反胶束萃取大豆蛋白反萃取过程的动力学研究.docx

反胶束萃取大豆蛋白反萃取过程的动力学研究高亚辉1,陈复生1※,赵俊廷2,王海3(1.河南工业大学粮油食品学院,郑州450052;2.河南工业大学化学化工学院,郑州450052;3.农业部规划设计研究院农产品加工所,北京100026)摘要:该文通过系统地研究影响总传质系数的各个主要因素(水相pH值、离子强度,初始有机相中蛋白质浓度、振荡速度和反萃取温度),探讨了以丁二酸二异辛酯磺酸钠(AOT)?异辛烷反胶束体系反萃取大豆蛋白的动力学。结果表明,大豆蛋白反萃取过程中总传质系数,随着反萃取水相的pH值和温度的升高而增大;随着离子强度的增大而先增大后减小;随着振荡速度和初始有机相中蛋白质浓度的增大而几乎不变。说明在反萃取过程中,大豆蛋白在有机相和水相两相内的扩散阻力可以忽略,界面阻力是传质过程中的主要阻力。由此推断出大豆蛋白的反萃取过程属于界面控制类型,“满胶束”在界面上的聚结过程是反萃取的速率控制步骤。通过研究,深入了解了大豆蛋白反萃取过程的机理,可有效地控制和强化萃取过程,提高萃取率,为今后的研究提供可靠的基础数据和理论依据。关键词:反胶束;反萃取;大豆蛋白;动力学;聚结文章编号:100226819(2007)720206206中图分类号:TS214.2文献标识码:A高亚辉,陈复生,赵俊廷,等.反胶束萃取大豆蛋白反萃取过程的动力学研究[J.农业工程学报,2007,23(7):206-211.GaoYahui,ChenFusheng,ZhaoJunting,etal.Kineticsofthereextractionprocessofsoybeanproteininreversedmicelles[J.TransactionsoftheCSAE,2007,23(7):206-211.(inChinesewithEnglishabstract)质和油脂,积累了一些基本数据,并且得到了萃取的最佳工艺参数。因此,本文在用AOT(丁二酸二异辛酯磺酸钠)?异辛烷反胶束体系萃取大豆蛋白最佳工艺基础上,直接选取水相pH值、离子强度、有机相中蛋白质的浓度、操作温度和振荡速度5个主要的影响因素对大豆蛋白反萃取过程传质动力学进行探讨。为深入了解萃取过程的机理、强化萃取过程和开发适宜于本操作的关键设备提供理论基础。引言0反胶束是指表面活性剂在非极性有机溶剂中自发形成的热力学稳定和光学透明的纳米级聚集体。反胶束中极性头朝内,非极性尾朝外排列形成亲水内核,称为“水池”。此水池具有增溶蛋白质、氨基酸和酶等生物物质的能力。自从20世纪70年代末提出用反胶束技术萃取蛋白质的概念以来,这一技术由于它的诸多优点而得到国内外学者的广泛研究1-3。为了深入了解反胶束萃取蛋白质或酶的机理,研究者报道了反胶束萃取蛋白质或1材料与方法1.1主要原料全脂大豆粉(80目,安阳升华植物蛋白有限公司)。1.2主要药品和试剂酶4-9和氨基酸10-11的动力学以及萃取后反胶束体系性质的变化12。但绝大多数都是使用低分子量的标准蛋白、一些高纯度的酶类和氨基酸在液-液萃取的体系中进行研究的,对于用反胶束体系从植物蛋白原料中萃取大分子蛋白质的动力学方面的研究至今未见报道。陈复生、赵俊廷13-15等人在国内首次报道了用反胶束萃取技术同时分离植物蛋白原料(花生和大豆)中的蛋白(上海联民化工厂);异辛烷、Na2HPO4、AOTKH2PO4、KCl、K2SO4、CuSO4·5H2O、NaOH、H3BO3、浓硫酸、盐酸等均为分析纯;所用水均为重蒸水。1.3主要仪器和设备THZ282B型气浴恒温振荡器(江苏省金坛医疗仪器厂);DF22型集热式磁力搅拌锅(上海沪西分析仪器厂);UV22000型紫外分光光度计(尤尼柯(上海)有限收稿日期:2006209213修订日期:2007206220基金项目:国家教育部科学技术重点资助项目(205094);河南省杰出人才创新基金项目(0521000500)作者简介:高亚辉(1978-),女,河南平顶山人,研究方向为食品资源开发与应用。郑州河南工业大学粮油食品学院,450052※通讯作者:陈复生(1963-),男,博士,教授,博士生导师。郑州河南工业大学粮油食品学院,450052。Email:fushengc@仪器公司);KDY212温控消化器(上海瑞正仪器设备有限公司);KDY204B定氮仪(上海瑞正仪器设备有限公司);GL212B型高速冷冻离心机(上海安亭科学仪器厂);TGL216G型高速台式离心机(上海安亭科学仪器厂)。第7期高亚辉等:反胶束萃取大豆蛋白反萃取过程的动力学研究207C3,C3——水相和有机相中蛋白质的平衡浓1.4试验方法1.4.1原料(全脂豆粉)中主要成分的测定水分含量按照GB?T5009.3-2003方法测定;式中12度,mol?m3;m′——平衡常数