反膠束是指分散于連續(xù)有機溶劑介質(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,反膠束也稱逆膠束或反膠團。一般是將表面活性劑溶于水中,并使其濃度超過臨界膠束濃度(cMc)時會形成聚集體,這種聚集體屬于正常膠團。若將表面活性劑溶于非極性的有機溶劑中并使其濃度超過臨界膠束濃度便會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,與非極性的有機溶劑接觸,而極性頭在內(nèi)形成一個極性核。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”,此時反膠束也稱為溶脹的反膠束。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),同時油脂萃取人有機溶劑中,這一步稱為前萃,然后用水相,通過調(diào)節(jié)離子強度等,使蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)人水相,離心分離,實現(xiàn)反萃。上層有機相降溫或柱層分離出表面活性劑,然后蒸餾分離有機物質(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雜冗長流程,改進為直接用反膠束系統(tǒng)分離油脂和蛋白質(zhì),工藝過程大為縮短,能耗大為降低。反膠束分離過程中,蛋白質(zhì)由于受周圍水層和極性頭的保護,蛋白質(zhì)不會與有機溶劑接觸,從而不會失活。避免了傳統(tǒng)方法中蛋白質(zhì)容易變性的缺點。
目前普遍認為反膠束萃取蛋白質(zhì)的機理主要是靠表面活性劑和蛋白質(zhì)之間的靜電作用來實現(xiàn)的,蛋白質(zhì)進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。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、離子種類和離子強度等。
國內(nèi)的一些研究有:程世賢It21等人用AOT-正己烷.氯化鉀反膠團提取大豆中的蛋白質(zhì)和豆油,分析大豆和反膠團質(zhì)量體積比、萃取時間、溫度、pH值和鹽濃度等因素對蛋白質(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96.9%,豆油的萃取率為90.5%;陳復生、趙俊庭等人用AOT異辛烷.氯化鉀反膠束體系進行了同時萃取花生蛋白和花生油的研究,考察了萃取時間、KCL濃度、AOT濃度和助表面活性劑磷脂對蛋白質(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分離大豆蛋白和油脂的前萃工藝,討論了豆粉量、萃取時間、W0值、pH、溫度、鹽濃度和種類對蛋白萃取率的影響,也得出了這一方法可行的結(jié)論。陳復生n等人對經(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行了比較,得出除W0值外,反膠束萃取對脂肪酸的影響不大。這些研究為反膠束法用于同時分離植物蛋白和植物油脂提供了一定的理論基礎。