反胶束是指分散于连续有机溶剂介质中的包含有水分子内核的表面活性剂的纳米尺寸的聚集体,反胶束也称逆胶束或反胶团。一般是将表面活性剂溶于水中,并使其浓度超过临界胶束浓度(cMc)时会形成聚集体,这种聚集体属于正常胶团。若将表面活性剂溶于非极性的有机溶剂中并使其浓度超过临界胶束浓度便会形成与上述相反的聚集体,即反胶束。在反胶束中,表面活性剂的非极性尾在外,与非极性的有机溶剂接触,而极性头在内形成一个极性核。根据相似相溶原理,该极性核具有溶解极性物质的能力,如蛋白质、酶、盐、水等分子。如果极性核溶解了水之后就形成了“水池”,此时反胶束也称为溶胀的反胶束。如图1所示。
用反胶束系统萃取分离植物油脂和植物蛋白质的基本工艺过程为,将含油脂和蛋白质的原料溶于反胶束体系,蛋白质增溶于反胶束极性水池内,同时油脂萃取人有机溶剂中,这一步称为前萃,然后用水相,通过调节离子强度等,使蛋白质转人水相,离心分离,实现反萃。上层有机相降温或柱层分离出表面活性剂,然后蒸馏分离有机物质和油脂。下层蛋白液经精制得蛋白质产品。这样将传统工艺的提油得粕再脱溶的复杂冗长流程,改进为直接用反胶束系统分离油脂和蛋白质,工艺过程大为缩短,能耗大为降低。反胶束分离过程中,蛋白质由于受周围水层和极性头的保护,蛋白质不会与有机溶剂接触,从而不会失活。避免了传统方法中蛋白质容易变性的缺点。
目前普遍认为反胶束萃取蛋白质的机理主要是靠表面活性剂和蛋白质之间的静电作用来实现的,蛋白质进人反胶束的量的多少与这种静电作用的大小及反胶束核的大小、数量有关。因此影响反胶束萃取蛋白质的主要因素有表面活性剂种类和浓度、wo值(w表示反胶束中的含水量,为反胶束中的水与表面活性剂的克分子比)、水溶液pH值、温度、离子种类和离子强度等。
国内的一些研究有:程世贤It21等人用AOT-正己烷.氯化钾反胶团提取大豆中的蛋白质和豆油,分析大豆和反胶团质量体积比、萃取时间、温度、pH值和盐浓度等因素对蛋白质的萃取和反萃取的影响。结果表明大豆蛋白质的萃取率最高达96.9%,豆油的萃取率为90.5%;陈复生、赵俊庭等人用AOT异辛烷.氯化钾反胶束体系进行了同时萃取花生蛋白和花生油的研究,考察了萃取时间、KCL浓度、AOT浓度和助表面活性剂磷脂对蛋白质萃取率和油萃取率的影响,得出了用反胶束体系同时萃取植物蛋白和植物油脂是可行的结论,并得出了最佳工艺参数;杨宏顺等人研究了用AOT.异辛烷.氯化钾反胶束体系同时分离大豆蛋白和油脂的前萃工艺,讨论了豆粉量、萃取时间、W0值、pH、温度、盐浓度和种类对蛋白萃取率的影响,也得出了这一方法可行的结论。陈复生n等人对经反胶束萃取法得到的豆油脂肪酸成分与常用的溶剂萃取法进行了比较,得出除W0值外,反胶束萃取对脂肪酸的影响不大。这些研究为反胶束法用于同时分离植物蛋白和植物油脂提供了一定的理论基础。