大豆蛋白提取工艺参数的研究

范维江，王丽斌，王立东，付 伟，马玉庚

( 山东商业职业技术学院，山东 济南 250103 )

科技与应用

大豆蛋白提取工艺参数的研究

范维江，王丽斌，王立东，付 伟，马玉庚

( 山东商业职业技术学院，山东 济南 250103 )

大豆是我国主要的油料作物之一，大豆中的蛋白含量高达40%，而且是优质的植物性蛋白质。目前，工业生产中大豆蛋白质提取率偏低，因此提高大豆蛋白提取率是充分利用大豆副产物资源和拓展大豆工业新用途急需解决的问题。通过不同温度、不同pH、不同料液比等条件下对大豆蛋白提取率做了研究，通过正交实验获得大豆蛋白的最佳提取工艺参数，为大豆蛋白工业生产提供有益的参考。

大豆蛋白；提取工艺；正交试验

1 前言

大豆原产于中国，是我国传统的五谷之一，也是主要的油料作物，大豆营养全面，蛋白质含量丰富，而且质量比较好，对人体有很好地营养价值。大豆除了富含蛋白质和油脂以外，富含矿物质和无机盐，其中的钙、磷与蛋白质相结合，容易被人体消化吸收。大豆还有很好地食疗功效：大豆对心血管疾病、骨质疏松、癌症、缺铁性贫血、抗衰老及抗氧化都有显著功效。

大豆蛋白是一种优质的植物性蛋白质，在食品上的应用日益广泛。大豆中的蛋白含量高达40%，但是豆制品工业生产中普遍存在蛋白质提取率偏低的问题，目前大多数大豆蛋白的提取率都在60%以下，事实上超过80%的大豆蛋白可溶于水，能够被人体所利用，所以提高大豆蛋白的提取率成为食品产业中急需解决的问题。

大豆蛋白的提取生产方法应用较多的有碱提酸沉法、双极膜法、泡沫分离法等。碱提酸沉法主要是利用蛋白质在等电点(pI)溶解度最小的原理，在pH较高时溶解大豆蛋白，然后调节pH至pI使之凝聚沉淀[1]。双极膜电解法是由阳离子和阴离子交换层复合而成的双极性离子交换复合膜，中间是亲水界面层[2]，在电流的作用下水分子电离为H+和OH-，离子交换复合膜选择性吸引阴离子或阳离子，导致溶液的pH值降低达到大豆蛋白质pI，从而使得蛋白质凝聚沉淀[3]。起泡法是以气泡作分离介质来浓集表面活性物质的一种新型分离技术[4]。

2 材料与方法

2.1实验材料

大豆购自当地超市。大豆在18℃水中浸泡15～18h后，去皮，放入托盘中在50℃下将其烘干备用

2.2主要仪器

型号名称生产厂家HH-S4数显恒温水浴锅金坛市医疗仪器厂T6新世纪紫外分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司DFY-400A摇摆式粉碎机上海乔跃电子有限公司FE20实验室pH计博特勒-托利多仪器(上海)有限公司

2.3实验方法

2.3.1大豆蛋白提取的温度实验

去皮大豆100g粉碎机粉碎。分别在30、50、70、90℃下按料液比1:10在pH7.0的条件下，提取2h，过程中不时搅拌，重复提取2次。提取液合并后，考马斯亮蓝染色法测定蛋白浓度。

2.3.2大豆蛋白提取的浸泡pH实验

去皮大豆100g粉碎机粉碎。在70℃下按料液比1:10分别在pH5、pH6、pH7、pH8的条件下，提取2h，过程中不时搅拌，重复提取2次。提取液合并后，考马斯亮蓝染色法测定蛋白浓度。

2.3.3大豆蛋白提取的料液比实验

去皮大豆100g粉碎机粉碎。在70℃下分别按料液比1:5、1:10、1:15在pH7的条件下，提取2h，过程中不时搅拌，重复提取2次。提取液合并后，考马斯亮蓝染色法测定蛋白浓度。

2.3.4 大豆蛋白含量的测定

Bradford法测定大豆蛋白质浓度[5]。

2.3.5 正交实验设计

根据大豆蛋白提取的单因素实验结果，选取其中能更好提高大豆蛋白含量的因素，进行L9(34)正交试验，确定大豆蛋白提取的最佳工艺参数。

表1 正交试验设计表

2.3.6数据分析

实验数据采用SPSS 21.0进行方差分析。

3 实验结果

3.1 大豆蛋白测定标准曲线

根据蛋白稀溶液的浓度和测得的相应吸光度，绘制标准曲线，获得线性回归方程为：A=0,0092×C+0.0177，R2=0.99997，如图1。

图1 蛋白质标准曲线

3.2 温度对大豆蛋白含量的影响

温度单因素实验所得蛋白含量如表2所示。提取温度为70℃时大豆蛋白提取量最大，为77.54±0.50%，与其相比，30℃和90℃提取的大豆蛋白量有极显著的下降，与70℃比较，50℃时的大豆蛋白提取量稍有降低，但是没有显著性差别。

表2 温度单因素实验

注：** P<0.05，各温度与70℃比较

3.3 pH对大豆蛋白含量的影响

pH值单因素实验所得蛋白含量如表3所示。pH7时获得了最多的大豆蛋白。与pH7比较，浸泡液pH5、pH6时得到的大豆蛋白有极显著的减少，pH8时的大豆蛋白有下降，但是差异不显著。

表3 pH单因素实验

注：** P<0.05，各pH值与pH7比较

3.4 料液比对大豆蛋白含量的影响

表4 料液比单因素实验

料液比单因素实验蛋白含量如表4所示。料液比1:10时能够提取最大重量的大豆蛋白。与料液比1:10比较，料液比1:5、料液比1:15条件下，提取的大豆蛋白都有所下降，但是这三种料液比下得到的大豆蛋白量没有显著性差异。

3.5正交实验结果分析

根据表1进行醛脱氢酶去除大豆腥味的正交试验，所得结果及分析如表5所示。

由上表可知，其他组与第2组比较，其中1、4、6、8、9组获得的蛋白量极显著小于第2组的蛋白量，3、7组的蛋白提取量显著低于第2组的蛋白含量，而与第5组比较，两者没有显著性的差别，因此，我们推断大豆蛋白最佳的提取工艺参数在2组与5组的实验条件中产生，结合单因素的实验结果，我们认为大豆蛋白提取的最佳工艺参数为pH7，提取温度为70℃，提取比例为1：10，其大豆可溶性蛋白获得量为77.54±0.50。

表5 大豆蛋白提取的正交试验结果及分析

与2组比较，*为p﹤0.05，**为p﹤0.01。

4 结 论

实验以大豆为研究对象，进行不同温度、不同pH、不同料液比例下进行浸提，对提取液的蛋白含量测定，根据单因素实验，综合实验条件，设计正交实验，研究大豆蛋白提取的最佳提取工艺参数。根据实验数据的分析，大豆蛋白提取的最佳提取工艺为pH7，提取温度为70℃，提取比例为1：10，其蛋白含量为77.54±0.50。虽然，研究获得的最佳工艺参数没有做进一步的研制，但是可以为大豆蛋白生产提供有益的参考。

[1]田伟, 李明贤. 中国大豆主产区生产效率的实证研究[J]. 湖南农业大学学报(社会科学版), 2009(4): 22-26.

[2]冯子龙, 杨振娟, 袁保龙等. 大豆分离蛋白生产工艺与实践[J]. 中国油脂, 2004(11):29-30.

[3] http://bbs.foodmate.net/forum.php[OL].

[4] 杨全贤, 张军良, 叶彦春等. 双极性膜电渗析技术及应用[J].化工新型材料, 2005(2):66-69.

[5] 汪家政，范明．蛋白质技术手册[M]．北京:科学出版社,2000:42．

(责任编辑：孙强)

Study of Process Parameters on Soybean Protein Extraction

FAN Weijiang，WANG Libin，WANG Lidong，FU Wei，MA Yugeng

( Shandong Institute of Commerce and Technology, Jinan, Shandong 250103, China )

Soybean is one of the main oil crops in China. The protein of soybean is a good plant protein, while the contents of protein are 40% in soybean. At present, the extraction rate of soybean protein is low in industrial production. The problem is urgent to solve about the soybean protein extraction rate in order to the full use of the resources and the development of soybean by-products. In this paper, the extraction rate of soybean protein was studied in different temperature, pH and ratio of material to liquid. The optimum extraction parameters were obtained on soybean protein by orthogonal experiment.

soybean protein; extraction process; orthogonal test

2015-09-20

济南市高校院所自主创新计划(201401272)和山东商业职业技术学院博士基金

范维江(1972-)，男，山东泰安人，食品药品学院讲师，博士，主要从事肉制品加工及品质控制的研究。

TS210.9

A

1671-4385(2015)05-0057-03