一種高產(chǎn)率提取甘薯蛋白的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于農(nóng)產(chǎn)品加工領(lǐng)域，具體設(shè)及一種高產(chǎn)率提取甘馨蛋白的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 甘馨是我國(guó)的重要農(nóng)作物，目前我國(guó)的甘馨種植面積和產(chǎn)量均居世界前列。甘馨 塊根中含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，其中，甘馨蛋白是甘馨中的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。貶藏蛋白是甘馨 蛋白的重要組成部分，其中，最主要的Sporamin的含量甘馨總可溶性蛋白的60%?80%。 Sporamin在非還原條件下又可被分為Sporamin A(分子量22邸a,等電點(diǎn)5. 2)和Sporamin B(分子量3化Da,等電點(diǎn)5. 1)。研究結(jié)果表明，甘馨貶藏蛋白Sporamin具有較強(qiáng)的膜蛋白 酶抑制劑的作用，能夠抑制膜蛋白酶的活性。膜蛋白酶抑制劑在人體內(nèi)的很多生理系統(tǒng)中 起關(guān)鍵性的調(diào)控作用，是維持體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要因素，且具有抗腫瘤的功效。
[0003] 目前，已經(jīng)有許多提取甘馨蛋白的方法。中國(guó)專利號(hào)為200810234538的發(fā)明專利 《一種從甘馨中連續(xù)提取甘馨淀粉、甘馨蛋白、膳食纖維的工藝》，公開(kāi)了一種甘馨粗蛋白的 提取工藝，利用分離出淀粉乳后的濾液加入淀粉酶分解除去剩余淀粉，再通過(guò)超濾，濃縮， 干燥得甘馨粗蛋白，該方法利用酶解法去除淀粉，極易產(chǎn)生淀粉剩余或淀粉酶剩余的狀況， 因此所得甘馨粗蛋白的純度不高。授權(quán)專利號(hào)為CN200410068964. 6的專利《甘馨蛋白及其 生產(chǎn)技術(shù)》公開(kāi)了一種酸提取甘馨蛋白的方法，該方法所得的蛋白的含量（60 %?90% )， 尤其是可溶性蛋白的含量（40% -70% )較低。專利申請(qǐng)?zhí)枮?01210052356. 0的發(fā)明專利 《甘馨蛋白熱沉淀法提取工藝》利用蛋白質(zhì)在高溫下變性沉淀的原理提取蛋白質(zhì)，該方法提 取操作較簡(jiǎn)單，但高溫加熱的方法會(huì)影響所得蛋白質(zhì)，尤其是Sporamin的活性，進(jìn)而影響 其作用效果。綜合現(xiàn)有方法，主要有兩種思路，一種是利用甘馨鮮品或干品提取，包括W下 步驟；甘馨粉碎一浸泡一取上清液一離屯、一離屯、液堿提、酸提、有機(jī)溶劑提取或變性沉淀提 取一離屯、取固體一干燥；另一種是利用淀粉提取廢液提取廢液液提取，基本包括W下步驟： 淀粉提取廢液靜置沉淀一取上清液一離屯、一離屯、液堿提、酸提、有機(jī)溶劑提取一離屯、取固 體一干燥?，F(xiàn)有的提取方法往往提取步驟繁多，且在提取過(guò)程中多會(huì)引入堿、酸、淀粉酶、有 機(jī)溶劑，需要繁瑣的后續(xù)處理已除去雜質(zhì)，對(duì)提取液進(jìn)行加熱會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)變性失活。該些 處理方式還有可能影響蛋白質(zhì)的活性，進(jìn)而影響Sporamin的膜蛋白酶抑制劑作用。
[0004] 除此之外，工業(yè)上蛋白質(zhì)的提取過(guò)程中往往僅用粉碎機(jī)對(duì)原料進(jìn)行簡(jiǎn)單的粉碎處 理后取其浸提液，鑒于粉碎機(jī)的粉碎極限和細(xì)胞的尺寸大小，用該種方法處理甘馨，大部分 的甘馨塊莖的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜不能充分破裂，有很大一部分的細(xì)胞液被膜禁銅殘留在廢棄 的甘馨渣中，大大影響甘馨蛋白的產(chǎn)率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是；提供一種工序簡(jiǎn)單的提取甘馨蛋白的方法，該方法 可W增加甘馨塊莖的細(xì)胞膜的破碎率，W提取更多的細(xì)胞液，在提高產(chǎn)率的同時(shí)提取純度 較高的甘馨蛋白，且在提取過(guò)程中，無(wú)需添加酸、堿、淀粉酶和有機(jī)溶劑，不會(huì)引起蛋白質(zhì)變 性沉積，w取得活性強(qiáng)的甘馨蛋白。
[0006] 為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高產(chǎn)率提取甘馨蛋白的方法，具體包括W 下步驟：
[0007] -種高產(chǎn)率提取甘馨蛋白的方法，具體包括W下步驟：
[000引步驟1超低溫冷凍預(yù)處理；鮮甘馨洗凈后切成小塊，放入溫度-60?-80°C的超低 溫冷庫(kù)中冷凍2-24小時(shí)；
[0009] 步驟2甘馨冰渣的制備；將步驟1中冷凍好的甘馨塊用100?200目的粉碎機(jī)在 室溫條件下粉碎成甘馨冰渣；
[0010] 步驟3甘馨浸提液的制備；將甘馨冰渣放入底部設(shè)有高壓氣體噴射裝置的容器 中，加入甘馨冰渣重量3-6倍的溫度為0?40°C的蒸饋水，用底部高壓氣體噴射裝置向容 器內(nèi)持續(xù)噴射高壓氣體，待甘馨冰渣完全融化且與蒸饋水充分混合后停止噴射氣體，將混 合液靜置至上清液澄清，取上清液；再次向容器內(nèi)加入甘馨冰渣重量3-6倍的溫度為0? 40°C的蒸饋水，用底部高壓氣體噴射裝置向容器內(nèi)持續(xù)噴射高壓氣體，待甘馨渣與蒸饋水 完全混合后，將混合液靜置至上清液澄清，取上清液；合并兩次所得上清液，即得甘馨浸提 液；
[0011] 步驟4磁場(chǎng)作用下離屯、純化：用立式離屯、機(jī)對(duì)步驟3中所得甘馨浸提液進(jìn)行離屯、， 甘馨浸提液在離屯、過(guò)程中同時(shí)受到磁場(chǎng)作用，離屯、力為2000-5000g，離屯、時(shí)間15-30分鐘， 離屯、機(jī)驅(qū)動(dòng)軸位于豎直方向上，且順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；在離屯、過(guò)程中，甘馨浸提液同時(shí)受離屯、力和 磁場(chǎng)力作用，所述磁場(chǎng)的磁感線方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0. 2-0. 5T ;離屯、后靜置待固 液分離后取上清液；
[001引步驟5膜透析純化；步驟4中所得上清液真空濃縮為原體積的10%的濃縮液，濃 縮溫度低于45°C，所得濃縮液經(jīng)透析膜透析，透析膜規(guī)格要求截留分子量在15000 W上，透 析后進(jìn)行濃縮，濃縮為原體積的的10%的濃縮液，濃縮溫度低于45°C ;
[0013] 步驟6真空冷凍干燥；將步驟5所得的濃縮液冷凍成固體后，置于真空冷凍干燥機(jī) 中冷凍干燥，干燥溫度為-25?-20°C、壓力為-0. 09?-0. 08Mpa，所得固體即為甘馨蛋白。
[0014] 進(jìn)一步的，所述步驟1的冷凍溫度為-80°C，冷凍時(shí)間為5小時(shí)。
[0015] 進(jìn)一步的，所述步驟2還包括反復(fù)凍融粉碎過(guò)程，即步驟2甘馨冰渣的制備；將步 驟1中冷凍好的甘馨塊用100?200目的粉碎機(jī)在室溫條件下粉碎成甘馨冰渣；待甘馨冰 渣在室溫下融化后，再次放入溫度-60?-80°C的超低溫冷庫(kù)中冷凍2?24小時(shí)后取出，再 次用100?200目的粉碎機(jī)在室溫條件下將其粉碎成甘馨冰渣，如此反復(fù)凍融粉碎數(shù)次。
[0016] 進(jìn)一步的，所述步驟2還包括恒溫水浴解凍過(guò)程，即步驟2甘馨冰渣的制備；將步 驟1中冷凍好的甘馨塊用100?200目的粉碎機(jī)在室溫條件下粉碎成甘馨冰渣；所得甘馨 冰渣置于容器中，40°C恒溫水浴解凍，待其融化后，再次放入溫度-60?-80°C的超低溫冷 庫(kù)中冷凍2-24小時(shí)后取出，再次用100?200目的粉碎機(jī)在室溫條件下將其粉碎成甘馨冰 渣，如此反復(fù)凍融粉碎數(shù)次。
[0017] 進(jìn)一步的，所述步驟3中加入的蒸饋水水溫均為40°C，底部高壓氣體噴射裝置噴 出的氣體均為空氣，噴出氣體壓強(qiáng)均為0. 02?0. IMPa，氣體噴射持續(xù)時(shí)間均為6小時(shí)，靜置 時(shí)間均為10小時(shí)。
[001引進(jìn)一步的，所述步驟3還包括超聲波輔助提取過(guò)程，即步驟3甘馨浸提液的制備： 將甘馨冰渣放入底部設(shè)有高壓氣體噴射裝置的容器中，容器的外壁粘接超聲波發(fā)生器的換 能器振子，加入甘馨冰渣重量5倍的溫度為0?40°C的蒸饋水，開(kāi)啟超聲波發(fā)生器和底部高 壓氣體噴射裝置，換能器振子向容器內(nèi)液體發(fā)出超聲波，超聲頻率20曲Z，功率120W，每次 超聲30秒，間歇30秒，循環(huán)超聲8次后停止超聲，用底部高壓氣體噴射裝置向容器內(nèi)持續(xù) 噴射高壓氣體，待甘馨冰渣完全融化且與蒸饋水充分混合后停止噴射氣體，將混合液靜置 至上清液澄清，取上清液；再次向容器內(nèi)加入甘馨冰渣重量5倍的溫度為0?40°C的蒸饋 水，用底部高壓氣體噴射裝置向容器內(nèi)持續(xù)噴射高壓氣體，待甘馨渣與蒸饋水完全混合后， 靜置至上清液澄清，取上清液；合并兩次所得上清液，即得甘馨浸提液。
[0019] 進(jìn)一步的，所述步驟4中離屯、力為2500g，離屯、時(shí)間為20分鐘，甘馨浸提液在離屯、 過(guò)程中受均勻磁場(chǎng)作用，磁感線方向豎直向下，磁感應(yīng)強(qiáng)度為0. 33T。
[0020] 本發(fā)明的有益效果；本發(fā)明提供一種工序簡(jiǎn)單的提取甘馨蛋白的方法，該方法可 W增加甘馨塊莖的細(xì)胞膜的破碎率，W提取更多的細(xì)胞液，提高產(chǎn)率，提取純度較高的甘馨 蛋白，同時(shí)在提取過(guò)程中，無(wú)需添加酸、堿、淀粉酶和有機(jī)溶劑，不會(huì)引起蛋白質(zhì)變性沉積， W取得活性強(qiáng)的甘馨蛋白。具體的說(shuō)：
[0021] (1)本發(fā)明的提取方法相較傳統(tǒng)方法，在提取過(guò)程中能夠使更多的甘馨塊莖的 細(xì)胞膜破裂，從而采集到更多含有蛋白質(zhì)的細(xì)胞液，可W增加甘馨蛋白的產(chǎn)率。步驟1采 用-60?-80°c的超低溫對(duì)甘馨塊進(jìn)行冷凍預(yù)處理，-60?-80°c的超低溫會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞膜流 動(dòng)性下降，由液晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，細(xì)胞壁也失去柔初性，變成剛性結(jié)構(gòu)，該種情況下，細(xì)胞膜 和細(xì)胞壁容易受到機(jī)械損傷或者壓力而破裂。另外，極端低溫，會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)小冰晶的產(chǎn) 生，該會(huì)對(duì)已經(jīng)變?yōu)楣虘B(tài)的細(xì)胞膜產(chǎn)生機(jī)械破壞。經(jīng)過(guò)步驟1的預(yù)處理后再進(jìn)行步驟2的 粉碎工作，相較于直接粉碎常溫甘馨，會(huì)有更多的細(xì)胞在粉碎過(guò)程中破裂，該樣在步驟3的 浸提過(guò)程中可W提取到更多的含蛋白質(zhì)的細(xì)胞液。同時(shí)，在步驟3中，甘馨冰渣在底部設(shè) 有高壓氣體噴射裝置的容器中的融化過(guò)程中，一直覺(jué)到底部噴射出的高壓