CN104814244A - 一种高纯度甘薯蛋白的提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，本方法包括以下步骤：①将甘薯洗净、粉碎、过筛，加入纯净水搅拌浸泡，取上清液；②将步骤①所得上清液离心，取上清液；③将步骤②所得上清液经食品级活性炭层过滤或抽滤，取滤液；④将步骤③所得滤液搅拌条件下缓慢加入食品级酒精中，静置得絮状混合液；⑤将步骤④所得絮状混合液离心；⑥收集步骤⑤所得固体，真空干燥或者冷冻干燥，得甘薯蛋白成品。本发明的甘薯蛋白的提取方法相对传统工艺来讲工艺简单、稳定，条件温和，绿色环保，得到的甘薯蛋白纯度为92％～97％，相对传统工艺方法得到的甘薯蛋白纯度为72.4％来说较高。
Description
技术领域
本发明属于蛋白质的提取领域，具体讲是一种高纯度甘薯蛋白的提取方法。
背景技术
甘薯为缠绕草质藤本，属一年生或多年生蔓生草本。又名山芋、红芋、番薯、红薯、白薯、地瓜、红苕等，因地区不同而有不同的名称。甘薯含有丰富的粘液蛋白，这是一种多糖与蛋白质混合物，对人体有特殊的保护作用，能保持消化道、呼吸道、关节腔、膜腔的润滑和血管的弹性，由于这种物质可防止物质在动脉管壁上沉积而引起的动脉硬化，可以防止肝及肾脏等器官结缔组织的萎缩，可以减缓人体器官的老化，提高肌体免疫力。甘薯还含有糖蛋白，具有很好的抗突变、降血脂和增强免疫力的作用。甘薯块根中一般含有2～10g/100g干物质的蛋白质。
目前甘薯蛋白的提取方法非常多，授权专利申请号为201210052356.0的甘薯蛋白热沉淀法提取工艺、硕士论文《甘薯淀粉生产废液中蛋白质的提取及抗氧化活性研究》都公开了多种甘薯蛋白的提取方法，但这些方法基本包括如下步骤：甘薯粉碎→浸泡→取上清液→离心→离心液碱提、酸提、有机溶剂提取→离心取固体→得到甘薯蛋白粗品，所得甘薯蛋白粗品纯度比较低，需要更进一步经过柱层析、膜渗透法进行提纯。提取甘薯淀粉废液→离心→离心液碱提、酸提、有机溶剂提取→离心取固体→得到甘薯蛋白粗品，所得甘薯蛋白粗品纯度比较低，需要更进一步经过柱层析、膜渗透法进行提纯。步骤繁多，而且离心液碱提、酸提、有机溶剂提取中都是将碱、酸、有机溶剂加入离心液中，导致蛋白质迅速絮凝，杂质含量高。
发明内容
为克服以上缺陷，本发明提供了一种工艺操作简单，蛋白纯度相对较高的甘薯蛋白的提取方法。
本发明目的是由以下技术方案实现的：
一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，包括以下步骤：
①将甘薯洗净粉碎，过30目筛，将过筛后的甘薯加入恒温搅拌罐中，向搅拌罐中加入体积为甘薯粉碎后体积4倍的纯净水，保持搅拌罐内混合物温度为20～40℃条件下搅拌浸泡8～16h，取上清液；
②将步骤①所得上清液经离心机1000r/min离心15min，取上清液；
③将步骤②所得上清液经食品级活性炭层过滤或抽滤，取滤液；
④将质量浓度为80％，体积为步骤③所得滤液体积2～4倍的的食品级酒精加入恒温搅拌罐中，开启搅拌，将步骤③所得滤液加入搅拌罐中，保持搅拌罐内物料温度为20～40℃，滤液加入完毕静置0.5～1h，得絮状混合液；
⑤将步骤④所得絮状混合液经离心机3000～4000r/min离心10min，取固体；
⑥收集步骤⑤所得固体干燥，得甘薯蛋白成品。
进一步的，一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，步骤①所述浸泡温度为30～35℃，时间为10h。
进一步的，一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，步骤③所述过滤压力为0.4～0.6Mpa，抽滤压力为-0.08～-0.07Mpa。
进一步的，一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，步骤④所述滤液加入过程中保持恒温搅拌罐内物料温度为30～35℃。
进一步的，一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，步骤⑥所述干燥为真空干燥， 干燥温度为35～40℃、压力为-0.08～-0.09Mpa。
进一步的，一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，步骤⑥所述干燥为冷冻干燥，干燥温度为-25～-20℃、压力为-0.09～-0.08Mpa。
本发明还提供了一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，应用提取甘薯淀粉废液提取甘薯蛋白，包括以下步骤：
①将提取甘薯淀粉废液经食品级活性炭层抽滤，抽滤压力为-0.08～-0.07Mpa，取滤液；
②将质量浓度为80％，体积为步骤①所得滤液体积3倍的的食品级酒精加入恒温搅拌罐中，开启搅拌，将步骤①所得滤液加入搅拌罐中，保持搅拌罐内物料温度为30～35℃，滤液加入完毕静置1h，得絮状混合液；
③将步骤②所得絮状混合液经离心机4000r/min离心10min，取固体；
④收集步骤③所得固体，真空干燥，干燥温度为35～40℃、压力为-0.08～-0.09Mpa，得甘薯蛋白成品。
本发明的有益效果为：
1、采用活性炭过滤或抽滤不但除掉了溶液中的固体杂质，利用活性炭的吸附作用也除掉了溶液中的一些其他能被活性炭吸附的可溶性杂质。使得溶液中蛋白质的纯度相对更高，有利于大量生产较高纯度的甘薯蛋白。
2、本提取方法所述的将滤液在搅拌条件下加入酒精中，并控制酒精温度在20～40℃，而不是采用传统的办法将酒精加入滤液中，这样做的优点是：甘薯蛋白可以在酒精中缓慢絮凝，滤液能更好的扩散以便杂质更好的溶解在酒精中；防止酒精直接加入滤液中导致甘薯蛋白大量絮凝以致杂质包含在甘薯蛋白中，最终得到蛋白质纯度相对较高。酒精属于食品级原料，蛋白质絮凝后离心所得 固体如果不是需要特别纯的蛋白质可直接干燥，干燥后的物料即使酒精有少量残存也不对人体有伤害。
3、本提取方法的所有工艺温度都控制在40℃以下，工艺条件比较温和，容易操作。
4、本提取方法所述的步骤⑤离心所得液体，可经蒸馏提纯后循环利用酒精，工艺比较环保，无污染，同时降低了蛋白提取成本。
5、采用本提取方法所得相对纯度较高的甘薯蛋白可进一步通过膜透析法得到高纯度的不同分子量的甘薯蛋白。
总之本发明的甘薯蛋白的提取方法相对传统工艺来讲工艺简单、稳定，条件温和，绿色环保，得到的甘薯蛋白成品纯度为92％～97％。对比例8为本发明通过传统工艺方法得到的甘薯蛋白成品纯度为72.4％，如果想得到更高纯度的甘薯蛋白成品还需要柱层析、膜透析等步骤才能达到要求，因此通过本发明的工艺方法使得甘薯蛋白成品的纯度提高20％还是有必要的。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的具体的物料配比、工艺条件及其结果仅用于说明本发明而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。
实施例1
一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，本方法包括以下步骤：
①将甘薯洗净粉碎，过30目筛，将过筛后的甘薯加入恒温搅拌罐中，向搅拌罐中加入体积为甘薯粉碎后体积4倍的纯净水，保持搅拌罐内混合物温度为20～25℃、25～30℃、30～35℃、35～40℃条件下搅拌浸泡16h，取上清液；
②将步骤①所得上清液经离心机1000r/min离心15min，取上清液；
③将步骤②所得上清液经食品级活性炭层抽滤，抽滤压力为-0.08～-0.07Mpa，取滤液；
④将质量浓度为80％，体积为步骤③所得滤液体积2～4倍的食品级酒精加入恒温搅拌罐中，开启搅拌，将步骤③所得滤液加入搅拌罐中，保持搅拌罐内物料温度为为20～25℃，滤液加入完毕静置1h，得絮状混合液；
⑤将步骤④所得絮状混合液经离心机3000r/min离心20min，取固体；
⑥收集步骤⑤所得固体，真空干燥，干燥温度为35～40℃、压力为-0.08～-0.09Mpa，的甘薯蛋白成品。
检测方法：
甘薯蛋白含量测定：本发明采用《中国药典》2010版(三部)附录ⅥB蛋白质测定法第三法测定蛋白质含量。
灰分测定：取蛋白质提取物约1.0g，置炽灼至恒重的坩埚中，精密称定，缓缓炽灼至完全炭化后，逐渐升高温度至600～700℃，使完全炭化并恒重，遗留的灰分，不得过0.2％。
干燥失重：取本品，在105℃干燥5h，减失的重量，不得过1％。
检测结果：
实施例2
一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，本方法包括以下步骤：
①将甘薯洗净粉碎，过30目筛，将过筛后的甘薯加入恒温搅拌罐中，向搅拌罐中加入体积为甘薯粉碎后体积4倍的纯净水，保持搅拌罐内混合物温度为35～40℃条件下搅拌搅拌浸泡8h、10h、12h、14h，取上清液；
②将步骤①所得上清液经离心机1000r/min离心15min，取上清液；
③将步骤②所得上清液经食品级活性炭层过滤，过滤压力为0.4～0.6Mpa，取滤液；
④将质量浓度为80％，体积为步骤③所得滤液体积2倍的食品级酒精加入恒温搅拌罐中，开启搅拌，将步骤③所得滤液加入搅拌罐中，保持搅拌罐内物料温度为20～25℃，滤液加入完毕静置1h，得絮状混合液；
⑤将步骤④所得絮状混合液经离心机3000r/min离心20min，取固体；
⑥收集步骤⑤所得固体，真空干燥，干燥温度为35～40℃、压力为-0.08～-0.09Mpa，得甘薯蛋白成品。
检测方法同实施例1。
检测结果：
实施例3
一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，本方法包括以下步骤：
①将甘薯洗净粉碎，过30目筛，将过筛后的甘薯加入恒温搅拌罐中，向搅拌罐中加入体积为甘薯粉碎后体积4倍的纯净水，保持搅拌罐内混合物温度为35～40℃条件下搅拌浸泡10h，取上清液；
②将步骤①所得上清液经离心机1000r/min离心15min，取上清液；
③将步骤②所得上清液经食品级活性炭层过滤，过滤压力为0.4～0.6Mpa，取滤液；
④将质量浓度为80％，体积为步骤③所得滤液体积2倍的食品级酒精加入恒温搅拌罐中，开启搅拌，将步骤③所得滤液加入搅拌罐中，保持搅拌罐内物料温度为20～25℃、25～30℃、30～35℃、35～40℃，滤液加入完毕静置0.5h，得絮状混合液；
⑤将步骤④所得絮状混合液经离心机3500r/min离心10min，取固体；
⑥收集步骤⑤所得固体，真空干燥，干燥温度为35～40℃、压力为-0.08～-0.09Mpa，得甘薯蛋白成品。
检测方法同实施例1。
检测结果：
实施例4
一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，本方法包括以下步骤：
①将甘薯洗净粉碎，过30目筛，将过筛后的甘薯加入恒温搅拌罐中，向搅拌罐中加入体积为甘薯粉碎后体积4倍的纯净水，保持搅拌罐内混合物温度为35～40℃条件下搅拌浸泡10h，取上清液；
②将步骤①所得上清液经离心机1000r/min离心15min，取上清液；
③将步骤②所得上清液经食品级活性炭层抽滤，抽滤压力为 -0.08～-0.07Mpa，取滤液；
④将质量浓度为80％，体积为步骤③所得滤液体积2、3、4倍的食品级酒精加入恒温搅拌罐中，开启搅拌，将步骤③所得滤液加入搅拌罐中，保持搅拌罐内物料温度20～25℃，滤液加入完毕静置1h，得絮状混合液；
⑤将步骤④所得絮状混合液经离心机4000r/min离心10min，取固体；
⑥收集步骤⑤所得固体，真空干燥，干燥温度为35～40℃、压力为-0.08～-0.09Mpa，得甘薯蛋白成品。
检测方法同实施例1。
检测结果：
实施例5
一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，应用提取甘薯淀粉废液提取甘薯蛋白，包括以下步骤：
①将提取甘薯淀粉提取废液经食品级活性炭层抽滤，抽滤压力为-0.08～-0.07Mpa取滤液；
②将质量浓度为80％，体积为步骤①所得滤液体积3倍的的食品级酒精加入恒温搅拌罐中，开启搅拌，将步骤①所得滤液加入搅拌罐中，保持搅拌罐内物料温度为30～35℃，滤液加入完毕静置1h，得絮状混合液；
③将步骤②所得絮状混合液经离心机4000r/min离心10min，取固体；
④收集步骤③所得固体，真空干燥，干燥温度为35～40℃、压力为 -0.08～-0.09Mpa，得甘薯蛋白成品。
检测方法同实施例1。
检测结果：
蛋白质含量为95.3％，灰分为0.108％，干燥失重为0.597％。
对比例6
一种甘薯蛋白的提取方法，本方法包括以下步骤：
①将甘薯洗净粉碎，过30目筛，将过筛后的甘薯加入恒温搅拌罐中，向搅拌罐中加入体积为甘薯粉碎后体积4倍的纯净水，保持搅拌罐内混合物温度为30～35℃条件下搅拌浸泡10h，取上清液；
②将步骤①所得上清液经离心机1000r/min离心15min，取上清液；
③将质量浓度为80％，体积为步骤②所得上清液体积4倍的食品级酒精加入恒温搅拌罐中，开启搅拌，将步骤②所得上清液加入搅拌罐中，保持搅拌罐内物料温度为30～35℃，上清液加入完毕静置1h，得絮状混合液；
④将步骤③所得絮状混合液经离心机4000r/min离心10min，取固体；
⑤收集步骤④所得固体，真空干燥，干燥温度为35～40℃、压力为-0.08～-0.09Mpa，得甘薯蛋白成品。
检测方法同实施例1。
检测结果：
蛋白质含量为：83.6％，灰分为0.106％，干燥失重为0.953％。
本对比例相比本发明工艺方法省掉经活性炭层过滤或抽滤步骤，所得甘薯蛋白成品纯度为83.6％，相比利用本发明工艺方法所得甘薯蛋白成品纯度为92％～97％来说，本对比例所得甘薯蛋白成品纯度较低，加入活性炭层过滤或抽 滤步骤使得甘薯蛋白成品纯度提高10％还是有必要的。
对比例7
一种甘薯蛋白的提取方法，本方法包括以下步骤：
①将甘薯洗净粉碎，过30目筛，将过筛后的甘薯加入恒温搅拌罐中，向搅拌罐中加入体积为甘薯粉碎后体积4倍的纯净水，保持搅拌罐内混合物温度为30～35℃条件下搅拌浸泡10h，取上清液；
②将步骤①所得上清液经离心机1000r/min离心15min，取上清液；
③将步骤②所得上清液经食品级活性炭层过滤，过滤压力为0.4～0.6Mpa，取滤液；
④将步骤③所得滤液加入搅拌罐中，开启搅拌，将质量浓度为80％，体积为上清液体积4倍食品级酒精加入恒温搅拌罐中，保持搅拌罐内物料温度为35～40℃，酒精加入完毕静置1h，得絮状混合液；
⑤将步骤④所得絮状混合液经离心机4000r/min离心10min，取固体；
⑥收集步骤⑤所得固体，真空干燥，干燥温度为30～35℃、压力为-0.08～-0.09Mpa，得甘薯蛋白成品。
检测方法同实施例1。
检测结果：
蛋白质含量为82.4％，灰分为0.059％，干燥失重为0.587％。
本对比例步骤跟本发明工艺方法基本相同，只是把步骤④中的酒精跟步骤③所得滤液的加入顺序进行颠倒，本对比例所得甘薯蛋白成品的纯度为82.4％，相比利用本发明工艺方法所得甘薯蛋白成品纯度为92％～97％来说，本对比例所得甘薯蛋白成品纯度较低，将酒精跟步骤③所得滤液的加入顺序进行颠倒使得 甘薯蛋白成品纯度提高10％还是有必要的。
对比例8
一种甘薯蛋白的提取方法，本方法包括以下步骤：
①将甘薯洗净粉碎，过30目筛，将过筛后的甘薯加入恒温搅拌罐中，向搅拌罐中加入体积为甘薯粉碎后体积4倍的纯净水，保持搅拌罐内混合物温度为30～35℃条件下搅拌浸泡10h，取上清液；
②将步骤①所得上清液经离心机1000r/min离心15min，取上清液；
③将步骤②所得上清液加入恒温搅拌罐中，开启搅拌，将质量浓度为80％，体积为上清液体积4倍的食品级酒精加入恒温搅拌罐中，酒精加入完毕静置1h，得絮状混合液；
④将步骤③所得絮状混合液经离心机4000r/min离心10min，取固体；
⑤收集步骤④所得固体，真空干燥，干燥温度为35～40℃、压力为-0.08～-0.09Mpa，得甘薯蛋白成品。
检测方法同实施例1。
检测结果：
蛋白质含量为72.4％，灰分为0.091％，干燥失重为0.152％。
本对比例跟本发明工艺方法相比，省掉了活性炭层过滤或抽滤，同时把步骤④中的酒精跟步骤③所得滤液的加入顺序进行颠倒，本对比例所得甘薯蛋白成品的纯度为72.4％，相比利用本发明工艺方法所得甘薯蛋白成品纯度为92％～97％来说，本对比例所得甘薯蛋白成品纯度较低，因此利用本发明工艺方法使得甘薯蛋白成品纯度提高20％还是有必要的。
Claims (7)
1.一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
①将甘薯洗净粉碎，过30目筛，将过筛后的甘薯加入恒温搅拌罐中，向搅拌罐中加入体积为甘薯粉碎后体积4倍的纯净水，保持搅拌罐内混合物温度为20～40℃条件下搅拌浸泡8～16h，取上清液；
②将步骤①所得上清液经离心机1000r/min离心15min，取上清液；
③将步骤②所得上清液经食品级活性炭层过滤或抽滤，取滤液；
④将质量浓度为80％，体积为步骤③所得滤液体积2～4倍的食品级酒精加入恒温搅拌罐中，开启搅拌，将步骤③所得滤液加入搅拌罐中，保持搅拌罐内物料温度为20～40℃，滤液加入完毕静置0.5～1h，得絮状混合液；
⑤将步骤④所得絮状混合液经离心机3000～4000r/min离心，取固体；
⑥收集步骤⑤所得固体干燥，得甘薯蛋白成品。
2.根据权利要求1所述的一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，其特征在于，步骤①所述浸泡温度为30～35℃，时间为10h。
3.根据权利要求1所述的一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，其特征在于，步骤③所述过滤压力为0.4～0.6Mpa，抽滤压力为-0.08～-0.07Mpa。
4.根据权利要求1所述的一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，其特征在于，步骤④所述滤液加入过程中保持恒温搅拌罐内物料温度为30～35℃。
5.根据权利要求1所述的一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，其特征在于，步骤⑥所述干燥为真空干燥，干燥温度为35～40℃、压力为-0.08～-0.09Mpa。
6.根据权利要求1所述的一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，其特征在于，步骤⑥所述干燥为冷冻干燥，干燥温度为-25～-20℃、压力为-0.09～-0.08Mpa。
7.一种高纯度甘薯蛋白的提取方法，其特征在于，应用提取甘薯淀粉废液提取甘薯蛋白，包括以下步骤：
①将提取甘薯淀粉废液经食品级活性炭层抽滤，抽滤压力为-0.08～-0.07Mpa，取滤液；
②将质量浓度为80％，体积为步骤①所得滤液体积3倍的食品级酒精加入恒温搅拌罐中，开启搅拌，将步骤①所得滤液加入搅拌罐中，保持搅拌罐内物料温度为30～35℃，滤液加入完毕静置1h，得絮状混合液；
③将步骤②所得絮状混合液经离心机4000r/min离心10min，取固体；
④收集步骤③所得固体，真空干燥，干燥温度为35～40℃、压力为-0.08～-0.09Mpa，得甘薯蛋白成品。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20150805 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |