Page 163 - 《精细化工》2022年第11期

第 11 期 隋成博，等: 藜麦蛋白泡沫分离工艺的优化及功能特性分析 ·2313·

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蛋白含量高于水稻、大麦、玉米等农作物 。文献 通化学试剂有限公司；抗坏血酸，AR，天津市光复
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报道藜麦种子蛋白平均含量为 12%~23% 。主要贮 精细化工研究所。
[5]
藏蛋白为 2S 白蛋白和 11S 球蛋白 ，谷蛋白和醇溶 TU-1901 双光束紫外-可见分光光度计，北京普
蛋白含量较低，是谷蛋白过敏人群的理想选择 [6-8] 。 析通用仪器有限责任公司；PB-10 pH 计，赛多利斯
目前，对藜麦蛋白的提取纯化报道较少，主要提取 科学仪器（北京）有限公司；H1850 高速离心机，
方法有碱提酸沉法、有机溶剂法、盐析法、微生物发 湖南湘仪实验仪器开发有限责任公司；VFD-2000
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酵法和酶法 。但这些方法存在产量低、成本高、溶 冷冻干燥机，北京博医康实验仪器有限公司；循环
剂用量大、污染环境、能耗大、蛋白纯度不够等缺点。 水恒温泡沫分离柱（见图 1），实验室自制。
泡沫分离技术是利用液相中形成的气泡作为载
体 [10] 来分离液相中的溶质或颗粒。该技术基于吸附
原理，在含有表面活性剂分子的液体中鼓泡，使液
体中的表面活性剂吸附在气液界面上，在液体表面
上方形成泡沫层，将泡沫层与液体分离，可达到表
面活性剂浓缩、液体净化的目的 [11-14] 。泡沫分离技

术具有设备简单、放大方便、操作简单、能耗低、
图 1 泡沫分离装置示意图
可连续操作等优点。在常温低浓度条件下杂质去除
Fig. 1 Schematic diagram of foam fractionation apparatus
率高，可达到较高的蛋白分离效率 [15-17] 。同时，该
法对蛋白的功能特性影响小，因此，在降低分离植物 1.2 牛血清白蛋白质量浓度的测定
蛋白成本和保证蛋白功能性方面有巨大潜力 [18-19] 。藜 以牛血清白蛋白溶液质量浓度（ρ，mg/L）为
麦蛋白的起泡性和气泡稳定性优于大豆蛋白低于乳 横坐标，以相应质量浓度下溶液的吸光度（A）为纵
清蛋白，且都与浓度呈正相关，当藜麦蛋白达到一 坐标绘制校准曲线 [21] ，得到标准曲线方程为 A=
定浓度时可与乳清蛋白性能相当，可用于制作不含 0.00937ρ+0.00424，相关系数 R =0.9993。
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过敏原蛋糕；而吸水性和吸油性有助于减少水分流 1.3 藜麦蛋白的提取与泡沫分离纯化
失，从而提供食品所需要的质地，并起到改善口感 将饱满干燥脱皮的藜麦种子粉碎，过 60 目筛烘
的作用 [20] 。 干后，以石油醚为溶剂在索氏提取器中于 75 ℃提
本研究以藜麦种子为原料，建立了以泡沫分离 取 8 h 脱脂备用。将脱脂后藜麦种子粉和蒸馏水以
技术纯化藜麦蛋白的工艺方法，以单因素实验和响 料液比 1∶3（g∶L）充分混合，用 NaOH 溶液调整
应面法对工艺条件进行优化，并对得到的纯化藜麦 pH 至 4.0 在 50 ℃下搅拌 2 h，然后在 8000 r/min 下
蛋白进行部分功能特性测定，考察纯化后藜麦蛋白 离心 15 min，收集液体并用考马斯亮蓝染色法测定
的抗氧化活性。该法可利用泡沫分离技术实现高品 蛋白含量 [21] 。打开空气压缩机和设备阀，调节转子
质藜麦蛋白的大规模工业分离纯化，并进一步了解 流量计，然后打开恒温水浴系统调整至所需的温度，
藜麦蛋白的生物活性，为藜麦在食品工业中的开发 并将 260 mL 液体（即载液量）倒入泡沫分离柱，调
应用提供科学依据。 整气速为 500 mL/min，收集泡沫层并倒出残留液体，
得到藜麦蛋白浓缩液，然后经冷冻干燥（–30 ℃、
1 实验部分
真空度 10 Pa）成粉末。工艺评价指标为藜麦蛋白回
1.1 材料、试剂与仪器 收率和藜麦蛋白富集度，按式（1）和（2） [22] 计算。
V
脱皮藜麦种子，青海卡约初禾生态农业科技有 R / %   ff  100 （1）
V
V
限公司；牛血清白蛋白（质量分数 98%）、考马斯亮  ff +  s s
V
蓝 G250、2,2-联苯基-1-苦基肼基（DPPH），HPLC E   f0 （2）
V 
V
级，上海源叶生物科技有限公司；ColorMixed 蛋白  ff  s s
标记（11~180 kDa）、5×Tris-甘氨酸电脉缓冲液，北 其中：R 是藜麦蛋白的回收率，%；E 是藜麦蛋白的
京 Solarbio 科学与技术有限公司；SDS-PAGE 凝胶 富集度；ρ f 、ρ s 分别是泡沫层和残留溶液中蛋白的质
试剂盒，福州飞净生物科技有限公司；十二烷基硫 量浓度，g/L；V 0、V f 、V s 分别是初始负载液、泡沫
酸钠、氯化钠，AR，国药集团化学试剂有限公司； 层和残留溶液的体积，mL。
大豆油，益海嘉里（兴平）粮油食品工业有限公司； 1.4 泡沫分离藜麦蛋白的响应面优化实验
无水乙醇、NaOH、磷酸、石油醚，AR，天津市凯 根据 Box-Behnken 设计和回归分析原理，采用