一种黄色玉米醇溶蛋白的脱色方法

摘要

本发明公开了一种黄色玉米醇溶蛋白的脱色方法，属于农副产品深加工技术领域。本发明的脱色方法采用凹凸棒粘土与硅藻土粘土复配物为复合脱色剂进行振荡吸附脱色，待吸附脱色完成后离心分离出复合脱色剂，得到玉米醇溶蛋白提取液；调节玉米醇溶蛋白提取液pH值到蛋白等电点，沉淀，得到玉米醇溶蛋白湿粉，真空冷冻干燥，得到白色玉米醇溶蛋白产品，产品的各项性能指标可达到食品药品级安全标准，使其更广泛的应用于食品与医药行业，显著提高了玉米蛋白粉的附加值，有利于玉米蛋白粉的综合开发利用。另外，本发明脱色方法具有简单、高效、环保、成本低等优点，适合大规模生产。

权利要求

1.一种黄色玉米醇溶蛋白的脱色方法，是在玉米醇溶蛋白溶液中加入复合脱色剂进行振荡吸附脱色，待吸附脱色完成后离心分离出复合脱色剂，得到玉米醇溶蛋白提取液；调节玉米醇溶蛋白提取液pH值到蛋白等电点，沉淀，得到玉米醇溶蛋白湿粉，真空冷冻干燥，得到玉米醇溶蛋白；所述复合脱色剂是由凹凸棒粘土与硅藻土粘土复配而得，且凹凸棒粘土与硅藻土粘土的质量比为1:0.1 1:10；复合脱色剂与玉米醇溶蛋白溶液的质量比为1:2 1:~ ~

20。

2.如权利要求1所述一种黄色玉米醇溶蛋白的脱色方法，其特征在于：所述玉米醇溶蛋白溶液为采用70% 95%乙醇溶液，在30℃ 60℃下配置成质量浓度2% 10%的玉米醇溶蛋白溶~ ~ ~液。

3.如权利要求1所述一种黄色玉米醇溶蛋白的脱色方法，其特征在于：所述玉米醇溶蛋白溶液为：将玉米蛋白粉与70% 95%乙醇水溶液按固液质量比1:5 1:20混合超声获得的玉~ ~米醇溶蛋白溶液。

4.如权利要求3所述一种黄色玉米醇溶蛋白的脱色方法，其特征在于：所述超声温度为

30℃ 60℃，超声功率为100W 300W，超声频率为20KHz 60KHz，超声时间为30 min  240 ~ ~ ~ ~min。

5.如权利要求1-4所述任何一种黄色玉米醇溶蛋白的脱色方法，其特征在于：振荡吸附脱色是在温度 40 70℃、转速50-200转/分钟下振荡吸附30 180 min。

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6.如权利要求1-4所述任何一种黄色玉米醇溶蛋白的脱色方法，其特征在于：所述吸附脱色完成后的离心分离是在转速1000rpm 10000 rpm条件下离心5 30min。

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7.如权利要求1-4所述任何一种黄色玉米醇溶蛋白的脱色方法，其特征在于：所述真空冷冻干燥的冷冻温度为-20℃ -10℃，干燥温度为-60℃ -30℃，真空压力为0.2kPa~ ~ ~

0.9kPa，干燥时间为60 min 360 min。

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说明书

一种黄色玉米醇溶蛋白的脱色方法

技术领域

[0001] 本发明公开了一种黄色玉米醇溶蛋白的脱色方法，具体涉及一种采用硅藻土与凹凸棒粘土作为复合脱色剂对黄色玉米醇溶蛋白进行脱色的方法，属于农副产品深加工技术领域。

背景技术

[0002] 玉米醇溶蛋白是多肽以二硫键结合形成的混合物。利用现代形态学方法对玉米醇溶蛋白进行研究，发现蛋白颗粒能够结合在一起形成纤维状结构，这种结构可能是玉米醇溶蛋白具有成膜性的结构基础。玉米醇溶蛋白成膜后具有良好的疏水性、阻氧性等性能，广泛应用于食品、纺织、造纸以及医药等领域，特别是用作果蔬保鲜膜、可食用性包装材料、生物可降解塑料等，具有广阔的市场前景。

[0003] 然而，现有工业化玉米醇溶蛋白的生产主要以玉米蛋白粉为原料，多采用直接浸提法，玉米醇溶蛋白被萃取的同时，原料中的色素（β-胡萝卜素、隐黄质、叶黄素和玉米黄质等）和异味物质也随之溶出，导致最终的玉米醇溶蛋白产品因含有β-胡萝卜素、隐黄质、叶黄素和玉米黄质等物质而呈现黄色，色度达不到国际市场的应用要求，限制了玉米醇溶蛋白在食品和医药领域的应用。为提高玉米醇溶蛋白产品的感官品质，扩大其应用范围，如何获得高纯度白色玉米醇溶蛋白产品成为目前研究的热点。

[0004] 目前，玉米醇溶蛋白的脱色方法主要有活性炭脱色与冷冻脱色。梁丽敏等人采用活性炭对玉米醇溶蛋白进行脱色，其脱色率为81.8%，蛋白损失率为5%[梁丽敏,徐勇,张伟薇等.玉米醇溶蛋白脱色方法的研究.食品工业, 2014, 35 (6):59-61]。韩及华研究发现活性炭作为吸附剂脱色玉米醇溶蛋白时，色素吸附率为76.17%与77.31%，蛋白损失率为23.15%与24.80%[韩及华.玉米醇溶蛋白的脱色技术研究.江苏大学专业学位硕士学位论文,2016]。活性炭脱色玉米醇溶蛋白存在色素吸附率低与蛋白损失率高等问题，是目前亟需解决的技术难题。日本学者Ishigaki的专利JP patent:2004059537，名称为Method for separation of zein公开了一种冷冻脱色玉米醇溶蛋白的方法，Ishigaki采用丙酮溶解玉米醇溶蛋白，随后对溶液进行低温处理（-10 -30℃），使用倾析法获得沉淀，经过传统的干~
燥得到白色玉米醇溶蛋白。Reiners和Ishigaki等人均成功得到白色玉米醇溶蛋白，但是冷冻脱色过程中，多采用甲醇、丙酮等有毒试剂，致使产品存在安全性隐患，这也是目前冷冻脱色技术亟需解决的技术难题。到目前为止，玉米醇溶蛋白的脱色技术已经被探索了几十年，但是只有日本在脱色技术上取得突破，真正实现白色玉米醇溶蛋白的工业化制备，但该技术处于保密状态。因此，玉米醇溶蛋白的脱色技术一直是国际研究热点与难点。

[0005] 凹凸棒粘土（简称凹土）是一种天然的纳米材料，具有不同寻常的胶体和吸附性能。2012年国家卫生部颁布标准将凹凸棒粘土作为食品添加剂使用（GB29225-2012），拓宽了其在食品、医药领域的应用，是极具发展前途的粘土类矿物质药用辅料。凹凸棒粘土特殊孔道、活性中心的存在使其具备非常好的色素吸附能力和吸附选择性，已经在动植物油脂的脱色及其精炼方面得到广泛应用。硅藻土是由硅藻及其他微生物的硅质遗骸组成的生物硅质岩，具有巨大的比表面积和强大的表面吸附性能。由于硅藻土质轻、相对密度小，多孔且孔径分布范围大、空隙率高，具有很强的吸附能力，这一结构特点使它已经在废水处理方面得到广泛应用。

[0006] 目前，采用凹凸棒粘土与硅藻土作为脱色剂，吸附玉米醇溶蛋白中色素的技术尚未见报道。因此，将凹凸棒粘土与硅藻土应用于黄色玉米醇溶蛋白的脱色，生产出产品品质与纯度高的白色玉米醇溶蛋白，使得玉米醇溶蛋白的应用不再受到其特有颜色的限制，将更广泛应用于食品与医药行业，显著提高了玉米蛋白粉的附加值，有利于玉米蛋白粉的综合开发利用。

发明内容

[0007] 本发明针对现有玉米醇溶蛋白脱色方法的缺陷，旨在提供一种新的黄色玉米醇溶蛋白的脱色方法。

[0008] 本发明提供的一种黄色玉米醇溶蛋白的脱色方法，是在玉米醇溶蛋白溶液中加入复合脱色剂进行振荡吸附脱色，待吸附脱色完成后离心分离出复合脱色剂，得到玉米醇溶蛋白提取液；调节玉米醇溶蛋白提取液pH值到蛋白等电点6.2，沉淀，得到玉米醇溶蛋白湿粉，真空冷冻干燥，得到玉米醇溶蛋白。

[0009] 所述玉米醇溶蛋白溶液为采用70% 95%乙醇溶液，在30℃ 60℃下配置成质量浓度~ ~2% 10%的玉米醇溶蛋白溶液；或为将玉米蛋白粉与70% 95%乙醇水溶液按固液质量比1:5~ ~ ~
1:20混合超声获得的玉米醇溶蛋白溶液。其中超声温度为30℃ 60℃，超声功率为100W~ ~
300W，超声频率为20KHz 60KHz，超声时间为30 min  240 min。
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[0010] 所述复合脱色剂是由凹凸棒粘土与硅藻土粘土以1:0.1 1:10的质量比复配而得；~
复合脱色剂与玉米醇溶蛋白溶液的质量比为1:2 1:20。
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[0011] 所述振荡吸附脱色是在温度 40 70℃、转速50-200转/分钟下振荡吸附30 180 ~ ~min；吸附脱色完成后的离心分离是在转速1000rpm 10000 rpm条件下离心5 30min。
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[0012] 所述真空冷冻干燥的冷冻温度为-20℃ -10℃，干燥温度为-60℃ -30℃，真空压~ ~力为0.2kPa 0.9kPa，干燥时间为60 min 360 min。
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[0013] 色素吸附率与蛋白损失率的测定：使用紫外-可见光全波长扫描显示玉米醇溶蛋白的吸光波长为278nm，玉米黄色素的吸光波长为456nm。分别在吸光波长为278nm 和456nm，测定原玉米醇溶蛋白溶液与吸附脱色后的玉米醇溶蛋白溶液的吸光值，计算色素吸附率与蛋白损失率。本发明提供的一种黄色玉米醇溶蛋白的脱色方法，得到的玉米醇溶蛋白产品的色素吸附率为85% 95%，蛋白损失率为0.81%  5%，最终得到的玉米醇溶蛋白颜色~ ~
为白色，其色度L值46 70（L值表黑白），a值为0 8（a值表红绿），b值为6 13（b值表蓝黄）。
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[0014] 本发明与现有技术相比具有以下特点：

[0015] 1、本发明采用凹凸棒粘土与硅藻土粘土作为脱色吸附剂，通过振荡吸附脱色，具有色素吸附率高，蛋白损失率低等优点，得到白色的米醇溶蛋白产品，其性能指标达到食品药品级安全标准，使其更广泛的应用于食品与医药行业，显著提高了玉米蛋白粉的附加值，有利于玉米蛋白粉的综合开发利用；

[0016] 2、本发明具有脱色工艺简单、高效、环保、安全、成本低等特点，适合大规模生产。

具体实施方式

[0017] 下面通过具体实施例对本发明提供的一种黄色玉米醇溶蛋白的脱色方法作进一步说明。

[0018] 实施例1

[0019] （1）玉米醇溶蛋白溶液配置：采用95%乙醇溶液在30℃下配置浓度5%（w/v）的玉米醇溶蛋白溶液；

[0020] （2）吸附脱色：向玉米醇溶蛋白溶液中加入复合脱色剂（复合脱色剂由凹凸棒粘土与硅藻土粘土以1:0.1的质量比复配而得，复合脱色剂与玉米醇溶蛋白溶液质量比为1:5），在温度50℃、振荡频率100转/分钟下振荡吸附120 min。吸附脱色完成后在转速3000rpm下离心10min分离出复合脱色剂，得到玉米醇溶蛋白提取液；

[0021] （3）沉淀湿粉：用盐酸调节玉米醇溶蛋白提取液pH值到蛋白的等电点6.2，沉淀，得到玉米醇溶蛋白湿粉；

[0022] （4）真空冷冻干燥：将玉米醇溶蛋白湿粉进行真空冷冻干燥：冷冻温度为-10℃，干燥温度为-35℃，真空压力为0.5kPa，干燥时间为90 min，得到白色玉米醇溶蛋白。色素吸附率为87.61%，蛋白损失率为4.63%。最终得到的白色玉米醇溶蛋白色度L值为58.54，a值为4.35，b值为7.14。

[0023] 实施例2

[0024] （1）玉米醇溶蛋白溶液配置：采用90%乙醇溶液在45℃下配置浓度为10%（w/v）的玉米醇溶蛋白溶液；

[0025] （2）吸附脱色：向玉米醇溶蛋白溶液中加入复合脱色剂（复合脱色剂由凹凸棒粘土与硅藻土粘土以1:10质量比复配而得，复合脱色剂与玉米醇溶蛋白溶液质量比为1:10），在温度 40℃、振荡频率150转/分钟下振荡吸附90 min。吸附脱色完成后在转速10000rpm条件下离心30min分离出复合脱色剂，得到玉米醇溶蛋白提取液；

[0026] （3）沉淀湿粉：用盐酸调节玉米醇溶蛋白提取液pH值到蛋白的等电点6.2，沉淀，得到玉米醇溶蛋白湿粉；

[0027] （4）真空冷冻干燥：将玉米醇溶蛋白湿粉进行真空冷冻干燥。冷冻温度为-18℃，干燥温度为-50℃，真空压力为0.8kPa，干燥时间为90 min，得到白色玉米醇溶蛋白。色素吸附率为94.61%，蛋白损失率为0.81%。最终得到的白色玉米醇溶蛋白色度L值为68.54，a值为0.72，b值为6.81。

[0028] 实施例3

[0029] （1）玉米醇溶蛋白溶液配置：采用85%乙醇溶液在温度为50℃条件下配置浓度为8%（w/v）的玉米醇溶蛋白溶液；

[0030] （2）吸附脱色：向玉米醇溶蛋白溶液中加入复合脱色剂（复合脱色剂由凹凸棒粘土与硅藻土粘土以1:1的质量比复配而得，复合脱色剂与玉米醇溶蛋白溶液质量比为1:15），在温度70℃、振荡频率200转/分钟下，振荡吸附60 min。吸附脱色完成后在转速5000rpm下离心20min分离出复合脱色剂，得到玉米醇溶蛋白提取液；

[0031] （3）沉淀湿粉：用盐酸调节玉米醇溶蛋白提取液pH值到蛋白的等电点6.2，沉淀，得到玉米醇溶蛋白湿粉；

[0032] （4）真空冷冻干燥：将玉米醇溶蛋白湿粉进行真空冷冻干燥：冷冻温度为-18℃，干燥温度为-55℃，真空压力为0.6kPa，干燥时间为60 min，得到白色玉米醇溶蛋白。色素吸附率为89.37%，蛋白损失率为2.43%。最终得到的白色玉米醇溶蛋白色度L值为57.68，a值为7.08，b值为10.82。

[0033] 实施例4

[0034] （1）玉米醇溶蛋白溶液配置：取玉米蛋白粉，与80%乙醇水溶液按1:8的固液质量比混合超声，超声温度50℃，超声功率200W，超声频率为20KHz条件下超声240min，获得玉米醇溶蛋白溶液；

[0035] （2）吸附脱色：向玉米醇溶蛋白溶液中加入复合脱色剂（复合脱色剂由凹凸棒粘土与硅藻土粘土以1:8质量比复配而得，复合脱色剂与玉米醇溶蛋白溶液质量比为1:15），在温度70℃、振荡频率200转/分钟下，振荡吸附60 min。吸附脱色完成后在转速5000rpm下离心20min分离出复合脱色剂，得到玉米醇溶蛋白提取液；

[0036] （3）沉淀湿粉：用盐酸调节玉米醇溶蛋白提取液pH值到蛋白的等电点6.2，沉淀，得到玉米醇溶蛋白湿粉；

[0037] （4）真空冷冻干燥：将玉米醇溶蛋白湿粉进行真空冷冻干燥，冷冻温度为-18℃，干燥温度为-35℃，真空压力为0.5kPa，干燥时间为240 min，得到白色玉米醇溶蛋白。色素吸附率为85.76%，蛋白损失率为2.84%。最终得到的白色玉米醇溶蛋白色度L值为46.95，a值为4.82，b值为12.73。

[0038] 实施例5

[0039] （1）玉米醇溶蛋白溶液配置：将玉米蛋白粉与70%乙醇水溶液按1:15的质量固液比混合超声，超声温度40℃，功率300W，超声频率为60KHz条件下超声120min，获得玉米醇溶蛋白溶液；

[0040] （2）吸附脱色：向玉米醇溶蛋白溶液中加入复合脱色剂（复合脱色剂由凹凸棒粘土与硅藻土粘土以1:2的质量比复配，复合脱色剂与玉米醇溶蛋白溶液质量比为1:5），在温度70℃、振荡频率200转/分钟下振荡吸附60 min。吸附脱色完成后在转速5000rpm下离心
20min分离出复合脱色剂，得到玉米醇溶蛋白提取液；

[0041] （3）沉淀湿粉：用盐酸调节玉米醇溶蛋白提取液pH值到蛋白的等电点6.2，沉淀，得到玉米醇溶蛋白湿粉；

[0042] （4）真空冷冻干燥：将玉米醇溶蛋白湿粉进行真空冷冻干燥，冷冻温度为-20℃，干燥温度为-60℃，真空压力为0.3kPa，干燥时间为180 min，得到白色玉米醇溶蛋白。色素吸附率为90.98%，蛋白损失率为1.31%。最终得到的白色玉米醇溶蛋白色度L值为66.81，a值为0.85，b值为6.07。