反膠束是指分散于連續(xù)有機(jī)溶劑介質(zhì)中的包含有水分子內(nèi)核的表面活性劑的納米尺寸的聚集體,反膠束也稱(chēng)逆膠束或反膠團(tuán)。一般是將表面活性劑溶于水中,并使其濃度超過(guò)臨界膠束濃度(cMc)時(shí)會(huì)形成聚集體,這種聚集體屬于正常膠團(tuán)。若將表面活性劑溶于非極性的有機(jī)溶劑中并使其濃度超過(guò)臨界膠束濃度便會(huì)形成與上述相反的聚集體,即反膠束。在反膠束中,表面活性劑的非極性尾在外,與非極性的有機(jī)溶劑接觸,而極性頭在內(nèi)形成一個(gè)極性核。根據(jù)相似相溶原理,該極性核具有溶解極性物質(zhì)的能力,如蛋白質(zhì)、酶、鹽、水等分子。如果極性核溶解了水之后就形成了“水池”,此時(shí)反膠束也稱(chēng)為溶脹的反膠束。如圖1所示。
用反膠束系統(tǒng)萃取分離植物油脂和植物蛋白質(zhì)的基本工藝過(guò)程為,將含油脂和蛋白質(zhì)的原料溶于反膠束體系,蛋白質(zhì)增溶于反膠束極性水池內(nèi),同時(shí)油脂萃取人有機(jī)溶劑中,這一步稱(chēng)為前萃,然后用水相,通過(guò)調(diào)節(jié)離子強(qiáng)度等,使蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)人水相,離心分離,實(shí)現(xiàn)反萃。上層有機(jī)相降溫或柱層分離出表面活性劑,然后蒸餾分離有機(jī)物質(zhì)和油脂。下層蛋白液經(jīng)精制得蛋白質(zhì)產(chǎn)品。這樣將傳統(tǒng)工藝的提油得粕再脫溶的復(fù)雜冗長(zhǎng)流程,改進(jìn)為直接用反膠束系統(tǒng)分離油脂和蛋白質(zhì),工藝過(guò)程大為縮短,能耗大為降低。反膠束分離過(guò)程中,蛋白質(zhì)由于受周?chē)畬雍蜆O性頭的保護(hù),蛋白質(zhì)不會(huì)與有機(jī)溶劑接觸,從而不會(huì)失活。避免了傳統(tǒng)方法中蛋白質(zhì)容易變性的缺點(diǎn)。
目前普遍認(rèn)為反膠束萃取蛋白質(zhì)的機(jī)理主要是靠表面活性劑和蛋白質(zhì)之間的靜電作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的,蛋白質(zhì)進(jìn)人反膠束的量的多少與這種靜電作用的大小及反膠束核的大小、數(shù)量有關(guān)。因此影響反膠束萃取蛋白質(zhì)的主要因素有表面活性劑種類(lèi)和濃度、wo值(w表示反膠束中的含水量,為反膠束中的水與表面活性劑的克分子比)、水溶液pH值、溫度、離子種類(lèi)和離子強(qiáng)度等。
國(guó)內(nèi)的一些研究有:程世賢It21等人用AOT-正己烷.氯化鉀反膠團(tuán)提取大豆中的蛋白質(zhì)和豆油,分析大豆和反膠團(tuán)質(zhì)量體積比、萃取時(shí)間、溫度、pH值和鹽濃度等因素對(duì)蛋白質(zhì)的萃取和反萃取的影響。結(jié)果表明大豆蛋白質(zhì)的萃取率最高達(dá)96.9%,豆油的萃取率為90.5%;陳復(fù)生、趙俊庭等人用AOT異辛烷.氯化鉀反膠束體系進(jìn)行了同時(shí)萃取花生蛋白和花生油的研究,考察了萃取時(shí)間、KCL濃度、AOT濃度和助表面活性劑磷脂對(duì)蛋白質(zhì)萃取率和油萃取率的影響,得出了用反膠束體系同時(shí)萃取植物蛋白和植物油脂是可行的結(jié)論,并得出了最佳工藝參數(shù);楊宏順等人研究了用AOT.異辛烷.氯化鉀反膠束體系同時(shí)分離大豆蛋白和油脂的前萃工藝,討論了豆粉量、萃取時(shí)間、W0值、pH、溫度、鹽濃度和種類(lèi)對(duì)蛋白萃取率的影響,也得出了這一方法可行的結(jié)論。陳復(fù)生n等人對(duì)經(jīng)反膠束萃取法得到的豆油脂肪酸成分與常用的溶劑萃取法進(jìn)行了比較,得出除W0值外,反膠束萃取對(duì)脂肪酸的影響不大。這些研究為反膠束法用于同時(shí)分離植物蛋白和植物油脂提供了一定的理論基礎(chǔ)。