CN104004079B - 一种紫色淮山药粘液蛋白的提取方法 - Google Patents

一种紫色淮山药粘液蛋白的提取方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种紫色淮山药粘液蛋白的提取方法，包括如下步骤：步骤一，处理紫色淮山药为细粉，进行浸提，之后蒸干水分；步骤二，将紫色淮山药的粉末置于超临界二氧化碳萃取釜中进行萃取，得到残留物，每次萃取包括先后进行的两个阶段，第一阶段萃取在压力41～43MPa，温度45～50℃下进行1h，二氧化碳的流量10～20kg/h，第二阶段萃取在压力43～45MPa，温度42℃下进行2.5～3.5h，二氧化碳的流量70～90kg/h；步骤三，将得到残留物再次进行浸提，加入耐高温α‑淀粉酶，进行喷射液化，后降温，过滤得清液；步骤四，将得到的清液使用凝集素树脂柱进行纯化，洗脱即得到紫色淮山药粘液蛋白。

Description

一种紫色淮山药粘液蛋白的提取方法
技术领域
本发明涉及一种紫色淮山药粘液蛋白的提取方法。
背景技术
紫色淮山药中除含有皂苷、多糖类、蛋白质、淀粉酶、氨基酸、胆碱和丰富的维生素、多种微量元素外，还含有粘性蛋白等成份，是营养价值很高的药食兼用产品。山药粘蛋白作为一种糖蛋白，具有调节免疫、抑制肿瘤、降低血糖、血脂、抗氧化、防衰老等作用，对冠心病患者极为有益。紫色淮山药的独特之处为含大量的粘液质，粘性蛋白存在于大量的粘液质中，这给其提取造成了一定难度。紫色淮山药中由于其全粉中含有大量的淀粉，与粘性蛋白包裹在一起，不利于其黏性蛋白的提取。传统上一般采取多次使用有机溶剂提取，但是有机溶剂提取的生产成本大、且还需进一步除去，再次耗费能源；也有一些方法使用超声方式提取，但是操作步骤复杂，使用者也不多。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种紫色淮山药粘液蛋白的提取方法；
本发明的又一目的是提供一种紫色淮山药的粘液蛋白；
本发明的再一目的是提供一种多层式筛网用于过滤的方法。
本发明提供的技术方案为：
一种紫色淮山药粘液蛋白的提取方法，包括如下步骤：
步骤一，先将紫色淮山药处理为细粉，溶于NaCl水溶液进行浸提，然后蒸干水分，使紫色淮山药粉末中的水分含量低于3％；
步骤二，将步骤一所得紫色淮山药的粉末置于超临界二氧化碳萃取装置的萃取釜中，进行5～15次萃取，之后得到留在萃取釜中的残留物；现有技术中都是采用一次萃取，本发明的发明人发现，进行多次萃取可有效除去原料淮山药中的脂类和糖分等，而且每次萃取都包括先后进行的两个阶段，第一阶段萃取在压力41～43MPa，温度45～50℃下进行1h，二氧化碳的流量10～20kg/h，此阶段可将紫色淮山药中的小分子糖类和维生素类萃取到分离釜中，第二阶段萃取在压力43～45MPa，温度42℃下进行2.5～3.5h，二氧化碳的流量70～90kg/h，此阶段可将紫色淮山药中的脂类、部分大分子糖类和一部分蛋白质萃取到另一个分离釜中，可以用作其他工艺中，而且在每次萃取时变换压力时，CO2气流可对萃取釜中的物料进行进一步的搅拌，使之萃取更均匀；在萃取过程中还添加占紫色淮山药粉末重量2％～5％的体积浓度为45％～55％的乙醇作为夹带剂，少量的夹带剂即可大大增强萃取效率。
步骤三，先将步骤二中的得到残留物溶于NaCl水溶液中再次进行浸提，并加入耐高温α-淀粉酶，搅拌均匀，然后在101～102℃喷射液化，闪蒸降温至90～93℃，待其完全液化后，真空闪蒸降温至60～65℃，液化的作用是使粘性蛋白分子更多地从淀粉团中释放出来，最后使用多层式筛网过滤得清液，所述多层式筛网包括沿竖直方向依次连接的第一层筛网、第二层筛网、和第三层筛网，每层筛网均包括一带多个通孔的板体和多个设置于所述通孔中的小筛网，所述多个小筛网沿所述板体的横向和纵向均匀排列，所述小筛网和所述通孔一一对应设置，所述板体上的其余部分上设置有多个搅拌装置，所述搅拌装置与所述小筛网间隔均匀设置，所述搅拌装置连接至驱动机构；
步骤四，将步骤三得到的清液使用带有刀豆凝集素和麦胚凝集素的凝集素树脂柱进行纯化，洗脱即得到紫色淮山药粘液蛋白。
优选的是，所述的紫色淮山药粘液蛋白的提取方法中，
所述步骤三中，所述第一、第二、和第三层筛网的孔径分别为250目、300目、和400目，依次使用孔径逐渐减小的筛网进行筛选，筛选速度快；所述第一、第二、和第三层筛网的小筛网在水平方向上的投影不重合，这样可以保证筛选效果更好，不是总在竖直方向上的一条线上进行分离。
所述搅拌装置包括一连接至所述驱动机构的转轴和设置于所述转轴一端的呈辐射状分布的多个支撑杆，沿所述支撑杆的轴向垂直向下均匀设置有多个搅拌棒，所述驱动机构可驱动所述搅拌棒围绕所述转轴旋转并作用于所述小筛网上的物料，当使用所述多层式筛网过滤残留物时，同时启动搅拌装置搅拌以促进其过滤。
优选的是，所述的紫色淮山药粘液蛋白的提取方法中，所述步骤三中，所述耐高温α-淀粉酶的重量为所述残留物的0.6‰-0.8‰，此用量可以保证淀粉链的断裂而不影响粘性蛋白的糖链的降解。
优选的是，所述的紫色淮山药粘液蛋白的提取方法中，
所述步骤一中，将细粉状的紫色淮山药溶于重量为其10～12倍的质量体积浓度为2％的NaCl水溶液中，
所述步骤三中，将所述残留物溶于重量为其5～6倍的质量体积浓度为2％的NaCl水溶液中。溶于较多量的NaCl水溶液中可使紫色淮山药中的一些有机成分有效浸出，且适量的NaCl还具有调味作用。
优选的是，所述的紫色淮山药粘液蛋白的提取方法中，所述步骤一中，处理紫色淮山药的方法为将紫色淮山药使用破碎机破碎，过150目筛收集筛下物。
优选的是，所述的紫色淮山药粘液蛋白的提取方法中，所述步骤四后还包括干燥，所述干燥包括将步骤四得到的紫色淮山药粘液蛋白在-0.06～-0.04Mpa的压力下，进行流化床造粒并干燥，粒度为100-80目，其中水分含量≤2％。这样使得制得的粘性蛋白的颗粒均匀、失水迅速而又保持品质、溶解性更好。
本发明的有益效果为：
本发明首先使用NaCl水溶液对紫色淮山药或残留物进行浸提，初步将其细胞中到的有效成分溶出，有利于粘性蛋白产率的提高；
本发明采用超临界二氧化碳萃取技术将糖类、微量元素、脂肪等物质萃取出，剩余含有粘性蛋白的残留物，使用超临界萃取不仅能有效保留粘性蛋白的完整性，也分离得到的其他物质也可用作他用；同时，超临界萃取不使用有机溶剂，无化学残留，绿色环保；且使用CO2萃取安全、无毒、价格便宜，回收后还可再次使用；
本发明将残留物进行淀粉液化，在这个阶段中耐高温α-淀粉酶将残留物中的淀粉水解从而释放出包裹在淀粉中的粘性蛋白，同时此条件又能保证粘性蛋白上的糖链不被水解，提高粘性蛋白的产率；
本发明到的搅拌装置用于在使用小筛网过滤时搅拌残留物，从而最大限度的提高过滤效率和提高清液的产率；
本发明采用带有刀豆凝集素和麦胚凝集素的树脂柱进行粘性蛋白的进一步纯化，带有这两种凝集素的树脂柱有商业化的试剂盒，快速、方便、提取到的粘性蛋白的纯度高；
本发明的方法简便易于实施，操作参数易于控制，能有效保证产品有效成分及产品质量的稳定性，依照本发明提取的黏性蛋白的产率可达0.70％以上，黏性蛋白的纯度可达99％以上。
附图说明
图1为本发明所述的紫色淮山药粘液蛋白的提取方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
本发明中的带有刀豆凝集素和麦胚凝集素的凝集素树脂柱购买自德国快而精有限公司上海代表处，货号为37541，如无特别说明，本发明中使用的其他试剂和器材均能通过商业途径取得。
实施例1：
如图1所示，一种紫色淮山药粘液蛋白的提取方法，包括如下步骤：
步骤一，先将紫色淮山药洗净、去皮，先使用粗碎机初步破碎，然后使用万能破碎机破碎，过150目筛收集筛下物，称取紫色淮山药的重量约为70kg，将其溶于700kg的质量体积浓度为2％的NaCl水溶液中进行浸提，最后蒸干水分，使紫色淮山药粉末中的水分含量低于3％；
步骤二，将步骤一所得紫色淮山药的粉末置于超临界二氧化碳萃取装置的萃取釜中，进行10次萃取，之后得到留在萃取釜中的残留物5kg，其中，每次萃取包括先后进行的两个阶段，第一阶段萃取在压力42MPa，温度47.5℃下进行1h，二氧化碳的流量15kg/h，第二阶段萃取在压力44MPa，温度42℃下进行3h，二氧化碳的流量80kg/h，在萃取过程中还添加1.4kg的2％～5％的体积浓度为50％的乙醇作为夹带剂；
步骤三，先将步骤二中的得到的残留物溶于25kg质量体积浓度为2％的NaCl水溶液中再次进行浸提，并加入3g耐高温α-淀粉酶，搅拌均匀，然后在101℃喷射液化，闪蒸降温至90℃，待其完全液化后，真空闪蒸降温至60℃，最后使用多层式筛网过滤得清液，所述多层式筛网包括沿竖直方向依次连接的第一层筛网、第二层筛网、和第三层筛网，所述第一、第二、和第三层筛网的孔径分别为250目、300目、和400目，所述第一、第二、和第三层筛网的小筛网在水平方向上的投影不重合，每层筛网均包括一带多个通孔的板体和多个设置于所述通孔中的小筛网，所述多个小筛网沿所述板体的横向和纵向均匀排列，所述小筛网和所述通孔一一对应设置，所述板体上的其余部分上设置有多个搅拌装置，所述搅拌装置与所述小筛网间隔均匀设置，所述搅拌装置连接至驱动机构；
所述搅拌装置包括一连接至所述驱动机构的转轴和设置于所述转轴一端的呈辐射状分布的多个支撑杆，沿所述支撑杆的轴向垂直向下均匀设置有多个搅拌棒，所述驱动机构可驱动所述搅拌棒围绕所述转轴旋转并作用于所述小筛网上的物料，当使用所述多层式筛网过滤残留物时，同时启动搅拌装置搅拌以促进其过滤。
步骤四，将步骤三得到的清液使用带有刀豆凝集素和麦胚凝集素的凝集素树脂柱进行纯化，洗脱即得到紫色淮山药粘液蛋白。
步骤五，干燥：将步骤四得到的紫色淮山药粘液蛋白在-0.05Mpa的压力下，进行流化床造粒并干燥，粒度为90目，其中水分含量为2％，称量，紫色淮山药粘液蛋白的质量为500g，产率为0.71％。
经测定，本实施例中的紫色淮山药粘液蛋白的纯度为99.5％。
实施例2：
如图1所示，一种紫色淮山药粘液蛋白的提取方法，包括如下步骤：
步骤一，先将紫色淮山药洗净、去皮，先使用粗碎机初步破碎，然后使用万能破碎机破碎，过150目筛收集筛下物，称取紫色淮山药的重量约为70kg将其溶于840kg NaCl水溶液中进行浸提，最后蒸干水分，使紫色淮山药粉末中的水分含量为3％；
步骤二，将步骤一所得紫色淮山药的粉末置于超临界二氧化碳萃取装置的萃取釜中，进行5次萃取，之后得到留在萃取釜中的残留物5kg，其中，每次萃取包括先后进行的两个阶段，第一阶段萃取在压力41MPa，温度45℃下进行1h，二氧化碳的流量10kg/h，第二阶段萃取在压力43MPa，温度42℃下进行2.5h，二氧化碳的流量70kg/h，在萃取过程中还添加占紫色淮山药粉末重量3.5kg体积浓度为45％的乙醇作为夹带剂；
步骤三，先将步骤二中的得到残留物溶于30kg的质量体积浓度为2％的NaCl水溶液中再次进行浸提，并加入重量为所述残留物的4g耐高温α-淀粉酶，搅拌均匀，然后在102℃喷射液化，闪蒸降温至93℃，待其完全液化后，真空闪蒸降温至65℃，最后使用多层式筛网过滤得清液，所述多层式筛网包括沿竖直方向依次连接的第一层筛网、第二层筛网、和第三层筛网，所述第一、第二、和第三层筛网的孔径分别为250目、300目、和400目，所述第一、第二、和第三层筛网的小筛网在水平方向上的投影不重合，每层筛网均包括一带多个通孔的板体和多个设置于所述通孔中的小筛网，所述多个小筛网沿所述板体的横向和纵向均匀排列，所述小筛网和所述通孔一一对应设置，所述板体上的其余部分上设置有多个搅拌装置，所述搅拌装置与所述小筛网间隔均匀设置，所述搅拌装置连接至驱动机构；
所述搅拌装置包括一连接至所述驱动机构的转轴和设置于所述转轴一端的呈辐射状分布的多个支撑杆，沿所述支撑杆的轴向垂直向下均匀设置有多个搅拌棒，所述驱动机构可驱动所述搅拌棒围绕所述转轴旋转并作用于所述小筛网上的物料，当使用所述多层式筛网过滤残留物时，同时启动搅拌装置搅拌以促进其过滤。
步骤四，将步骤三得到的清液使用带有刀豆凝集素和麦胚凝集素的凝集素树脂柱进行纯化，洗脱即得到紫色淮山药粘液蛋白。
步骤五，干燥：将步骤四得到的紫色淮山药粘液蛋白在-0.06Mpa的压力下，进行流化床造粒并干燥，粒度为100目，其中水分含量为1％，称量，紫色淮山药粘液蛋白的质量为592g，产率为0.85％。
经测定，本实施例中的紫色淮山药粘液蛋白的纯度为99.3％。
实施例3：
如图1所示，一种紫色淮山药粘液蛋白的提取方法，包括如下步骤：
步骤一，先将紫色淮山药洗净，使用粗碎机初步破碎，然后使用万能破碎机破碎，过150目筛收集筛下物，称取紫色淮山药的重量约为70kg将其溶于770kg的质量体积浓度为2％的NaCl水溶液中进行浸提，最后蒸干水分，使紫色淮山药粉末中的水分含量低于3％；
步骤二，将步骤一所得紫色淮山药的粉末置于超临界二氧化碳萃取装置的萃取釜中，进行15次萃取，之后得到留在萃取釜中的残留物5kg，其中，每次萃取包括先后进行的两个阶段，第一阶段萃取在压力43MPa，温度50℃下进行1h，二氧化碳的流量20kg/h，第二阶段萃取在压力45MPa，温度42℃下进行3.5h，二氧化碳的流量90kg/h，在萃取过程中还添加2.1kg体积浓度为55％的乙醇作为夹带剂；
步骤三，先将步骤二中的得到残留物溶于27.5kg的质量体积浓度为2％的NaCl水溶液中再次进行浸提，并加入3.5g的耐高温α-淀粉酶，搅拌均匀，然后在102℃喷射液化，闪蒸降温至93℃，待其完全液化后，真空闪蒸降温至60℃，最后使用多层式筛网过滤得清液，所述多层式筛网包括沿竖直方向依次连接的第一层筛网、第二层筛网、和第三层筛网，所述第一、第二、和第三层筛网的孔径分别为250目、300目、和400目，所述第一、第二、和第三层筛网的小筛网在水平方向上的投影不重合，每层筛网均包括一带多个通孔的板体和多个设置于所述通孔中的小筛网，所述多个小筛网沿所述板体的横向和纵向均匀排列，所述小筛网和所述通孔一一对应设置，所述板体上的其余部分上设置有多个搅拌装置，所述搅拌装置与所述小筛网间隔均匀设置，所述搅拌装置连接至驱动机构；
所述搅拌装置包括一连接至所述驱动机构的转轴和设置于所述转轴一端的呈辐射状分布的多个支撑杆，沿所述支撑杆的轴向垂直向下均匀设置有多个搅拌棒，所述驱动机构可驱动所述搅拌棒围绕所述转轴旋转并作用于所述小筛网上的物料，当使用所述多层式筛网过滤残留物时，同时启动搅拌装置搅拌以促进其过滤。
步骤四，将步骤三得到的清液使用带有刀豆凝集素和麦胚凝集素的凝集素树脂柱进行纯化，洗脱即得到紫色淮山药粘液蛋白。
步骤五，干燥：将步骤四得到的紫色淮山药粘液蛋白在-0.04Mpa的压力下，进行流化床造粒并干燥，粒度为80目，其中水分含量为1.5％，称量，紫色淮山药粘液蛋白的质量为549g，产率为0.78％。
经测定，本实施例中的紫色淮山药粘液蛋白的纯度为99.4％。
依照本发明提取紫色淮山药粘液蛋白快速、易于操作，紫色淮山药粘液蛋白的产率可达到0.7％以上，远远高于其他方法的产率(0.2％～0.4％)，而且粘液蛋白的纯度也高达99.3％之上，粘液蛋白的完整性也保持较好。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种紫色淮山药粘液蛋白的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，先将紫色淮山药处理为细粉，溶于NaCl水溶液进行浸提，然后蒸干水分，使紫色淮山药粉末中的水分含量低于3％；其中，处理紫色淮山药的方法为将紫色淮山药使用破碎机破碎，过150目筛收集筛下物；
步骤二，将步骤一所得紫色淮山药的粉末置于超临界二氧化碳萃取装置的萃取釜中，进行5～15次萃取，之后得到留在萃取釜中的残留物，其中，每次萃取包括先后进行的两个阶段，第一阶段萃取在压力41～43MPa，温度45～50℃下进行1h，二氧化碳的流量10～20kg/h，第二阶段萃取在压力43～45MPa，温度42℃下进行2.5～3.5h，二氧化碳的流量70～90kg/h，在萃取过程中还添加占紫色淮山药粉末重量2％～5％的体积浓度为45％～55％的乙醇作为夹带剂；
步骤三，先将步骤二中的得到残留物溶于NaCl水溶液中再次进行浸提，并加入耐高温α-淀粉酶，搅拌均匀，然后在101～102℃喷射液化，闪蒸降温至90～93℃，待其完全液化后，真空闪蒸降温至60～65℃，最后使用多层式筛网过滤得清液，所述多层式筛网包括沿竖直方向依次连接的第一层筛网、第二层筛网、和第三层筛网，每层筛网均包括一带多个通孔的板体和多个设置于所述通孔中的小筛网，所述多个小筛网沿所述板体的横向和纵向均匀排列，所述小筛网和所述通孔一一对应设置，所述板体上的其余部分上设置有多个搅拌装置，所述搅拌装置与所述小筛网间隔均匀设置，所述搅拌装置连接至驱动机构；
步骤四，将步骤三得到的清液使用带有刀豆凝集素和麦胚凝集素的凝集素树脂柱进行纯化，洗脱即得到紫色淮山药粘液蛋白。
2.如权利要求1所述的紫色淮山药粘液蛋白的提取方法，其特征在于，
所述步骤三中，所述第一、第二、和第三层筛网的孔径分别为250目、300目、和400目，所述第一、第二、和第三层筛网的小筛网在水平方向上的投影不重合；
所述搅拌装置包括一连接至所述驱动机构的转轴和设置于所述转轴一端的呈辐射状分布的多个支撑杆，沿所述支撑杆的轴向垂直向下均匀设置有多个搅拌棒，所述驱动机构可驱动所述搅拌棒围绕所述转轴旋转并作用于所述小筛网上的物料，当使用所述多层式筛网过滤残留物时，同时启动搅拌装置搅拌以促进其过滤。
3.如权利要求1所述的紫色淮山药粘液蛋白的提取方法，其特征在于，所述步骤三中，所述耐高温α-淀粉酶的重量为所述残留物的0.6‰-0.8‰。
4.如权利要求1所述的紫色淮山药粘液蛋白的提取方法，其特征在于，
所述步骤一中，将细粉状的紫色淮山药溶于重量为其10～12倍的质量体积浓度为2％的NaCl水溶液中；
所述步骤三中，将所述残留物溶于重量为其5～6倍的质量体积浓度为2％的NaCl水溶液中。
5.如权利要求1～4任一项所述的紫色淮山药粘液蛋白的提取方法，其特征在于，所述步骤四后还包括干燥，所述干燥包括将步骤四得到的紫色淮山药粘液蛋白在-0.06～-0.04Mpa的压力下，进行流化床造粒并干燥，粒度为100-80目，其中水分含量≤2％。
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