本发明专利技术提供了一种两级泡沫浮选法浓缩分离紫苏饼粕中蛋白质的方法，包括以下步骤：第一步，紫苏饼粕浸提液的制备；第二步，第一级泡沫浮选利用安装沙漏形构件的泡沫浮选塔强化泡沫排液，提高紫苏蛋白的富集比，所得浓缩液可直接作为生产紫苏蛋白粉的原料；第三步，第二级泡沫浮选以第一级的残液为进料液，进一步提高紫苏蛋白的回收效果。该方法具备流程绿色化、低能耗、投资少与步骤简单等优点，有效解决了紫苏蛋白的浓缩分离问题，具有很好的经济效益和社会效益。
【技术实现步骤摘要】
一种浓缩分离紫苏饼粕中蛋白质的两级泡沫浮选法
本专利技术涉及化工分离过程中废弃蛋白质的回收和浓缩领域，具体涉及两级泡沫浮选法浓缩分离紫苏饼粕中蛋白质的方法。
技术介绍
紫苏(PerillafrutescensL.)是国家卫生部首批颁布的药食两用植物之一，在大健康产业和功能农业建设中扮演重要角色。紫苏籽提油脱脂后的副产物——紫苏饼粕中蛋白质含量高(28～45％)，必需氨基酸组成模式符合FAO(联合国粮农组织)与WHO(世界卫生组织)规定的标准，不像菜籽粕、棉籽粕蛋白含有硫苷和棉酚等有毒成分，是优质的植物蛋白资源，可广泛用于食品、生物和医学等领域。目前紫苏饼粕蛋白(以下简称紫苏蛋白)由于浓缩分离手段的不足，主要作为动物饲料或作物肥料，在高值化利用方面十分有限。目前，从紫苏饼粕中分离紫苏蛋白的代表方法有：①周大捷等(申请号：CN200910147929.6)采用超滤膜技术提取、回收并纯化了紫苏蛋白；②李建华等(申请号：CN201310301136.1)开发了一种分离紫苏蛋白的超临界萃取工艺；③魏国江等(申请号：CN201610825294.0)通过碱溶酸沉、除杂、除臭处理与喷雾干燥制备紫苏蛋白粉。但是，超滤膜分离紫苏蛋白过程中由于溶液粘度大，极易造成膜堵塞；超临界萃取法需要高压设备，投资大，产业化难度高；碱溶酸沉法不仅会引发蛋白变性，而且消耗大量的酸和水，增大纯化难度。更重要的是，尽管上述专利中实现了紫苏蛋白的高效分离，但均未对紫苏蛋白进行浓缩处理。事实上，紫苏蛋白的富集程度是决定其能否有效纯化进而产品化的重要指标，因此开发一种高效、绿色、低成本的浓缩方法对于分离紫苏饼粕中的蛋白质至关重要。泡沫浮选具有设备简单、无污染、能耗低等显著的工程优势已成为表面活性物质回收和浓缩领域的主要手段，并成功用于分离乳清废水中的乳清蛋白(申请号：CN201810454523.1)和浓缩、制备大豆蛋白废水中的大豆蛋白(申请号：CN201010173810.9与CN201310531012.2)，然而，目前尚没有将其用于紫苏蛋白的回收和富集。
技术实现思路
本专利技术的目的为针对当前紫苏蛋白分离浓缩技术的不足，提供一种从紫苏饼粕中浓缩分离蛋白质的两级泡沫浮选法。该方法采用泡沫排液效果较好的浮选塔代替浮选池，并将安装了内构件的浮选塔作为第一级泡沫浮选装置，强化泡沫排液、降低消泡液体积，从而高度富集紫苏蛋白，简化其后续纯化步骤；接着以不添加构建的浮选塔作为第二级泡沫浮选装置，进一步提高紫苏蛋白的回收率。该专利技术克服了其他蛋白分离技术浓缩效果差、设备成本高、工艺复杂和易污染环境等缺陷。具体的，本专利技术的第一方面，提供了一种浓缩分离紫苏饼粕中蛋白质的两级泡沫浮选法，包括以下步骤：制备紫苏饼粕浸提液；将获得的紫苏饼粕浸提液进行间歇泡沫浮选，优选为两级泡沫浮选法，具体的，以紫苏饼粕浸提液作为第一级进料液进行第一级泡沫浮选，收集泡沫并消泡，获得第一级消泡液，即为紫苏蛋白浓缩液，第一级泡沫浮选的残液作为第二级进料液进行第二级泡沫浮选，收集泡沫并消泡，获得第二级消泡液；所述第一级泡沫浮选的表观气速为0.3～0.7mm/s，优选0.4-0.6mm/s，待泡沫不能流出时停止通气；优选第一级泡沫浮选的操作时间为0.8～2h，进一步优选1.3-2h。所述第二级泡沫浮选的表观气速为0.7～1.1mm/s，优选0.7～1.0mm/s，待泡沫不能流出时停止通气。优选第二级泡沫浮选的操作时间为2.0～3.0h，进一步优选为2.1-2.6h。优选的，第二级消泡液可单独或连同紫苏饼粕浸提液作为第一级进料液。优选的，所述的制备紫苏饼粕浸提液包括按照1:0.6～1:1(g/L)的料液比向紫苏饼粕中加水，调节pH值为8.5～9.5，搅拌、离心，取上清液调节pH值为6.5～7.5。优选的，所述的搅拌为在温度30～40℃和转速300～500r/min下搅拌0.6～1h。优选的，所述的离心为5000r/min下离心5min。优选的，所述的第一级泡沫浮选是在中空圆柱形的第一级泡沫浮选塔中进行，所述的第一级泡沫浮选塔的高径比为25～35:1所述的第一级泡沫浮选塔内安装有沙漏形构件，所述的沙漏形构件由两个等同的中空、无底圆台顶面边缘对接构成，底面边缘与第一级泡沫浮选塔的内壁无缝连接，所述圆台的顶面直径小于底面直径，底面直径等同于第一级泡沫浮选塔的直径，所述的沙漏形构件的垂直高度为泡沫相高度的1/4，其中，两个圆台交界处位于泡沫相的中间位置。优选的，所述圆台的顶面直径为底面直径的1/2。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述的第一级泡沫浮选塔的直径为40～60mm、高为1.2～1.6m。优选的，所述的第二级泡沫浮选是在中空圆柱形的第二级泡沫浮选塔中进行，所述的第二级泡沫浮选塔的高径比为10～20:1。进一步优选的，所述的第二级泡沫浮选塔直径为60～80mm、高为0.8～1.2m，更优选0.9-1.1m。优选的，所述的第一级泡沫浮选的泡沫层高度为第一级泡沫浮选塔高的3/5～4/5。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述的第一级泡沫浮选的泡沫层高度为0.8～1.2m。优选的，所述的第二级泡沫浮选的泡沫层高度为第二级泡沫浮选塔高的2/5～3/5。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述的第二级泡沫浮选的泡沫层高度为0.4～0.7m。优选的，所述的紫苏饼粕为紫苏饼粕粉，所述的紫苏饼粕粉为干燥紫苏籽脱油后粉碎获得。进一步优选的，所述的紫苏种植于山西省太原市尖草坪区上兰村试验田，收籽后于50℃通风干燥箱中干燥72h备用。优选的，所述的消泡可以采用本领域技术人员熟知的任何消泡且不影响产品质量的消泡方法。例如机械法消泡。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述的两级泡沫浮选法，包括以下步骤：将干燥紫苏籽去除杂质，低温压榨脱油后粉碎，过80目筛子，得到紫苏饼粕粉，按照1:0.6～1:1(g/L)的料液比向紫苏饼粕粉中加入水，氢氧化钠溶液调节pH值为8.5～9.5，于30～40℃和300～500r/min下搅拌0.6～1h，冷却至室温后于5000r/min下离心5min，取上清液用盐酸溶液调节pH为6.5～7.5，即得紫苏饼粕浸提液；将紫苏饼粕浸提液作为第一级进料液注入第一级泡沫浮选塔，在室温下进行第一级泡沫浮选，表观气速为0.3～0.7mm/s，优选0.4-0.6mm/s，泡沫层高度为第一级泡沫浮选塔高的3/5～4/5，对流出塔顶的泡沫进行收集并消泡，待泡沫不能从浮选塔顶端流出时停止通气，从塔顶收集到的泡沫经消泡得到的液体为第一级消泡液；优选的，第一级泡沫浮选的操作时间为0.8～2h，优选1.3-2h。第一级泡沫浮选塔底排放的残液注入第二级泡沫浮选塔，在室温下进行第二级泡沫浮选，表观气速为0.7～1.1mm/s，优选0.7～1.0mm/s，泡沫层高度为第二级泡沫浮选塔高的2/5～3/5，对流出塔顶的泡沫进行收集并消泡，待泡沫不能从第二级泡沫浮选塔顶端本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种浓缩分离紫苏饼粕中蛋白质的两级泡沫浮选法，其特征在于，包括以下步骤：/n制备紫苏饼粕浸提液；/n以紫苏饼粕浸提液作为第一级进料液进行第一级泡沫浮选，收集泡沫并消泡，获得第一级消泡液即为紫苏蛋白浓缩液，第一级泡沫浮选的残液作为第二级进料液进行第二级泡沫浮选，收集泡沫并消泡，获得第二级消泡液；/n所述第一级泡沫浮选的表观气速为0.3～0.7mm/s，待泡沫不能流出时停止通气；/n所述第二级泡沫浮选的表观气速为0.7～1.1mm/s，待泡沫不能流出时停止通气。/n
【技术特征摘要】
1.一种浓缩分离紫苏饼粕中蛋白质的两级泡沫浮选法，其特征在于，包括以下步骤：
制备紫苏饼粕浸提液；
以紫苏饼粕浸提液作为第一级进料液进行第一级泡沫浮选，收集泡沫并消泡，获得第一级消泡液即为紫苏蛋白浓缩液，第一级泡沫浮选的残液作为第二级进料液进行第二级泡沫浮选，收集泡沫并消泡，获得第二级消泡液；
所述第一级泡沫浮选的表观气速为0.3～0.7mm/s，待泡沫不能流出时停止通气；
所述第二级泡沫浮选的表观气速为0.7～1.1mm/s，待泡沫不能流出时停止通气。
2.根据权利要求1所述的两级泡沫浮选法，其特征在于，所述的第二级消泡液单独或连同紫苏饼粕浸提液作为第一级进料液。
3.根据权利要求1或2所述的两级泡沫浮选法，其特征在于，所述的制备紫苏饼粕浸提液包括按照1:0.6～1:1(g/L)的料液比向紫苏饼粕中加水，调节pH值为8.5～9.5，搅拌、离心，取上清液调节pH值为6.5～7.5，所述的搅拌为在温度30～40℃和转速300～500r/min下搅拌0.6～1h，所述的离心为5000r/min下离心5min。
4.根据权利要求1-3任一所述的两级泡沫浮选法，其特征在于，所述的第一级泡沫浮选是在中空圆柱形的第一级泡沫浮选塔中进行，所述的第一级泡沫浮选塔的高径比为25～35:1所述的第一级泡沫浮选塔内安装有沙漏形构件，所述的沙漏形构件由两个等同的中空、无底圆台顶面边缘对接构成，底面边缘与第一级泡沫浮选塔的内壁无缝连接，所述圆台的顶面直径小于底面直径，底面直径等同于第一级泡沫浮选塔的直径，所述的沙漏形构件的垂直高度为泡沫相高度的1/4，其中，两个圆台交界处位于泡沫相的中间位置，优选的，所述圆台的顶面直径为底面直径的1/2；所述的第二级泡沫浮选是在中空圆柱形的第二级泡沫浮选塔中进行，所述的第二级泡沫浮选塔的高径比为10～20:1。
5.根据权利要求1-4任一所述的两级泡沫浮选法，其特征在于，所述的第一级泡沫浮选的泡沫层高度为第一级泡沫浮选塔高的3/5～4/5，所述的第二级泡沫浮选的泡沫层高度为第二级泡沫浮选塔高的2/5～3/5。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡楠，张志军，李会珍，侯天宇，张可可，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西;14
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