CN104961823A - 一种适用于大规模制备食品级卵白蛋白的提纯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于大规模制备食品级卵白蛋白的提纯方法，步骤如下：室温下收集鸡蛋清，按照鸡蛋清与新鲜去离子水体积比为1：2的比例进行稀释，不需调节pH，均匀搅拌后离心；向离心所得上清液中加入分子量介于200～20000的聚乙二醇，均匀搅拌后离心，即可得到含有聚乙二醇的高纯度卵白蛋白溶液；对所得含有聚乙二醇的高纯度卵白蛋白溶液进行超滤处理，可以继续制得不含有聚乙二醇的高纯度卵白蛋白。本发明简便快速，成本低廉，条件温和安全，适用于大规模工业化生产，所得卵白蛋白品质很高，方便后续直接加工为各种食品、保健品及医药用品。

Description

一种适用于大规模制备食品级卵白蛋白的提纯方法
技术领域
本发明涉及生物、医药及食品工业技术领域，更具体涉及一种适用于大规模制备食品级卵白蛋白的提纯方法。
背景技术
卵白蛋白（又称卵清蛋白）是一种由386个氨基酸残基组成的球状含磷糖蛋白，相对分子质量为45KDa，等电点为4.5。卵白蛋白是一种优质蛋白质，不仅含有人体所必需的8种氨基酸，还含有多种人体必须的金属微量元素，具有较高的营养价值，有利于促进个体生长发育和新陈代谢。同时，卵白蛋白还可以经蛋白酶水解加工处理为低分子肽的混合物，调制为营养丰富、极易被人体吸收利用、增强机体免疫力的卵白蛋白营养口服液。此外，卵白蛋白可以直接与铁（Ⅲ）离子形成稳定的复合物，有望作为生物高分子载体加工制备新型复合补铁剂或食品强化铁，从而避免传统补铁剂通常伴有的恶心、呕吐、腹泻等副作用及对胃肠道造成的损伤。
卵白蛋白占鸡蛋清中总蛋白质量的54%～63%，是鸡蛋清中含量最高的一种蛋白质。目前，用硫酸铵、硫酸钠及氯化钠进行盐析是分离卵白蛋白的常规方法。但是产品中含盐量高，需要多次脱盐才能获得较高纯度的卵白蛋白用于进一步加工。还有报道提出用超滤技术制备卵白蛋白，但是该方法需要贵重设备，分离规模也较有限。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于大规模制备食品级卵白蛋白的提纯方法。该方法所用工艺简单快捷，所用试剂生物安全性高，条件温和，无需复杂设备，可以克服现有卵白蛋白制备工艺的缺点，根据后续加工的需要制备纯度90%～99%及以上的食品级卵白蛋白。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：
（1）用去离子水按比例稀释鸡蛋清，搅拌均匀，离心去除沉淀，收集上清液A；
（2）向步骤（1）所得的上清液A中加入分子量介于200～20000的聚乙二醇，形成混合液，搅拌均匀，离心去除沉淀，收集上清液B，即为含有聚乙二醇的食品级卵白蛋白溶液，其中卵白蛋白占总蛋白质量百分比的90%～99%；
（3））将步骤（2）所得上清液B超滤，对截留部分进行真空冷冻干燥，得到白色粉末，即为不含有聚乙二醇的食品级卵白蛋白，其中卵白蛋白占总蛋白质量百分比的90%～99%。
步骤（1）中，所述鸡蛋清为在室温下新鲜鸡蛋中收集的鸡蛋清，去离子水为新鲜的去离子水；所述鸡蛋清与去离子水体积比为1：2；此时不需要调节pH，其自身pH在8.2～9.2。
步骤（2）中，所述混合液中聚乙二醇的质量百分浓度为15～30%。
步骤（1）和步骤（2）中，所述离心速度为8000 rpm，离心时间为30min。
步骤（3）中，所述超滤为：以膜截留分子量为30 kDa的超滤膜超滤。
本发明制得的含有聚乙二醇的食品级卵白蛋白溶液，直接用于后续酶解加工制备各种营养口服液或者制备为口服复合补铁剂的用途；
本发明制得的不含有聚乙二醇的食品级卵白蛋白，直接用于加工制备各种不含聚乙二醇的营养粉、营养片、营养口服液或者制备为口服复合补铁剂的用途，也可以用于其它需要不含聚乙二醇的卵白蛋白的用途。
本发明具有以下优点：
（1） 本发明涉及的提取原料鸡蛋清来源广泛，价格低廉，而且在天然蛋清自身偏碱性的条件下提取卵白蛋白，既方便，而且得率比靠近中性甚至酸性的条件高；
（2） 本发明所用工艺操作非常简单易行，生产周期短，无需复杂设备，易于大规模工业化生产；
（3） 本发明所用工艺中无相变发生，有利于保护卵白蛋白的生物学活性；
（4） 本发明所用工艺未使用任何有毒有害化学物质，所使用的聚乙二醇具有很高的生物安全性，是医药及食品行业常用的原辅料，可以确保分离所得产品质量的安全性；用聚乙二醇在上述偏碱性条件下直接提取卵白蛋白，所用蛋清仅用去离子水稀释，而不是常用的一些盐溶液，避免影响得率及后续除盐的处理；
（5） 本发明所述工艺制得的产物成分清晰，主要部分为来源于鸡蛋清的蛋白质成分，少量部分为提纯过程中加入的聚乙二醇，因此不影响用于直接制备各种营养口服液或者口服复合补铁剂；同时根据需要还可以对制得产物进行超滤以除去聚乙二醇，用于其它需要不含聚乙二醇的卵白蛋白的用途。
附图说明
图1为一种适用于大规模制备食品级卵白蛋白的提纯方法的工艺流程示意图。
图2为十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测聚乙二醇200处理蛋清所得结果。其中，泳道1：所用鸡蛋清原料；泳道2：质量百分浓度为15%的聚乙二醇200处理后鸡蛋清；泳道3：质量百分浓度为30%的聚乙二醇200处理后鸡蛋清；泳道4：市售卵白蛋白对照品。
图3为十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测聚乙二醇20000处理蛋清所得结果。其中，泳道1：所用鸡蛋清原料；泳道2：质量百分浓度为15%的聚乙二醇20000处理后鸡蛋清；泳道3：质量百分浓度为30%的聚乙二醇20000处理后鸡蛋清；泳道4：市售卵白蛋白对照品。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
取两份新鲜鸡蛋清100ml，分别加入200ml新鲜去离子水，不需调节pH，均匀搅拌1小时，8000 rpm离心30min除去沉淀。
向第一份离心获取的上清液，加聚乙二醇200至其质量百分浓度为15%，再搅拌1小时，8000rpm离心30min，收集上清液，即为含有聚乙二醇的高纯度卵白蛋白溶液。该溶液以膜截留分子量为30 kDa的超滤膜超滤，对截留部分进行真空冷冻干燥，所得白色粉末，即为不含有聚乙二醇的高纯度卵白蛋白。所得卵白蛋白经十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测表明卵白蛋白含量占总蛋白含量的82.9%，纯度高于普通市售卵白蛋白，总得率为98.2%。
向第二份离心获取的上清液，加聚乙二醇200至其质量百分浓度为30%，搅拌均匀，室温放置1小时，8000rpm离心30min，收集上清液，即为含有聚乙二醇的高纯度卵白蛋白溶液。该溶液以膜截留分子量为30 kDa的超滤膜超滤，对截留部分进行真空冷冻干燥，所得白色粉末，即为不含有聚乙二醇的高纯度卵白蛋白。所得卵白蛋白经十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测为单一条带，含量占总蛋白含量的99%以上，纯度高于普通市售卵白蛋白，总得率为81.7%，所得卵白蛋白可以直接应用于食品工业与医药工业。
图2中，泳道1：所用鸡蛋清原料；泳道2：质量百分浓度为15%的聚乙二醇200处理后鸡蛋清；泳道3：质量百分浓度为30%的聚乙二醇200处理后鸡蛋清；泳道4：市售卵白蛋白对照品。泳道2与泳道3中主要条带为提纯所得卵白蛋白，杂带代表的其它蛋白含量很低，因此提纯所得卵白蛋白纯度远高于泳道1的鸡蛋清原料及泳道4的普通市售卵白蛋白。
实施例2
取两份新鲜鸡蛋清100ml，分别加入200ml新鲜去离子水，不需调节pH，均匀搅拌1小时，8000 rpm离心30min除去沉淀。
向第一份离心获取的上清液，加聚乙二醇20000至其质量百分浓度为15%，再搅拌1小时，8000rpm离心30min，收集上清液，即为含有聚乙二醇的高纯度卵白蛋白溶液。该溶液以膜截留分子量为30 kDa的超滤膜超滤，对截留部分进行真空冷冻干燥，所得白色粉末，即为不含有聚乙二醇的高纯度卵白蛋白。所得卵白蛋白经十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测表明卵白蛋白含量占总蛋白含量的86.2%，纯度高于普通市售卵白蛋白，总得率为95.3%。
向第二份离心获取的上清液，加聚乙二醇20000至其质量百分浓度为30%，搅拌均匀，室温放置1小时，8000rpm离心30min，收集上清液，即为含有聚乙二醇的高纯度卵白蛋白溶液。该溶液以膜截留分子量为30 kDa的超滤膜超滤，对截留部分进行真空冷冻干燥，所得白色粉末，即为不含有聚乙二醇的高纯度卵白蛋白。所得卵白蛋白经十二烷基磺酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测为单一条带，含量占总蛋白含量的99%以上，纯度高于普通市售卵白蛋白，总得率为75.6%，所得卵白蛋白可以直接应用于食品工业与医药工业。
图3中，泳道1：所用鸡蛋清原料；泳道2：质量百分浓度为15%的聚乙二醇20000处理后鸡蛋清；泳道3：质量百分浓度为30%的聚乙二醇20000处理后鸡蛋清；泳道4：市售卵白蛋白对照品。泳道2与泳道3中主要条带为提纯所得卵白蛋白，杂带代表的其它蛋白含量很低，因此提纯所得卵白蛋白纯度远高于泳道1的鸡蛋清原料及泳道4的普通市售卵白蛋白。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种适用于大规模制备食品级卵白蛋白的提纯方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）用去离子水按比例稀释鸡蛋清，搅拌均匀，离心去除沉淀，收集上清液A；
（2）向步骤（1）所得的上清液A中加入分子量介于200～20000的聚乙二醇，形成混合液，搅拌均匀，离心去除沉淀，收集上清液B，即为含有聚乙二醇的食品级卵白蛋白溶液，其中卵白蛋白占总蛋白质量百分比的90%～99%。
2.根据权利要求1所述的一种适用于大规模制备食品级卵白蛋白的提纯方法，其特征在于，还包括：将步骤（2）所得上清液B超滤，对截留部分进行真空冷冻干燥，得到白色粉末，即为食品级卵白蛋白，其中卵白蛋白占总蛋白质量百分比的90%～99%。
3.根据权利要求1或2所述的提纯方法，其特征在于，步骤（1）中，所述鸡蛋清为在室温下新鲜鸡蛋中收集的鸡蛋清，去离子水为新鲜的去离子水；所述鸡蛋清与去离子水体积比为1：2。
4.根据权利要求1或2所述的的提纯方法，其特征在于，步骤（2）中，所述混合液中聚乙二醇的质量百分浓度为15～30%。
5.根据权利要求1或2所述的提纯方法，其特征在于，步骤（1）和步骤（2）中，所述离心速度为8000 rpm，离心时间为30min。
6.根据权利要求1、3、4或5所述的一种适用于大规模制备食品级卵白蛋白的提纯方法制得的含有聚乙二醇的食品级卵白蛋白溶液，直接用于后续酶解加工制备各种营养口服液或者制备为口服复合补铁剂的用途。
7.根据权利要求2所述的一种适用于大规模制备食品级卵白蛋白的提纯方法，其特征在于，所述超滤为：以膜截留分子量为30 kDa的超滤膜超滤。
8.根据权利要求2、3、4、5或7所述的一种适用于大规模制备食品级卵白蛋白的提纯方法制得的食品级卵白蛋白，直接用于加工制备营养粉、营养片、营养口服液或者制备为口服复合补铁剂的用途。
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