CN105795095B - 一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法 - Google Patents

一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，主要方法为：堇叶碎米荠干燥粉碎后置于NaOH溶液进行提取，将提取液过滤后所得滤液中和、浓缩后，加入乙醇，形成硒蛋白醇沉物，所述醇沉物的水溶液通过大孔吸附树脂柱吸附其溶液中大部分的硒蛋白后，得过柱液，洗脱上述大孔吸附树脂柱后得洗脱液，过柱液再通过胺基羧酸螯合树脂柱，去除重金属，最后合并上述洗脱液和通过胺基羧酸螯合树脂柱的过柱液，浓缩干燥即得。本法制备的堇叶碎米荠硒蛋白铅、汞、镉等重金属含量低，便于应用至食品加工领域。

Description

一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法
技术领域
本发明属于植物硒蛋白制备方法技术领域，具体涉及一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法。
背景技术
近年来，研究发现十字花科碎米荠属植物具有超强的聚硒能力。目前，随着大众对硒与健康之间关系的了解越来越深入，对碎米荠硒蛋白的研究逐渐成为一大热点。碎米荠中硒的存在形态以有机硒为主，关于碎米荠硒蛋白的制备，已有少量专利及文献报道。
专利CN103588870A公开了一种壶瓶碎米荠植物硒蛋白的提取方法。该方法通过控制乙醇浓度去除壶瓶碎米荠中的单糖、二糖、低聚糖、部分金属离子和无机硒，获得硒蛋白，找到了沉淀壶瓶碎米荠硒蛋白；依次加果胶酶和淀粉酶并保温，获得纯度较高的植物硒蛋白。
CN 104231038 A公开了一种脱色壶瓶碎米荠含硒蛋白的提取、纯化方法，通过调节壶瓶碎米荠提取物溶液至弱酸性获得色泽明显变浅的壶瓶碎米荠粗蛋白粉；通过柱层析的方法获得纯化硒含量较高的纯化含硒蛋白。
上述方法提取方法各有其侧重点，CN103588870A核心在于多次乙醇处理、果胶酶和淀粉酶消化，提高产物纯度，CN104231038 A的提取步骤中增加了脱色和柱层析分级纯化。鉴于碎米荠类植物对土壤中的镉等重金属离子有很强的富集作用(龙胜桥，2015；Chaney et al.1997)，如何优化碎米荠硒蛋白提取及后处理工艺，降低产物中的铅、汞、镉等重金属含量，对碎米荠硒蛋白在食品加工领域的应用具有重要意义。
发明内容
为了降低堇叶碎米荠硒蛋白中的重金属含量，本发明公开了一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，其特征在于包含以下步骤：
步骤1：堇叶碎米荠干燥及粉碎；
步骤2：将堇叶碎米荠干粉置于0.05％～0.15％的NaOH提取溶液中，于75℃～85℃下进行提取，提取后过滤；
步骤3：稀盐酸回调滤液至中性，浓缩至溶质质量浓度为5％-10％；
步骤4：向浓缩液中加入95％乙醇至乙醇体积分数为75％～85％，静置过夜得醇沉物；
步骤5：将醇沉物干燥后溶于纯水，溶液通过大孔吸附树脂柱，收集过柱液A；
步骤6：20％-50％乙醇溶液作为洗脱剂洗脱大孔吸附树脂柱，收集洗脱液A＇；
步骤7：将过柱液A通过胺基羧酸螯合树脂柱，收集过柱液B；
步骤8：将洗脱液A＇和过柱液B合并、浓缩、干燥即得硒蛋白。
所述步骤1中，堇叶碎米荠干燥至水分为6％-8％，粉碎后的堇叶碎米荠干粉通过20目筛。
所述步骤2中每次提取1～3小时，提取2～4次后合并滤液。
所述步骤2每次提取中，料液质量比为1:10～1:18。
所述步骤2每次提取中，料液质量比优选为1:15。
所述步骤5中，大孔吸附树脂型号选自LX-17、DA201、HP2MG。
所述步骤5中，大孔吸附树脂型号优选LX-17。
所述步骤5中醇沉物溶液与大孔吸附树脂的体积比为10:1～20:1。
所述步骤7中，胺基羧酸螯合树脂选自型号LSC-100、HYC-100、DIAION CR11。
所述步骤7中，胺基羧酸螯合树脂优选型号LSC-100。
本发明的创新之处在于：
(1)碱性条件提取：采用碱性条件0.05％～0.15％的NaOH溶液提取堇叶碎米荠硒蛋白，有助于提高硒蛋白的溶解性，促进硒蛋白溶解进入介质中；
(2)不同功能树脂材料的联合使用：先用吸附蛋白类大分子的大孔吸附树脂柱吸附大部分硒蛋白，绝大部分重金属离子残留在过柱液A中，将过柱液A通过螯合树脂柱吸附铅、汞、镉等重金属，得到硒蛋白过柱液B，洗脱上述大孔树脂柱得到重金属含量低的硒蛋白溶液A＇，合并B和A＇即可浓缩处理得到低重金属含量的硒蛋白。实验表明，如不通过大孔吸附树脂处理，直接用胺基羧酸螯合树脂一步处理所述醇沉物水溶液，虽可降低重金属含量，但由于胺基羧酸螯合树脂柱对硒蛋白也有一定的吸附作用，因此硒蛋白含量也会显著下降。不同功能树脂材料的联用既保证目标成分的含量，同时又能降低重金属含量。
本发明的优点在于：
本发明所公开的一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，是将硒蛋白提取工艺与重金属脱除技术相结合，在不影响目标成分含量的前提下，达到降低重金属的目的，提供了一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备新方法。
具体实施方式
本发明中，LX-17型大孔吸附树脂是苯乙烯型中极性树脂；DA201型大孔吸附树脂是苯乙烯型极性树脂；HP2MG大孔吸附树脂是甲基丙烯酸酯类中极性树脂；型号为LSC-100、HYC-100、DIAION CR11的胺基羧酸螯合树脂均为亚氨基二乙酸型树脂。上述所有树脂材料购自郑州勤实科技有限公司，其他试剂均购自江南化工有限公司。
实施例1
一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)堇叶碎米荠植株采收后，干燥至水分为6％，采用机械粉碎机加以粉碎至干粉过20目筛，粉碎时无需过细，以免提取时物料易漂浮或聚集；
(2)采用0.05％的NaOH溶液于75℃下进行提取，料液质量比为1:10，提取1小时，过滤，同法提取2次,合并提取液；
(3)用稀盐酸回调滤液至中性，浓缩至溶质质量浓度为5％；
(4)向浓缩液中加入95％乙醇至乙醇体积分数为75％，静置过夜后得醇沉物；
(5)将醇沉物干燥后溶于水，LX-17大孔吸附树脂经预处理后装填，将醇沉物溶液通过树脂柱，所述醇沉物溶液与LX-17大孔吸附树脂的体积比为10:1，透过液的流速为1BV/h，收集过柱液A；
(6)以20％乙醇溶液作为洗脱剂洗脱LX-17大孔吸附树脂上吸附的硒蛋白大分子，洗脱剂流速为1BV/h，至洗脱体积为6BV时停止洗脱，收集洗脱液A＇；
(7)将过柱液A通过装填预处理后的LSC-100胺基羧酸螯合树脂的树脂柱，过柱液A与LSC-100胺基羧酸螯合树脂的体积比为10:1，过柱流速为1BV/h，收集过柱液B；
(8)将洗脱液A＇和过柱液B合并、浓缩、干燥即得硒蛋白。
经检测，本实施例中使用的堇叶碎米荠干粉、未经树脂处理的堇叶碎米荠硒蛋白、本实施实例经树脂处理的堇叶碎米荠硒蛋白各项指标分别为(见表1)：
表1
Figure BDA0000976225810000041
表1中，未经树脂处理的堇叶碎米荠硒蛋白纯度为88％，按照本实施例所述方法处理后，硒蛋白纯度为85％，纯度基本未受影响；未经树脂处理的堇叶碎米荠硒蛋白重金属镉、铅、汞分别为1.25％、0.33％、0.10％，按照本实施例所述方法处理后，镉、铅、汞分别为0.25％、0.14％、0.06％，均有明显下降。
实施例2
一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)堇叶碎米荠植株采收后，干燥至水分为7％，采用机械粉碎机加以粉碎至干粉过20目筛，粉碎时无需过细，以免提取时物料易漂浮或聚集；
(2)采用0.1％的NaOH溶液于80℃下进行提取，料液质量比为1:15,提取2小时，过滤，同法提取3次,合并提取液；
(3)用稀盐酸回调滤液至中性，浓缩至溶质质量浓度为8％；
(4)向浓缩液中加入95％乙醇至乙醇体积分数为80％，静置过夜后得醇沉物；
(5)将醇沉物干燥后溶于水，DA201大孔吸附树脂经预处理后装填，将醇沉物溶液通过树脂柱，所述醇沉物溶液与DA201大孔吸附树脂的体积比为15:1，透过液的流速为1BV/h，收集过柱液A；
(6)以40％乙醇溶液作为洗脱剂洗脱DA201大孔吸附树脂上吸附的硒蛋白大分子，洗脱剂流速为1BV/h，至洗脱体积为6BV时停止洗脱，收集洗脱液A＇；
(7)将过柱液A通过装填预处理后的HYC-100胺基羧酸螯合树脂的树脂柱，过柱液A与HYC-100胺基羧酸螯合树脂的体积比为15:1，过柱流速为1BV/h，收集过柱液B；
(8)将洗脱液A＇和过柱液B合并、浓缩、干燥即得硒蛋白。
经检测，本实施例中使用的堇叶碎米荠干粉、未经树脂处理的堇叶碎米荠硒蛋白、本实施实例经树脂处理的堇叶碎米荠硒蛋白各项指标分别为(见表2)：
表2
Figure BDA0000976225810000051
表2中，未经树脂处理的堇叶碎米荠硒蛋白纯度为88％，按照本实施例所述方法处理后，硒蛋白纯度为86％，纯度基本未受影响；未经树脂处理的堇叶碎米荠硒蛋白重金属镉、铅、汞分别为1.25％、0.33％、0.10％，按照本实施例所述方法处理后，镉、铅、汞分别为0.24％、0.13％、0.05％，均有明显下降。
实施例3
一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)堇叶碎米荠植株采收后，干燥至水分为8％，采用机械粉碎机加以粉碎至干粉过20目筛，粉碎时无需过细，以免提取时物料易漂浮或聚集；
(2)采用0.15％的NaOH溶液于85℃下进行提取，料液质量比为1:18,提取3小时，过滤，同法提取4次，合并提取液；
(3)用稀盐酸回调滤液至中性，浓缩至溶质质量浓度为10％；
(4)向浓缩液中加入95％乙醇至乙醇体积分数为85％，静置过夜后得醇沉物；
(5)将醇沉物干燥后溶于水，HP2MG大孔吸附树脂经预处理后装填，将醇沉物溶液通过树脂柱，所述醇沉物溶液与HP2MG大孔吸附树脂的体积比为20:1，透过液的流速为1BV/h，收集过柱液A；
(6)以50％乙醇溶液作为洗脱剂洗脱HP2MG大孔吸附树脂上吸附的硒蛋白大分子，洗脱剂流速为1BV/h，至洗脱体积为6BV时停止洗脱，收集洗脱液A＇；
(7)将过柱液A通过装填预处理后的DIAION CR11胺基羧酸螯合树脂的树脂柱，过柱液A与DIAION CR11胺基羧酸螯合树脂的体积比为20:1，过柱流速为1BV/h，收集过柱液B；
(8)将洗脱液A＇和过柱液B合并、浓缩、干燥即得硒蛋白。
经检测，本实施例中使用的堇叶碎米荠干粉、未经树脂处理的堇叶碎米荠硒蛋白、本实施实例经树脂处理的堇叶碎米荠硒蛋白各项指标分别为(见表3)：
表3
Figure BDA0000976225810000061
表3中，未经树脂处理的堇叶碎米荠硒蛋白纯度为88％，按照本实施例所述方法处理后，硒蛋白纯度为87％，纯度基本未受影响；未经树脂处理的堇叶碎米荠硒蛋白重金属镉、铅、汞分别为1.25％、0.33％、0.10％，按照本实施例所述方法处理后，镉、铅、汞分别为0.35％、0.16％、0.06％，均有明显下降。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，其特征在于：所述方法的具体步骤如下：
步骤1：堇叶碎米荠干燥及粉碎；
步骤2：将堇叶碎米荠干粉置于0.05％～0.15％的NaOH提取溶液中，于75℃～85℃下进行提取，提取后过滤；
步骤3：稀盐酸回调滤液至中性，浓缩至溶质质量浓度为5％-10％；
步骤4：向浓缩液中加入95％乙醇至乙醇体积分数为75％～85％，静置过夜得醇沉物；
步骤5：将醇沉物干燥后溶于纯水，溶液通过大孔吸附树脂柱，收集过柱液A；
步骤6：20％-50％乙醇溶液作为洗脱剂洗脱大孔吸附树脂柱，收集洗脱液A＇；
步骤7：将过柱液A通过胺基羧酸螯合树脂柱，收集过柱液B；
步骤8：将洗脱液A＇和过柱液B合并、浓缩、干燥即得硒蛋白。
2.根据权利要求1所述的一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，其特征在于：所述步骤1中，堇叶碎米荠干燥至水分为6％-8％，粉碎后的堇叶碎米荠干粉通过20目筛。
3.根据权利要求1所述的一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，其特征在于：所述步骤2中每次提取1～3小时，提取2～4次后合并滤液。
4.根据权利要求3所述的一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，其特征在于：所述步骤2每次提取中，料液质量比为1:10～1:18。
5.根据权利要求4所述的一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，其特征在于：所述步骤2每次提取中，料液质量比优选为1:15。
6.根据权利要求1所述的一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，其特征在于：所述步骤5中，大孔吸附树脂型号选自LX-17、DA201、HP2MG。
7.根据权利要求6所述的一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，其特征在于：所述步骤5中，大孔吸附树脂型号优选LX-17。
8.根据权利要求1所述的一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，其特征在于：所述步骤5中醇沉物溶液与大孔吸附树脂的体积比为10:1～20:1。
9.根据权利要求1所述的一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，其特征在于：所述步骤7中，胺基羧酸螯合树脂选自型号LSC-100、HYC-100、DIAION CR11。
10.根据权利要求9所述的一种低重金属含量的堇叶碎米荠硒蛋白制备方法，其特征在于：所述步骤7中，胺基羧酸螯合树脂优选型号LSC-100。
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