CN103652307B - 从构树叶干粉中提取叶蛋白并对废弃物综合利用的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从构树叶干粉中提取叶蛋白并对废弃物综合利用的方法，是采用碱提酸沉法提取构树叶蛋白，提取过程产生的废液利用浓缩醇沉法提取粗多糖，产生的构树叶废渣酶解后制备水不溶性膳食纤维，使资源得到合理利用。本发明方法工艺简单，生产成本低、效率高，能适应规模化工业生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种植物活性成分的提取方法，特别是涉及一种从构树叶中提取活性成分，并对提取废液废渣进行综合利用的方法。
背景技术
叶蛋白浓缩物（leaf protein concentrates）是将新鲜植物的茎叶压榨后，从其汁液中分离出蛋白质，并进行浓缩干燥所制成的一种蛋白质浓缩物。其主要由细胞质蛋白，叶绿体基质蛋白和线粒体蛋白组成，氨基酸组成齐全，比例平衡，有较高的营养价值，与联合国粮农组织推荐的成人氨基酸模式相符。同时，伴随着我国畜牧业的快速发展，进一步加大饲料蛋白的生产也迫在眉睫。
经分析，构树叶中蛋白含量高达20%-30%，另外还含有丰富的维生素和微量元素。因此，构树叶蛋白的开发及应用，不仅可以缓解我国短缺的蛋白饲料资源，还可以进一步深入研究将其应用于食品蛋白添加剂，以改善人们的膳食结构。
构树叶不仅含有丰富的蛋白质，还含有大量的植物性多糖，经大量药理和临床方面研究证明，植物性多糖有调节免疫，抗肿瘤，抗氧化，消炎，降低血糖，降低血脂和保肝等功能，而膳食纤维对于提高人的营养健康状况也起着不容忽视的作用，尤其是对于一些慢性病患者。
目前从构树叶中提取叶蛋白的方法受植物生长季节的限制，且提取产品单一，不仅造成了资源浪费，还污染了环境，没有做到对植物资源的合理综合利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种从构树叶干粉中提取叶蛋白，并对提取过程中的废液及废渣进行综合利用的方法。
本发明从构树叶干粉中提取叶蛋白并对废弃物综合利用的方法包括以下步骤：
1）将新鲜构树叶清洗干净后，60℃烘干粉碎，过40目筛，制成构树叶干粉备用；
2）按照1∶17-35的料液质量比，将构树叶干粉加入质量分数0.4%-1.0%的NaOH溶液中，于50℃-75℃浸提2h；
3）提取物以200目滤布过滤，分别收集滤液和废渣；
4）将所收集滤液的pH值调至2.5-4.5，20℃下静置12h，离心分离，收集墨绿色沉淀物；
5）将墨绿色沉淀物以1∶5-8的料液质量比用水溶解，按照步骤4）过程重复两次，得到构树叶蛋白浸膏；
6）收集步骤4）、5）中离心得到的上清液，60℃-65℃下浓缩至原体积的1/3，真空抽滤，滤液冷至室温，加入5-6倍体积的95%乙醇，充分搅拌，室温下静置醇析24h，4000rpm离心分离30min，收集沉淀得粗多糖粗品；
7）向步骤3）废渣中加入10-12倍重量的水，搅拌均匀，调节pH值至6.5-7.8，加入废渣质量0.4%的淀粉酶，搅拌均匀，60℃水浴加热30min，升温至95℃灭活酶10min，趁热以200目滤布过滤，滤渣分别以水和无水乙醇浸泡洗涤，60℃-65℃热空气干燥，得水不溶性膳食纤维，平均收率37.8%。
其中，在步骤2）的浸提过程中，以20-60rpm的转速进行搅拌；所述步骤4）中的离心分离是以5000rpm的转速离心15min。
进一步地，上述得到的构树叶蛋白浸膏经50℃-65℃热空气干燥后，得到构树叶蛋白成品。叶蛋白的收率约为18.2%，纯度可达到60%以上。
进而，将所述粗多糖粗品按照1∶5-6的料液质量比加入水中，60℃-65℃加热溶解，真空抽滤，滤液冷至室温，加入5-6倍体积的95%乙醇，充分搅拌，室温下静置醇析24h，4000rpm离心分离30min，以无水乙醇洗涤，60℃-65℃热空气干燥，得粗多糖成品。构叶多糖的收率约为1.4%，纯度可达到30%以上。
本发明上述方法中，由于采用了多次溶解与酸沉或醇沉的方法，提高了蛋白和多糖的纯度。同时，醇沉多糖时使用的95%乙醇优选医用酒精，生产过程中的乙醇均可蒸馏回收再次利用。
本发明以构树叶干粉为原料提取叶蛋白，相对于使用新鲜原料的传统方法，不仅降低了生产成本，免除了保鲜等程序，生产原料易储藏，而且克服了生产时间受植物生长季节限制的缺陷。目前，绝大多数构树叶提取方法的产物单一，不仅造成了资源浪费，还会污染环境，本发明将提取叶蛋白过程中产生的废液及废渣进行了综合利用，进一步提取植物性多糖和水不溶性膳食纤维，一次性提取获得了多种有效成分，提取工艺简单，提高了构树叶的经济附加值，达到了变废为宝、更合理利用资源的目的，适合于工业化大规模生产与加工。
具体实施方式
下面以实施例进一步说明本发明的实质内容，但本发明的内容并不限于此。
实施例1
1）将新鲜的构树叶清洗干净后，60℃烘干粉碎，过40目筛，制得构树叶干粉。
2）称取50g构树叶干粉，加入1%NaOH溶液850ml，60℃恒温水浴中浸提2h，浸提过程中加以20-60rpm的搅拌。
3）提取物先用200目滤布粗滤，所得滤液再用定性滤纸进行真空抽滤，收集滤液。粗滤得到的废渣用来提取水不溶性膳食纤维。
4）收集的滤液用0.5mol/l盐酸调节pH值至3.0，20℃下静置12h。
5）以5000rpm对上述碱提酸沉物离心分离15min，收集沉淀得墨绿色叶蛋白膏。
6）按1∶8的料水比将所得墨绿色沉淀物用蒸馏水充分溶解，制成乳液，按上述步骤3）和4）重复操作两次，得到构树叶蛋白浸膏。将浸膏以55℃-65℃热空气流通干燥，得构树叶蛋白成品，干燥保存。叶蛋白得率14.8%，纯度62.0%。
7）收集步骤5）中离心得到的上清液，以60℃-65℃恒温水浴浓缩至原体积的1/3，定性滤纸真空抽滤，弃去滤渣，滤液冷却至室温，加入5.5倍体积的95%医用酒精，充分搅拌进行醇析。
8）醇析液室温下静置24h，以4000rpm离心分离30min，收集沉淀，得粗多糖粗品。
9）在粗多糖中按1∶6的料水比加入蒸馏水，60℃-65℃恒温水浴边加热边搅拌使其充分溶解，定性滤纸真空抽滤，滤液冷却至室温，加入6倍体积的95%医用酒精，充分搅拌，室温静置24h进行醇析。
10）醇析液以4000rpm离心分离30min，沉淀用无水乙醇洗涤、离心两次，收集沉淀，于60℃-65℃烘箱中流通热空气干燥，得粗多糖成品。粗多糖提取率0.972%。
11）采用硫酸-苯酚检测法对所得粗多糖在485nm处进行吸光度测定，经计算可得多糖纯度15.679%。
12）收集步骤3）中粗滤得到的构树叶废渣，加入12倍的蒸馏水，搅拌均匀，用0.5mol/l盐酸调节pH值至6.5-7.8，加入原料质量0.4%的淀粉酶，搅拌均匀，置于恒温水浴锅中，60℃水浴加热30min后，升温至95℃灭活酶10min，趁热用200目尼龙滤布过滤，并将滤渣用4倍蒸馏水洗涤2次，4倍无水乙醇浸泡洗涤2次，过滤分离，回收乙醇，滤渣经60℃-65℃热空气干燥，得水不溶性膳食纤维，收率37.8%。
实施例2
1）将新鲜的构树叶清洗干净后，60℃烘干粉碎，过40目筛，制得构树叶干粉。
2）称取50g构树叶干粉，加入1%NaOH溶液1500ml，60℃恒温水浴中浸提2h，浸提过程中加以20-60rpm的搅拌。
3）提取物先用200目滤布粗滤，所得滤液再用定性滤纸进行真空抽滤，收集滤液。粗滤得到的废渣用来提取水不溶性膳食纤维。
4）收集的滤液用0.5mol/l盐酸调节pH值至3.5，20℃下静置12h。
5）以5000rpm对上述碱提酸沉物离心分离15min，收集沉淀得墨绿色叶蛋白膏。
6）按1∶8的料水比将所得墨绿色沉淀物用蒸馏水充分溶解，制成乳液，按上述步骤3）和4）重复操作两次，得到构树叶蛋白浸膏。将浸膏以55℃-65℃热空气流通干燥，得构树叶蛋白成品，干燥保存。叶蛋白得率13%，纯度61.7%。
7）收集步骤5）中离心得到的上清液，以60℃-65℃恒温水浴浓缩至原体积的1/3，定性滤纸真空抽滤，弃去滤渣，滤液冷却至室温，加入5.5倍体积的95%医用酒精，充分搅拌进行醇析。
8）醇析液室温下静置24h，以4000rpm离心分离30min，收集沉淀，得粗多糖粗品。
9）在粗多糖中按1∶6的料水比加入蒸馏水，60℃-65℃恒温水浴边加热边搅拌使其充分溶解，定性滤纸真空抽滤，滤液冷却至室温，加入6倍体积的95%医用酒精，充分搅拌，室温静置24h进行醇析。
10）醇析液以4000rpm离心分离30min，沉淀用无水乙醇洗涤、离心两次，收集沉淀，于60℃-65℃烘箱中流通热空气干燥，得粗多糖成品。粗多糖提取率0.901%。
11）采用硫酸-苯酚检测法对所得粗多糖在485nm处进行吸光度测定，经计算可得多糖纯度22.513%。
12）收集步骤3）中粗滤得到的构树叶废渣，加入12倍的蒸馏水，搅拌均匀，用0.5mol/l盐酸调节pH值至6.5-7.8，加入原料质量0.4%的淀粉酶，搅拌均匀，置于恒温水浴锅中，60℃水浴加热30min后，升温至95℃灭活酶10min，趁热用200目尼龙滤布过滤，并将滤渣用4倍蒸馏水洗涤2次，4倍无水乙醇浸泡洗涤2次，过滤分离，回收乙醇，滤渣经60℃-65℃热空气干燥，得水不溶性膳食纤维，收率38.0%。
实施例3
1）将新鲜的构树叶清洗干净后，60℃烘干粉碎，过40目筛，制得构树叶干粉。
2）称取50g构树叶干粉，加入0.6%NaOH溶液1500ml，70℃恒温水浴中浸提2h，浸提过程中加以20-60rpm的搅拌。
3）提取物先用200目滤布粗滤，所得滤液再用定性滤纸进行真空抽滤，收集滤液。粗滤得到的废渣用来提取水不溶性膳食纤维。
4）收集的滤液用0.5mol/l盐酸调节pH值至4.0，20℃下静置12h。
5）以5000rpm对上述碱提酸沉物离心分离15min，收集沉淀得墨绿色叶蛋白膏。
6）按1∶8的料水比将所得墨绿色沉淀物用蒸馏水充分溶解，制成乳液，按上述步骤3）和4）重复操作两次，得到构树叶蛋白浸膏。将浸膏以55℃-65℃热空气流通干燥，得构树叶蛋白成品，干燥保存。叶蛋白得率11.6%，纯度61.0%。
7）收集步骤5）中离心得到的上清液，以60℃-65℃恒温水浴浓缩至原体积的1/3，定性滤纸真空抽滤，弃去滤渣，滤液冷却至室温，加入5.5倍体积的95%医用酒精，充分搅拌进行醇析。
8）醇析液室温下静置24h，以4000rpm离心分离30min，收集沉淀，得粗多糖粗品。
9）在粗多糖中按1∶6的料水比加入蒸馏水，60℃-65℃恒温水浴边加热边搅拌使其充分溶解，定性滤纸真空抽滤，滤液冷却至室温，加入6倍体积的95%医用酒精，充分搅拌，室温静置24h进行醇析。
10）醇析液以4000rpm离心分离30min，沉淀用无水乙醇洗涤、离心两次，收集沉淀，于60℃-65℃烘箱中流通热空气干燥，得粗多糖成品。粗多糖提取率1.075%。
11）采用硫酸-苯酚检测法对所得粗多糖在485nm处进行吸光度测定，经计算可得多糖纯度19.902%。
12）收集步骤3）中粗滤得到的构树叶废渣，加入12倍的蒸馏水，搅拌均匀，用0.5mol/l盐酸调节pH值至6.5-7.8，加入原料质量0.4%的淀粉酶，搅拌均匀，置于恒温水浴锅中，60℃水浴加热30min后，升温至95℃灭活酶10min，趁热用200目尼龙滤布过滤，并将滤渣用4倍蒸馏水洗涤2次，4倍无水乙醇浸泡洗涤2次，过滤分离，回收乙醇，滤渣经60℃-65℃热空气干燥，得水不溶性膳食纤维，收率37.2%。
Claims (5)
1.一种从构树叶干粉中提取叶蛋白并对废弃物综合利用的方法，其特征在于包括以下步骤：
1）将新鲜构树叶清洗干净后，60℃烘干粉碎，过40目筛，制成构树叶干粉备用；
2）按照1∶17-35的料液质量比，将构树叶干粉加入质量分数0.4%-1.0%的NaOH溶液中，于50℃-75℃浸提2h；
3）提取物以200目滤布过滤，分别收集滤液和废渣；
4）将所收集滤液的pH值调至2.5-4.5，20℃下静置12h，离心分离，收集墨绿色沉淀物；
5）将墨绿色沉淀物以1∶5-8的料液质量比用水溶解，按照步骤4）过程重复两次，得到构树叶蛋白浸膏；
6）收集步骤4）、5）中离心得到的上清液，60℃-65℃下浓缩至原体积的1/3，真空抽滤，滤液冷至室温，加入5-6倍体积的95%乙醇，充分搅拌，室温下静置醇析24h，4000rpm离心分离30min，收集沉淀得粗多糖粗品；
7）向步骤3）废渣中加入10-12倍重量的水，搅拌均匀，调节pH值至6.5-7.8，加入废渣质量0.4%的淀粉酶，搅拌均匀，60℃水浴加热30min，升温至95℃灭活酶10min，趁热以200目滤布过滤，滤渣分别以水和无水乙醇浸泡洗涤，60℃-65℃热空气干燥，得水不溶性膳食纤维。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤2）的浸提过程中，以20-60rpm的转速进行搅拌。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤4）中的离心分离是以5000rpm的转速离心15min。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述构树叶蛋白浸膏经50℃-65℃热空气干燥后得构树叶蛋白成品。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于将所述粗多糖粗品按照1∶5-6的料液质量比加入水中，60℃-65℃加热溶解，真空抽滤，滤液冷至室温，加入5-6倍体积的95%乙醇，充分搅拌，室温下静置醇析24h，4000rpm离心分离30min，以无水乙醇洗涤，60℃-65℃热空气干燥，得粗多糖成品。
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