全 文 ：2011年 1月
第 26卷第 1期
中国粮油学报
JournaloftheChineseCerealsandOilsAssociation
Vol.26, No.1
Jan.2011
反胶束溶液萃取杏仁蛋白前萃工艺的研究
郭红珍
(廊坊师范学院生命科学学院 ,廊坊　065000)
摘　要　对 AOT/异辛烷反胶束溶液萃取杏仁蛋白的前萃工艺进行了研究 。试验以 AOT/异辛烷为反胶
束溶液体系 ,以蛋白质萃取率为指标 ,分别对溶液的 pH值 、W0值 、萃取时间和萃取温度进行了单因素试验以
及四因素三水平的正交试验 ,以确定杏仁蛋白前萃的最佳工艺 。正交试验结果方差分析表明 ,在各因素中 , W0
值对蛋白质提取率影响达到显著水平 ,其他三因素未达到显著水平 ,确定的最佳工艺条件为:W0值为 40,溶液
pH值 7.0,前萃温度 25 ℃,前萃时间 90 min。
关键词　反胶束　杏仁蛋白　萃取
中图分类号:TS255.6　　文献标识码:A　　文章编号:1003-0174(2011)01-0106-04
基金项目:廊坊师范学院科学研究(LSZY201001)
收稿日期:2009-12-16
作者简介:郭红珍 ,女 , 1974年出生 ,讲师 ,食品营养与检测
　　杏仁是杏果的干燥种子 [ 1] ,杏仁蛋白是一种优
质的植物蛋白 ,含有人体需要的 18种氨基酸 ,可作
为一种蛋白质营养强化剂和添加剂 ,缓解蛋白质资
源的缺乏[ 2] 。传统的提油工艺有压榨法和浸出法 ,
提油后含蛋白质高的饼粕基本上被用于动物的饲
料 ,而且蛋白质的变性程度比较严重 ,造成了资源极
大浪费 ,限制了蛋白质的深加工和再利用 [ 3] 。因此 ,
探究一种更优越的从坚果中同时提取优质的植物油
脂和植物蛋白具有重要的现实意义。
近些年 ,国内外许多学者利用反胶束法分离坚果
的蛋白和油脂取得了初步的成功。将表面活性剂溶在
非极性有机溶剂中形成聚集体 ,这种聚集体称为反胶
束。表面活性剂分子由亲水基(极性头)和疏水基(非
极性尾)两部分组成。反胶束中 ,表面活性剂的疏水
基向外与非极性有机溶剂接触 ,而亲水基向内形成一
个极性核 ,此极性核具有增溶水的能力 ,极性核增溶水
后形成 “水池”,当反胶束溶液与蛋白质水溶液或固体
接触后 ,蛋白质可溶于此水池称为前萃。由于周围水
层和极性头的保护 ,蛋白质失活或变性程度很小[ 4] 。
本文利用二 -(2-乙基己基)琥珀酸酯磺酸钠
(AOT)/异辛烷反胶束体系萃取杏仁中的蛋白质。考
察影响蛋白质前萃的因素 ,得出优选前萃工艺的条件。
1　材料与方法
1.1　材料与仪器
杏仁:市售。
KXL-1010型控温消煮炉 、KDY-9820型凯式
定氮仪:北京通润源机电技术有限责任公司 。
1.2　试验方法
1.2.1　原料(杏仁)中蛋白质和水分含量的测定
蛋白质含量测定 [ 5] :GB5511— 1985;水分含量
的测定 [ 5] :GB5497— 1985。
1.2.2　杏仁粉的制备[ 6]
原料杏仁※浸泡※脱皮※干燥※粉碎※过筛※
杏仁粉(40目)
1.2.3　反胶束溶液的配制[ 7]
称取一定量的 AOT于 100mL的锥形瓶中 ,按照
浓度要求 AOT(如 0.04 g/mL)加入一定体积的异辛
烷 ,磁力搅拌使 AOT完全溶解 ,溶液透明后 ,加入含
有 KCl(0.1 mol/L)的 KH2PO4 -Na2HPO4缓冲溶液
(用于调节 pH值),摇床振荡 2 h(180 r/min),以
3 000r/min离心 20min,若透明则为反胶束溶液 ,反
之则不是 。
在反胶束溶液中增溶水和表面活性剂的物质的
量比可用参数 W0(W0 =反胶束溶液中水的浓度 /反
胶束溶液中表面活性剂的浓度)表示。
1.2.4　杏仁蛋白质的萃取[ 7]
将准确称量的 1.0左右的杏仁粉(40目)加入上
述配好的反胶束溶液中 ,将锥型瓶置于恒温振荡器
中振荡 (振荡速度 180 r/min), 振荡一定时间 (如
90 min),然后在 3 000 r/min的转速下离心 10 min。
取上清液加入 KCl溶液 ,置于恒温振荡器中震荡 ,然
后在 3 000r/min的转速下离心 30min,上层为油层 ,
下层为蛋白质 ,可通过真空冷冻浓缩得到蛋白粉 。
第 26卷第 1期 郭红珍　反胶束溶液萃取杏仁蛋白前萃工艺的研究
1.2.5　蛋白质前萃率的计算
前萃率 =反胶束溶液蛋白含量 /样品中蛋白含
量 ×100%
2　结果与分析
2.1　单因素试验
2.1.1　W0对蛋白质前萃率的影响
W0值对蛋白质前萃的影响见图 1。W0在 20 ～
40之间时蛋白质前萃率逐渐增加 , W0值取 40时杏
仁蛋白前萃率最高达到 56.75%。 W0大于 40后 ,蛋
白质前萃率反而下降 。这是由于 W0大于 40后反胶
束体系出现增溶水相对较难 ,萃取结束后以离心法
分离时 ,离心管底部出现较多体积的水相情况 ,不利
于萃取的进行 ,降低了杏仁蛋白的前萃率。故 W0选
择 40更为合适。
图 1　不同 W0 值对蛋白前萃率(%)的影响
2.1.2　增溶水 pH对蛋白质前萃率的影响
pH值与蛋白前萃率的关系如图 2所示。由图 2
可知 ,在试验范围内 ,杏仁蛋白前萃率随 pH值的增
加而增大。当 pH取 8.0时蛋白前萃率达到最大值
43.86%。这是由于蛋白质在不同 pH值下溶解度不
同 。pH值较小时 ,因为在杏仁蛋白质等电点附近 ,
所以溶解度较小萃取率较低。但试验中 pH值在 7 ～
8时蛋白质萃取率较高。传统的蛋白萃取模型无法
解释 ,其原因有待进一步讨论。传统反胶束萃取蛋
白机理认为 [ 8] ,蛋白进入 “水池 ”是由于蛋白质分子
表面电荷与表面活性剂分子极性头所带电荷相反 。
由于相反电荷相互吸引使蛋白增溶 , AOT是阴离子
表面活性剂 ,本身带有大量的负电荷。当溶液 pH呈
碱性时 ,蛋白质分子带负电荷 ,萃取率增大显然不是
由于离子电荷作用。对这种现象的解释 ,一些研究
认为蛋白质的增溶与疏水相互作用及亲合作用有
关 [ 9] 。
图 2　pH值对蛋白前萃率的影响
2.1.3　时间对蛋白前萃率的影响
时间与蛋白前萃的关系如图 3所示 ,由图 3可
知 ,在 1.5h时 ,蛋白前萃率已经达到 50%,随后蛋白
前萃率基本不变 ,在 1.5 h左右达到平衡。这是由于
随着萃取过程的进行 ,原料中蛋白含量逐渐减少 ,蛋
白质向原料表面迁移的速率也逐渐减小 ,而反胶束
的极性核内的蛋白质浓度逐渐增加 [ 10] ,导致蛋白质
的传质速度下降 ,萃取率增加缓慢 。
图 3　萃取时间对前萃率的影响
2.1.4　温度对蛋白前萃率的影响
温度与蛋白前萃率的关系如图 4所示 ,温度在
25 ～ 45℃时 ,随着温度升高蛋白质前萃率变化不大。
图 4　萃取温度对蛋白前萃率的影响
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当温度到达 40℃蛋白前萃率达到最大 52.54%,当
温度上升到 50℃杏仁蛋白前萃率降低到 16.86%。
这说明在一定温度范围内反胶束体系很稳定 ,蛋白
前萃率随温度变化不明显 ,而当温度高于 45 ℃时 ,
由于高温导致反胶束体系稳定性降低 ,蛋白质萃取
率也很快下降。
2.2　正交试验结果与分析
在单因素试验的基础上 ,选取 W0值 、pH值 、前
萃温度 、前萃时间作为影响因素。以蛋白前萃率为
检测指标 ,采用四因素三水平的正交试验 ,试验结果
的极差分析和方差分析见表 1、表 2。
表 1　前萃正交试验结果
试验号 W0值 pH值 温度 /℃ 时间 /minD A B C 前萃率 /%
1 1(20) 1(6) 1(25) 1(120) 30.45
2 1 2(7) 2(35) 2(90) 44.59
3 1 3(8) 3(45) 3(60) 51.37
4 2(30) 1 2 3 53.06
5 2 2 3 1 65.05
6 2 3 1 2 56.01
7 3(40) 1 3 2 64.07
8 3 2 1 3 69.77
9 3 3 2 1 67.91
T1 126.41 147.58 156.23 163.41 T=502.28
T2 174.12 179.41 165.56 164.67
T3 201.75 175.29 180.49 174.20
k1 42.14 49.19 52.08 54.47
k2 58.04 59.80 55.19 54.89
k3 67.25 58.43 60.16 58.07
R 25.11 10.61 8.08 3.60
表 2　前萃正交试验结果方差分析
df SS S F值 F(0.05)
A 2 968.42 484.21 41.74＊ 19.00
B 2 199.77 99.885 8.61
C 2 99.83 49.915 4.30
D 2 23.20 11.6
由正交试验结果的直观分析可知 ,各因素对蛋
白前萃率的影响大小次序为 W0值 >pH值 >萃取温
度 >萃取时间 。即反映反胶束大小的参数 W0值对
蛋白前萃率的影响最大 , “水池 ”大小对蛋白质分子
能否增溶关系重大。试验最优工艺条件为 A3B2C3D3 ,
由于在正交试验中没有 A3B2C3D3 ,故需进一步做验
证试验 ,考虑到实际生产中的能耗及生产成本等问
题 [ 11] ,在进行验证试验时同时进行 A3B2C1D2 ,经验
证试验前萃率为 69.64%。最后确定前萃最优工艺
条件为 A3B2C1D2 ,即取 W0值 40, pH值 7.0,前萃温
度 25 ℃,前萃时间 90 min。正交试验方差分析中也
验证了 W0值的影响达到了显著水平 ,而 pH值 、萃取
温度 、萃取时间对杏仁蛋白质前萃影响较小 。
3　结论
以 AOT/异辛烷反胶束溶液萃取杏仁粉中的蛋白
质是可行的 ,蛋白前萃率受 W0值 、pH值 、温度和时间
等因素的影响。在正交试验各因素水平下 , W0值对蛋
白质前萃率的影响达到最显著 ,达到显著水平(P﹤
0.05),其次是 pH值 ,最优组合为 A3B2C1D3 ,而结合实
际最佳前萃条件为:取 W0值 40, pH值 7.0,前萃温度
25℃,前萃时间 90 min。
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DevelopingRiceMorphologyAnalyzerBasedon
EmbeddedSystem
WuCaizhang　BuDongwei
(HenanUniversityofTechnology, ColegeofElectricalEngineering, Zhengzhou　450007)
Abstract　Inordertosatisfytheparametertestingofricequality, amorphologyanalyzerforricebasedonthe
EmbeddedSystemwasdeveloped.Basedondesignoftheequipmenttocapturericeimage, ARMcoreS3C2410plat-
formwasadoptedashardwareenvironment, andtheembeddedlinuxsystemassoftwareenvironment.Aftertransplan-
tationofUSBimagedriver, thesystemfulfiledtheimagecaptureandimagepreservation.Finaly, combiningimage
procesingandmode-identifyingtechnology, anapplicativeprogramwascompiledandtheGBparametersaboutmor-
phologicalindexesofricewereobtained.Results:Basedonthissystemitisrealizedtotestrapidlyandnondestruc-
tivelytheparametersaboutheadricerate, chalkinessdegree, chalkygrainrate, andriceshapetype.
Keywords　ricequality, embeddedLinux, imageprocessing, GBparameter
(上接第 108页)
ForwardExtractionofAlmondProteinUsingReverseMiceles
Guo　Hongzhen
(LifeScienceColegeLangfangTeachersColege, Langfang　065000)
Abstract　TheforwardextractionofalmondproteinusingAOT/ isooctanereversemicelarsolutionwasstud-
ied.Takingproteinextractionrateasindex, theefectsofpHvalues, W0 value, extractiontimeandtemperaturewere
studiedwithsinglefactorexperiments, andathreelevelfactorial-designedorthogonalexperimentwascarriedoutto
optimizetheextractionprocess.Results:VarianceanalysisshowtheinfluenceofW0 valueonproteinextractionrateis
significant, theotherthreefactorsdonotreachsignificantlevel, andtheoptimumforwardextractionconditionsareW0
40 , pH7.0, extractiontemperature25℃, andextractiontime90min.
Keywords　reversemicelarsystem, almondprotein, extraction
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