大豆油体的提取及影响因素研究进展

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2019年第32卷第4期                                    粮食与油脂
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大豆油体的提取及影响因素研究进展
田其英,王      静
(江苏食品药品职业技术学院,江苏淮安  223005)
摘    要:简述了植物种子油体和大豆油体的特点,
重点介绍了国内外大豆油体的提取方法和技术,分析了大豆油体提取过程中的影响因素,最后对大豆油体在食品领域的应用进行了简要说明。关键词:油体;大豆;提取
Rearch progress on the extracted and influential factor of soybean oil body
TIAN Qi-ying  W ANG Jing
(Jiangsu Food and Pharmaceutical Science College, Huai’an 223005, Jiangsu, China)
Abstract: The characteristics of ed oil bodies and soybean oil body were summarized, the extraction method and purifying technology of soybean oil body at home and abroad were introduced with emphasis, and the influence factors in the process of soybean oil body extraction was analyzed, finally the application of soybean oil body in the field of food was introducted briefly.制版师
Key words: oil body; soybean; extraction
中图分类号:TS225.1+3                文献标识码:A              文章编号:1008-9578(2019)04-0007-03dismisd
收稿日期:2017-08-01
基金项目:江苏食品药品职业技术学院科研 “大豆油体的提取及其应用研究”;江苏省“‘青蓝工程’资助”项目作者简介:田其英(1980—),男,讲师,硕士,研究方向为食品深加工技术和高职教育教学。
大豆富含蛋白质和油脂,是重要的粮油作物之一。它的油脂含量约为16%~20%,其中98%
以上为中性脂肪酸,主要为三酰甘油酯,存储于大豆亚细胞器油体中。油体是生物体内最小的细胞器,主要以颗粒状的形式存在于植物种子中,主要功能是储藏脂类,为种子萌发和幼苗生长提供碳源
和能源[1]。1  油体的特征
根据经典的油体模型,油体核心是由甘油三酯组成(94%~98%),表面由一层磷脂和镶嵌于其中的膜蛋白组成(磷脂占80%,镶嵌蛋白占20%),这与细胞膜的半膜结构很类似,是一种稳定的天然微胶囊。另外,油体还含有一定量的维生素E 和植物甾醇
[2]
。根据大
豆子叶超显微结构观察可知,油体紧密排列于蛋白体和细胞壁的周围,大部分位于细胞壁附近,少量油体存在于蛋白体中,其球体粒径在
0.2~0.5 μm 之间。
大豆油体的磷脂层的疏水酰基与内部的三酰甘油酯相互作用,亲水头部基团则面向细胞液,镶嵌蛋白包裹在油脂体表面维持着油脂体稳定性;再者大豆油体所含磷脂和蛋白质有很好的乳化性,这些特点可使其在制备过程中避免了溶剂萃取破坏,便于提取加工;也可作为一种天然乳化剂应用于食品工业中[3]。
2  油体的提取方法
2.1  水溶剂提取法HARM 等[4]是较早用水来提取油料中油体的,磨浆前先长时间浸泡油料种子,充分润湿软化其细胞壁后,用胶体磨磨浆,磨浆温度26~30℃,pH 为2~10,高速离心除去不溶物质,然后将油体和水相分离,从而得到油体。NIKIFORIDIS 等[5]用水来提取玉米胚乳中的油体,在碱性条件下提取3次,油体得率可达到95%以上。CHEN 等[6]直接用生豆浆高速离心,上层悬浮物水洗2次分别离心,也可制得较高得率的油体。2.2  缓冲溶液提取法
齐玉红等[7]为保证提取溶剂的pH 的稳定性,采用PBS 缓冲溶液来提取大豆油体。具体方法是将大豆种子浸泡在蒸馏水中,质量体积比为1∶5(mg/mL),在4℃放置过夜;将浸泡好的大豆置于一定量的PBS (0.3 moL/L 、pH 7.0)缓冲溶液中,用榨汁搅拌机高速粉碎3 min ,再用3层滤布过滤除去残渣;然后滤出液于4℃离心室、12 000 g 离心力下离心处理30 min ,收集上层漂浮物质;将其重新悬浮于适量PBS 缓冲溶液中,搅拌均匀分散,同样离心条件下离心处理,收集上层油体,再溶解离心重复操作2次,最后上层漂浮物即为所得油体。对油体蛋白进行聚丙烯酰胺凝胶电泳分析,可知大豆油体中相关蛋白较多,但是其得率与水提取得率
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未进行比较。
2.3  蔗糖辅助提取法
曹艳芸等[8]先制得生豆浆,分为2份,分别加入质量浓度20 %的蔗糖,搅拌均匀。因为在生豆浆中添加一定浓度的蔗糖,可以增加豆浆体系的密度,有利于大豆油体上浮。其中1份生豆浆调pH 6.8,另1份调pH 11,在4 ℃高速离心,收集上浮的油体。将它们分别分散于水中,加入20%蔗糖,搅拌。再次调节至相应的pH后离心。如此重复洗涤油体2 次。最后得到的2 种油体( pH 6.8 OB、pH 11 OB)。由聚丙烯酰胺凝胶电泳分析条带比较,pH 6.8 OB含有的蛋白质和脂肪成分均比pH 11 OB多,说明在高碱条件提取大豆油体,其得率较中性条件下低。
2.4  盐糖辅助提取法
在前人研究基础上,吴娜娜等[9]以缓冲溶液为介质提取油体。具体方法浸泡大豆以料液比1∶5(mg/mL)置于含蔗糖0.4 mol/L、氯化钠0.5 mol/L 的Tris-HCl 缓冲溶液(50 mmol/L、 pH 7.5)中,制浆过滤除渣,滤出液在4℃、 9 600 r/min 的条件下离心30 min,收集最上层乳状的物质。将上层的乳状物以料液比1∶1(mg/mL)均匀分散在上述含蔗糖和氯化钠的Tris-HCl 缓冲溶液中,离心收集上层乳状物。再将上层乳状物以料液比1∶5(mg/mL)均匀分散在Tris-HCl 缓冲溶液中,离心取上层乳状物重复分散在缓冲溶液和离心分离3次,所得油体纯度较高,但得率降低。
2.5  酶辅助提取法
KAPCHIE 等[10]认为通过机械粉碎或者酶处理破坏细胞壁组织可以显著提高大豆油体最终提取率和回
收率。具体方法称取25 g新磨豆粉溶于150 mL乙酸钾缓冲液(0.1 mol/L、pH 4.6)进行超声或加压处理增溶,然后加入3 %的混合酶(果胶酶、纤维素酶和β-葡聚糖酶等比例)处理,在57℃、以150 r/min的转速下持续搅拌处理20 h,4层纱布过滤,过滤残余物溶解于150 mL 含0.5 mol/L NaCl 、0.4 mol/L 蔗糖的Tris-HCl 缓冲液(0.05mol/L、 pH 7.2)中,在捣碎机中高速混合使细胞裂解,然后在4 ℃下以4 000 g离心30 min,上层漂浮物即为油体,沉淀残渣持续提取,再次溶解和离心提取。此法制备的大豆油体回收率高,提取产率由实验室规模的76.83%上升至93.40%。2.6  多因素辅助提取法
曾艳玲等[11]利用不同浓度的Buffer缓冲液为溶剂,利用多因素辅助提取来制得较纯的油体。具体方法是先称取一定量的大豆,加入Buffer缓冲液A(10 mmol /L PBS、2mmol /L二硫苏糖醇、0.6 mol /L蔗糖)中,研磨成匀浆后转入离心管中,添加等体积Buffer B(10 mmol /L PBS 、0.4 mol /L 蔗糖),液面上覆以等体积Buffer D(10 mmol /L PBS 、 0.25 mol /L蔗糖、 2 mol /L NaCl),冷冻离心收集上层油体重新悬浮于与缓冲液A等体积的9 mol /L 尿素中,室温60 r /min 振荡10 min,液面上覆以等体积10 mmol /L 的PBS,再次冷冻离心收集上层油体。所得油体粒径较小,所含油体蛋白较少、得率低。
韩语在线翻译中文3  油体提取的影响因素
在大豆油体提取中既要保证油体的稳定性,又要兼顾油体提取得率及其纯度。以上油体提取方法研究表明,大豆浸泡预处理、提取温度、pH等都对油体的提取效果有影响。
3.1  预处理
干燥大豆细胞中填充着大量蛋白质贮存液泡和油体。为使油体更好地溶出,大豆磨浆前需要进行浸泡处理,浸泡程度是将大豆浸至体积微胀,未萌芽。有时为防止大豆浸泡萌芽,常在低温下浸泡处理。因为大豆一旦发芽,将消耗油体中的脂质提供能量,大部分油体会渐渐变小或者消失。以此来提取油体必然会大大降低油体的得率[12]。
大豆浸泡10 h后冷冻处理1 d以上,通过透射电镜观察冷冻前后大豆子叶细胞中油体形态,发现冷冻处理导致油体聚集体出现。对冷冻大豆生豆浆中进行离心来提取油体,对上层乳状物分析发现油体的粒径明显增大,增大的数量随冷冻时间的延长而增多。这可能是由于冰晶的形成与增长增加了细胞物质间的机械压力,破坏了原有稳定结构[13]。
3.2  提取温度
油体结合蛋白被认为是一种T型的发夹型结构,疏水性的头部透过磷脂插入甘三酯内部,而亲水性的N末端和C末端通过平展在磷脂与水的界面上而暴露于水中。这种特殊的结构使油体结合蛋白的疏水性末端在加热时牢固地插入到甘三酯内部而不暴露于水中,从而使油体的结构在加热时保持稳定。大豆油体乳浊液即使在90 ℃水浴加热30 min,也没有发生明显的聚集和乳析的现象[13]。
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生豆浆经过80~100 ℃加热15 min 的条件下提取油体,油体表面结合的大豆蛋白质随着温度升高逐渐被去除,得到了较高纯度的油体。这是因为在高于70℃时,大豆球蛋白、β-伴大豆球蛋白和30 ku 蛋白开始变性,逐渐从油体上解离下来[14]。
3.3  pH
有文献报道大豆油体的等电点在pH 4~5之间,油体pH在其等电点附近时,油体蛋白呈中性,油体表面因失去电荷互不排斥,导致油体聚合;当其远离等电点时,油体表面呈负电荷,油体之间相互排斥,在空间上阻止油体间相互聚合[9,15]。所以在提取大豆油体时,一定要远离其等电点时pH;如在pH为2~3和6~11 范围内,此条件下大豆油体之间的静电斥力足够大,能使油滴之间保持平衡而不发生聚集,稳定性较好。并且碱性越强,所得油体的纯度越高。
3.4  盐浓度
NaCl会改变蛋白质之间的静电作用力,引起油体表面结合的大豆蛋白种类或数量改变。通过在生豆浆中逐步增加NaCl浓度研究提取油体性质发现,并非NaCl浓度越高越好。当NaCl浓度从50 mmol/L上升到250 mmol/L时,大豆油体乳液的粒径也由1.76 μm 增大到4.85 μm。这可能是由于随着NaCl 浓度的增加,油体表面的蛋白被中和的负电荷越多,油体表面所带电荷量越少,大豆油体乳液中油滴之间的静电斥力也越小,油滴和油滴之间发生了聚集的现象,造成了平均粒径的增大。并且较高NaCl浓度提
取得到的大豆油体乳液在储存期间也出现了严重的乳析现象[9]。
4  大豆油体的应用
油体因其独特的结构蛋白,广泛应用于化妆品和乳化领域。大豆油体富含多不饱和脂肪酸和生物活性物质,化学稳定性好,可作为天然的乳化剂提高食品原料的稳定性,比合成乳化剂更加经济、健康。大豆油体在食品领域中应用主要有以下几个方面:基于大豆油体乳液和奶油性状,乳制品和仿制乳饮料是潜在应用的主要领域,可以油包水乳液的形式出现在其他液体、半液体或固体食物中,如沙司,蛋黄酱和色拉调味品。大豆油体可以应用到可食性膜和食品包装中,还有利于豆腐凝胶的形成[16]。特别是纯度高的油体贮存期长,颜色、气味和黏稠度均较优,除去大量杂蛋白质可以减少食品的致敏性,其应用前景更为广阔。今后研究高纯度油体的制备技术,建立切实经济、可行的提取方法,将是研究的重点。george burns
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