CN107973731A - 一种提取大蒜蒜氨酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提取大蒜蒜氨酸的方法，该方法步骤如下：1)将新鲜大蒜进行微波高火灭酶；2)向大蒜中加入乙醇溶液，后粉碎打浆，获得浆液；3)将浆液送入高压脉冲电场进行预处理；4)将浆液进行离心处理，获得上清液；5)将上清液减压旋蒸浓缩获得浓缩液；6)调节浓缩液的pH值，用阳离子交换树脂进行分离，待浓缩液上柱吸附后，用氨水进行洗脱并收集组分，之后在55℃减压旋蒸浓缩获得浓缩液；7)将获得的浓缩液干燥后得蒜氨酸粗品；8)向蒜氨酸粗品中加入乙醇水溶液，调节pH值，静置结晶，得蒜氨酸精品。本发明可明显缩短提取时间，提高提取率；可以增加蒜氨酸的结晶时间和纯度，工艺设计合理，操作简便，对蒜氨酸的纯化效果好。

Description

一种提取大蒜蒜氨酸的方法

技术领域

本发明涉及大蒜深加工技术领域，具体地说是一种提取大蒜蒜氨酸的方法。

背景技术

蒜氨酸是大蒜中主要生物活性物质之一，具有抗肿瘤、协同降血压、抗菌杀毒、清除自由基、保肝护肝及抗糖尿病等多种药理功效，有“天然广谱素”之称，在医药保健品、化妆品、食品添加剂等领域具有广阔的应用前景，由于高纯度的蒜氨酸价格较高，有“植物黄金”之称。因此，对蒜氨酸分离纯化方法的研究成为国内外研究的重点。

蒜氨酸具有酸、碱两重性质，能够分别与碱或酸成盐。溶液的pH不同，蒜氨酸以阳离子、阴离子或偶极离子三种电化学状态存在。蒜氨酸的等电点pI＝4.86，当溶液的pH小于pI时，蒜氨酸分子带正电荷，可以结合到阳离子交换树脂上；当溶液的pH大于pI时，蒜氨酸分子带负电荷，可以结合到阴离子交换树脂上。蒜氨酸结合在阳离子交换树脂柱上时，随着洗脱液pH的增加，蒜氨酸会逐渐失去正电荷，与树脂的结合力减弱，最后被洗脱下来。大蒜中还有其它氨基酸，不同的氨基酸等电点不同，这些氨基酸将依次被洗出，最先被洗出的是酸性氨基酸，然后是中性氨基酸，最后是碱性氨基酸，这样分段收集流出液，可以得到较纯的蒜氨酸溶液。

高压脉冲电场是被国际上公认的比较热门、比较先进的非热加工技术之一，已经广泛地应用于食品的杀菌、解冻、天然活性物质辅助提取等方面，高压脉冲电场辅助提取主要是利用细胞膜电穿孔原理，使组织细胞发生不可逆的破坏，同时利用分子在高压电场的条件下，能够产生极化反应克服分子之间的引力，从而在含有适合的溶剂的条件下快速溶出。溶出的过程是在流动状态下瞬时完成的，具有处理时间非常短，能源消耗极低、可进行连续性操作、非热加工处理、目标提取产物高活性等特点，受到广泛的瞩目。

目前，高压脉冲电场在大蒜方面的应用相对较少，李婷婷等(高压脉冲电场对大蒜采后抗氧化物质的影响，《食品科学》，2009，30(6)：272-274)研究高压脉冲电场处理能够较好的保持大蒜采后贮藏品质,减缓大蒜VC和总黄酮的降解速度，提高贮藏过程中超氧化物歧化酶活性，一定程度上抑制了大蒜的褐化。

发明内容

本发明的技术任务是提供一种提取大蒜蒜氨酸的方法。

本发明的技术任务是按以下方式实现的：

一种提取大蒜蒜氨酸的方法，该方法步骤如下：

步骤1)将新鲜大蒜去皮、清洗、晾干后进行微波高火灭酶，对大蒜中的蒜氨酸酶进行灭活；

步骤2)向上述灭酶后的大蒜中加入质量百分比浓度为10％～30％的乙醇溶液，混合均匀后送入粉碎机中粉碎打浆，获得浆液；

步骤3)将所述的浆液送入高压脉冲电场进行预处理，辅助提取大蒜中的蒜氨酸；

步骤4)将步骤3)中进行预处理后的浆液送入离心机进行离心处理，获得上清液；

步骤5)将所述的上清液送入旋蒸机，在55℃减压旋蒸浓缩至总体积的1/5～1/10，获得浓缩液；

步骤6)采用盐酸将步骤5)中获得的浓缩液的pH值调节至小于4.5，用阳离子交换树脂进行分离，待浓缩液上柱吸附后，用氨水进行洗脱并收集组分，然后进行氨基酸检测，确定蒜氨酸存在的所有组分并收集汇总，之后送入旋蒸机，在55℃减压旋蒸浓缩至总体积的1/5～1/10，获得浓缩液；

步骤7)将步骤6)中获得的浓缩液干燥后，即获得蒜氨酸粗品；

步骤8)在30～70℃结晶温度下，向所述的蒜氨酸粗品中加入刚能溶解完蒜氨酸粗品的乙醇水溶液，调节pH值4～5，溶解后取出放0～4℃冰柜中冷藏，静置12～48小时结晶，得蒜氨酸精品。

所述的步骤1)中微波高火灭酶时间为1～3min。

所述的步骤2)中大蒜与乙醇溶液的质量比为1:3～7。

所述的步骤(3)中高压脉冲电场强度10～40kv/cm、脉冲数2～10、时间30～70s。

所述的步骤4)离心机的转速为3500～4500rpm，离心时间为5～20分钟。

所述的步骤6)中的盐酸摩尔浓度为1～2mol/L；所述的氨水的摩尔浓度为0.5～1mol/L，氨水的流速控制在1～2BV/h。

所述的步骤6)中的阳离子交换树脂为732型强酸型阳离子交换树脂，所述的浓缩液在阳离子交换树脂分离过程中的流速为1～2BV/h。

所述的步骤7)中干燥为喷雾干燥、热风干燥或者冷冻干燥。

所述的步骤8)中乙醇水溶液的质量百分比浓度50％～80％。

本发明的一种提取大蒜蒜氨酸的方法和现有技术相比，具有以下有益效果：

1)采用脉冲电场辅助提取大蒜中的蒜氨酸，利用细胞膜电穿孔原理，使组织细胞发生破坏，同时利用分子在高压电场的条件下，能够产生极化反应克服分子之间的引力，从而在含有适合的溶剂的条件下快速溶出，可明显缩短提取时间，提高提取率；

2)采用等电点结合溶剂(高浓度乙醇溶液)结晶法精制蒜氨酸，可以增加蒜氨酸的结晶时间和纯度，工艺设计合理，操作简便，对蒜氨酸的纯化效果好。

具体实施方式

实施例1：

一种提取大蒜蒜氨酸的方法，该方法步骤如下：

步骤1)将新鲜大蒜去皮、清洗、晾干后进行微波高火灭酶1min，对大蒜中的蒜氨酸酶进行灭活；

步骤2)向上述灭酶后的大蒜中加入质量百分比浓度为10％的乙醇溶液，所述的大蒜与所述的乙醇溶液的质量比为1:3，混合均匀后送入粉碎机中粉碎打浆，获得浆液；

步骤3)将所述的浆液送入高压脉冲电场进行预处理，所述的高压脉冲电场强度30kv/cm、脉冲数6、时间50s，辅助提取大蒜中的蒜氨酸；

步骤4)将步骤3)中进行预处理后的浆液送入转速为3500rpm的离心机进行离心处理，离心时间为5分钟，获得上清液；

步骤5)将所述的上清液送入旋蒸机，在55℃减压旋蒸浓缩至总体积的1/5，获得浓缩液；

步骤6)采用摩尔浓度为1mol/L的盐酸将步骤5)中获得的浓缩液的pH值调节至4.5，用732型强酸型阳离子交换树脂进行分离，所述的浓缩液在阳离子交换树脂分离过程中的流速为1BV/h，待浓缩液上柱吸附后，用摩尔浓度为0.5mol/L的氨水进行洗脱并收集组分，氨水的流速控制在1BV/h，然后进行氨基酸检测，确定蒜氨酸存在的所有组分并收集汇总，之后送入旋蒸机，在55℃减压旋蒸浓缩至总体积的1/5，获得浓缩液；

步骤7)将步骤6)中获得的浓缩液喷雾干燥后，即获得蒜氨酸粗品；

步骤8)在30℃结晶温度下，向所述的蒜氨酸粗品中加入刚能溶解完蒜氨酸粗品的乙醇水溶液，乙醇水溶液的质量百分比浓度60％，调节pH值4，溶解后取出放0℃冰柜中冷藏，静置12小时结晶，得蒜氨酸精品。

表1不同电场强度对大蒜中的蒜氨酸含量的影响

不同电场强度高压脉冲电场预处理(脉冲数为6，处理时间50s)对大蒜中的蒜氨酸含量的影响，结果如表1所示，高压脉冲电场预处理蒜氨酸含量随电场强度的增加呈现先上升再下降的趋势，电场强度为30kv/cm时，蒜氨酸含量最高，为1.167％。

实施例2：

一种提取大蒜蒜氨酸的方法，该方法步骤如下：

步骤1)将新鲜大蒜去皮、清洗、晾干后进行微波高火灭酶3min，对大蒜中的蒜氨酸酶进行灭活；

步骤2)向上述灭酶后的大蒜中加入质量百分比浓度为30％的乙醇溶液，所述的大蒜与所述的乙醇溶液的质量比为1:7，混合均匀后送入粉碎机中粉碎打浆，获得浆液；

步骤3)将所述的浆液送入高压脉冲电场进行预处理，所述的高压脉冲电场强度30kv/cm、脉冲数6、时间50s，辅助提取大蒜中的蒜氨酸；

步骤4)将步骤3)中进行预处理后的浆液送入转速为4500rpm的离心机进行离心处理，离心时间为20分钟，获得上清液；

步骤5)将所述的上清液送入旋蒸机，在55℃减压旋蒸浓缩至总体积的1/10，获得浓缩液；

步骤6)采用摩尔浓度为2mol/L的盐酸将步骤5)中获得的浓缩液的pH值调节至4，用732型强酸型阳离子交换树脂进行分离，所述的浓缩液在阳离子交换树脂分离过程中的流速为2BV/h，待浓缩液上柱吸附后，用摩尔浓度为1mol/L的氨水进行洗脱并收集组分，氨水的流速控制在2BV/h，然后进行氨基酸检测，确定蒜氨酸存在的所有组分并收集汇总，之后送入旋蒸机，在55℃减压旋蒸浓缩至总体积的1/10，获得浓缩液；

步骤7)将步骤6)中获得的浓缩液热风干燥后，即获得蒜氨酸粗品；

步骤8)在70℃结晶温度下，向所述的蒜氨酸粗品中加入刚能溶解完蒜氨酸粗品的乙醇水溶液，乙醇水溶液的质量百分比浓度80％，调节pH值5，溶解后取出放4℃冰柜中冷藏，静置36小时结晶，得蒜氨酸精品。

表2不同脉冲数对大蒜中的蒜氨酸含量的影响

高压脉冲电场预处理不同脉冲数(电场强度为30kv/cm，处理时间50s)对大蒜中的蒜氨酸含量的影响，结果如表2所示，蒜氨酸含量随电场强度的增加呈现先上升再下降的趋势，脉冲数为6时，蒜氨酸含量最高，为1.198％。

实施例3：

一种提取大蒜蒜氨酸的方法，该方法步骤如下：

步骤1)将新鲜大蒜去皮、清洗、晾干后进行微波高火灭酶2min，对大蒜中的蒜氨酸酶进行灭活；

步骤2)向上述灭酶后的大蒜中加入质量百分比浓度为20％的乙醇溶液，所述的大蒜与所述的乙醇溶液的质量比为1:5，混合均匀后送入粉碎机中粉碎打浆，获得浆液；

步骤3)将所述的浆液送入高压脉冲电场进行预处理，所述的高压脉冲电场强度20kv/cm、脉冲数8、时间70s，辅助提取大蒜中的蒜氨酸；

步骤4)将步骤3)中进行预处理后的浆液送入转速为4000rpm的离心机进行离心处理，离心时间为12分钟，获得上清液；

步骤5)将所述的上清液送入旋蒸机，在55℃减压旋蒸浓缩至总体积的1/8，获得浓缩液；

步骤6)采用摩尔浓度为1.5mol/L的盐酸将步骤5)中获得的浓缩液的pH值调节至4.2，用732型强酸型阳离子交换树脂进行分离，所述的浓缩液在阳离子交换树脂分离过程中的流速为1.5BV/h，待浓缩液上柱吸附后，用摩尔浓度为0.8mol/L的氨水进行洗脱并收集组分，氨水的流速控制在1.5BV/h，然后进行氨基酸检测，确定蒜氨酸存在的所有组分并收集汇总，之后送入旋蒸机，在55℃减压旋蒸浓缩至总体积的1/7，获得浓缩液；

步骤7)将步骤6)中获得的浓缩液冷冻干燥后，即获得蒜氨酸粗品；

步骤8)在40℃结晶温度下，向所述的蒜氨酸粗品中加入刚能溶解完蒜氨酸粗品的乙醇水溶液，乙醇水溶液的质量百分比浓度70％，调节pH值4.86，溶解后取出放2℃冰柜中冷藏，静置36小时结晶，得蒜氨酸精品，结晶含量最高达到了96.63％。

表3等电点结合溶剂结晶法的结果

等电点结合溶剂结晶法精制蒜氨酸，结果如表3所示，当pH在蒜氨酸等电点4.86时，有利于晶体的生长，结晶的速度明显提高，乙醇浓度越高，溶剂体积量越多，蒜氨酸结晶纯度越高，乙醇浓度为70％、饱和体积为40mL、结晶时间为36h是结晶含量最高，达到了96.63％。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的几种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

Claims (9)

1.一种提取大蒜蒜氨酸的方法，其特征在于，该方法步骤如下：

步骤1)将新鲜大蒜去皮、清洗、晾干后进行微波高火灭酶，对大蒜中的蒜氨酸酶进行灭活；

步骤2)向上述灭酶后的大蒜中加入质量百分比浓度为10％～30％的乙醇溶液，混合均匀后送入粉碎机中粉碎打浆，获得浆液；

步骤3)将所述的浆液送入高压脉冲电场进行预处理，辅助提取大蒜中的蒜氨酸；

步骤4)将步骤3)中进行预处理后的浆液送入离心机进行离心处理，获得上清液；

步骤5)将所述的上清液送入旋蒸机，在55℃减压旋蒸浓缩至总体积的1/5～1/10，获得浓缩液；

步骤6)采用盐酸将步骤5)中获得的浓缩液的pH值调节至小于4.5，用阳离子交换树脂进行分离，待浓缩液上柱吸附后，用氨水进行洗脱并收集组分，然后进行氨基酸检测，确定蒜氨酸存在的所有组分并收集汇总，之后送入旋蒸机，在55℃减压旋蒸浓缩至总体积的1/5～1/10，获得浓缩液；

步骤7)将步骤6)中获得的浓缩液干燥后，即获得蒜氨酸粗品；

步骤8)在30～70℃结晶温度下，向所述的蒜氨酸粗品中加入刚能溶解完蒜氨酸粗品的乙醇水溶液，调节pH值4～5，溶解后取出放0～4℃冰柜中冷藏，静置12～48小时结晶，得蒜氨酸精品。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤1)中微波高火灭酶时间为1～3min。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤2)中大蒜与乙醇溶液的质量比为1:3～7。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤(3)中高压脉冲电场强度10～40kv/cm、脉冲数2～10、时间30～70s。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤4)离心机的转速为3500～4500rpm，离心时间为5～20分钟。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤6)中的盐酸摩尔浓度为1～2mol/L；所述的氨水的摩尔浓度为0.5～1mol/L，氨水的流速控制在1～2BV/h。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤6)中的阳离子交换树脂为732型强酸型阳离子交换树脂，所述的浓缩液在阳离子交换树脂分离过程中的流速为1～2BV/h。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤7)中干燥为喷雾干燥、热风干燥或者冷冻干燥。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤8)中乙醇水溶液的质量百分比浓度50％～80％。