CN102550795A - 从富硒酵母中提取含硒蛋白的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从富硒酵母中提取含硒蛋白的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：（ 1 ）以富硒酵母为原料，使用 pH 为 11~14 的氢氧化钠或氢氧化钾溶液溶解富硒酵母得到混合液 A ； （ 2 ）混合液 A 置于 250r/min 、 35 ℃条件下的震荡机中震荡 8~12 小时，并在震荡过程中取出混合液进行超声 2 次，每次超声 30 分钟； （ 3 ）震荡完成后，将混合液放在转速为 4000~20000r/min 的离心机中离心 30 分钟分离杂质，提取上清液，调节上清液的 pH 值到 7 ，得到含硒蛋白溶液。该方法提高了酵母细胞的破壁率和蛋白溶出率，未经过滤纯化时含硒蛋白溶液中硒的提取率在 70% 以上；进行过滤纯化可以得到有机硒含量 95% 以上的含硒蛋白。

Description

从富硒酵母中提取含硒蛋白的方法

技术领域

本发明提供一种用富硒酵母提取含硒蛋白方法，属于食品的制备处理，按IPC分类属于A23L。

背景技术

硒是动物和人体必需的微量元素，缺硒会严重影响人的身体健康。硒能提高人体的免疫力、清除自由基，保护视神经、心脏和肝脏等，而且能防止糖尿病、心脑血管疾病、肝病、白内障、关节炎、克山病、大骨节病等重大疾病。硒的形态常分为有机硒和无机硒。无机硒包括亚硒酸盐、硒酸盐、硒化物和元素硒，有机硒包括硒代蛋氨酸、硒代胱氨酸和硒代半胱氨酸等。无机硒很难被动物和人体直接吸收利用，而机体可以通过肠壁的主动运输吸收利用有机硒。动物毒性试验表明，无机硒如亚硒酸钠，大鼠经口半致死量为7mg/kg，而有机硒，如蛋氨酸的半致死量为30-40mg/kg。由于无机硒有较大的毒性，且不易被吸收，不适合人和动物安全使用，日本等国政府已明令禁止在所有动物饲料中使用亚硒酸钠等无机硒。

全世界大约有四十多个国家和地区的人处于贫硒、低硒带。我国也有70％以上地区、约七亿人处于贫硒和低硒区。人体硒来源主要靠膳食摄入，中国营养学会推荐每人每天硒摄入量为50～250μg，但我国成人的平均日硒摄入量仅有36μg左右，硒营养缺乏的情况在我国普遍存在。合理开发利用硒资源、生产富硒农畜产品及天然富硒保健食品，已逐渐成为我国保健食品行业的一个新热点。

酵母菌是子囊菌、担子菌等几科单细胞真菌的通称。可用于酿造生产，有的为致病菌。是遗传工程和细胞周期研究的模式生物。酵母菌是人类文明史中被应用得最早的微生物，也是人类利用最广的微生物。酵母提取物(或称酵母抽提物，以下均称酵母提取物)是酵母经破壁后将其中蛋白质、核酸、维生素等抽提，再经生物酶解的富含小分子的氨基酸、肽、核苷酸、维生素等天然活性成分的物质，主要应用于食品、调味品、化妆品等领域，还可用作面食品质改良剂、抗氧剂和饲料添加剂。富硒酵母就是在培养酵母的过程中加入硒元素，酵母生长时吸收利用了硒，使硒与酵母体内的蛋白质和多糖有机结合转化为生物硒，从而消除了无机硒对人体的毒副反应和肠胃刺激，使硒能够更高效、更安全地被人体吸收利用。

申请号为03143260.3的中国发明专利申请公开了一种富硒酵母酒及其制备方法，该文献提供的富硒酵母硒源提取液的制备方法为醇提法，即取富硒酵母加入乙醇，在常温下提取3-7天固液分离即可。但该方法提取周期长，在工业化批量生产上会受到限制。

张顺涛在《高生物量富硒酵母的选择及富硒保健酒的研制》中通过驯化富硒酵母，并对酵母细胞进行超声波破碎，提取有机硒，从而制成富硒保健酒。提取有机硒的方法为，将酵母置于氯化钠溶液中自溶，然后通过超声波破碎，再加入乙醇搅拌，最后离心提取上清液。但该方法的提取周期约一天，且最后需要加入乙醇反复提取共3次，实际操作中较为繁琐。

申请号为02139053.3的中国发明专利申请公开了一种酵母提取物制造方法，该方法利用啤酒废酵母，或者啤酒酵母，或者面包酵母制造酵母提取物。该方法主要是在pH值为7时，将水解蛋白酶和风味蛋白酶加入酵母并保温24～48小时，并利用高剪切分散乳化机对酵母细胞组织进行机械强制破碎，使酵母细胞组织内的有效成份溶出。但是该提取方法操作复杂，提取周期较长。

中国发明专利“一种富硒酵母水解物及其生产方法”(申请号：201010191719.X)公开了一种富硒酵母水解物及其生产工艺。其生产工艺包括下列步骤：啤酒酵母菌种的培养；离心分离酵母培养液，得到富硒酵母细胞；采取自溶法和酶法将富硒酵母细胞破壁；将破壁后的富硒酵母水解物干燥，即得富硒酵母水解物产品。但该发明得到的酵母水解物不进行后续的净化除杂等，只适用于动物饲料添加，不能为人食用，应用范围受到限制。

申请号为200810006187.0的中国发明专利申请公开了一种高蛋白质含量的酵母抽提物的生产方法及产品，主要是将酵母液pH值保持在弱酸性至中性进行自溶，并且自溶过程中调节pH值至少一次，以激活酵母内源酶，使自溶在不同的pH值下进行。但该方法未涉及酵母的提取率，且整个自溶过程时间较长。

申请号为JP96105999.0的日本发明专利申请公开了关于无酵母臭、无苦味、显味性良好、而且在水溶解时没有混浊的酵母提取液制造方法，以及使在酶分解法中成为问题的酵母提取液和水不溶物质的分离变得容易的酵母提取液的制造方法。该制造方法用酶将加热失活的酵母水悬浮液分解处理后，添加脱乙酰壳多糖或者脱乙酰壳多糖和聚丙烯酸盐，进行水不溶物的去除，得到酵母提取液水溶液。但是该发明同样未涉及酵母提取产率，并且没有对酵母提取液进一步除杂。

申请号为JP98800492.5的日本发明专利公开了一种酵母提取液的制造方法，改善酵母提取液中特有的着色和臭味，而使氨基酸等有用的成分与以前相比没有变化的酵母提取液。该发明主要技术手段是通过离子交换树脂除去酵母提取液中特有的着色和臭味。但是该发明中未涉及对酵母的提取方法，只是对提取液进行后续优化处理。

李艳等在《啤酒酵母蛋白质的提取与精制》研究了以啤酒长废弃酵母为原料，采用加碱液升温溶解法提取蛋白质并精制成蛋白粉。按照该方法提取蛋白产率不高。林文庭在《酵母蛋白水解物提取技术的研究》中采用碱液纯化、外源蛋白酶助溶等技术手段，从啤酒酵母中提取蛋白水解物。但按方法提取周期较长，仅自溶时间就需要两天。

发明内容

本发明的目的是提供一种从富硒酵母中提取含硒蛋白的方法，解决了现有技术中提取周期较长、提取液需要后续优化处理等问题。

为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案如下：

一种从富硒酵母中提取含硒蛋白的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

(1)以富硒酵母为原料，使用pH为11～14的氢氧化钠或氢氧化钾溶液溶解富硒酵母得到混合液A；

(2)混合液A置于250r/min、35℃条件下的震荡机中震荡8～12小时，并在震荡过程中取出混合液进行超声2次，每次超声30分钟；

(3)震荡完成后，将混合液放在转速为4000～20000r/min的离心机中离心30分钟分离杂质，提取上清液，调节上清液的pH值到7，得到含硒蛋白溶液。

优选的，所述方法中在步骤(1)加入氢氧化钠或氢氧化钾溶液溶解前，需将富硒酵母过200目筛以去除酵母中的杂质。

优选的，所述方法中富硒酵母选用硒含量为500～2000ppm的富硒酵母。

优选的，所述方法中富硒酵母选用硒含量为1500～2000ppm的富硒酵母。

优选的，所述方法中在步骤(1)中加入的氢氧化钠或氢氧化钾溶液的pH值为13～14。

优选的，所述方法步骤(1)选用氢氧化钠溶液，所用氢氧化钠溶液pH为13.3。

优选的，所述方法步骤(1)中选用氢氧化钠溶液溶解时，所述富硒酵母与氢氧化钠溶液的质量比1∶5～1∶10。

优选的，所述方法步骤(1)中选用氢氧化钠溶液溶解时，所述富硒酵母与氢氧化钠溶液的质量比1∶10。

优选的，所述方法步骤(3)提取上清液后将上清液过2.0微米微孔滤膜或者用硅藻土或活性炭过滤，然后调节上清液的pH值到7的步骤。

优选的，所述方法还包括在步骤(3)得到含硒蛋白溶液后对含硒蛋白溶液进一步纯化和/或喷雾干燥制成含硒蛋白粉的步骤。

本发明具体从富硒酵母中提取含硒蛋白的方法包括以下步骤：

1)将富硒酵母过200目筛，去除酵母中的杂质。富硒酵母的硒含量为500～2000ppm，作为优选方案，富硒酵母的硒含量为1500～2000ppm 。

2)选用pH为11～14的氢氧化钠或氢氧化钾溶液溶解富硒酵母。作为优选方案，选用pH为13～14的氢氧化钠溶液；作为进一步优选方案，所用氢氧化钠溶液pH为13.3。

3)将富硒酵母与氢氧化钠溶液按照质量比1∶5～1∶10混合，作为优选方案，富硒酵母与氢氧化钠溶液质量比为1∶10。

4)混合液置于250r/min、35℃条件下的震荡机中震荡8～12小时，并在震荡过程中取出混合液进行超声2次，每次超声30分钟。

5)震荡完成后，将混合液放在转速为4000～20000r/min的离心机中离心30分钟分离杂质，提取上清液。

6)调节上清液pH为7，得到含硒蛋白溶液。

7)作为优选方案，可以在第5)步之后将上清液过2.0微米微孔滤膜或者用硅藻土或活性炭过滤，以进一步除去上清液中的杂质。

8)作为优选方案，可将上清液中含硒蛋白进一步纯化、喷雾干燥制成含硒蛋白粉。

本发明采用碱液溶解酵母细胞，并辅以超声手段，提高了酵母细胞的破壁率和蛋白溶出率。未经过滤纯化时得到含硒蛋白溶液中硒的提取率在70％以上。如进行过滤纯化可以得到有机硒含量95％以上的含硒蛋白。

相比现有技术，本发明具有以下有益效果：

1、本发明实现了对酵母细胞中含硒蛋白的提取，提供了一种可作为食品添加的有机硒，相比无机硒毒性大大降低、食用安全，相比富硒酵母食用更易于人体吸收。

2、本发明确定了用pH为13.3的氢氧化钠溶解酵母可以达到硒的最佳提取率。

3、按本发明的方法生产含硒蛋白，生产工艺简单，条件温和，提取周期较短，易于工业推广。

具体实施方式：

以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件作进一步调整，未说明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例1

将2g硒含量为2000ppm的富硒酵母过200目筛，去除酵母中的杂质。将富硒酵母与pH为13.0的氢氧化钠溶液按照质量比1∶5的比例混合。混合液置于250r/min、35℃条件下的震荡机中震荡8小时，并在震荡3小时和6小时两个时间点取出混合液，每次进行超声30分钟再放回震荡。震荡完成后，将混合液放在转速为10000r/min的离心机中离心30分钟，分离杂质，提取上清液。用稀盐酸调节上清液pH为7，得到含硒蛋白溶液。根据提取上清液中的硒含量，计算总硒提取率。

实施例2

将2g硒含量为2000ppm的富硒酵母过200目筛，去除酵母中的杂质。将富硒酵母与pH为13.3的氢氧化钠溶液按照质量比1∶5的比例混合。混合液置于250r/min、35℃条件下的震荡机中震荡8小时，并在震荡3小时和6小时两个时间点取出混合液，每次进行超声30分钟再放回震荡。震荡完成后，将混合液放在转速为10000r/min的离心机中离心30分钟，分离杂质，提取上清液。用稀盐酸调节上清液pH为7，得到含硒蛋白溶液。根据提取上清液中的硒含量，计算总硒提取率。

实施例3

将2g硒含量为2000ppm的富硒酵母过200目筛，去除酵母中的杂质。将富硒酵母与pH为14.0的氢氧化钠溶液按照质量比1∶5的比例混合。混合液置于250r/min、35℃条件下的震荡机中震荡8小时，并在震荡3小时和6小时两个时间点取出混合液，每次进行超声30分钟再放回震荡。震荡完成后，将混合液放在转速为4000r/min的离心机中离心30分钟，分离杂质，提取上清液。用稀盐酸调节上清液pH为7，得到含硒蛋白溶液。根据提取上清液中的硒含量，计算总硒提取率。

实施例4

将2g硒含量为2000ppm富硒酵母过200目筛，去除酵母中的杂质。将富硒酵母与pH为13.0的氢氧化钠溶液按照质量比1∶7的比例混合。混合液置于250r/min、35℃条件下的震荡机中震荡10小时，并在震荡4小时和8小时两个时间点取出混合液，每次进行超声30分钟再放回震荡。震荡完成后，将混合液放在转速为4000r/min的离心机中离心30分钟，分离杂质，提取上清液。用稀盐酸调节上清液pH为7，得到含硒蛋白溶液。根据提取上清液中的硒含量，计算总硒提取率。

实施例5

将2g硒含量为2000ppm富硒酵母过200目筛，去除酵母中的杂质。将富硒酵母与pH为13.3的氢氧化钠溶液按照质量比1∶7的比例混合。混合液置于250r/min、35℃条件下的震荡机中震荡10小时，并在震荡4小时和8小时两个时间点取出混合液，每次进行超声30分钟再放回震荡。震荡完成后，将混合液放在转速为4000r/min的离心机中离心30分钟，分离杂质，提取上清液。用稀盐酸调节上清液pH为7，得到含硒蛋白溶液。根据提取上清液中的硒含量，计算总硒提取率。

实施例6

将2g硒含量为2000ppm富硒酵母过200目筛，去除酵母中的杂质。将富硒酵母与pH为14.0的氢氧化钠溶液按照质量比1∶7的比例混合。混合液置于250r/min、35℃条件下的震荡机中震荡10小时，并在震荡4小时和8小时两个时间点取出混合液，每次进行超声30分钟再放回震荡。震荡完成后，将混合液放在转速为4000r/min的离心机中离心30分钟，分离杂质，提取上清液。用稀盐酸调节上清液pH为7，得到含硒蛋白溶液。根据提取上清液中的硒含量，计算总硒提取率。

实施例7

将2g硒含量为2000ppm富硒酵母过200目筛，去除酵母中的杂质。将富硒酵母与pH为13.0的氢氧化钠溶液按照质量比1∶10的比例混合。混合液置于250r/min、35℃条件下的震荡机中震荡8小时，并在震荡3小时和6小时两个时间点取出混合液，每次进行超声30分钟再放回震荡。震荡完成后，将混合液放在转速为4000r/min的离心机中离心30分钟，分离杂质，提取上清液。用稀盐酸调节上清液pH为7，得到含硒蛋白溶液。将上清液过2.0微米微孔滤膜，以进一步除去上清液中的杂质。最后将上清液中含硒蛋白经纯化、喷雾干燥形成含硒蛋白。

实施例8

将2g硒含量为2000ppm富硒酵母过200目筛，去除酵母中的杂质。将富硒酵母与pH为13.3的氢氧化钠溶液按照质量比1∶10的比例混合。混合液置于250r/min、35℃条件下的震荡机中震荡8小时，并在震荡3小时和6小时两个时间点取出混合液，每次进行超声30分钟再放回震荡。震荡完成后，将混合液放在转速为5000r/min的离心机中离心30分钟，分离杂质，提取上清液。用稀盐酸调节上清液pH为7，得到含硒蛋白溶液。将上清液经硅藻土过滤，以进一步除去上清液中的杂质。最后将上清液中含硒蛋白经纯化、喷雾干燥形成含硒蛋白。

实施例9

将2g硒含量为2000ppm富硒酵母过200目筛，去除酵母中的杂质。将富硒酵母与pH为14.0的氢氧化钠溶液按照质量比1∶10的比例混合。混合液置于250r/min、35℃条件下的震荡机中震荡8小时，并在震荡3小时和6小时两个时间点取出混合液，每次进行超声30分钟再放回震荡。震荡完成后，将混合液放在转速为10000r/min的离心机中离心30分钟，分离杂质，提取上清液。用稀盐酸调节上清液pH为7，得到含硒蛋白溶液。将上清液经活性炭过滤，以进一步除去上清液中的杂质。最后将上清液中含硒蛋白经纯化、喷雾干燥形成含硒蛋白。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1. 一种从富硒酵母中提取含硒蛋白的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）以富硒酵母为原料，使用pH为11~14的氢氧化钠或氢氧化钾溶液溶解富硒酵母得到混合液A；

（2）混合液A置于250 r/min、35℃条件下的震荡机中震荡8~12小时，并在震荡过程中取出混合液进行超声2次，每次超声30分钟；

（3）震荡完成后，将混合液放在转速为4000~20000 r/min的离心机中离心30分钟分离杂质，提取上清液，调节上清液的pH值到7，得到含硒蛋白溶液。

2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中在步骤（1）加入氢氧化钠或氢氧化钾溶液溶解前，需将富硒酵母过200目筛以去除酵母中的杂质。

3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中富硒酵母选用硒含量为500~2000 ppm的富硒酵母。

4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中富硒酵母选用硒含量为1500~2000 ppm的富硒酵母。

5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中在步骤（1）中加入的氢氧化钠或氢氧化钾溶液的pH值为13~14。

6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法步骤（1）选用氢氧化钠溶液，所用氢氧化钠溶液pH为13.3。

7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法步骤（1）中选用氢氧化钠溶液溶解时，所述富硒酵母与氢氧化钠溶液的质量比1：5~1：10。

8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法步骤（1）中选用氢氧化钠溶液溶解时，所述富硒酵母与氢氧化钠溶液的质量比1：10。

9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法步骤（3）提取上清液后将上清液过2.0微米微孔滤膜或者用硅藻土或活性炭过滤，然后调节上清液的pH值到7的步骤。

10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法还包括在步骤（3）得到含硒蛋白溶液后对含硒蛋白溶液进一步纯化和/或喷雾干燥制成含硒蛋白粉的步骤。