CN105566444A - 一种制备莱菔子分离蛋白粉和水解浓缩液的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制备莱菔子分离蛋白粉和水解浓缩液的方法，涉及到蛋白质分离和水解的方法和技术。本发明以脱脂莱菔子粉为原料，先制备莱菔子分离蛋白提取液，再利用超滤技术分离浓缩制备莱菔子分离蛋白；最终经冷冻干燥制备莱菔子分离蛋白冻干粉；另一条工艺路线是将莱菔子分离蛋白酶解；最后利用反渗透技术制备水解莱菔子分离蛋白浓缩液。本发明具有操作简便，设备简单，反应条件温和，节约能源，生产成本低，是一种绿色的生产工艺，便于推广应用等特点。本方法制备的产品可广泛应用于食品和日化等领域。

Description

一种制备莱菔子分离蛋白粉和水解浓缩液的方法
一、技术领域
本发明属于植物蛋白质技术领域，具体涉及莱菔子分离蛋白粉的制备方法及其水解应用。
二、背景技术
分离蛋白是从动、植物和微生物原料中提取、分离的含氮营养素，广泛应用于食品、医药、日化和化工等行业。例如，用于制造食用蛋白粉、抗生素的培养基、营养类化妆品及蛋白类表面活性剂。当今，我国人均蛋白质摄入不足，国家卫计委《中国居民营养与慢性病状况报告(2015年)》指出：2012年，居民平均蛋白质摄入量为每人65克/天·人；而《中国食物与营养发展纲要(2014-2020年)》表明：到2020年，人均蛋白质摄入量要达到78克/天·人，增加率为20％。由此可知，获取足够的蛋白质资源具有重要的战略意义和经济价值。
莱菔子为十字花科植物萝卜的干燥成熟种子，含蛋白质30％～35％，油脂45％～55％，是有重要经济价值的药用和油用种子资源。近年来，科学家发现，莱菔子中含有制造抗癌、抗氧化物质莱菔素的原料硫代葡萄糖苷，因而，莱菔子又成为制造莱菔素的起始原料。目前，制备莱菔素的方法是：申请号为201510270292.5、名称为“一种从胭脂萝卜籽中制备高纯度莱菔素的方法”的发明专利，该专利公开的方法是：以市售脱脂胭脂萝卜籽粉为原料，经过酶解、离心、树脂粗分离、高效液相色谱制备分离，制备出莱菔素制备液；最终通过醇水快速置换、浓缩以及冷冻干燥，得到纯度为99％以上的莱菔素产品。另外，申请号为201410321758.5、名称为“一种利用溶剂萃取法和分子蒸馏法联合制备莱菔素的方法”的发明专利，该专利公开的方法是：利用有机溶剂从莱菔素水解液中萃取并减压蒸馏得到莱菔素粗提物，再利用分子蒸馏分离纯化技术得到高纯度的莱菔素产品。在上述两件发明专利申请中，分别提及到酶解或莱菔素水解液，其意思是将脱脂莱菔子粉分散在一定pH、温度和体积的水溶液中，利用脱脂莱菔子粉中的硫代葡萄糖苷酶对硫代葡萄糖苷进行水解，生成莱菔素。脱脂莱菔子粉在水解硫代葡萄糖苷，产生莱菔素并离心分离后，成为副产物莱菔子残渣，一般是生产1公斤莱菔素产生500～1000公斤干基莱菔子残渣，资源量可观。莱菔子残渣含有20％～30％的蛋白质，目前均作为废弃物丢弃，尚未利用，这导致严重的资源浪费和环境污染。因此，以生产莱菔素副产物莱菔子残渣为原料，制备莱菔子分离蛋白，非常必要，也具有重要的经济价值和社会意义。
目前，现有制备分离蛋白质的方法主要有：申请号为：201280037962.3、名称为“从含油种子中分离蛋白质”的发明专利，该专利公开的方法是：用水提取粕，得到水提取物；浓缩水提取物至蛋白质含量为10～30％区间，再加入乙醇使其终浓度达到约70％，沉淀蛋白质。该方法的主要缺点是：使用约70％的乙醇导致蛋白质变性；高浓度乙醇用量大，废乙醇回收要蒸馏、精馏耗能高，设备投入大，且乙醇一水共沸物难以分离，因而，生产成本高且不经济。
三、发明内容
本发明的目的是以莱菔素副产物莱菔子残渣为原料，通过提取、分离其中的蛋白质并进行深加工，生产出高附加值产品，减轻环境污染，提高经济效益。
本发明的原理是：莱菔子中含有30％～35％蛋白质，植物蛋白是由18种左右的L-氨基酸缩合成的高分子化合物，具有优良的营养价值和丰富的功能特性。莱菔子残渣中的蛋白质可溶于pH值为5～6.5的柠檬酸溶液，所以，用该pH值的柠檬酸溶液，可提取出莱菔子蛋白质，再经过离心分离，就获得莱菔子蛋白溶液；得到的莱菔子蛋白溶液中，含有大分子多糖，例如果胶、纤维素，小分子氨基酸、无机盐等。果胶、纤维素分子量为50K～150KDa，莱菔子蛋白的分子量为10K～30KDa，两者差异显著，可以用一定孔径的超滤膜进行截留分离；氨基酸、有机酸和无机盐仅为数十至数百道尔顿，远小于莱菔子蛋白，可用截留分子量不同的纳滤膜予以截留分离和浓缩；获得的莱菔子分离蛋白沉淀经冷冻干燥，就制备出莱菔子分离蛋白冻干粉；由于莱菔子蛋白是由氨基酸通过酰胺键形成的高分子，可用蛋白酶进行水解，生成不同分子量的蛋白水解液；蛋白水解液经超滤分级、纳滤截留及反渗透浓缩处理，即制备出发用和皮肤营养用水解莱菔子分离蛋白浓缩液。
本发明的目的是这样实现的：一种制备莱菔子分离蛋白粉和水解浓缩液的方法，以脱脂莱菔子粉为原料，通过制备莱菔子残渣、制备莱菔子分离蛋白提取液、制备莱菔子分离蛋白、制备莱菔子分离蛋白冻干粉、制备莱菔子分离蛋白水解液、制备水解莱菔子分离蛋白浓缩液共6个步骤，制备出莱菔子分离蛋白冻干粉和水解莱菔子分离蛋白浓缩液。其具体的工艺步骤如下：
1.制备莱菔子残渣
按照脱脂莱菔子粉质量(kg)与pH为3～4柠檬酸溶液的体积(L)比为1∶4～8的比例，先将该柠檬酸溶液泵入不锈钢水解罐，开启搅拌器和循环热水，待柠檬酸溶液升温至30～40℃时，再将脱脂莱菔子粉加入，接着，在30～40℃下搅拌水解4～8小时。水解完成后，将水解物放料，进入碟式离心机，于5000～6000r/min的条件下进行第一次离心分离并分别收集第一次水解离心分离渣和水解离心上层清液。对收集的第一次水解离心分离渣，用螺杆泵泵入洗涤釜中，加入纯净水进行搅拌洗涤两次，每次洗涤时间均为15～30分钟，每次洗涤时纯净水加入体积均与上述柠檬酸溶液体积相同。每次洗涤完成后，都将洗涤物放料进入碟式离心机，于5000～6000r/min的条件下进行离心分离并分别收集洗涤离心分离渣和洗涤离心上层清液。对收集的第一次水解离心上层清液和两次洗涤离心上层清液，进行合并，即为莱菔素水解液，用于莱菔素的制备；对收集的洗涤离心分离渣，即为莱菔子残渣，用于下一步莱菔子分离蛋白提取液的制备。
2.制备莱菔子分离蛋白提取液
按第1步收集的莱菔子残渣质量(kg)与pH为5～6.5柠檬酸溶液体积(L)比为1∶4～8的比例，先将该柠檬酸溶液泵入不锈钢提取罐，开启搅拌器和循环热水，待柠檬酸液升温至45～65℃时，再将莱菔子残渣加入，接着，在45～65℃下搅拌提取3～5小时。提取完成后，将提取物放料进入碟式离心机，于5000～6000r/min的条件下进行第一次离心并分别收集第一次提取离心分离渣和第一次提取离心上层清液。对收集的第一次提取离心分离渣，加入柠檬酸溶液进行第二次提取。第二次提取时柠檬酸溶液的加入体积、pH值、浓度、提取时间及离心分离的条件均与第一次提取时相同。第二次提取和离心分离完成后，将第一次提取离心上层清液和第二次提取离心上层清液合并，即制备出莱菔子分离蛋白提取液，用于下一步制备莱菔子分离蛋白。对收集的第二次提取离心分离渣，进行洗涤离心操作，条件过程均与第1步中洗涤离心操作相同。分别收集洗涤离心分离渣和洗涤清液。对收集的洗涤离心分离渣，烘干后用作动物饲料或土壤改良剂；对收集的洗涤清液，进行回收柠檬酸处理，循环使用。
3.制备莱菔子分离蛋白
对第2步收集的莱菔子分离蛋白提取液，泵入截留分子量为50K～150KDa的超滤器中，进行第一级超滤，以截留大分子多糖。超滤表压为0.05～0.2MPa，直至截留液出现明显沉淀时停止。分别收集第一级超滤截留液和第一级超滤滤过液，对收集的第一级超滤截留液，进行喷雾干燥，用于制备莱菔子多糖；对收集的第一级超滤滤过液，泵入截留分子量为10K～30KDa的超滤器中，进行第二级超滤，超滤表压为0.05～0.2MPa，直至截留液出现明显沉淀时停止。分别收集第二级超滤截留液和第二级超滤滤过液，对收集的第二级超滤截留液，泵入碟式离心机，于3000～4000r/min的条件下进行离心分离。分别收集离心渣和离心清液，对收集的离心渣，即为莱菔子分离蛋白，一部分用于制备莱菔子分离蛋白冻干粉，另一部分用于制备莱菔子分离蛋白水解液；对收集的离心清液，与第二级超滤滤过液合并，泵入截留分子量为150～500Da的纳滤器中进行纳滤处理，纳滤表压为0.2～0.5MPa，直至纳滤截留液体积为纳滤滤过液体积的1/5～1/10时停止。分别收集纳滤截留液和纳滤滤过液，对收集的纳滤截留液，含柠檬酸，与第2步收集的洗涤清液合并，调节pH至3～4，后可再次回收用于下批次脱脂莱菔子粉水解，生成莱菔素和莱菔子残渣；对收集的纳滤滤过液，进行生化处理，达标后排放。
4.制备莱菔子分离蛋白冻干粉
将第3步收集的莱菔子分离蛋白用螺杆泵泵入冷冻干燥机，采用真空冷冻干燥法于-20℃～-50℃预先将莱菔子分离蛋白里面的水份冻结，冻结5～6小时。冻结实后将其放置于冷冻干燥机内，开启真空泵、真空计。再在真空无菌的环境下将莱菔子分离蛋白里面被冻结的水份升华，冷冻干燥温度为-60℃～-50℃，绝对真空度为20～50Pa，即得到莱菔子分离蛋白冻干粉。
5.制备莱菔子分离蛋白水解液
第3步完成后，将第3步收集的莱菔子分离蛋白用螺杆泵泵入水解罐，在搅拌下加入纯净水分散10～20分钟，按莱菔子分离蛋白质量(kg)与纯净水体积(L)之比为1∶10～20的比例，向水解罐中加入物料。向水解罐夹层通入温度为50℃～60℃的循环水升温，待水解罐内莱菔子分离蛋白分散液的温度上升至50℃～60℃后，用稀氧化钠溶液调节其pH至8.5～9.5，再在搅拌下，按照诺维信3.0T碱性蛋白酶与莱菔子分离蛋白的质量之比为1∶50～200的比例加入该酶，，进行第一级酶水解，水解时间1～3小时，水解温度为50℃～60℃。第一级酶水解完成后，再在搅拌下加入诺维信复合风味蛋白酶，进行第二级酶水解，水解时间为3～5小时，水解温度为50℃～60℃，加入该酶的质量与上述的诺维信3.0T碱性蛋白酶相同。第二级酶水解完成后，即制备出莱菔子分离蛋白水解液。用于下步制备水解莱菔子分离蛋白浓缩液。
6.制备水解莱菔子分离蛋白浓缩液
第5步完成后，将第5步收集的莱菔子分离蛋白水解液用螺杆泵泵入脱色罐中，在搅拌下升温至80～95℃，再按照活性炭粉质量(kg)∶莱菔子分离蛋白水解液体积(L)为1∶10～20的比例，加入活性炭粉，在80～95℃的条件下搅拌脱色1～2小时。脱色完成后，在相对真空度为-0.06～-0.09MPa下进行真空过滤。分别收集真空过滤渣和真空过滤液，对收集的真空过滤渣，即为废活性炭，送活性炭再生厂进行再生处理；对收集的真空过滤液，泵入截留分子量为1K～3KDa的超滤器中进行超滤，超滤表压为0.05～0.2MPa，直至超滤截留液的蛋白质质量浓度达到15～20％时停止。分别收集超滤截留液和超滤滤过液，对收集的超滤截留液，即为水解莱菔子分离蛋白浓缩液A，平均分子量为2.5K～3.5KDa，用于配制营养类发用洗涤剂；对于收集的超滤滤过液，进行反渗透浓缩，反渗透表压为0.1～0.5MPa，直至反渗透截留液中蛋白质质量浓度达到10～15％时停止。分别收集反渗透滤过液和反渗透截留液，对收集的反渗透滤过液，即为纯净水，可回用于下批次配制柠檬酸溶液；对于收集的反渗透截留液，即为水解莱菔子分离蛋白浓缩液B，平均分子量为0.5K～2.5KDa，用于配制营养类护肤产品。
本发明采用上述技术方案后，主要有以下效果：
1.本发明方法在生产过程中使用超滤、纳滤分离，反渗透浓缩及冷冻干燥等简单工艺，操作简便，设备简单，反应条件温和，节约能源，生产成本低，是一种绿色的生产工艺，便于推广应用。
2.本发明在生产过程中，使用超滤的方法分离得到蛋白质，避免了蛋白质成盐，使其性质得以保留。且对过程中大量使用的柠檬酸溶液进行了回收处理，回收过程简便易行、成本低廉。
3.本发明方法在生产过程中，选取莱菔素生产工艺中废弃的莱菔子残渣为原料，制备出莱菔子分离蛋白冻干粉，可广泛应用于食品行业。或对该分离蛋白进行酶解，过程中用温和的蛋白酶对其进行处理，使其变成短肽，不仅不失去原有活性，还产生高的附加值。采用活性炭粉脱色，过程无毒，脱色充分，还不会造成营养物质的流失。在此过程未添加化学试剂处理，水解产物安全无毒，可广泛应用于日化行业。
本发明方法是节能减排、安全生产且成本低廉，便于推广应用的理想的方法。本发明方法制备出的莱菔子分离蛋白冻干粉，可广泛应用于面包、糕点等食品行业；本发明方法制备出的水解莱菔子分离蛋白浓缩液，可广泛应用于日用品行业中，有去污、柔顺、保湿及修复等功能。
四、具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步说明本发明。
实施例1
1.制备莱菔子残渣
按照脱脂莱菔子粉质量(kg)与pH为3柠檬酸溶液的体积(L)比为1∶4的比例，先将该柠檬酸溶液泵入不锈钢水解罐，开启搅拌器和循环热水，待柠檬酸溶液升温至30℃时。再将脱脂莱菔子粉加入，接着，在30℃下搅拌水解4小时。水解完成后，将水解物放料，进入碟式离心机，于5000r/min的条件下进行第一次离心分离并分别收集第一次水解离心分离渣和水解离心上层清液。对收集的第一次水解离心分离渣，用螺杆泵泵入洗涤釜中，加入纯净水进行搅拌洗涤两次，每次洗涤时间均为15分钟，每次洗涤时纯净水加入体积均与上述柠檬酸溶液体积相同。每次洗涤完成后，都将洗涤物放料进入碟式离心机，于5000r/min的条件下进行离心分离并分别收集洗涤离心分离渣和洗涤离心上层清液。对收集的第一次水解离心上层清液和两次洗涤离心上层清液，进行合并，即为莱菔素水解液，用于莱菔素的制备；对收集的洗涤离心分离渣，即为莱菔子残渣，用于下一步莱菔子分离蛋白提取液的制备。
2.制备莱菔子分离蛋白提取液
按第1步收集的莱菔子残渣质量(kg)与pH为5柠檬酸溶液体积(L)比为1∶4的比例，先将该柠檬酸溶液泵入不锈钢提取罐，开启搅拌器和循环热水，待柠檬酸液升温至45℃时，再将莱菔子残渣加入，接着，在45℃下搅拌提取3小时。提取完成后，将提取物放料进入碟式离心机，于5000r/min的条件下进行第一次离心并分别收集第一次提取离心分离渣和第一次提取离心上层清液。对收集的第一次提取离心分离渣，加入柠檬酸溶液进行第二次提取。第二次提取时柠檬酸溶液的加入体积、pH值、浓度、提取时间及离心分离的条件均与第一次提取时相同。第二次提取和离心分离完成后，将第一次提取离心上层清液和第二次提取离心上层清液合并，即制备出莱菔子分离蛋白提取液，用于下一步制备莱菔子分离蛋白。对收集的第二次提取离心分离渣，进行洗涤离心操作，条件过程均与第1步中洗涤离心操作相同。分别收集洗涤离心分离渣和洗涤清液。对收集的洗涤离心分离渣，烘干后用作动物饲料或土壤改良剂；对收集的洗涤清液，进行回收柠檬酸处理，循环使用。
3.制备莱菔子分离蛋白
对第2步收集的莱菔子分离蛋白提取液，泵入截留分子量为150KDa的超滤器中，进行第一级超滤，以截留大分子多糖。超滤表压为0.05MPa，直至截留液出现明显沉淀时停止。分别收集第一级超滤截留液和第一级超滤滤过液，对收集的第一级超滤截留液，进行喷雾干燥，用于制备莱菔子多糖；对收集的第一级超滤滤过液，泵入截留分子量为30KDa的超滤器中，进行第二级超滤，超滤表压为0.05MPa，直至截留液出现明显沉淀时停止。分别收集第二级超滤截留液和第二级超滤滤过液，对收集的第二级超滤截留液，泵入碟式离心机，于3000r/min的条件下进行离心分离。分别收集离心渣和离心清液，对收集的离心渣，即为莱菔子分离蛋白，一部分用于制备莱菔子分离蛋白冻干粉，另一部分用于制备莱菔子分离蛋白水解液；对收集的离心清液，与第二级超滤滤过液合并，泵入截留分子量为500Da的纳滤器中进行纳滤处理，纳滤表压为0.2MPa，直至纳滤截留液体积为纳滤滤过液体积的1/5时停止。分别收集纳滤截留液和纳滤滤过液，对收集的纳滤截留液，含柠檬酸，与第2步收集的洗涤上层清液合并，调节pH为3～4后可再次回用于下批次脱脂莱菔子粉水解，生成莱菔素和莱菔子残渣；对收集的纳滤滤过液，进行生化处理，达标后排放。
4.制备莱菔子分离蛋白冻干粉
将第3步收集的莱菔子分离蛋白用螺杆泵泵入冷冻干燥机，采用真空冷冻干燥法于-20℃预先将莱菔子分离蛋白里面的水份冻结，冻结5小时。冻结实后将其放置于冷冻干燥机内，开启真空泵、真空计。再在真空无菌的环境下将莱菔子分离蛋白里面被冻结的水份升华，冷冻干燥温度为-60℃，绝对真空度为50Pa，即得到莱菔子分离蛋白冻干粉。
5.制备莱菔子分离蛋白水解液
第3步完成后，将第3步收集的莱菔子分离蛋白用螺杆泵泵入水解罐，在搅拌下加入纯净水分散10分钟，按莱菔子分离蛋白质量(kg)与纯净水体积(L)之比为1∶10的比例向水解罐中加入物料。向水解罐夹层通入温度为50℃的循环水升温，待水解罐内莱菔子分离蛋白分散液的温度上升至50℃后，用稀氧化钠溶液调节其pH至8.5，再在搅拌下按照诺维信3.0T碱性蛋白酶与莱菔子分离蛋白的质量之比为1∶50的比例加入该酶，进行第一级酶水解，水解时间1小时，水解温度为50℃。第一级酶水解完成后，再在搅拌下加入莱菔子分离蛋白质量0.5％诺维信复合风味蛋白酶，进行第二级酶水解，水解时间为3小时，水解温度为50℃，加入该酶的质量与上述的诺维信3.0T碱性蛋白酶相同。第二级酶水解完成后，即制备出莱菔子分离蛋白水解液。用于下步制备水解莱菔子分离蛋白浓缩液。
6.制备水解莱菔子分离蛋白浓缩液
第5步完成后，将第5步收集的莱菔子分离蛋白水解液用螺杆泵泵入脱色罐中，在搅拌下升温至80℃，再按照活性炭粉质量(kg)∶莱菔子分离蛋白水解液体积(L)为1∶10的比例，加入活性炭粉，在80℃的条件下搅拌脱色1小时。脱色完成后，在相对真空度为-0.06MPa下进行真空过滤。分别收集真空过滤渣和真空过滤液，对收集的真空过滤渣，即为废活性炭，送活性炭再生厂进行再生处理；对收集的真空过滤液，泵入截留分子量为3KDa的超滤器中进行超滤，超滤表压为0.05MPa，直至超滤截留液的蛋白质质量浓度达到15％时停止。分别收集超滤截留液和超滤滤过液，对收集的超滤截留液，即为水解莱菔子分离蛋白浓缩液A，平均分子量约为3.5KDa，用于配制营养类发用洗涤剂；对于收集的超滤滤过液，进行反渗透浓缩，反渗透表压为0.1MPa，直至反渗透截留液中蛋白质质量浓度达到10％时停止。分别收集反渗透滤过液和反渗透截留液，对收集的反渗透滤过液，即为纯净水，可回用于下批次配制柠檬酸溶液；对于收集的反渗透截留液，即为水解莱菔子分离蛋白浓缩液B，平均分子量约为2.5KDa，用于配制营养类护肤产品。
实施例2
1.制备莱菔子残渣
同实施例1，特征是：配制出pH为3.5的柠檬酸溶液，按照脱脂莱菔子粉质量(kg)与柠檬酸溶液的体积(L)比为1∶6的比例，待柠檬酸溶液升温至35℃时，在35℃下搅拌水解6小时，于5500r/min条件下进行离心分离，每次洗涤时间均为20分钟，于5500r/min条件下进行离心分离。
2.制备莱菔子分离蛋白提取液
同实施例1，特征是：配制出pH为6的柠檬酸溶液，按第1步收集的莱菔子残渣质量(kg)与柠檬酸溶液体积(L)比为1∶6的比例，待柠檬酸溶液升温至55℃时，在55℃下搅拌提取4小时。于5500r/min的条件下进行离心分离，第二次提取时柠檬酸溶液的加入体积、pH值、浓度、提取时间及离心分离的条件均与第一次提取时相同。
3.制备莱菔子分离蛋白
同实施例1，特征是：对第2步收集的莱菔子分离蛋白提取液，泵入截留分子量为100KDa的超滤器中，超滤表压为0.1MPa。第一级超滤滤过液，泵入截留分子量为20KDa的超滤器中，超滤表压为0.1MPa，收集的第二级超滤截留液，泵入碟式离心机，于3500r/min的条件下进行离心分离。对收集的离心清液，与第二级超滤滤过液合并，泵入截留分子量为300Da的纳滤器中进行纳滤处理，纳滤表压为0.35MPa，直至纳滤截留液体积为纳滤滤过液体积的1/8时停止。
4.制备莱菔子分离蛋白冻干粉
同实施例1，特征是：于-35℃预冷冻，冻结5.5小时，冷冻干燥温度为-55℃，在绝对真空度为35Pa进行升华，得到莱菔子分离蛋白冻干粉。
5.制备莱菔子分离蛋白水解液
同实施例1，特征是：第3步收集的莱菔子分离蛋白在搅拌下加入纯净水分散15分钟，按莱菔子分离蛋白质量(kg)与纯净水体积(L)之比为1∶15比例，水解罐夹层通入温度为55℃的循环水，待水解罐内莱菔子分离蛋白分散液的温度上升至55℃后，用稀氧化钠溶液调节其pH至9.0，按照诺维信3.0T碱性蛋白酶与莱菔子分离蛋白的质量之比为1∶100的比例加入该酶，水解2小时，水解温度为55℃。加入该酶的质量与上述的诺维信3.0T碱性蛋白酶相同。水解4小时，水解温度为55℃。
6.制备水解莱菔子分离蛋白浓缩液
同实施例1，特征是：在搅拌下升温至90℃，再按照活性炭粉质量(kg)：莱菔子分离蛋白水解液体积(L)为1∶15的比例，在90℃的条件下搅拌脱色1.5小时。真空过滤的相对真空度为-0.08MPa，对收集的真空过滤液，泵入截留分子量为2KDa的超滤器中进行超滤，超滤表压为0.1MPa，直至超滤截留液的蛋白质质量浓度达到18％时停止。对收集的超滤截留液，平均分子量为3KDa。反渗透表压为0.3MPa，直至反渗透截留液中蛋白质质量浓度达到13％时停止。对于收集的反渗透截留液，平均分子量为1.5KDa。
实施例3
1.制备莱菔子残渣
同实施例1，特征是：配制出pH为4的柠檬酸溶液，按照脱脂莱菔子粉质量(kg)与柠檬酸溶液的体积(L)比为1∶8的比例，升温至40℃，在40℃下搅拌水解8小时，于6000r/min条件下进行离心分离，每次洗涤时间均为30分钟，于6000r/min条件下进行离心分离。
2.制备莱菔子分离蛋白提取液
同实施例1，特征是：配制出pH为6.5的柠檬酸溶液，按第1步收集的莱菔子残渣质量(kg)与柠檬酸溶液体积(L)比为1∶8的比例，待柠檬酸溶液升温至65℃时，在65℃下搅拌提取5小时。于6000r/min的条件下进行离心分离，第二次提取时柠檬酸溶液的加入体积、pH值、浓度、提取时间及离心分离的条件均与第一次提取时相同。
3.制备莱菔子分离蛋白
同实施例1，特征是∶对第2步收集的莱菔子分离蛋白提取液，泵入截留分子量为50KDa的超滤器中，超滤表压为0.2MPa。第一级超滤滤过液，泵入截留分子量为10KDa的超滤器中，超滤表压为0.2MPa，收集的第二级超滤截留液，泵入碟式离心机，于4000r/min的条件下进行离心分离。对收集的离心清液，与第二级超滤滤过液合并，泵入截留分子量为150Da的纳滤器中进行纳滤处理，纳滤表压为0.5MPa，直至纳滤截留液体积为纳滤滤过液体积的1/10时停止。
4.制备莱菔子分离蛋白冻干粉
同实施例1，特征是：于-50℃预冷冻，冻结6小时，冷冻干燥温度为-50℃，在绝对真空度为20Pa进行升华，得到莱菔子分离蛋白冻干粉。
5.制备莱菔子分离蛋白水解液
同实施例1，特征是：第3步收集的莱菔子分离蛋白在搅拌下加入纯净水分散15分钟，按莱菔子分离蛋白质量(kg)与纯净水体积(L)之比为1∶20比例，水解罐夹层通入温度为60℃的循环水，待水解罐内莱菔子分离蛋白分散液的温度上升至60℃后，用稀氧化钠溶液调节其pH至9.5，按照诺维信3.0T碱性蛋白酶与莱菔子分离蛋白的质量之比为1∶200的比例加入该酶，水解3小时，水解温度为60℃。加入该酶的质量与上述的诺维信3.0T碱性蛋白酶相同。水解5小时，水解温度为60℃。
6.制备水解莱菔子分离蛋白浓缩液
同实施例1，特征是：在搅拌下升温至95℃，再按照活性炭粉质量(kg)∶莱菔子分离蛋白水解液体积(L)为1∶20的比例，在95℃的条件下搅拌脱色2小时。真空过滤的相对真空度为-0.09MPa，对收集的真空过滤液，泵入截留分子量为1KDa的超滤器中进行超滤，超滤表压为0.2MPa，直至超滤截留液的蛋白质质量浓度达到20％时停止。对收集的超滤截留液，平均分子量为2.5KDa。反渗透表压为0.5MPa，直至反渗透截留液中蛋白质质量浓度达到15％时停止。对于收集的反渗透截留液，平均分子量为0.5KDa。

Claims (1)

1.一种制备莱菔子分离蛋白粉和水解浓缩液的方法，其特征在于具体的工艺步骤如下：
制备莱菔子残渣
按照脱脂莱菔子粉质量(kg)与pH为3～4柠檬酸溶液的体积(L)比为1∶4～8的比例，先将该柠檬酸溶液泵入不锈钢水解罐，开启搅拌器和循环热水，待柠檬酸溶液升温至30～40℃时，再将脱脂莱菔子粉加入，接着，在30～40℃下搅拌水解4～8小时，水解完成后，将水解物放料，进入碟式离心机，于5000～6000r/min的条件下进行第一次离心分离并分别收集第一次水解离心分离渣和水解离心上层清液，对收集的第一次水解离心分离渣，用螺杆泵泵入洗涤釜中，加入纯净水进行搅拌洗涤两次，每次洗涤时间均为15～30分钟，每次洗涤时纯净水加入体积均与上述柠檬酸溶液体积相同，每次洗涤完成后，都将洗涤物放料进入碟式离心机，于5000～6000r/min的条件下进行离心分离并分别收集洗涤离心分离渣和洗涤离心上层清液，对收集的第一次水解离心上层清液和两次洗涤离心上层清液，进行合并，即为莱菔素水解液，用于莱菔素的制备；对收集的洗涤离心分离渣，即为莱菔子残渣，用于下一步莱菔子分离蛋白提取液的制备；
制备莱菔子分离蛋白提取液
按第1步收集的莱菔子残渣质量(kg)与pH为5～6.5柠檬酸溶液体积(L)比为1∶4～8的比例，先将该柠檬酸溶液泵入不锈钢提取罐，开启搅拌器和循环热水，待柠檬酸液升温至45～65℃时，再将莱菔子残渣加入，接着，在45～65℃下搅拌提取3～5小时，提取完成后，将提取物放料进入碟式离心机，于5000～6000r/min的条件下进行第一次离心并分别收集第一次提取离心分离渣和第一次提取离心上层清液，对收集的第一次提取离心分离渣，加入柠檬酸溶液进行第二次提取，第二次提取时柠檬酸溶液的加入体积、pH值、浓度、提取时间及离心分离的条件均与第一次提取时相同，第二次提取和离心分离完成后，将第一次提取离心上层清液和第二次提取离心上层清液合并，即制备出莱菔子分离蛋白提取液，用于下一步制备莱菔子分离蛋白，对收集的第二次提取离心分离渣，进行洗涤离心操作，条件过程均与第1步中洗涤离心操作相同，分别收集洗涤离心分离渣和洗涤清液，对收集的洗涤离心分离渣，烘干后用作动物饲料或土壤改良剂；对收集的洗涤清液，进行回收柠檬酸处理，循环使用；
制备莱菔子分离蛋白
对第2步收集的莱菔子分离蛋白提取液，泵入截留分子量为50K～150KDa的超滤器中，进行第一级超滤，以截留大分子多糖，超滤表压为0.05～0.2MPa，直至截留液出现明显沉淀时停止，分别收集第一级超滤截留液和第一级超滤滤过液，对收集的第一级超滤截留液，进行喷雾干燥，用于制备莱菔子多糖；对收集的第一级超滤滤过液，泵入截留分子量为10K～30KDa的超滤器中，进行第二级超滤，超滤表压为0.05～0.2MPa，直至截留液出现明显沉淀时停止，分别收集第二级超滤截留液和第二级超滤滤过液，对收集的第二级超滤截留液，泵入碟式离心机，于3000～4000r/min的条件下进行离心分离，分别收集离心渣和离心清液，对收集的离心渣，即为莱菔子分离蛋白，一部分用于制备莱菔子分离蛋白冻干粉，另一部分用于制备莱菔子分离蛋白水解液；对收集的离心清液，与第二级超滤滤过液合并，泵入截留分子量为150～500Da的纳滤器中进行纳滤处理，纳滤表压为0.2～0.5MPa，直至纳滤截留液体积为纳滤滤过液体积的1/5～1/10时停止，分别收集纳滤截留液和纳滤滤过液，对收集的纳滤截留液，含柠檬酸，与第2步收集的洗涤清液合并，调节pH至3～4，后可再次回收用于下批次脱脂莱菔子粉水解，生成莱菔素和莱菔子残渣；对收集的纳滤滤过液，进行生化处理，达标后排放；
制备莱菔子分离蛋白冻干粉
将第3步收集的莱菔子分离蛋白用螺杆泵泵入冷冻干燥机，采用真空冷冻干燥法于-20℃～-50℃预先将莱菔子分离蛋白里面的水份冻结，冻结5～6小时，冻结实后将其放置于冷冻干燥机内，开启真空泵、真空计，再在真空无菌的环境下将莱菔子分离蛋白里面被冻结的水份升华，冷冻干燥温度为-60℃～-50℃，绝对真空度为20～50Pa，即得到莱菔子分离蛋白冻干粉；
制备莱菔子分离蛋白水解液
第3步完成后，将第3步收集的莱菔子分离蛋白用螺杆泵泵入水解罐，在搅拌下加入纯净水分散10～20分钟，按莱菔子分离蛋白质量(kg)与纯净水体积(L)之比为1∶10～20的比例，向水解罐中加入物料，向水解罐夹层通入温度为50℃～60℃的循环水升温，待水解罐内莱菔子分离蛋白分散液的温度上升至50℃～60℃后，用稀氧化钠溶液调节其pH至8.5～9.5，再在搅拌下，按照诺维信3.0T碱性蛋白酶与莱菔子分离蛋白的质量之比为1∶50～200的比例加入该酶，，进行第一级酶水解，水解时间1～3小时，水解温度为50℃～60℃，第一级酶水解完成后，再在搅拌下加入诺维信复合风味蛋白酶，进行第二级酶水解，水解时间为3～5小时，水解温度为50℃～60℃，加入该酶的质量与上述的诺维信3.0T碱性蛋白酶相同，第二级酶水解完成后，即制备出莱菔子分离蛋白水解液，用于下步制备水解莱菔子分离蛋白浓缩液；
制备水解莱菔子分离蛋白浓缩液
第5步完成后，将第5步收集的莱菔子分离蛋白水解液用螺杆泵泵入脱色罐中，在搅拌下升温至80～95℃，再按照活性炭粉质量(kg)：莱菔子分离蛋白水解液体积(L)为1∶10～20的比例，加入活性炭粉，在80～95℃的条件下搅拌脱色1～2小时，脱色完成后，在相对真空度为-0.06～-0.09MPa下进行真空过滤，分别收集真空过滤渣和真空过滤液，对收集的真空过滤渣，即为废活性炭，送活性炭再生厂进行再生处理；对收集的真空过滤液，泵入截留分子量为1K～3KDa的超滤器中进行超滤，超滤表压为0.05～0.2MPa，直至超滤截留液的蛋白质质量浓度达到15～20％时停止，分别收集超滤截留液和超滤滤过液，对收集的超滤截留液，即为水解莱菔子分离蛋白浓缩液A，平均分子量为2.5K～3.5KDa，用于配制营养类发用洗涤剂；对于收集的超滤滤过液，进行反渗透浓缩，反渗透表压为0.1～0.5MPa，直至反渗透截留液中蛋白质质量浓度达到10～15％时停止，分别收集反渗透滤过液和反渗透截留液，对收集的反渗透滤过液，即为纯净水，可回用于下批次配制柠檬酸溶液；对于收集的反渗透截留液，即为水解莱菔子分离蛋白浓缩液B，平均分子量为0.5K～2.5KDa，用于配制营养类护肤产品。
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