发明内容
本发明的目的在于提供一种氨基酸配比合理,营养全面,稳定性高,凝胶性和流变性较好的芡实蛋白及其制备方法。
为实现发明目的,采用如下技术方案:
一种芡实蛋白的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
(1)制备芡实果仁浆液;
(2)用碱性pH调节剂调节芡实果仁浆液的pH值,震荡提取,得到芡实蛋白的碱浸提液;
(3)将芡实蛋白的碱浸提液离心,分离上清液和沉淀;
(4)取上清液透析,用盐酸溶液调节透析液pH值,静置,离心,取沉淀,加入蒸馏水,搅拌均匀得到芡实蛋白分散液;
(5)用碱性pH调节剂调节芡实蛋白分散液的pH值,冷冻干燥,得芡实蛋白。
其中优选步骤(1)为:取新鲜的芡实果仁,加入NaCl溶液浸泡溶胀后,粉碎打浆,过150-250目筛,即得芡实果仁浆液。
更优选所述NaCl溶液的体积为芡实果仁质量的6-12倍,NaCl溶液浓度为0.1-1.0mol/L,其中含0.02-0.08%亚硫酸钠,室温下浸泡时间为1-2h。
其中所述步骤2为:用0.2-0.8mol/L的氢氧化钠溶液将芡实果仁浆液的pH值调节至7-10,室温下震荡提取1-2h,震荡频率为30-4500r/min,得到芡实蛋白的碱浸提液。
其中步骤(3)所述的离心为25℃下,以2500-4000r/min的速度离心10-30min。
其中步骤(4)所述透析采用大小为MWCO:8000-12000Da的透析袋,2-6℃下透析64-86h,所述盐酸溶液浓度为0.8-1.2mol/L,上清液的pH值调节至5.8-6.15,静置时间为2-4h,所述离心为2-6℃下,以8000-12000r/min的速度离心10-30min,离心后得到的沉淀加入蒸馏水的质量为沉淀质量的2-5倍。
其中步骤(5)中所述的碱性pH调节剂为氢氧化钠溶液,所述氢氧化钠溶液浓度为0.2-0.8mol/L,将芡实蛋白分散液的pH值调节至7-8。
其中步骤(5)中所述的冷冻干燥的凝冰温度为 -54℃ ,冷阱室内冷冻的搁板温度为 -20℃。
更优选所述制备方法包括以下步骤:
(1)取新鲜的芡实果仁,加入体积为芡实果仁质量8倍的NaCl溶液室温浸泡溶胀1.5h后,粉碎打浆,过200目筛,即得芡实果仁浆液;所述NaCl溶液浓度为0.5mol/L,其中含0.05%亚硫酸钠;
(2)用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将芡实果仁浆液的pH值调节至8.5,室温下震荡提取1.5h,得到芡实蛋白的碱浸提液;
(3)将芡实蛋白的碱浸提液在25℃下,以3200r/min的速度离心20min,分离上清液和沉淀;
(4)取上清液入MWCO:10000Da的透析袋,4℃下透析72h,用1.0mol/L的盐酸溶液将上清液的pH值调节至6.0,静置3h,在4℃下,以10000r/min的速度离心20min,取沉淀,加入沉淀质量的3.5倍的蒸馏水,搅拌均匀得到芡实蛋白分散液;
(5)用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将芡实蛋白分散液的pH值调节至7.5,冷冻干燥,得芡实蛋白。
此外,本发明还进一步要求保护一种以上述制备方法所制得的芡实蛋白。
以下对本发明作进一步的详细介绍:
芡实蛋白是一种具有氨基酸配比合理,营养全面,稳定性高,良好凝胶性和流变性等功能特性的乳白色粉末。芡实蛋白可应用于饮料、蛋糕、火腿肠、色拉和乳制品等食品中。芡实蛋白的提取为开发利用我国植物性蛋白质资源,提高我国居民的营养水平提供理论依据。它可以提高芡实的产品附加值,保护水资源环境,增加了芡实的综合利用率,对于发展可循环绿色经济具有十分重要的作用,同时获得较高的经济效益,适合工业化生产。
本发明基于芡实的具体组成,提出了一种科学合理的芡实蛋白制备方法,该制备方法包括以下步骤:
(1)制备芡实果仁浆液;
该步骤可以但并不限于:取新鲜的芡实果仁,加入NaCl溶液浸泡溶胀后,粉碎打浆,过150-250目筛,即得芡实果仁浆液。
为了提高芡实蛋白的提取率,发明人进一步研究了芡实果仁浆液的制备,结果表明,当NaCl溶液的体积为芡实果仁质量的6-12倍,NaCl溶液浓度为0.1-1.0mol/L,其中含0.02-0.08%亚硫酸钠,室温下浸泡时间为1-2h时,芡实果仁浆液的质量最高。
(2)用碱性pH调节剂调节芡实果仁浆液的pH值,震荡提取,得到芡实蛋白的碱浸提液;
该步骤中碱性pH调节剂可以为现有技术公开的多种碱性pH调节剂,如为氢氧化钠、氢氧化钾等,本发明优选采用浓度为0.2-0.8mol/L的氢氧化钠溶液,将芡实果仁浆液的pH值调节至7-10,然后在室温下震荡提取1-2h,震荡频率为30-4500r/min,在此技术方案下,能够保证碱浸体液的蛋白含量。
(3)将芡实蛋白的碱浸提液离心,分离上清液和沉淀;
该步骤中离心可以采用本领域技术人员习用的技术方案,优选所述的离心为25℃下,以2500-4000r/min的速度离心10-30min,更优选以3200r/min的速度离心20min,以使芡实蛋白得到更理想的分离。
(4)取上清液透析,用盐酸溶液调节透析液pH值,静置,离心,取沉淀,加入蒸馏水,搅拌均匀得到芡实蛋白分散液;
该步骤优选透析所用的透析袋大小为MWCO:8000-12000Da,于2-6℃下透析64-86h,所述盐酸溶液浓度为0.8-1.2mol/L,上清液的pH值调节至5.8-6.15,静置时间为2-4h,所述离心为2-6℃下,以8000-12000r/min的速度离心10-30min,离心后得到的沉淀加入蒸馏水的质量为沉淀质量的2-5倍。
其中更优选取上清液入MWCO:10000Da的透析袋,于4℃下透析72h,用1.0mol/L的盐酸溶液将上清液的pH值调节至6.0,静置3h,在4℃下,以10000r/min的速度离心20min,取沉淀,加入沉淀质量的3.5倍的蒸馏水。
本步骤中通过先透析,后用蒸馏水对芡实蛋白进行复溶的操作,进一步提高了芡实蛋白的纯度和提取率。
(5)用碱性pH调节剂调节芡实蛋白分散液的pH值,冷冻干燥,得芡实蛋白。
该步骤中碱性pH调节剂可以为现有技术公开的多种碱性pH调节剂,如为氢氧化钠、氢氧化钾等,本发明优选采用浓度为0.2-0.8mol/L的氢氧化钠溶液,更优选氢氧化钠溶液浓度为0.2-0.8mol/L,将芡实蛋白分散液的pH值调节至7-8。
优选所述的冷冻干燥的凝冰温度为 -54℃ ,冷阱室内冷冻的搁板温度为 -20℃,该冷冻干燥条件下,所得芡实蛋白具有良好凝胶性和流变性。
为了使上述制备方法更科学合理,发明人深入研究并提出了本发明的一种最佳实施方式,使芡实蛋白的提取率和纯度达到最佳值。所述最优选的制备方法包括以下步骤:
(1)取新鲜的芡实果仁,加入体积为芡实果仁质量8倍的NaCl溶液室温浸泡溶胀1.5h后,粉碎打浆,过200目筛,即得芡实果仁浆液;所述NaCl溶液浓度为0.5mol/L,其中含0.05%亚硫酸钠;
(2)用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将芡实果仁浆液的pH值调节至8.5,室温下震荡提取1.5h,得到芡实蛋白的碱浸提液;
(3)将芡实蛋白的碱浸提液在25℃下,以3200r/min的速度离心20min,分离上清液和沉淀;
(4)取上清液入MWCO:10000Da的透析袋,4℃下透析72h,用1.0mol/L的盐酸溶液将上清液的pH值调节至6.0,静置3h,在4℃下,以10000r/min的速度离心20min,取沉淀,加入沉淀质量的3.5倍的蒸馏水,搅拌均匀得到芡实蛋白分散液;
(5)用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将芡实蛋白分散液的pH值调节至7.5,冷冻干燥,得芡实蛋白。
采用上述技术方案,本发明所得的芡实蛋白具有氨基酸配比合理,营养全面,稳定性高等特点;同时芡实蛋白提取率高达90%,芡实蛋白纯度高达93%;本发明所提供的制备方法简单易行,适宜广泛推广应用。
具体实施方式
实施例1
取芡实果仁,加入10倍于芡实果仁质量的0.5mol/LNaCl溶液(含0.05%亚硫酸钠)浸泡1h,用食品打浆机打浆,过200目筛,得芡实果仁浆液;采用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节浆液的pH值为9,25℃条件下振荡提取1h,得到芡实蛋白的碱浸提液;将芡实蛋白的碱浸提液在3500r/min、15min、25℃离心分离得上清液和沉淀,取上清液,4℃置于去离子水中透析(MWCO:8000-12000Da)72h,中间换水数次,用1mol/L稀盐酸调节其pH至等电点(5.8-6.15),室温静置沉淀2h,然后10000r/min、15min、4℃离心分离,再次分离沉淀物和上清液,通过将沉淀物在蒸馏水中复溶,调pH值至7.0后,冷冻干燥得到芡实蛋白,其中,芡实蛋白的收率为87%,纯度为92%。
实施例2
取芡实果仁,加入8倍于芡实果仁质量的0.7mol/LNaCl溶液(含0.02%亚硫酸钠)浸泡1h,用食品打浆机打浆,过250目筛,得芡实果仁浆液;采用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节浆液的pH值为8,25℃条件下振荡提取1.5h,得到芡实蛋白的碱浸提液;将芡实蛋白的碱浸提液在3500r/min、15min、25℃离心分离得上清液和沉淀,取上清液,4℃置于去离子水中透析(MWCO:8000-12000Da)72h,中间换水数次,用1mol/L稀盐酸调节其pH至等电点(5.8-6.15),室温静置沉淀3h,然后10000r/min、15min、4℃离心分离,再次分离沉淀物和上清液,通过将沉淀物在蒸馏水中复溶,调pH值至7.0后,冷冻干燥得到芡实蛋白,其中,芡实蛋白的收率为86%,纯度为89%。
实施例3
取芡实果仁,加入6倍于芡实果仁质量的0.7mol/LNaCl溶液(含0.08%亚硫酸钠)浸泡1h,用食品打浆机打浆,过150目筛,得芡实果仁浆液;采用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节浆液的pH值为9,25℃条件下振荡提取1h,得到芡实蛋白的碱浸提液;将芡实蛋白的碱浸提液在3000r/min、20min、25℃离心分离得上清液和沉淀,取上清液,4℃置于去离子水中透析(MWCO:8000-12000Da)72h,中间换水数次,用1mol/L稀盐酸调节其pH至等电点(5.8-6.15),室温静置沉淀3h,然后12000r/min、10min、4℃离心分离,再次分离沉淀物和上清液,通过将沉淀物在蒸馏水中复溶,调pH值至7.0后,冷冻干燥得到芡实蛋白,其中,芡实蛋白的收率为82%,纯度为87%。
实施例4
取芡实果仁,加入10倍于芡实果仁质量的0.9mol/LNaCl溶液(含0.05%亚硫酸钠)浸泡1h,用食品打浆机打浆,过200目筛,得芡实果仁浆液;采用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节浆液的pH值为9.5,25℃条件下振荡提取2h,得到芡实蛋白的碱浸提液;将芡实蛋白的碱浸提液在4000r/min、10min、25℃离心分离得上清液和沉淀,取上清液,4℃置于去离子水中透析(MWCO:8000-12000Da)72h,中间换水数次,用1mol/L稀盐酸调节其pH至等电点(5.8-6.15),室温静置沉淀4h,然后10000r/min、20min、4℃离心分离,再次分离沉淀物和上清液,通过将沉淀物在蒸馏水中复溶,调pH值至7.0后,冷冻干燥得到芡实蛋白,其中,芡实蛋白的收率为90%,纯度为93%。
实施例5
取芡实果仁,加入10倍于芡实果仁质量的0.5mol/LNaCl溶液(含0.05%亚硫酸钠)浸泡1h,用食品打浆机打浆,过250目筛,得芡实果仁浆液;采用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节浆液的pH值为8,25℃条件下振荡提取1h,得到芡实蛋白的碱浸提液;将芡实蛋白的碱浸提液在3000r/min、20min、25℃离心分离得上清液和沉淀,取上清液,4℃置于去离子水中透析(MWCO:8000-12000Da)72h,中间换水数次,用1mol/L稀盐酸调节其pH至等电点(5.8-6.15),室温静置沉淀3h,然后8000r/min、20min、4℃离心分离,再次分离沉淀物和上清液,通过将沉淀物在蒸馏水中复溶,调pH值至7.0后,冷冻干燥得到芡实蛋白,其中,芡实蛋白的收率为89%,纯度为90%。
实施例6
取芡实果仁,加入8倍于芡实果仁质量的0.7mol/LNaCl溶液(含0.05%亚硫酸钠)浸泡1h,用食品打浆机打浆,过180目筛,得芡实果仁浆液;采用浓度为0.5mol/L的氢氧化钠溶液调节浆液的pH值为8,25℃条件下振荡提取2h,得到芡实蛋白的碱浸提液;将芡实蛋白的碱浸提液在4000r/min、15min、25℃离心分离得上清液和沉淀,取上清液,4℃置于去离子水中透析(MWCO:8000-12000Da)72h,中间换水数次,用1mol/L稀盐酸调节其pH至等电点(5.8-6.15),室温静置沉淀2h,然后12000r/min、15min、4℃离心分离,再次分离沉淀物和上清液,通过将沉淀物在蒸馏水中复溶,调pH值至7.0后,冷冻干燥得到芡实蛋白,其中,芡实蛋白的收率为83%,纯度为85%。
实施例7
(1)取新鲜的芡实果仁,加入8倍于芡实果仁质量的0.5mol/LNaCl溶液(含0.05%亚硫酸钠)浸泡溶胀1.5h后,粉碎打浆,过200目筛,得芡实果仁浆液;
(2)用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将芡实果仁浆液的pH值调节至8.5,室温下震荡提取1.5h,得到芡实蛋白的碱浸提液;
(3)将芡实蛋白的碱浸提液在25℃下,以3200r/min的速度离心20min,分离上清液和沉淀;
(4)取上清液入MWCO:10000Da的透析袋,4℃下透析72h,用1.0mol/L的盐酸溶液将上清液的pH值调节至6.0,静置3h,在4℃下,以10000r/min的速度离心20min,取沉淀,加入沉淀质量的3.5倍的蒸馏水,搅拌均匀得到芡实蛋白分散液;
(5)用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将芡实蛋白分散液的pH值调节至7.5,冷冻干燥,得芡实蛋白,其中,芡实蛋白的收率为89%,纯度为92%。
上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换,且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述,并非对本发明的构思和范围进行限定,在不脱离本发明设计思想的前提下,本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进,均属于本发明的保护范围。