CN101514227B - 淀粉酶抑制蛋白提取工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及淀粉酶抑制剂的提取工艺，采用芸豆作为原料豆，经过超细研末后在去离子水中初提，经分离过滤和干燥后，进入超临界二氧化碳设备中进行萃取，采用本工艺从芸豆中提取淀粉酶抑制蛋白，成品得率可达到14％～19％，并且成本较低，工艺周期较短，产品安全、环保。

Description

淀粉酶抑制蛋白提取工艺

技术领域

本发明涉及淀粉酶抑制剂的提取工艺，具体的说是一种从芸豆中提取淀粉酶抑制蛋白的工艺。

背景技术

饮食中的碳水化合物大多是淀粉，由唾液、胰液中的淀粉酶在短时间内水解成麦芽糖，再以葡萄糖的形式在肠道内吸收。而α淀粉酶抑制剂使淀粉酶活性降低，从而降低淀粉裂解成糖原的数量，减少肠道对糖元的吸收，使食后不产生高血糖症。从而减少胰岛负荷、降低脂肪合成，减轻体重，尤适用于肥胖人群及糖尿病的病人。从以往的报道来看，α淀粉酶抑制剂的蛋白广泛存在于小麦、大米、高粱、花生、豆类等植物中，采取化学溶剂等方式能萃取出α淀粉酶抑制剂，但是化学溶剂容易造成化学物质的残留，不够安全和环保。

超临界CO₂萃取是采用CO₂作溶剂，超临界状态下的CO₂流体密度和介电常数较大，对物质溶解度很大，并随压力和温度的变化而急剧变化，因此，不仅对某些物质的溶解度有选择性，且溶剂和萃取物非常容易分离。超临界CO₂萃取特别适用于脂溶性，高沸点，热敏性物质的提取，同时也适用于不同组分的精细分离，即超临界精镏。

超临界流体萃取分离过程的原理是利用超临界流体的溶解能力与其密度的关系，即利用压力和温度对超临界流体溶解能力的影响而进行的。在超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地把极性大小、沸点高低和分子量大小的成分依次萃取出来。当然，对应各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以控制条件得到最佳比例的混合成分，然后借助减压、升温的方法使超临界流体变成普通气体，被萃取物质则完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的，所以超临界流体萃取过程是由萃取和分离组合而成的。

超临界流体萃取与化学法萃取相比具有无残留、效率高的优势，尤其适合用在食品药品领域，专利号03815393.9的发明专利申请公开了一种利用超临界二氧化碳纯化淀粉酶抑制剂的方法，但是其存在两大缺陷，一是仅仅经过粗研磨的豆子原料直接放入超临界二氧化碳中去除杂质，效率比较低，由于原料芸豆是一种高淀粉含量的作物，但是淀粉等杂质是不必要使用超临界二氧化碳技术处理的一种主要杂质，但专利03815393.9在处理超临界工作中一并处理了淀粉等杂质，导致了超临界二氧化碳萃取时间过长和二氧化碳使用量过大，使其无论从成本和产出率上都造成了很大的浪费。超临界二氧化碳设备昂贵，使得单次使用成本较高，同时单次萃取的量有限，萃取的效率低，成本放大；二是用加热去离子水重复提取处理过的豆子两次，每次持续加热2小时，然后用热交换法浓缩和高温喷雾干燥或冷冻干燥得到产品，其间高温加热提取和高温喷雾干燥也较容易破坏淀粉酶抑制剂的活性，而若采用冷冻干燥效率低，成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改进的从芸豆中提取淀粉酶抑制蛋白的工艺方法，使得成本更低，且提取率更高。

本发明公开了一种淀粉酶抑制蛋白提取工艺，采用超临界二氧化碳除杂，其特征在于具体步骤如下：

步骤1、用低温超细粉碎设备将原料豆粉碎为细颗粒；

步骤2、将粉粹成细颗粒的原料豆放入提取罐，加入去离子水，保温同时配合搅拌提取，最后成浆汁状；

步骤3、将提取罐中的浆汁加压过滤分离除杂，固液分离，固体是包含大量淀粉的渣，淀粉酶抑制蛋白在滤液中，滤液进入下一步骤；

步骤4、将过滤除杂后的滤液进行干燥，成为干粉；

步骤5、将干燥后的干粉进入超临界二氧化碳除杂工艺；

步骤6、将步骤5中的二氧化碳流进入解析釜进行两次解析，解析后，回收二氧化碳；

步骤7、将步骤5中用二氧化碳超临界流除杂后留下的淀粉酶抑制蛋白粉收集。

在粉碎时将温度控制在25℃～35℃，粉碎为800～1200目的超细颗粒，在提取罐中用去离子水提取时温度控制在30℃～40℃，保温2小时，原料豆与去离子水的重量比为1∶10～15，干燥优选减压常温干燥，在超临界二氧化碳中除杂时，温度31℃，压强28～30mpa，时间70～80min，解析时第一次解析的温度45℃，压强8mpa，第二次解析的温度45℃，压强6mpa。

在粉碎的过程中，对原料豆进行了超细粉碎，使得破壁更充分，后续提取更容易，同时将温度始终控制在35℃下，避免了原料豆中的淀粉酶抑制蛋白在研磨时温度升高而破坏活性，通过提取——分离——干燥后，大部分杂质已经去除，这些杂质包括豆皮、豆渣、淀粉等，其重量占原料豆的70％～80％，这些杂质在进入超临界二氧化碳中处理设备前就去除了，使得超临界二氧化碳设备的处理量中需要提取的淀粉酶抑制蛋白的含量百分比大大升高，从而提升萃取的效率，降低了成本，使用高成本的超临界二氧化碳是为了除去提取物质中的部分易溶、并难以和淀粉酶抑制剂分离的杂质，而豆渣、豆皮、大量淀粉是不需要在超临界二氧化碳中除去的，如果直接利用大量超临界二氧化碳来萃取仅仅粗磨过的原料豆，将导致成本和生产周期的加大，而本发明与之相比能节约80％以上的二氧化碳使用量，使超临界二氧化碳处理工艺的时间流程减少一半。

具体实施方式

实施例1、使用云南产的芸豆1000g，按照如下步骤提取淀粉酶抑制蛋白：

步骤1、用低温超细粉碎机将原料豆粉碎为800目的细颗粒，粉碎机内的温度控制在35℃；

步骤2、将粉粹成细颗粒的原料豆放入提取罐，加入10升去离子水，保温同时配合搅拌，搅拌速度36r/min，温度控制在35℃，成浆汁状；

步骤3、将提取罐中的浆汁进行加压过滤分离除去主要包括：豆皮、豆渣、淀粉等的杂质，其总量约占原料豆的80％，滤液留用，滤液中主要包括：淀粉酶抑制剂和少量多肽、低聚糖、黄酮类物质等杂质；

步骤4、滤液进行减压常温浓缩干燥，最终剩余的干粉重量约为原料豆的20％；

步骤5、将干燥后的干粉放入超临界二氧化碳，在超临界CO₂提取罐中提取，温度31℃，压强28mpa，时间70min；经过该步骤后被超临界后溶解带走的物质主要是少量多肽、低聚糖、黄酮类物质，留在真空压力罐中的剩余物质为淀粉酶抑制蛋白；

步骤6、将步骤4中的超临界二氧化碳流进入解析釜进行两次解析，第一次解析的温度45℃，压强8mpa，第二次解析的温度45℃，压强6mpa，通过解析，回收二氧化碳，经过两次超临界解析工作，留在解析釜中混合物是我们所需除去的杂质，主要是少量多肽、低聚糖、黄酮类物质；

步骤7、将步骤5中的淀粉酶抑制蛋白进行加工成淀粉酶抑制蛋白粉成品，重140g，这些物质再经过包装处理和灭菌工作后就可以上市销售。

实施例2、使用云南产的芸豆1000g，按照如下步骤提取淀粉酶抑制蛋白：

步骤1、用低温超细粉碎机将原料豆粉碎为1200目的细颗粒，粉碎机内的温度控制在25℃；

步骤2、将粉粹成细颗粒的原料豆放入提取罐，加入15升去离子水，保温同时配合搅拌，搅拌速度108r/min，温度控制在40℃，成浆汁状；

步骤3、将提取罐中的浆汁进行加压过滤分离除去主要包括：豆皮、豆渣、淀粉等杂质，其总量约占原料豆的70％，滤液留用，滤液中主要包括：淀粉酶抑制剂和少量多肽、低聚糖、黄酮类物质等杂质；

步骤4、滤液进行减压常温浓缩干燥，最终剩余的干粉重量约为原料豆的28％；

步骤5、将干燥后的干粉放入超临界二氧化碳，在超临界CO₂提取罐中提取，温度31℃，压强30mpa，时间80min；经过该步骤后被超临界后溶解带走的物质主要是少量多肽、低聚糖、黄酮类物质，留在真空压力罐中的剩余物质为淀粉酶抑制蛋白；

步骤6、将步骤4中的超临界二氧化碳流进入解析釜进行两次解析，第一次解析的温度45℃，压强8mpa，第二次解析的温度45℃，压强6mpa，通过解析，回收二氧化碳，经过两次超临界解析工作，留在解析釜中混合物是我们所需除去的杂质，主要是少量多肽、低聚糖、黄酮类物质；

步骤7、将步骤5中的淀粉酶抑制蛋白进行加工成淀粉酶抑制蛋白粉成品，重190g，这些物质再经过包装处理和灭菌工作后就可以上市销售。

Claims (1)

1.一种淀粉酶抑制蛋白提取工艺，采用超临界二氧化碳除杂，其特征在于具体步骤如下：

步骤1、用低温超细粉碎机将原料豆粉碎为800～1200目的超细颗粒，粉碎原料豆时将温度控制在25℃～35℃；

步骤2、将粉粹成细颗粒的原料豆放入提取罐，加入去离子水，原料豆与去离子水的重量比为1∶10～15，温度控制在30℃～40℃，保温2小时，保温同时配合搅拌提取，最后成浆汁状；

步骤3、将提取罐中的浆汁加压过滤分离除杂，固液分离，固体是包含大量淀粉的渣，淀粉酶抑制蛋白在滤液中，滤液进入下一步骤；

步骤4、将过滤除杂后的滤液进行减压常温干燥，成为干粉；

步骤5、将干燥后的干粉进入超临界二氧化碳除杂工艺，温度31℃，压强28～30mpa，时间70～80min；

步骤6、将步骤5中的二氧化碳流进入解析釜进行两次解析，第一次解析的温度45℃，压强8mpa，第二次解析的温度45℃，压强6mpa，解析后，回收二氧化碳；

步骤7、将步骤6中用二氧化碳超临界流除杂后的淀粉酶抑制蛋白粉收集。