CN102428100A - 杉花粉蛋白质提取方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供杉花粉蛋白质提取方法和装置，在花粉蛋白质提取方法中，可以实现大量生产、提高生产效率，并且可以实现减轻减少工作量等作业负担、降低设备成本和运行成本及改善作业环境。具体地说，本发明的花粉蛋白质提取方法用于从花粉提取水溶性蛋白质，其特征在于，将花粉和PBS混合，在混合后的混合液中添加由天然无机成分构成的凝聚剂并进行搅拌，在形成花粉的聚集体后，通过用过滤器过滤来进行固液分离。
Description
技术领域
本发明涉及用于从杉(スギ)花粉提取水溶性蛋白质的杉花粉蛋白质提取方法和适用于该提取方法的提取装置。
背景技术
近年来，作为抑制因杉花粉引起的过敏反应(花粉症)的食品组合物，如专利文献1所示，考虑了将通过多糖修饰而使抗原结构被覆盖的杉花粉过敏原蛋白质作为有效成分，具有利用口服免疫耐受的过敏抑制效果的食品组合物。
此外，作为从杉花粉提取花粉过敏原蛋白质的方法，考虑了把杉花粉和缓冲液混合，使水溶性蛋白质从杉花粉中溶解到水中后，通过离心分离机分离成固体和含有水溶性蛋白质的液体的方法。
可是，在如上所述使用了离心分离机的水溶性蛋白质的提取方法中，每批的处理量是有限的，不适用于大量提取。此外，离心分离前后的转子的装拆作业和离心分离后的清洗作业等的作业负担非常大，运行成本也大。
此外，为了实现大量提取和提高提取效率，可以考虑准备大容量的离心分离机或准备多台离心分离机，但这样不仅会增大设备成本，也会增大运转成本，并不是上策。
此外，在使用了离心分离机的方法中，存在因离心分离机的振动和噪声等使作业环境恶化的问题。
现有技术文献
专利文献1：日本专利公开公报特开2006-340658号
发明内容
本发明所要解决的技术问题
因此，本发明是为了一举解决所述的问题而做出的，本发明的主要目的在于：在杉花粉过敏原蛋白质(下面称为杉花粉蛋白质)的提取中，可以大量提取，并可以实现提高提取效率，而且可以实现减轻作业负担、降低设备成本和运行成本及改善作业环境。
用于解决技术问题的技术方案
即，本发明的杉花粉蛋白质提取方法，用于从杉花粉提取水溶性蛋白质，其特征在于，将杉花粉和磷酸缓冲生理盐水(下面称为PBS)混合，在混合后的混合液中添加天然无机凝聚剂并进行搅拌，在形成杉花粉的聚集体后，通过用过滤器过滤来进行固液分离。
按照所述的方法，通过用过滤器过滤的方式可以大量提取，并可以提高提取效率。此外，由于仅仅把杉花粉、PBS和天然无机凝聚剂混合搅拌后用过滤器过滤，所以可以解决以往的使用了离心分离机的方式的问题(作业负担、成本、作业环境等)。此外，通过在使用凝聚剂形成杉花粉的聚集体后进行固液分离，即使是0.5μm粒径的花粉也呈现架桥现象，从而可以防止过滤器过早堵塞，可以不丧失过滤器功能地可靠地进行分离。此外，由于使用天然无机凝聚剂提取，所以可以很好地把得到的杉花粉蛋白质作为食品组合物的有效成分使用。
此外，杉花粉是昂贵的原料，希望有效地利用，仅用所述方法不能把花粉中含有的水溶性蛋白质提取干净。因此，优选的是，把通过用过滤器过滤在该过滤器上形成的滤饼粉碎成粉末状后，再与PBS混合，添加天然无机凝聚剂并进行搅拌，再次形成杉花粉的聚集体后，通过用过滤器过滤来进行固液分离。
此外，适用于所述杉花粉蛋白质提取方法的杉花粉蛋白质提取装置的特征在于，包括：混合搅拌部，对杉花粉、PBS和天然无机凝聚剂进行混合搅拌；以及过滤器部，通过把用所述混合搅拌部得到的混合液过滤来进行固液分离。
本发明的方法不限于从杉花粉提取蛋白质的方法，也可以适用于从其他草木的花粉(例如，赤杨(榛の木)、白桦(シラカバ)、扁柏(ヒノキ)等树木花粉、禾本科或菊科等的花粉)提取蛋白质的方法。此时，本发明的花粉蛋白质提取方法用于从花粉提取水溶性蛋白质，其特征在于，把花粉和缓冲液混合，在混合后的混合液中添加天然无机凝聚剂并进行搅拌，在形成花粉的聚集体后，通过用过滤器过滤来进行固液分离。
发明效果
按照所述构成的本发明，在杉花粉蛋白质的提取中，可以大量提取，并可以实现提高提取效率，而且可以实现减轻作业负担、降低设备成本和运行成本及改善作业环境。
附图说明
图1是表示本发明一个实施方式的杉花粉蛋白质提取装置的结构的示意图。
图2是表示天然无机凝聚剂和高分子凝聚剂的比较结果的表。
附图标记说明
100…杉花粉蛋白质提取装置
2…混合搅拌部
21…搅拌槽
22…搅拌件
3…过滤器部
31…过滤槽
32…过滤器
具体实施方式
下面参照附图对本发明的杉花粉蛋白质提取装置的一个实施方式进行说明。
本实施方式的杉花粉蛋白质提取装置100通过把杉花粉和PBS混合，使杉花粉中含有的水溶性蛋白质溶解在PBS中来提取杉花粉蛋白质。
具体地说，如图1所示，杉花粉蛋白质提取装置100包括混合搅拌部2以及过滤器部3，该过滤器部3设置在所述混合搅拌部2的下侧，收容过滤器32，该过滤器32对通过混合搅拌部2得到的混合液进行过滤。
混合搅拌部2包括：搅拌槽21，收容杉花粉、PBS和凝聚剂；以及搅拌件22，具有搅拌叶片221，搅拌叶片221设置在所述搅拌槽21内，对收容在槽21内的杉花粉、PBS和凝聚剂进行混合搅拌。在此，凝聚剂使混合在PBS中的杉花粉凝聚从而形成聚集体(絮凝体)。此外，PBS通过控制pH可以提高蛋白质的提取效率，并且可以防止杉花粉的水溶性蛋白质变性，发挥提高杉花粉的水溶性蛋白质稳定性的功能。此外，图1中的附图标记“24”表示驱动搅拌件22的电动机等驱动器。
在搅拌槽21的上部设置有用于投入杉花粉的杉花粉投入部、用于投入PBS的PBS投入部和投入天然无机凝聚剂的凝聚剂投入部。此外，在混合搅拌槽21的底部形成有排出口211，该排出口211用于把通过混合搅拌形成的混合液排出到外部，在该排出口211上设置有开关阀23。
此外，纯水制造装置200与搅拌槽21连接，从搅拌槽21的上部提供通过所述纯水制造装置200制造出的纯水。由此进行PBS的调节。
过滤器部3包括：过滤槽31，设置在搅拌槽21的排出口211的下侧，上部开口；以及过滤器32，配置在隔板部311上，隔板部311设置在所述过滤槽31的中部。在隔板部311上形成有多个贯通孔，该多个贯通孔使通过过滤器32后的液体流向下侧。在用过滤器过滤混合液中，在过滤器32上形成由杉花粉的聚集体构成的滤饼K，并且含有杉花粉蛋白质的液体通过，从而实现固液分离。此外，使在过滤器32上形成的滤饼的厚度最大为15mm，根据过滤的混合液的量设定过滤器32的尺寸(面积)。
本实施方式的凝聚剂是由天然无机成分构成的粉末凝聚剂。下面对使用了高分子凝聚剂情况的比较例和天然无机凝聚剂进行说明。
本实施方式的天然无机凝聚剂使用環境創研株式会社制造的ゼオフロック30、ゼオフロック70或ゼオフロック70GWP，所述的ゼオフロック30、ゼオフロック70或ゼオフロック70GWP以硫酸钙(CaSO4)、氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、硫酸铝(Al2SO4)为主要成分；或者使用株式会社山陰プロスハ一ト制造的MI-1(低浓度用)或ZA-1(高浓度用)，所述的MI-1(低浓度用)或ZA-1(高浓度用)以钙、硅等为主要成分。此外，作为天然无机凝聚剂，只要使用在食品添加剂方面被准许使用的以硅酸钙为主要成分的凝聚剂，就可以保证作为食品的安全性。
另一方面，用作比较的高分子凝聚剂使用以聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠或改性聚丙烯酰胺类为主要成分的MT奥科高分子株式会社制造的艾克浮络(ACCOFLOC)(N-100等)。
所述的天然无机凝聚剂和高分子凝聚剂的试验评价结果表示在图2中。根据图2可以确定：在使用高分子凝聚剂提取杉花粉蛋白质的情况下，凝聚剂添加时流体粘度变大，不但变得难以使用，而且不能把杉花粉等固体和液体完全分离。
另一方面，可以确定：在使用天然无机凝聚剂提取杉花粉蛋白质的情况下，在添加了任意的天然无机凝聚剂的情况下，粘度都不会变大，当在静置30分钟后用过滤器过滤时，与使用了高分子凝聚剂的情况相比，分离良好。特别是在使用了ゼオフロツク70GWP的情况下，当在静置30分钟后用过滤器过滤时，可以得到透明的滤液，大体可以实现完全的固液分离。
接着，对使用所述结构的杉花粉蛋白质提取装置100的杉花粉蛋白质提取方法进行说明。
首先，把杉花粉、纯水和PBS放入搅拌槽21内，通过搅拌件22使花粉在纯水中混合。其后，添加天然无机凝聚剂并通过搅拌件22进行搅拌。由此，使杉花粉中的水溶性蛋白质溶解到PBS中，并且形成杉花粉的聚集体(絮凝体)。
搅拌结束后，打开搅拌槽21的排出口211的开关阀23，将混合液导入过滤器部3。此外，在打开开关阀23之前，在过滤器部3中预先安装过滤器32。
导入过滤器部3的混合液在过滤器32上流动，在该过滤器32上形成杉花粉的聚集体的滤饼，并且通过了该滤饼和过滤器32的含有杉花粉中的水溶性蛋白质的液体，积存在设在过滤器部3下的收容容器4内。
在用过滤器过滤结束后，把在过滤器32上形成的滤饼粉碎成粉末状。然后把通过使滤饼成为粉末状得到的杉花粉再投入搅拌槽21中，与PBS混合。然后添加天然无机凝聚剂并进行搅拌，再次形成杉花粉的聚集体后，通过用过滤器过滤进行固液分离。这样，通过把滤饼粉碎后再用过滤器过滤，可以把不能一次从杉花粉提取的水溶性蛋白质更完全地提取，从而可以有效地利用作为昂贵原料的杉花粉。
<本实施方式的效果>
按照所述构成的本实施方式的杉花粉蛋白质提取方法，通过用过滤器过滤的方式，与使用了离心分离机的情况相比，能够以5～10倍的规模进行提取，可以大量提取杉花粉蛋白质，并可以提高提取效率。此外，由于仅仅把杉花粉、PBS和天然无机凝聚剂混合搅拌后用过滤器过滤，所以可以解决以往的使用了离心分离机的方式中的问题(作业负担、成本、作业环境等)。此外，通过在使用凝聚剂形成杉花粉的聚集体后进行固液分离，可以不丧失过滤器性能地可靠地进行分离。此外，由于使用天然无机凝聚剂提取，所以可以很好地把得到的杉花粉蛋白质作为食品组合物的有效成分使用。
<其他的变形实施方式>
此外，本发明不限于所述实施方式。
例如，在所述实施方式中，在把杉花粉和PBS混合后，添加PBS和天然无机凝聚剂并进行搅拌，但是也可以把杉花粉、PBS和天然无机凝聚剂同时混合搅拌。
此外，所述实施方式的杉花粉蛋白质的提取把形成在过滤器上的滤饼粉碎后再次提取杉花粉蛋白质，但也可以进行多次所述的提取。
此外，所述实施方式的缓冲液使用了PBS，但除此以外，也可以使用含有碳酸氢钠和氯化钠的缓冲液，也可以得到相同的效果。
此外，在所述实施方式中对杉花粉蛋白质提取方法进行了说明，但本发明也可以适用于从例如赤杨、白桦、扁柏等树木花粉、禾本科或菊科等的花粉等其他的草木花粉提取蛋白质的方法。
此外，也可以把所述的实施方式和变形实施方式的一部分或全部适当组合，本发明不限于所述实施方式，在不脱离本发明宗旨的范围内，当然可以进行各种变形。
工业实用性
按照本发明，在花粉蛋白质的提取中，可以大量提取，并可以实现提高提取效率，而且可以实现减轻作业负担、降低设备成本和运行成本及改善作业环境。
Claims (4)
1.一种杉花粉蛋白质提取方法，用于从杉花粉提取水溶性蛋白质，其特征在于，
将杉花粉和磷酸缓冲生理盐水混合，在混合后的混合液中添加天然无机凝聚剂并进行搅拌，在形成杉花粉的聚集体后，通过用过滤器过滤来进行固液分离。
2.根据权利要求1所述的杉花粉蛋白质提取方法，其特征在于，把通过用过滤器过滤在该过滤器上形成的滤饼粉碎成粉末状后，再与磷酸缓冲生理盐水混合，添加天然无机凝聚剂并进行搅拌，再次形成杉花粉的聚集体后，通过用过滤器过滤来进行固液分离。
3.一种杉花粉蛋白质提取装置，其特征在于包括：
混合搅拌部，对杉花粉、磷酸缓冲生理盐水和天然无机凝聚剂进行混合搅拌；以及
过滤器部，通过把用所述混合搅拌部得到的混合液过滤来进行固液分离。
4.一种花粉蛋白质提取方法，用于从花粉提取水溶性蛋白质，其特征在于，
把花粉和缓冲液混合，在混合后的混合液中添加天然无机凝聚剂并进行搅拌，在形成花粉的聚集体后，通过用过滤器过滤来进行固液分离。
Applications Claiming Priority (3)
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