CN105154511A - 一种从桑叶提取氨基酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从桑叶提取氨基酸的方法，它是以桑叶作为原料，具体操作步骤是：（1）预处理；（2）酶解及超声处理；（3）脱色；（4）除杂；（5）纯化；（6）溶解晶体，加入活性炭，搅拌过滤，放入冰箱中过滤，析出氨基酸晶体，烘干，得复合氨基酸晶体。本发明的有益效果是，通过复合酶和超声波共同作用于桑叶，从桑叶中提取复合氨基酸，酶作用条件温和，而且还起到破壁的作用，使桑叶中的氨基酸彻底的溶出的作用；超声波提取过程是一个物理过程，提取过程中无化学变化，被浸提的生物活性物质在短时间内保持不变，缩短了破碎时间。
Description
技术领域
本发明涉及提取桑叶中营养物质的方法，特别是一种从桑叶提取氨基酸的方法。
背景技术
桑叶是我国的传统中药，含有多种功能成分，也是我国植物中叶蛋白含量较高的一种，于1993年被国家卫生部列为“药食两用”植物。我国是世界上最大的桑树种植国，桑叶在我国有着极大的资源优势，市场潜力巨大。但是自古以来我国栽桑目的多是用于养蚕，极少对其进行更深层次的加工利用。近年来，除了每年向国外出口桑叶，我国尚有大量的桑叶剩余，造成了极大的资源浪费。
据研究，桑叶蛋白质含量达20%以上，是植物叶蛋白中含量较高的一种，其氨基酸组成大体与脱脂大豆粉一致，人体必需的8种氨基酸占总氨基酸的44.85％，比例接近瘦猪肉、鸡肉和鲢鱼等，有利人体吸收利用，是一种十分优良的蛋白质资源。桑叶中含量最高的谷氨酸在维护脑组织功能、糖代谢及蛋白质代谢中有着重要的地位，而且是γ-氨基丁酸的前体物质。桑叶可谓是氨基酸的宝库，是一种天然、价廉物美的新型功能性食品的原料。同时，桑叶中所特有的多种多羟基的生物碱类成分以及桑叶类多糖成分具有很好的降血糖活性。
桑叶蛋白不仅可以作为优质蛋白应用添加到人类保健食品、化妆品体系，其提取后的废料残渣还可应用于饲料加工等方面。我国拥有世界最多的桑叶资源，若能将其食用、药用等价值充分开发利用，对于改变蛋白质资源结构、改善我国居民营养不合理，扩大农业生产、增加农业收入等均具有重大意义。
目前，尚未发现有联合利用酶解和超声处理从桑叶中提取氨基酸的专利。
发明内容
本发明的目的是提供一种从桑叶提取氨基酸的方法，该方法应用酶及超声技术处理桑叶，显著提高原料中的游离氨基酸和低聚肽类物质含量，提高了收率和提取效率。为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种从桑叶提取氨基酸的方法，其特征在于：它是以桑叶作为原料，具体操作步骤是：
（1）预处理：将桑叶风干，在60-80℃温度下烘干，采用超微粉碎，将干桑叶粉碎至粒度为200-600目粉碎，得桑叶粉末；
（2）提取：
酶处理：取步骤（1）中的桑叶粉末，按桑叶粉末与水1：6-10的比例加入水，调节其温度至30-55℃，pH至5.5-6.5，加入纤维素酶、果胶酶、酸性蛋白酶三者的复合酶，所述的纤维素酶、果胶酶和酸性蛋白酶的重量比例为：1-4：1-4：1；所述的复合酶的总重占桑叶粉末的1-3%；
超声处理：取步骤（1）所得桑叶粉末按料液比为1g:10-20mL的比例加入水或有机溶剂，250W的功率下超声波处理40-50min；
（3）脱色：向步骤（2）所得溶液中加入活性炭脱色，活性炭与溶液的质量体积比为1g:100-150mL，70-80℃条件下100rpm处理30-40min，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（4）除杂：向步骤（3）所得溶液中加入无水乙醇，溶液与无水乙醇体积比为1:2-4，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（5）纯化：取步骤（4）所得溶液加入阳离子交换树脂，吸附1-2h后用蒸馏水洗脱至溶液对茚三酮呈阳性，再用氨水洗脱至洗脱液对茚三酮呈阴性，收集洗脱液，减压浓缩至有晶体析出时放入冰箱过夜，析出晶体，倾出上清液继续浓缩析出晶体，合并两次晶体；
（6）用水溶解晶体，加入活性炭，活性炭与溶液的质量体积比为1g:200-300mL，搅拌过滤，放入冰箱中过滤，析出氨基酸晶体，40℃烘干，得复合氨基酸晶体。
预处理步骤中，采用超微粉碎，将原料粉碎至粒度为200-600目。
优选的，有机溶剂为无水乙醇。
一种从桑叶提取氨基酸的方法，包括下述的步骤：
（1）预处理：采摘新鲜桑叶，风干，70℃温度下烘干，采用超微粉碎，将干原料粉碎至粒度为200-600目，得桑叶粉末；
（2）提取：
a.酶处理：取步骤（1）中的桑叶粉末，按桑叶粉末与水1：6-10的比例加入水，调节其温度至30-55℃，pH至5.5-6.5，加入纤维素酶、果胶酶、酸性蛋白酶三者的复合酶，所述的纤维素酶、果胶酶和酸性蛋白酶的重量比例为：1-4：1-4：1；所述的复合酶的总重占桑叶粉末的1-3%；
b.超声处理：取步骤a所得桑叶粉末按料液比为1g:10-20mL的比例加入水或有机溶剂，250W的功率下超声波处理40-50min，上述的有机溶剂可以是无水乙醇；
（3）脱色：向步骤b所得溶液中加入活性炭脱色，活性炭与溶液的质量体积比为1g:100-150mL，70-80℃条件下100rpm处理30-40min，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（4）除杂：向步骤c所得溶液中加入无水乙醇，溶液与无水乙醇体积比为1:2-4，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（5）纯化：取步骤d所得溶液加入阳离子交换树脂，吸附1-2h后用蒸馏水洗脱至溶液对茚三酮呈阳性，再用氨水洗脱至洗脱液对茚三酮呈阴性，收集洗脱液，减压浓缩至有晶体析出时放入冰箱过夜，析出晶体，倾出上清液继续浓缩析出晶体，合并两次晶体；
（6）用水溶解晶体，加入活性炭，活性炭与溶液的质量体积比为1g:200-300mL，搅拌过滤，放入冰箱中过滤，析出氨基酸晶体，40℃烘干，得复合氨基酸晶体。
优选的，上述的步骤（2）中：酶处理的具体条件为，取步骤（1）中的桑叶粉末，按桑叶粉末与水1：6-10的比例加入水，调节其温度至40℃，pH至6，加入纤维素酶、果胶酶、酸性蛋白酶三者的复合酶，纤维素酶、果胶酶和酸性蛋白酶的重量比例为：2：2：1；所述的复合酶的总重占桑叶粉末的2%。
先采用超微粉碎的方式将原料粉碎至易于水解的细度，再加入复合酶系对桑叶粉末进行水解，使氨基酸更好的溶出；再采用超声波的方法使原料分子剧烈运动，增加其扩散速度，且由于前期酶解为后期的超声波提供了有利条件，酶解后超声波给予了原料中各分子水解时各种化学键例如肽键等断裂所需要的能量，故超微粉碎、复合酶水解和超声波三者相结合的方法有利于氨基酸的溶出，提高了氨基酸的提取率。
步骤（2）中，超声处理的具体条件为，取步骤（1）所得桑叶粉末按料液比为1g:15mL的比例加入水或有机溶剂，250W的功率下超声波处理45min。
步骤（3）中，脱色条件具体为，向步骤（2）所得溶液中加入活性炭脱色，活性炭与溶液的质量体积比为1g:120mL，75℃条件下100rpm处理35min，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5。采用酶处理和超声处理相结合的方法对桑叶粉末进行处理，提取其中的氨基酸。
本发明的有益效果为：
（1）通过复合酶和超声波共同作用于原料，从原料中提取复合氨基酸，酶作用条件温和，而且还起到破壁的作用，使原料中的氨基酸彻底的溶出的作用；超声波提取过程是一个物理过程，提取过程中无化学变化，被浸提的生物活性物质在短时间内保持不变，缩短了破碎时间；
（2）利用超声波产生的强烈振动、高的加速度、搅拌作用等可加速植物有效成分的溶出，从而提高了提取率，节约了溶剂。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。
实施例1
一种从桑叶提取氨基酸的方法，包括下述的步骤：
（1）预处理：采摘新鲜原料，风干，70℃温度下烘干，粉碎，过20目筛，得桑叶粉末；
（2）超声处理：取步骤（1）所得桑叶粉末按料液比为1g:15mL的比例加入水或有机溶剂，250W的功率下超声波处理45min；
（3）脱色：向步骤（2）所得溶液中加入活性炭脱色，活性炭与溶液的质量体积比为1g:120mL，75℃条件下100rpm处理35min，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（4）除杂：向步骤（3）所得溶液中加入无水乙醇，溶液与无水乙醇体积比为1:3，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（5）纯化：取步骤（4）所得溶液加入阳离子交换树脂，吸附1.5h后用蒸馏水洗脱至溶液对茚三酮呈阳性，再用氨水洗脱至洗脱液对茚三酮呈阴性，收集洗脱液，减压浓缩至有晶体析出时放入冰箱过夜，析出晶体，倾出上清液继续浓缩析出晶体，合并两次晶体；
（6）用水溶解晶体，加入活性炭，活性炭与溶液的质量体积比为1g:250mL，搅拌过滤，放入冰箱中过滤，析出氨基酸晶体，40℃烘干，得复合氨基酸晶体。
按照茚三酮显色分光光度法测定氨基酸含量，计算产品提取率；以下实施例的计算方法均同。
复合氨基酸的提取率为22.49%。
实施例2
一种从桑叶提取氨基酸的方法，包括下述的步骤：
（1）预处理：采摘新鲜原料，风干，70℃温度下烘干，粉碎，过20目筛，得桑叶粉末；
（2）超声处理：取步骤（1）所得桑叶粉末按料液比为1g:10mL的比例加入水或有机溶剂，250W的功率下超声波处理40min；
（3）脱色：向步骤（2）所得溶液中加入活性炭脱色，活性炭与溶液的质量体积比为1g:100mL，70℃条件下100rpm处理30min，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（4）除杂：向步骤（3）所得溶液中加入无水乙醇，溶液与无水乙醇体积比为1:2，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（5）纯化：取步骤（4）所得溶液加入阳离子交换树脂，吸附1h后用蒸馏水洗脱至溶液对茚三酮呈阳性，再用氨水洗脱至洗脱液对茚三酮呈阴性，收集洗脱液，减压浓缩至有晶体析出时放入冰箱过夜，析出晶体，倾出上清液继续浓缩析出晶体，合并两次晶体；
（6）用水溶解晶体，加入活性炭，活性炭与溶液的质量体积比为1g:200mL，搅拌过滤，放入冰箱中过滤，析出氨基酸晶体，40℃烘干，得复合氨基酸晶体。
复合氨基酸的提取率为23.28%。
实施例3
一种从桑叶提取氨基酸的方法，包括下述的步骤：
（1）预处理：采摘新鲜原料，风干，70℃温度下烘干，粉碎，过10目筛，得桑叶粉末；
（2）超声处理：取步骤（1）所得桑叶粉末按料液比为1g:20mL的比例加入水或有机溶剂，250W的功率下超声波处理50min；
（3）脱色：向步骤（2）所得溶液中加入活性炭脱色，活性炭与溶液的质量体积比为1g:150mL，80℃条件下100rpm处理40min，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（4）除杂：向步骤（3）所得溶液中加入无水乙醇，溶液与无水乙醇体积比为1:4，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（5）纯化：取步骤（4）所得溶液加入阳离子交换树脂，吸附1h后用蒸馏水洗脱至溶液对茚三酮呈阳性，再用氨水洗脱至洗脱液对茚三酮呈阴性，收集洗脱液，减压浓缩至有晶体析出时放入冰箱过夜，析出晶体，倾出上清液继续浓缩析出晶体，合并两次晶体；
（6）用水溶解晶体，加入活性炭，活性炭与溶液的质量体积比为1g:300mL，搅拌过滤，放入冰箱中过滤，析出氨基酸晶体，40℃烘干，得复合氨基酸晶体。
复合氨基酸的提取率为23.36%。
实施例4
一种从桑叶提取氨基酸的方法，包括下述的步骤：
（1）预处理：采摘新鲜原料，风干，70℃温度下烘干，采用超微粉碎，将原料粉碎至粒度为400目，得桑叶粉末；
（2）提取：
酶处理：取步骤（1）中的桑叶粉末，按桑叶粉末与水1：8的比例加入水，调节其温度至40℃，pH至6，加入纤维素酶、果胶酶、酸性蛋白酶三者的复合酶，所述的纤维素酶、果胶酶和酸性蛋白酶的重量比例为：2：2：1；所述的复合酶的总重占桑叶粉末的2%；
超声处理：取步骤（1）所得桑叶粉末按料液比为1g:15mL的比例加入水或有机溶剂，250W的功率下超声波处理45min；
（3）脱色：向步骤（2）所得溶液中加入活性炭脱色，活性炭与溶液的质量体积比为1g:120mL，75℃条件下100rpm处理35min，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（4）除杂：向步骤（3）所得溶液中加入无水乙醇，溶液与无水乙醇体积比为1:3，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（5）纯化：取步骤（4）所得溶液加入阳离子交换树脂，吸附1.5h后用蒸馏水洗脱至溶液对茚三酮呈阳性，再用氨水洗脱至洗脱液对茚三酮呈阴性，收集洗脱液，减压浓缩至有晶体析出时放入冰箱过夜，析出晶体，倾出上清液继续浓缩析出晶体，合并两次晶体；
（6）用水溶解晶体，加入活性炭，活性炭与溶液的质量体积比为1g:250mL，搅拌过滤，放入冰箱中过滤，析出氨基酸晶体，40℃烘干，得复合氨基酸晶体。
复合氨基酸的提取率为31.95%。
实施例4中，采用复合酶系对桑叶粉末进行水解，其余条件与实施例1完全相同。
实施例4与实施例1相比较，其氨基酸提取率更高，这是因为酶解为超声提取提供了有利条件，使原料中的氨基酸彻底的溶出，从而提高氨基酸的提取效率。
对比例1
一种从桑叶提取氨基酸的方法，包括下述的步骤：
（1）预处理：采摘新鲜桑叶，风干，70℃温度下烘干，将原料粉碎至粒度为400目，得桑叶粉末；
（2）提取：
酶处理：取步骤（1）中的桑叶粉末，按桑叶粉末与水1：8的比例加入水，调节其温度至40℃，pH至6，加入果胶酶、酸性蛋白酶两者的复合酶，果胶酶和酸性蛋白酶的重量比例为：4：1；所述的复合酶的总重占桑叶粉末的2%；
超声处理：取步骤（1）所得桑叶粉末按料液比为1g:15mL的比例加入水或有机溶剂，250W的功率下超声波处理45min；
（3）脱色：向步骤（2）所得溶液中加入活性炭脱色，活性炭与溶液的质量体积比为1g:120mL，75℃条件下100rpm处理35min，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（4）除杂：向步骤（3）所得溶液中加入无水乙醇，溶液与无水乙醇体积比为1:3，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（5）纯化：取步骤（4）得溶液加入阳离子交换树脂，吸附1.5h后用蒸馏水洗脱至溶液对茚三酮呈阳性，再用氨水洗脱至洗脱液对茚三酮呈阴性，收集洗脱液，减压浓缩至有晶体析出时放入冰箱过夜，析出晶体，倾出上清液继续浓缩析出晶体，合并两次晶体；
（6）用水溶解晶体，加入活性炭，活性炭与溶液的质量体积比为1g:250mL，搅拌过滤，放入冰箱中过滤，析出氨基酸晶体，40℃烘干，得复合氨基酸晶体。
复合氨基酸的提取率为24.77%。
对比例2
一种从桑叶提取氨基酸的方法，包括下述的步骤：
（1）预处理：采摘新鲜原料，风干，70℃温度下烘干，将原料粉碎至粒度为400目，得桑叶粉末；
（2）提取：
酶处理：取步骤（1）中的桑叶粉末，按桑叶粉末与水1：8的比例加入水，调节其温度至40℃，pH至6，加入纤维素酶、果胶酶两者的复合酶，纤维素酶、果胶酶的重量比例为：4：1；所述的复合酶的总重占桑叶粉末的2%；
超声处理：取步骤（1）所得桑叶粉末按料液比为1g:15mL的比例加入水或有机溶剂，250W的功率下超声波处理45min；
（3）脱色：向步骤（2）所得溶液中加入活性炭脱色，活性炭与溶液的质量体积比为1g:120mL，75℃条件下100rpm处理35min，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（4）除杂：向步骤（3）所得溶液中加入无水乙醇，溶液与无水乙醇体积比为1:3，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（5）纯化：取步骤（4）所得溶液加入阳离子交换树脂，吸附1.5h后用蒸馏水洗脱至溶液对茚三酮呈阳性，再用氨水洗脱至洗脱液对茚三酮呈阴性，收集洗脱液，减压浓缩至有晶体析出时放入冰箱过夜，析出晶体，倾出上清液继续浓缩析出晶体，合并两次晶体；
（6）用水溶解晶体，加入活性炭，活性炭与溶液的质量体积比为1g:250mL，搅拌过滤，放入冰箱中过滤，析出氨基酸晶体，40℃烘干，得复合氨基酸晶体。
复合氨基酸的提取率为25.73%。
从以上的结果对比看，实施例4的效果要优于对比例1和对比例2的效果，纤维素酶、果胶酶和酸性蛋白酶复合酶系处理时氨基酸的提取效率更高。
Claims (5)
1.一种从桑叶提取氨基酸的方法，其特征在于：它是以桑叶作为原料，具体操作步骤是：
（1）预处理：将桑叶风干，在60-80℃温度下烘干，采用超微粉碎，将干桑叶粉碎至粒度为200-600目粉碎，得桑叶粉末；
（2）提取：
酶处理：取步骤（1）中的桑叶粉末，按桑叶粉末与水1：6-10的比例加入水，调节其温度至30-55℃，pH至5.5-6.5，加入纤维素酶、果胶酶、酸性蛋白酶三者的复合酶，所述的纤维素酶、果胶酶和酸性蛋白酶的重量比例为：1-4：1-4：1；所述的复合酶的总重占桑叶粉末的1-3%；
超声处理：取步骤（1）所得桑叶粉末按料液比为1g:10-20mL的比例加入水或有机溶剂，250W的功率下超声波处理40-50min；
（3）脱色：向步骤（2）所得溶液中加入活性炭脱色，活性炭与溶液的质量体积比为1g:100-150mL，70-80℃条件下100rpm处理30-40min，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（4）除杂：向步骤（3）所得溶液中加入无水乙醇，溶液与无水乙醇体积比为1:2-4，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5；
（5）纯化：取步骤（4）所得溶液加入阳离子交换树脂，吸附1-2h后用蒸馏水洗脱至溶液对茚三酮呈阳性，再用氨水洗脱至洗脱液对茚三酮呈阴性，收集洗脱液，减压浓缩至有晶体析出时放入冰箱过夜，析出晶体，倾出上清液继续浓缩析出晶体，合并两次晶体；
（6）用水溶解晶体，加入活性炭，活性炭与溶液的质量体积比为1g:200-300mL，搅拌过滤，放入冰箱中过滤，析出氨基酸晶体，40℃烘干，得复合氨基酸晶体。
2.如权利要求1所述的一种从桑叶提取氨基酸的方法，其特征在于，所述的步骤（2）中：酶处理的具体条件为，取步骤（1）中的桑叶粉末，按桑叶粉末与水1：6-10的比例加入水，调节其温度至40℃，pH至6，加入纤维素酶、果胶酶、酸性蛋白酶三者的复合酶，所述的纤维素酶、果胶酶和酸性蛋白酶的重量比例为：2：2：1；所述的复合酶的总重占桑叶粉末的2%。
3.如权利要求1所述的一种从桑叶提取氨基酸的方法，其特征在于，所述的步骤（2）中，超声处理的具体条件为，取步骤（1）所得桑叶粉末按料液比为1g:15mL的比例加入水或有机溶剂，250W的功率下超声波处理45min。
4.如权利要求3所述的一种从桑叶提取氨基酸的方法，其特征在于，所述的有机溶剂为无水乙醇。
5.如权利要求1所述的一种从桑叶提取氨基酸的方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，脱色条件具体为，向步骤（2）所得溶液中加入活性炭脱色，活性炭与溶液的质量体积比为1g:120mL，75℃条件下100rpm处理35min，过滤，滤液减压浓缩至原体积的1/5。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20151216 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |