中空纤维膜分离燕麦蛋白工艺及膜清洗方案

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1、万方数据第26卷第3期3322010年3月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．26No．3Mar．2010中空纤维膜分离燕麦蛋白工艺及膜清洗方案张晓平，董银卯，刘永国，宋彦，任清※(北京工商大学植物资源研究开发北京市重点实验室，北京100037)摘要：以燕麦蛋白回收率、总糖清除率、膜的污染度、浓缩效率及膜通量恢复率为指标，优化了中空纤维膜分离燕麦蛋白的工艺参数及膜的清洗方案。在温度35℃、压力0．02MPa、pH值=8、流量25L／h条件下利用MOF503分离经滤纸预处理的燕麦蛋白提取液，燕麦蛋白回收率、总糖清除率、膜的污染度及浓缩效率分别为80．3％、79．5％

2、、41％、43．5L／(m2．h)，同时，若采用分批超滤方式并辅以定期在线负压反冲清洗更有利于MOFS03超滤处理燕麦蛋白提取液；通过物理和化学清洗方法对MOF503清洗效果的研究，表明物理清洗中的负压反冲清洗效果要明显优于等压水力清洗，化学清洗中HCI(pH值-2)和NaOH+H202+HCl比其他的效果要好，若物理和化学清洗协同作用，可使MOFS03膜通量恢复率达94．74％。该研究表明利用中宅纤维膜分离燕麦蛋白是可行的，并且将为膜分离蛋白的研究提供一定的技术依据。关键词：蛋白，提取，超滤，清洗，中空纤维膜doi：10．3969a．issn．1002—6819．2010．03．056中图

3、分类号：S512．609文献标识码：A文章编号：1002-6819(2010)-03—0332-09张晓平，董银9p，刘永国，等．中空纤维膜分离燕麦蛋白工艺及膜清洗方案[J]．农业工程学报，2010，26(3)：332--340．ZhangXiaoping，DongYinmao，LiuYongguo，eta1．Separationofoatproteinwithhollowfiberultrafiltrationmembraneandcleaningmethod[J]．TransactionsoftheCSAE，2010，26(3)：332--340．(inChinese谢thEnglish

4、abstract)0引言燕麦蛋白含有人体必需的8种氨基酸，配比合理，接近于FAO／WHO推荐的模式【11，并且赖氨酸含量较丰富，有益于增进智力和骨骼发育，能弥补我国传统膳食结构所导致的“赖氨酸缺乏症”12]。伺时，燕麦蛋白的功效比(proteinefficiencyratio)、化学分数值(chemicalscore)、生物价(biologicalvalue)也是植物蛋白中的佼佼剖31。因此，燕麦蛋白是优质的蛋白质资源，成为国内外近几年研究的热点。目前，国内外研究的燕麦蛋白提取方法主要有碱法、酶法、超声法及复合法等方法【4】，但大都采用传统的“碱提酸沉”原理【5j，虽然其简单易行，但蛋白得率

5、不高，并且生产出的产品脂肪含量多、灰分含量高、产品质量低，尤其是吸水、吸油和溶解性等功能存在严重的不足。同时，蛋白中的清蛋白是非酸沉蛋白，无法用酸沉的方法分离，其仍然保留在乳清中，造成蛋白资源的浪判61。因此，寻找合理、经济的燕麦蛋白分离纯化方法是其得以广泛应用的关键。膜分离技术具有传统分离操作(如蒸发、萃取蒸馏等)无可比拟的优点，如无相变、分离系数大、工艺及收稿日期：2009．07．29修订日期：20lO-01．12基金项目：国家燕麦产业技术体系建设项目(nycytx07．14)；北京市教育委员会面上项目(KM200910011004)作者简介：张晓平(1983一)，男，河北张家口人，研究

6、方向为生物活性大分子的分离提取。北京北京工商大学植物资源研究开发北京市重点实验室。100037。Emait：xiaopin9830419@163．corn※通信作者：任清(1969一)，男，河北康保人，副教授，博士，主要从事生物活性成分分离提取及功能研究。北京北京丁：商大学植物资源研究开发北京市重点实验室，100037。Emaii-renqmg鳓．btbu．edu．cn设备简单、能耗低等[71。中空纤维超滤膜作为膜技术的一种，具有耐压性能好、单位体积的膜面积大、剪切速率大、膜通量高等优点，越来越广泛应用于食品、化工、医药等行业【8】。膜分离纯化蛋白的过程不仅是一个筛分的过程，其分离纯化蛋白的

7、程度还取决于分离过程中条件的控制和膜表面的物化性质【9】。同时，由于目前技术制备膜的成本较高，如果利用膜分离蛋白的过程中操作不当，会造成膜的严重污染，影响膜的有效使用寿命，将会大大增加膜分离蛋白的成本【lo】。目前，针对中空纤维膜分离纯化燕麦蛋白的研究在国内外尚未见过报道，因此该研究对燕麦蛋白分离纯化方法的进一步研究具有积极意义。1材料与方法1．1试验材料燕麦麸皮(含蛋白质17．8％)：河北省康保县翔龙食品有