CN108277242A - 一种从植物中提取氨基酸的方法 - Google Patents

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何连顺
刘立峰
李斌水
米造吉
马静
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    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00—Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • C12P13/04—Alpha- or beta- amino acids

Abstract

本发明涉及氨基酸制备技术领域，具体公开一种从植物中提取氨基酸的方法。所述方法包括如下步骤：将植物茎叶进行破碎处理得到茎叶粉料，用水进行喷雾加湿，得到茎叶粉浆；向所述茎叶粉浆中加入活化的酵母菌进行发酵处理，得到发酵后的茎叶粉浆；用水将所述发酵后的茎叶粉浆进行稀释，经升温灭活、超声破碎处理后，进行过滤处理，得到氨基酸溶液；将所述氨基酸溶液经高分子滤膜过滤处理、电化学膜分离处理后，进行结晶处理，得到氨基酸。本发明提供的从植物中提取氨基酸的方法，工艺过程操作简便，以植物茎叶为原料，降低成本，联合利用发酵、超声、膜技术，从植物中提取氨基酸，能耗低，效率高，绿色清洁，适于广泛推广。

Description

一种从植物中提取氨基酸的方法
技术领域
本发明涉及氨基酸制备技术领域，尤其涉及一种从植物中提取氨基酸的方法。
背景技术
氨基酸是一种重要的基础原料，也是组成动物体的必备基础物质。氨基酸作为蛋白质的基本组成单位，在动植物中普遍存在。在植物茎叶中就能检测到人体所必须的氨基酸。在木槿、桑树、构树等植物中体，氨基酸含量较多，是人类获取氨基酸的又一领域。
目前从植物中提取氨基酸主要通过热提、酶处理，然后再经过离子交换树脂进行分离提纯，成本高，效率低。而尚未发现有联合利用发酵、超声、膜技术处理植物获取氨基酸的专利。
发明内容
针对现有从植物中提取氨基酸技术存在的成本高，效率低，及没有关于联合利用发酵、超声、膜技术处理植物获取氨基酸等问题，本发明提供一种从植物中提取氨基酸的方法。
为达到上述发明目的，本发明实施例采用了如下的技术方案：
一种从植物中提取氨基酸的方法，包括如下步骤：
(1)将植物茎叶进行破碎处理得到茎叶粉料，用水进行喷雾加湿，得到茎叶粉浆；
(2)向所述茎叶粉浆中加入活化的酵母菌进行发酵处理，得到发酵后的茎叶粉浆；
(3)用水将所述发酵后的茎叶粉浆进行稀释，经升温灭活、超声破碎处理后，进行过滤处理，得到氨基酸溶液；
(4)将所述氨基酸溶液经高分子滤膜过滤处理、电化学膜分离处理后，进行结晶处理，得到氨基酸。
相对于现有技术，本发明提供的从植物中提取氨基酸的方法，工艺过程操作简便，以植物茎叶为原料，降低成本，联合利用发酵、超声、膜技术，从植物中提取氨基酸，能耗低，效率高，绿色清洁，适于广泛推广。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供一种从植物中提取氨基酸的方法。该从植物中提取氨基酸的方法，包括如下步骤：
(1)将植物茎叶进行破碎处理得到茎叶粉料，用水进行喷雾加湿，得到茎叶粉浆；
(2)向所述茎叶粉浆中加入活化的酵母菌进行发酵处理，得到发酵后的茎叶粉浆；
(3)用水将所述发酵后的茎叶粉浆进行稀释，经升温灭活、超声破碎处理后，进行过滤处理，得到氨基酸溶液；
(4)将所述氨基酸溶液经高分子滤膜过滤处理、电化学膜分离处理后，进行结晶处理，得到氨基酸。
具体地，步骤(1)中，水为软化水。
具体地，电化学膜分离处理，分离出料液中的盐分和杂质。
优选地，所述茎叶粉料粒度200-400目；所述茎叶粉浆湿度为40-250％，有助于与酵母菌的充分混合及发酵的进行。
优选地，所述活化的酵母菌与茎叶粉浆的质量比为0.1-0.3:20，保证茎叶粉浆的充分发酵。
优选地，所述活化的酵母菌的活化处理的方法为：于25-40℃，将酵母菌与浓度为2％的葡萄糖以质量比1:10-15混合，活化10-120min，得到活化的酵母菌。
优选地，所述发酵处理的发酵周期为24-72h，保证茎叶粉浆的充分发酵，将茎叶粉中所含的大分子糖类和酯类物质分解成小分子物质，便于通过超滤膜系统去除。
优选地，所述升温灭活温度为60-90℃，将酵母菌进行灭活处理。
优选地，所述超声破碎处理温度为80-90℃，让氨基酸在水中更好的从植物中游离出来，当氨基酸转变为游离性的氨基酸时，便于下一步的提取。
优选地，所述高分子滤膜包括高分子微滤膜、高分子超滤膜，去除了物料中固体颗粒物质和大分子物质。
优选地，所述结晶处理为等电点结晶，得到相应的氨基酸。
优选地，步骤(3)、(4)中，所述过滤处理得到的滤渣晾干后用作化肥或饲料，降低成本。
本发明实施例提供的从植物中提取氨基酸的方法，工艺过程操作简便，以植物茎叶为原料，降低成本，联合利用发酵、超声、膜技术，从植物中提取氨基酸，能耗低，效率高，绿色清洁，适于广泛推广。
为了更好的说明本发明实施例提供的从植物中提取氨基酸的方法，下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
从植物中提取氨基酸的方法，包括如下步骤：
(1)将植物茎叶进行破碎处理得到粒度为400目的茎叶粉料，称重为800kg，检测水分含量为15％，用软化水进行喷雾加湿，得到湿度为40％的茎叶粉浆；
(2)配置2％葡萄糖水100L，控制温度在25-30℃，将10kg干酵母粉缓慢加入糖水中，搅拌均匀后，自然放置活化15min，得到含活化的酵母菌的溶液，向所述茎叶粉浆中加入含活化的酵母菌的溶液70L，反复混合均匀后，进行发酵处理，控制温度30℃，发酵到36h，进行人工翻料3次，使发酵物料能够保持均匀的湿度，之后继续发酵24h，得到发酵后的茎叶粉浆；
(3)用4.5m3的水将所述发酵后的茎叶粉浆进行稀释，缓慢升温至60℃灭活，得到悬浊液，将悬浊液分次进行超声破碎处理，控制温度80-90℃，进行超声15min后，搅拌，继续超声15min，如此重复4次后，进行过滤处理，得到4.7m3的氨基酸溶液；
(4)将所述氨基酸溶液经高分子滤膜过滤处理、电化学膜分离处理后，进行结晶处理，得到氨基酸。向所述氨基酸溶液中加入1.5％的活性炭7.5kg，进行脱色，过滤脱碳后的氨基酸溶液过高分子微滤膜去除颗粒物，之后采用了高分子超滤膜10000和3000分子量的聚丙烯膜去除分子量在3000以上的大分子物质，之后继续过UF1000分子量的高分子膜，去除分子量在1000以上的有机物质，剩余水相料液过电化学膜分离设备，去除料液中的无机盐和杂质，所得料液检测纯度和含量，通过等电点结晶分离出所需要的氨基酸，其中，取上述去除无机盐后的料液，60-65℃真空浓缩至精氨酸含量在450g/L，用氨水调节pH至11.2-11.4，缓慢降温至5℃以下得精氨酸粗品，收率75％。
实施例2
从植物中提取氨基酸的方法，包括如下步骤：
(1)将植物茎叶进行破碎处理得到粒度为200目的茎叶粉料，称重为800kg，检测水分含量为17％，用软化水进行喷雾加湿，得到湿度为55％的茎叶粉浆；
(2)配置2％葡萄糖水150L，控制温度在25-30℃，将10kg干酵母粉缓慢加入糖水中，搅拌均匀后，自然放置活化15min，得到含活化的酵母菌的溶液，向所述茎叶粉浆中加入含活化的酵母菌的溶液70L，反复混合均匀后，进行发酵处理，控制温度25℃，发酵到48h，进行人工翻料2次，使发酵物料能够保持均匀的湿度，之后继续发酵24h，得到发酵后的茎叶粉浆；
(3)用4.5m3的水将所述发酵后的茎叶粉浆进行稀释，缓慢升温至90℃灭活，得到悬浊液，将悬浊液分次进行超声破碎处理，控制温度80-90℃，进行超声15min后，搅拌，继续超声15min，如此重复4次后，进行过滤处理，得到4.7m3的氨基酸溶液；
(4)将所述氨基酸溶液经高分子滤膜过滤处理、电化学膜分离处理后，进行结晶处理，得到氨基酸。向所述氨基酸溶液中加入1.5％的活性炭7.5kg，进行脱色，过滤脱碳后的氨基酸溶液过高分子微滤膜去除颗粒物，之后采用了高分子超滤膜10000和3000分子量的聚丙烯膜去除分子量在3000以上的大分子物质，之后继续过UF1000分子量的高分子膜，去除分子量在1000以上的有机物质，剩余水相料液过电化学膜分离设备，去除料液中的无机盐和杂质，所得料液检测纯度和含量，通过等电点结晶分离出所需要的氨基酸，其中，取上述去除无机盐后的料液，60-65℃真空浓缩至精氨酸含量在400g/L，用氨水调节pH至11.2-11.4，缓慢降温至5℃以下得精氨酸粗品，收率74％。
实施例3
从植物中提取氨基酸的方法，包括如下步骤：
(1)将植物茎叶进行破碎处理得到粒度为300目的茎叶粉料，称重为800kg，检测水分含量为20％，用软化水进行喷雾加湿，得到湿度为250％的茎叶粉浆；
(2)配置2％葡萄糖水100L，控制温度在25-30℃，将10kg干酵母粉缓慢加入糖水中，搅拌均匀后，自然放置活化15min，得到含活化的酵母菌的溶液，向所述茎叶粉浆中加入含活化的酵母菌的溶液70L，反复混合均匀后，进行发酵处理，控制温度40℃，发酵到12h，进行人工翻料2次，使发酵物料能够保持均匀的湿度，之后继续发酵12h，得到发酵后的茎叶粉浆；
(3)用4.5m3的水将所述发酵后的茎叶粉浆进行稀释，缓慢升温至70℃灭活，得到悬浊液，将悬浊液分次进行超声破碎处理，控制温度80-90℃，进行超声15min后，搅拌，继续超声15min，如此重复4次后，进行过滤处理，得到4.7m3的氨基酸溶液；
(4)将所述氨基酸溶液经高分子滤膜过滤处理、电化学膜分离处理后，进行结晶处理，得到氨基酸。向所述氨基酸溶液中加入1.5％的活性炭7.5kg，进行脱色，过滤脱碳后的氨基酸溶液过高分子微滤膜去除颗粒物，之后采用了高分子超滤膜10000和3000分子量的聚丙烯膜去除分子量在3000以上的大分子物质，之后继续过UF1000分子量的高分子膜，去除分子量在1000以上的有机物质，剩余水相料液过电化学膜分离设备，去除料液中的无机盐和杂质，所得料液检测纯度和含量，通过等电点结晶分离出所需要的氨基酸，其中，取上述去除无机盐后的料液，60-65℃真空浓缩至精氨酸含量在450g/L，用氨水调节pH至11.2-11.4，缓慢降温至5℃以下得精氨酸粗品，收率73％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种从植物中提取氨基酸的方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将植物茎叶进行破碎处理得到茎叶粉料，用水进行喷雾加湿，得到茎叶粉浆；
(2)向所述茎叶粉浆中加入活化的酵母菌进行发酵处理，得到发酵后的茎叶粉浆；
(3)用水将所述发酵后的茎叶粉浆进行稀释，经升温灭活、超声破碎处理后，进行过滤处理，得到氨基酸溶液；
(4)将所述氨基酸溶液经高分子滤膜过滤处理、电化学膜分离处理后，进行结晶处理，得到氨基酸。
2.如权利要求1所述的从植物中提取氨基酸的方法，其特征在于：所述茎叶粉料粒度200-400目；所述茎叶粉浆湿度为40-250％。
3.如权利要求1所述的从植物中提取氨基酸的方法，其特征在于：所述活化的酵母菌与茎叶粉浆的质量比为0.1-0.3:20。
4.如权利要求1所述的从植物中提取氨基酸的方法，其特征在于：所述活化的酵母菌的活化处理的方法为：于25-40℃，将酵母菌与浓度为2％的葡萄糖以质量比1:10-15混合，活化10-120min。
5.如权利要求1所述的从植物中提取氨基酸的方法，其特征在于：所述发酵处理的发酵周期为24-72h。
6.如权利要求1所述的从植物中提取氨基酸的方法，其特征在于：所述升温灭活温度为60-90℃。
7.如权利要求1所述的从植物中提取氨基酸的方法，其特征在于：所述超声破碎处理温度为80-90℃。
8.如权利要求1-7任一项所述的从植物中提取氨基酸的方法，其特征在于：所述高分子滤膜包括高分子微滤膜、高分子超滤膜。
9.如权利要求1-7任一项所述的从植物中提取氨基酸的方法，其特征在于：所述结晶处理为等电点结晶。
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