CN101363039A

CN101363039A - 苜蓿叶蛋白提取方法

Info

Publication number: CN101363039A
Application number: CNA2008102223051A
Authority: CN
Inventors: 卢欣石; 王峰; 李魁英; 王铁梅; 冯长松; 莫本田
Original assignee: Beijing Forestry University
Current assignee: Beijing Forestry University
Priority date: 2008-09-16
Filing date: 2008-09-16
Publication date: 2009-02-11

Abstract

本发明公开了一种苜蓿叶蛋白提取方法，该方法包括：以现蕾期苜蓿的苜蓿叶为原料，将苜蓿叶清洗后进行打浆，将打浆后的苜蓿叶浆过滤后得到浆液和滤渣；对得到的所述浆液进行发酵处理，发酵的菌种采用乳酸杆菌，接种剂量为每毫升所述浆液用10⁷～10⁹个乳酸杆菌活细胞，发酵温度为30～39℃，发酵持续时间为8～10小时；将发酵处理后的产物在3000转/分的离心作用下持续处理8～12分钟，处理后絮凝得到叶蛋白粗提物和上清液；将所述叶蛋白粗提物提取后进行冷冻干燥处理，处理后即得到苜蓿叶蛋白产品。该方法工艺简单，提取的叶蛋白含量高，由于不用加热，能源消耗低，并且不用加酸、碱或有机溶剂等，所以避免了对制得叶蛋白的污染。

Description

苜蓿叶蛋白提取方法

技术领域

本发明涉及一种叶蛋白提取技术，尤其涉及一种对苜蓿叶蛋白的提取方法。

背景技术三

苜蓿叶蛋白(Alfalfa Leaves Protein，ALP)指从苜蓿叶片中提取出来的粗蛋白质产品，以叶绿体蛋白质、细胞质蛋白和核酸等含氮物质为主，另外还包括碳水化合物，脂肪酸，维生素以及矿物质等组成成分。目前叶蛋白的提取工艺以实验室规模为主，包括加热法、酸法、碱法、酸热法、碱热法、溶剂法以及超滤法等。但各种方法均存在一定程度的不足，具体如下：

(1)加热法耗能较高，在缓慢升温的过程中，易使大量蛋白质因酶解而遭受损失；

(2)酸法和酸热法均存在酸污染，使得到的叶蛋白气味、颜色发生变化、不佳，及造成叶蛋白中胞质蛋白组分消化率降低的问题，并且酸热法还存在消耗能量的缺点；

(3)碱法和碱热法均存在提取的叶蛋白中含有大量的碱性化学物质，气味难闻、颜色呈褐色，后续使用要经去碱、去味和脱色后才可使用的问题；并且碱热法也存在消耗能量的缺点；

(4)溶剂法存在提取过程溶剂消耗量过大、有机溶剂残留和损失部分色素，其产品色泽不佳的缺点；

(5)超滤法虽然可以得到保持苜蓿草原有颜色和气味的产品，但超滤设备昂贵是这一工艺普及的主要障碍，导致生产成本相应增高。

鉴于上述各种方法存在的不足，找到一种节省能耗、无污染、成本低的提取苜蓿叶蛋白的方法是个急需解决的问题。

发明内容

本发明实施方式提供一种苜蓿叶蛋白提取方法，采用发酵方式对苜蓿叶蛋白进行提取，达到以低耗能、无污染及低成本提取叶蛋白，得到颜色、气味、成分均满足使用要求的叶蛋白。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明实施方式提供一种苜蓿叶蛋白提取方法，该方法包括：

以现蕾期苜蓿的苜蓿叶为原料，将苜蓿叶清洗后进行打浆，将打浆后的苜蓿叶浆过滤后得到浆液和滤渣；

对得到的所述浆液进行发酵处理，发酵的菌种采用乳酸杆菌，接种剂量为每毫升所述浆液用10⁷～10⁹个乳酸杆菌活细胞，发酵温度为30～39℃，发酵持续时间为8～10小时；

将发酵处理后的产物在3000转/分的离心作用下持续处理8～12分钟，处理后絮凝得到叶蛋白粗提物和上清液；

将所述叶蛋白粗提物提取后进行冷冻干燥处理，处理后即得到苜蓿叶蛋白产品。

所述现蕾期苜蓿包括：第二茬现蕾期新鲜苜蓿和/或第三茬现蕾期新鲜苜蓿。

所述将苜蓿叶清洗包括：通过清洗去除苜蓿叶原料中枯萎、变黄、腐烂和有病中害的叶子，及清洗掉苜蓿叶表面的土壤、灰尘和部分寄生菌。

所述将苜蓿叶清洗后进行打浆包括：将苜蓿叶和占该苜蓿叶重量90％～95％的水放入打浆机中进行打浆，打浆时间为3～5分钟。

所述将打浆后的苜蓿叶浆过滤包括：用机械压榨法过滤或用三层脱脂纱布的滤布分离法过滤。

所述方法还包括：将过滤后的滤渣洗涤后再次进行过滤并收集滤液。

所述作为发酵菌种的乳酸杆菌采用保加利亚乳杆菌。

所述发酵处理中接种剂量为每毫升所述浆液用10⁷个乳酸杆菌活细胞。

由上述本发明实施方式提供的技术方案可以看出，本发明实施方式通过将清洗后以打浆的方式将苜蓿叶打成苜蓿叶浆，将苜蓿叶浆过滤后得到苜蓿叶的浆液，对浆液采用发酵菌种乳酸菌进行发酵，在相应温度下，通过一定接种量的乳酸菌菌种接种培养后，利用乳酸杆菌在发酵过程中产生的乳酸将蛋白质凝集析出，最后沉淀得到叶蛋白。该方法工艺简单，提取的叶蛋白含量高，由于不用加热，能源消耗低，并且不用加酸、碱或有机溶剂等，所以避免了对制得叶蛋白的污染。

附图说明

图1为本发明实施例的处理方法流程图；

图2为本发明实施例发酵过程中的乳酸杆菌接种剂量与凝集效率关系示意图；

图3为本发明实施例发酵上清液中可溶性蛋白质占总蛋白质的百分比随发酵时间的变化关系曲线示意图。

具体实施方式

本发明实施方式提供一种苜蓿叶蛋白提取方法，用于以苜蓿叶为原料，对苜蓿叶中的叶蛋白进行提取，该方法具体包括：采用现蕾期苜蓿的苜蓿叶为原料，将苜蓿叶清洗后打浆，过滤打浆后的苜蓿叶浆得到浆液和滤渣；对得到的所述浆液通过接种乳酸杆菌培养后进行发酵，发酵温度为30～39℃，发酵持续时间为8～10小时；将发酵处理后的产物在3000转/分的离心作用下持续处理8～12分钟，处理后絮凝得到叶蛋白粗提物和上清液；将所述叶蛋白粗提物提取后进行冷冻干燥处理，处理后即得到苜蓿叶蛋白产品。

该提取方法工艺简单，能源消耗低，无污染，提取叶蛋白的含量高，提取的叶蛋白颜色基本保持了鲜嫩苜蓿叶原本的颜色。

为便于对本发明技术方案的理解，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

本实施例提供一种苜蓿叶蛋白提取方法，主要是通过发酵的方式，从苜蓿叶浆中提取叶蛋白，如图1所示，该方法具体包括：

以现蕾期苜蓿的苜蓿叶为原料，一般现蕾期是指第二茬现蕾期的新鲜苜蓿，或第三茬现蕾期的新鲜苜蓿，或第二茬现蕾期的新鲜苜蓿和第三茬现蕾期的新鲜苜蓿，对苜蓿叶原料用自来水进行清洗，通过清洗去除苜蓿叶原料中枯萎、变黄、腐烂和有病虫害的叶子，及清洗掉苜蓿叶表面的土壤、灰尘和部分寄生菌，将清洗后苜蓿叶进行打浆，一般是将苜蓿叶和占该苜蓿叶重量90％～95％的水放入打浆机中进行打浆，打浆时间一般可以为3～5分钟，将打浆后的苜蓿叶浆过滤后得到浆液和滤渣，浆液用于后续提取叶蛋白，滤渣可以用于后续生产其他产品，如饲料等；其中，过滤可以采用机械压榨法过滤或三层脱脂纱布的滤布分离法，为保证将滤渣中的浆液全部滤出，过滤时将第一次过滤后的滤渣经多次洗涤后重复进行过滤并收集滤液；

对得到的所述浆液进行发酵处理，发酵的菌种采用乳酸杆菌，一般采用保加利亚乳杆菌，接种剂量为每毫升所述浆液用10⁷～10⁹个活细胞，发酵温度为30～39℃，发酵持续时间为8～10小时；

将发酵处理后的产物在3000转/分的离心作用下持续处理8～12分钟，处理后絮凝得到叶蛋白粗提物和上清液，得到的叶蛋白粗提物进入后续处理，上清液可以用于生产其它产品；

实施例二

本实施例提供一种苜蓿叶蛋白提取方法，选用的苜蓿为第二茬现蕾期新鲜苜蓿和第三茬营养期新鲜苜蓿，收割后得到苜蓿鲜草2382.5千克，其中叶片和幼嫩茎叶、花等共1186.75千克，茎杆共1195.75千克；在第二茬现蕾期收割新鲜苜蓿草约655千克，第二茬现蕾后期收割新鲜苜蓿草约986.5千克，第三茬营养生长期收割新鲜苜蓿草约741千克；

为了避免污染，与茎杆分离后的苜蓿叶片需经过清选，去除那些枯萎、变黄、腐烂和有病虫害的叶子，清洗掉叶表面的土壤、灰尘以及部分寄生菌，采取无污染的消毒措施，进一步杀灭微生物；对清洗、消毒后的苜蓿叶片进行打浆，打浆采用HR2839/AC菲利普打浆机，容积1.42升(可以根据生产量的需要采用大功率、大容积的打浆机)，在完成在打浆的过程中需添加适量的水，一般加入水的量占所打浆的苜蓿叶片重量的90％至95％，即水分含量保持在90％至95％之间，这样可以提高打浆的细度和容易程度，并且可以提高叶子中蛋白质的提取率；实际操作时可以将苜蓿叶片清洗、消碰后经人工切碎，置入HR2839/AC菲利普打浆机中进行打浆，每次打浆350克切碎的叶片，加入250ml清水，一同搅拌约4分钟，浆液与叶纤维的分离采用滤布分离法(在工业化生产中，若生产量较大，可采用机械压榨法)，将浆液倒入脱脂纱布(三层)进行过滤，为了减少蛋白质的流失，滤渣经过反复洗涤后再收集滤液；

进行发酵处理：采用的发酵菌种采用乳酸杆菌(一般选用保加利亚乳杆菌)，该菌种具有发酵迅速和产酸量大的特点；发酵酸法中我们在未被污染的提取叶蛋白的上清液中，以10⁹个/毫升保加利亚乳杆菌的接种量接种，39℃条件下震荡培养24小时后，在3000转/分的离心作用下持续处理12分钟。待清亮上清液出现后常规处理收集叶蛋白，称重后共提取叶蛋白22kg。

上述方法主要是利用乳酸菌在发酵过程中产生的乳酸将蛋白质凝集析出的提取，该方法具有其他提取工艺所无法比拟的优点，如无化学污染、节省能源、有效地破坏苜蓿草中存在的皂苷和胰蛋白酶抑制剂等对人类健康有不良影响的物质，同时可以为人类提供益生素。提取的叶蛋白产品色泽鲜绿气味芳香，同时还具有保健的潜力。

上述方法中，选用乳酸杆菌作为发酵菌种，这种菌种适宜用于发酵时提取叶蛋白，它具有下述特点：

a安全性：乳酸杆菌在食品中应用较多，符合欧盟主要食品管理条例的规定，同时也经过了食品安全专门机构的检验；

b健康性：对人类健康有积极影响的一些菌类，包括乳酸杆菌被称为益生素。例如，乳酸杆菌可以减缓乳糖不耐受症；增强肠道黏膜免疫功能和机体的非特异性免疫能力；减缓腹泻症以及预防结肠癌发生等健康作用；

c易操作性：乳酸杆菌为兼性厌氧菌，在生长增殖过程中不需要严格的厌氧条件，因此不必置备昂贵的厌氧培养设施，另外，来源广泛而且廉价的牛乳是乳酸杆菌理想的培养基；

实际中菌种的来源广泛、扩繁方便，也宜于保存，菌种以灭菌脱脂牛奶为培养基，经过2～3次复苏活化后，即可直接用于苜蓿叶蛋白生产。并可以用菌种复苏后的发酵牛奶进行菌种的扩蘩。菌种长期保存时，只需在发酵乳中加入适量甘油，-80度或经负压冷冻干燥后保存；

接种量是发酵处理中提取叶蛋白效率的一个重要限制因素。尽管在苜蓿叶片打浆之前经过了消毒程序，但是，那些寄生在叶子表面的微生物不能彻底杀灭，因而加入的乳酸杆菌与叶片固有菌之间竞争，需要人为地建立乳酸杆菌菌群的优势地位。一般地，接种量与凝集效率成正比，然而，接种量过大将引致叶蛋白浆液中可发酵物质的过度损失。图2显示，每毫升苜蓿浆液中接种10³～10⁴个乳酸杆菌活细胞对蛋白质的凝集几乎不产生效果，10⁵～10⁷个乳酸杆菌活细胞效果明显，10⁷～10⁸个乳酸杆菌活细胞趋于平稳。因此，实际中，以10⁷个乳酸杆菌活细胞接种剂量作为叶蛋白生产用量；图2中曲线表示430nm波长下检测上清液中的可溶性蛋白质的吸收率，代表未凝集的叶蛋白浓度。

发酵提取叶蛋白工艺是一个微生物对底物的发酵过程，微生物的活动需要适宜的温度条件。乳酸杆菌发酵沉淀苜蓿叶蛋白需要的温度范围为30～39℃，图3为发酵上清液中可溶性蛋白质占总蛋白质的百分比随发酵时间的变化示意图，从图中可以看出发酵时间与叶蛋白凝集效率，在接种量为每毫升浆液10⁷个乳酸杆菌和39℃培养条件下，苜蓿叶蛋白在培养8～10小时后大量凝集沉淀，继续培养收效甚微(图3)。在没有乳酸杆菌接种情况下，叶蛋白依靠叶表面寄生自然菌发酵沉淀的速度缓慢，而且没有一个明显的快速沉淀时间段。蛋白质沉淀速率取决于浆液pH值下降的速度，接种乳酸杆菌后，发酵产生的乳酸使浆液pH值在8～10小时后达到蛋白质等电点要求，从而使蛋白质快速凝集析出。同时，浆液pH值的快速下降有效地抑制了杂菌，特别是霉菌的生长，避免了叶蛋白产品的微生物污染。

综上所述，发酵提取苜蓿叶蛋白的方法，选用的菌种为乳酸杆菌，接种剂量为每毫升苜蓿绿色浆液中加入10⁷个活细胞，发酵适宜温度30～39℃，发酵持续时间10小时。

对发酵后沉淀得到的叶蛋白，经离心分离的叶蛋白黏度较高，不易脱水，后续可以用烘干法和真空冷冻干燥法将分离得到的叶蛋白干燥。试验证明，真空冷冻干燥法最佳，干燥后的产品疏松细腻，并保持原有的色泽和气味。

本发明实施例中通过发酵絮凝后得到的苜蓿叶蛋白产品的颜色，基本保持了鲜嫩苜蓿叶原本的颜色。

综上所述，本发明实施例中采用发酵的方式对苜蓿的浆液进行絮凝处理，在一定温度条件下，发酵絮凝沉淀得到苜蓿叶蛋白产品。该方法具有工艺简单，能耗低、生产成本低等优点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，也不因各实施例的前后次序关系对本发明造成任何限制，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1、一种苜蓿叶蛋白提取方法，其特征在于，该方法包括：

以现蕾期苜蓿的苜蓿叶为原料，将苜蓿叶清洗、消毒后进行打浆，将打浆后的苜蓿叶浆过滤后得到浆液和滤渣；

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述现蕾期苜蓿包括：第二茬现蕾期新鲜苜蓿和/或第三茬现蕾期新鲜苜蓿。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将苜蓿叶清洗包括：用自来水清洗2～3次，通过清洗去除苜蓿叶原料中枯萎、变黄、腐烂和有病中害的叶子，及清洗掉苜蓿叶表面的土壤、灰尘和部分寄生菌。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将苜蓿叶清洗后进行打浆包括：将苜蓿叶和占该苜蓿叶重量90％～95％的水放入打浆机中进行打浆，打浆时间为3～5分钟。

5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将打浆后的苜蓿叶浆过滤包括：用机械压榨法过滤或用三层脱脂纱布的滤布分离法过滤。

6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将过滤后的滤渣洗涤后再次进行过滤并收集滤液。

7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述作为发酵菌种的乳酸杆菌采用保加利亚乳杆菌。

8、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发酵处理中接种剂量为每毫升所述浆液用10⁷个乳酸杆菌活细胞。

9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的冷冻干燥处理为真空冷冻干燥处理。