色腺體中，是一種不溶于水而溶于有機(jī)溶劑的色素，以游離或結(jié)合狀態(tài)存在。棉酚分為游離棉酚、結(jié)合棉酚和變性棉酚，其中游離棉酚毒性較大，結(jié)合棉酚毒性很小，變性棉酚基本無毒。棉籽蛋白利用中的重要問題是除去有毒的棉酚。近年來對(duì)棉籽蛋白脫毒問題研究頗多，用棉籽餅粕做飼料的脫毒技術(shù)已基本成熟，但工業(yè)化的食用棉籽蛋白脫毒技術(shù)一直難以突破“瓶頸”。本課題采用液—液—固三相萃取法降低棉籽中游離棉酚含量，制備棉籽脫酚蛋白，效果較好，期望能為食用棉籽蛋白脫毒提供一些技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)原料

棉籽粕：產(chǎn)自山東聊城。

1.2 主要試劑

6號(hào)溶劑油;甲醇（95%）;3%間苯三酚溶液：稱取3.0 g間苯三酚，用80%的異丙醇溶解至100 mL，避光保存;顯色劑：鹽酸與3%間苯三酚溶液以5∶1混合，現(xiàn)配現(xiàn)用;5 mol/L醋酸鋇溶液：稱取12.8 g醋酸鋇加水至100 mL。

1.3 儀器設(shè)備

UV-1200S紫外分光光度計(jì)：翱藝儀器有限公司;TKRE-1000A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：天津科技玻璃儀器制造有限公司;SB-25-12DT超聲波清洗儀：寧波新芝生物科技股份有限公司;恒溫水浴鍋;具塞三角燒瓶。

1.4 工藝流程

棉籽經(jīng)清理、去雜后脫殼篩選，仁殼分離后得到的棉仁經(jīng)低溫軟化、壓坯、成型、烘干后進(jìn)入浸出提油系統(tǒng)，經(jīng)溶劑提取油脂后濕粕進(jìn)入脫酚浸出器，再經(jīng)溶劑二次萃取使棉酚含量達(dá)到技術(shù)要求。

1.5 試驗(yàn)方法

根據(jù)“相似相溶”原理，先采用6號(hào)溶劑油萃取棉籽仁中的棉籽油，再用甲醇萃取棉籽仁中的棉酚，以萃取溫度、時(shí)間、料液比為影響因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

1.5.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制 精密稱取10 mg棉酚對(duì)照品加入100 mL容量瓶中，以丙酮定容，配制成100 μg/mL的棉酚標(biāo)準(zhǔn)原液。分別準(zhǔn)確移取0.2，0.3，0.4，0.5，

0.6，0.7，0.9 mL棉酚標(biāo)準(zhǔn)原液于10 mL容量瓶中，配制系列標(biāo)準(zhǔn)溶液。分別向各濃度標(biāo)準(zhǔn)溶液中加2.0 mL顯色劑，搖勻，室溫下顯色15 min，用丙酮定容，同時(shí)以2 mL顯色劑加丙酮定容至10 mL為空白溶液，在550 nm處測(cè)定吸光度，繪制棉酚標(biāo)準(zhǔn)曲線（如圖1所示）。

1.5.2 棉籽蛋白中游離棉酚（FGP）的測(cè)定 精密稱取樣品5 g加入100 mL具塞瓶中，加70 mL丙酮，超聲30 min，加5 mL醋酸鋇液，靜置，過濾，濾液經(jīng)旋蒸濃縮加入25 mL容量瓶中，以丙酮定容。分別取4 mL樣品溶液加入10 mL容量瓶中，加2 mL顯色劑，以丙酮定容，在550 nm處測(cè)定吸光度。將各樣品吸光度值與棉酚標(biāo)準(zhǔn)曲線相對(duì)照，計(jì)算其中游離棉酚的濃度，再將游離棉酚的濃度折算為對(duì)應(yīng)的游離棉酚含量。

1.5.3 單因素試驗(yàn) 以甲醇為脫酚溶劑，選取萃取溫度、萃取時(shí)間、溶劑比4個(gè)因素進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 萃取溫度對(duì)脫酚效果的影響

在萃取時(shí)間30 min、溶劑比1.0∶1.0條件下，不同萃取溫度下游離棉酚含量測(cè)定結(jié)果見表1。

2.2 萃取時(shí)間對(duì)脫酚效果的影響

在萃取溫度35 ℃、溶劑比1.0∶1.0條件下，不同萃取時(shí)間下游離棉酚含量測(cè)定結(jié)果見表2。

2.3 料液比對(duì)脫酚效果的影響

在萃取溫度35 ℃、萃取時(shí)間30 min條件下，不同萃取料液比下游離棉酚含量測(cè)定結(jié)果見表3。

單因素試驗(yàn)結(jié)果表明，萃取游離棉酚的最佳工藝條件為：萃取溫度50 ℃，萃取時(shí)間45 min，溶劑比1.0∶1.5。

3 結(jié)論

1） 采用低溫一次浸出的方法對(duì)棉籽進(jìn)行處理，通過分步萃取分別提取棉籽油和脫除棉酚，解決了因溶劑體系發(fā)生變化而導(dǎo)致蛋白品質(zhì)變化的問題，即避免了蛋白質(zhì)的熱變性和蛋白質(zhì)氨基酸與游離棉酚的結(jié)合，極大限度地保護(hù)了棉籽蛋白的營養(yǎng)價(jià)值。

2） 在一定范圍內(nèi)，萃取時(shí)間越長，游離棉酚含量越低（但時(shí)間過長會(huì)使生產(chǎn)效率降低、成本增加）;而溶劑比增大、溫度升高，游離棉酚含量降低不明顯。因此，確定甲醇脫酚最佳工藝條件為萃取溫度50 ℃、萃取時(shí)間45 min、溶劑比1.0∶1.5。此方法可將棉籽餅粕中的游離棉酚含量降低到食品級(jí)棉籽蛋白棉酚含量標(biāo)準(zhǔn)以下。

參考文獻(xiàn)

[1] 肇立春.棉籽胚液—液—固三相萃取法脫酚的試驗(yàn)研究[J].糧油加工，2008（12）：59-60.

[2] 馮罄，武運(yùn)，李煥榮，等.液—液—固三相萃取法提取棉籽脫酚蛋白的質(zhì)量監(jiān)控研究[J].糧油加工，2008（9）：66-68.

[3] 王景林，烏日娜，侯麗春，等.一種新的蛋白將成為飼料中的主角——液液固脫酚棉籽蛋白[J].吉林畜牧獸醫(yī)，2006（1）：26-27.

[4] 唐輝，田晨煦，姚新成，等.食用棉籽蛋白中總棉酚與游離棉酚含量測(cè)定[J].石河子大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004（1）：53-55.

[5] 呂慧.棉籽餅粕的脫毒方法的比較[J].中國棉花加工，2009（1）：29-30.

[6] 楊宏，楊潤，李新民，等.淺談棉籽餅粕脫毒方法[J].新疆畜牧業(yè)，2009（2）：48-49.