亞麻粕中亞麻膠提取與純化

張澤生，張蘭，徐慧，朱潔

（天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津300457）

亞麻粕中亞麻膠提取與純化

張澤生，張蘭，徐慧，朱潔

（天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津300457）

以亞麻粕為原料，采用正交試驗對亞麻膠提取、純化工藝優化進行研究。結果表明：亞麻膠提取的最佳工藝條件為浸提溫度70℃，pH 2.0，料液比1∶21（g/mL），醇沉濃度75%；純化時石灰乳-磷酸脫蛋白的最佳工藝條件為每50 mL浸提液中氫氧化鈣加入量0.3 g，溫度80℃，保溫時間50 min。

亞麻膠；提取；脫蛋白

Abstract:Conditions of the extraction and purification of flaxseed gum from flaxseed flake were optimized by orthogonal experiment.The result showed as follows：the optimum conditions for the extraction process is extraction temperature of 70 ℃,pH of 2.0,solid-liquid ratio 1∶21(g/mL)and alcohol precipitation concentration of 75%;the optimum conditions for the purification is adding amount of calcium hydroxide with 0.30 g per 50 mL water extract,temperature of 80℃,holding time 50 min,by removing protein with the method of lime milk and phosphate acid.

Key words：flaxseed;extraction;deproteinization

亞麻，又稱胡麻，在我國新疆、青海、甘肅、寧夏、內蒙古、河北、黑龍江都有種植，資源十分豐富[1-2]。亞麻分纖維型、油纖兼用型和油用型3種類型，大量亞麻籽用來生產亞麻油，并受到消費者的青睞，而大量的亞麻粕僅僅用作禽畜飼料以及肥料，造成資源浪費。因為亞麻粕除富含多種必需氨基酸外，更具有研究和開發價值的是亞麻膠和α-亞油酸[3]。

亞麻膠是一種以多糖為主，并含有少量蛋白質及礦物元素的天然高分子復合膠[4]。亞麻膠作為膳食纖維，可替代脂肪，無毒，且對某些重金屬中毒有解毒效果。還具有美容、減肥、降低糖尿病和冠狀動脈心臟病的發病率、防止結腸癌和直腸癌等保健功效[5]。亞麻膠作為一種綠色食品添加劑，在食品工業中可用作增稠劑、穩定劑、乳化劑和發泡劑等[6]，多用于肉制品、乳制品、烘焙制品、果汁飲料等生產加工中。隨著食品工業對功能性天然植物膠需求量的加大，特別是亞麻膠可以替代進口的阿拉伯膠[7]，所以亞麻膠的研究和開發具有重要的實用價值，并將會產生很大的經濟效益。

本文以亞麻粕為原料，對亞麻膠的提取與純化工藝進行了研究。

1 材料與方法

1.1 原料和試劑

亞麻粕：天津市尖峰天然產物研究開發有限公司提供；檸檬酸、無水乙醇、氫氧化鈣、磷酸、重蒸酚、濃硫酸、考馬斯亮藍G250、葡萄糖均為分析純，牛血清白蛋白為生化試劑。

1.2 主要儀器

SHB-III循環水式多用真空泵：鄭州長城科工貿有限公司；RE2000A旋轉蒸發儀：上海亞榮生化儀器廠；TDL-5-A型離心機：上海安亭科學儀器廠；LGJ25冷凍干燥機：美國熱電集團；UVmini-1240紫外/可見分光光度計：日本島津儀器公司。

1.3 方法

1.3.1 亞麻膠的提取與純化

稱取亞麻粕5 g于250 mL圓底燒瓶中，選擇一定料液比，調節 pH，在一定溫度下浸提1 h，離心（4000 r/min，10 min），合并上清液；取 50 mL 上清液，預熱，邊加熱邊加入一定量的氫氧化鈣，一定溫度下保溫一定時間后，冷卻，用磷酸調節pH至中性，離心（5000 r/min，10 min）去除沉淀，將上清液減壓濃縮至原體積的50%～60%，冷卻后邊攪拌邊加乙醇至70%～80%濃度，4℃下靜置1 h～2 h，離心分離后得沉淀，即為亞麻膠，冷凍干燥，測定亞麻膠中多糖和蛋白含量。

1.3.2 水提醇沉法提取亞麻膠的正交試驗

根據單因素試驗，確定浸提溫度、pH、料液比、乙醇濃度為考察的因素，設計L16（45）正交試驗，以亞麻膠多糖含量作為評價的指標，確定最佳的提取條件。設計各因素及水平見表1。

表1 亞麻膠提取的正交試驗因素水平表Table 1 Orthogonal experiment factors-levels of flaxseed gum extraction

1.3.3 石灰乳—磷酸法脫蛋白的正交試驗

根據單因素試驗，確定氫氧化鈣加入量、溫度、保溫時間為考察的因素，設計L9（34）正交試驗，以亞麻膠蛋白和多糖含量作為評價的指標，確定最佳的脫蛋白工藝條件。設計各因素及水平見表2。

表2 脫蛋白正交試驗因素水平表Table 2 Orthogonal experiment factors-levels of deproteinization

1.3.4 亞麻膠多糖和蛋白含量的測定

1.3.4.1 多糖含量的測定——苯酚硫酸法[8]

1.3.4.2 蛋白含量的測定——考馬斯亮藍法[9]。

2 結果與討論

2.1 標準曲線的繪制

2.1.1 葡萄糖標準曲線的繪制

葡萄糖標準曲線見圖1。

2.1.2 牛血清蛋白標準曲線的繪制

牛血清蛋白標準曲線見圖2。

圖1 葡萄糖標準曲線Fig.1 The standard Curve of glucose

圖2 牛血清蛋白標準曲線Fig.2 The standard curve of bovine serum albumin

2.2 亞麻膠提取條件的確定

亞麻膠水提醇沉提取正交試驗結果及方差分析結果見表3、表4。

表3 提取正交試驗結果Table 3 Result of extraction experiment by orthogonal design

表4 正交試驗方差分析表Table 4 Analysis of variance by orthogonal design

根據表3極差分析結果可知，各因素對提取效果的影響順序為：A＞B＞C＞D＞E，即浸提溫度＞pH＞料液比＞醇沉濃度＞誤差項；根據表4正交試驗方差分析結果可知，浸提溫度（A）具有顯著性影響，pH（B）、料液比（C）、醇沉濃度（D）均無顯著性影響；考慮到降低成本和節約能源的工業化要求，并結合極差分析結果，選擇最佳亞麻膠提取條件為A4B1C4D2，即浸提溫度 70 ℃，pH 2.0，料液比 1∶21（g/mL），醇沉濃度 75%，此工藝條件下亞麻膠得率為24.3%。

2.3 亞麻膠脫蛋白工藝條件的確定

亞麻膠脫蛋白正交試驗結果及方差分析結果見表 5、表 6、表 7。

表5 脫蛋白正交試驗結果Table 5 Result of deproteinization experiment by orthogonal design

表6 蛋白含量的方差分析表Table 6 Variance analysis results of protein content

表7 多糖含量的方差分析表Table 7 Variance analysis results of polysaccharide content

根據表5，從蛋白含量看，各因素對脫蛋白效果的影響順序為：A＞C＞B＞D，即氫氧化鈣加入量＞保溫時間＞溫度＞誤差項，選擇最佳脫蛋白條件為A2B3C3；從多糖含量看，各因素對脫蛋白效果的影響順序為：B＞A＞C＞D，即溫度＞氫氧化鈣加入量＞保溫時間＞誤差項，選擇最佳脫蛋白條件為A1B2C3；根據表6蛋白含量方差分析結果可知，氫氧化鈣加入量（A）對蛋白含量有顯著性影響，保溫時間（C）有影響，但不顯著，溫度（B）無影響；根據表7多糖含量方差分析結果可知，僅溫度（B）對多糖含量有影響，但不顯著，而氫氧化鈣加入量（A），保溫時間（C）均無影響；綜合考慮蛋白和多糖含量，選擇最佳脫蛋白工藝條件為A2B2C3，即按2.2中最佳條件浸提，每50 mL浸提液中氫氧化鈣加入量0.3 g，80℃保溫50 min，此工藝條件下制得的亞麻膠中蛋白含量僅為2.09%，除雜較徹底，多糖損失較小。

3 結論

本文以亞麻粕為原料，通過單因素試驗和正交試驗，確定水提醇沉法提取亞麻膠的最佳工藝條件為：浸提溫度 70℃，pH2.0，料液比 1∶21（g/mL），醇沉濃度 75%，得率可達24.3%；石灰乳—磷酸法脫蛋白的最佳工藝條件為：每50 mL浸提液中氫氧化鈣加入量0.3 g，80℃保溫50 min，亞麻膠蛋白含量可減少到2.09%。

分別采用水提醇沉法和石灰乳—磷酸法，對亞麻膠進行提取和純化，效果良好。其中水提醇沉法作為傳統的多糖提取方法，同樣適用于亞麻膠的提取，工藝簡單而且工業化可行。但是，由于多糖和蛋白是兩種分子量相近的高分子物質，經醇沉后同時被析出，亞麻膠中游離蛋白含量高達20%。因此選用傳統的石灰乳—磷酸法脫除多余蛋白，可以達到純化的目的，此法成本低、工藝簡單、易實現產業化。

[1]許暉,孫蘭萍.亞麻籽膠的研究進展及在食品工業中的應用[J].中國調味品,2008(3)：18

[2]陳海華,許時嬰,王璋.亞麻籽膠的研究進展與應用[J].食品與發酵工業,2002,28(9)：64

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[7]劉遠鳳,江龍,吾滿江·艾力,等.3種植物膠物化性能的對比研究[J].食品與發酵工業,2005,31(7)：62-64

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Study on Extraction and Purification of Flaxseed Gum from Flaxseed Flake

ZHANG Ze-sheng,ZHANG Lan,Xü Hui,ZHU Jie
（Food Engineering and Biotechnology Department，Tianjin University of Science and Technology，Tianjin 300457，China）

2009-09-07

張澤生（1956—），男（漢），教授，博士研究生，研究方向：功能食品及配料的研究與開發，天然產物的生物活性及機理的研究。