CN108976276A - 一种高效植物蛋白富集提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及植物蛋白提取技术领域，具体涉及一种高效植物蛋白富集提取方法；通过阳离子交换树脂对上清液进行处理，能有效的去除植物中的色素，而且所提取的植物蛋白的纯度较高；其中在提取植物蛋白时，通过将植物原料浸泡在一定浓度的硝酸钙溶液和复合酶的混合溶液中，通过复合酶将植物细胞的细胞壁酶解；硝酸钙溶液中的钙离子能增大细胞膜的通透性，再配合超声粉碎，使得细胞膜破裂，有利于后续植物蛋白的获取；在将植物原料依次经过异丙醇、盐酸胍、乙醇和十二烷基硫酸钠的处理，同时配合多次离心处理，使得提取物的植物蛋白的杂质较少、纯度较高；而且在提取植物蛋白时不需要一些大型的设备配合使用，生产成本相对较低。

Description

一种高效植物蛋白富集提取方法
技术领域
本发明涉及植物蛋白提取技术领域，具体涉及一种高效植物蛋白富集提取方法。
背景技术
植物蛋白是蛋白质的一种，来源是从植物里提取的，营养与动物蛋白相仿，但是更易于消化。含植物蛋白最丰富的是大豆。但在饮食中，植物蛋白和动物蛋白要搭配食用。植物蛋白与动物蛋白的摄取量应当基本持平，各为一半。通常，植物蛋白相对于动物蛋白来说含量较多，取材来源广泛，日常摄入量大。而且在加工生产的过程中，成本和工艺相对容易和廉价。但是，植物蛋白毕竟是植物中的蛋白，其蛋白的种类和相对数量与人体的要求有一定差距。如：植物蛋白中缺乏免疫球蛋白，谷类中则相对缺乏赖氨酸等等。但并不是说素食者体内就会缺乏免疫球蛋白和赖氨酸，免疫球蛋白是由体内淋巴细胞制造分泌的，而赖氨酸常见于豆类、豆制品及酵母中。
众所周知，蛋白质经消化液水解成氨基酸，氨基酸吸收后被制造出人体所需的蛋白质。所以，相对于植物蛋白，动物蛋白对各种年龄层次的人都是有益的，对青少年更是生长发育、增强体质不可缺少的物质。对于中年人来说，蛋白质能使脑力劳动者增强记忆，使体力劳动者增强耐力。对于老年人来说，补充优质蛋白质可推迟衰老，防治多种老年病的发生。
植物蛋白对人体非常有益，但是其存在植物组织中，如果将之从植物中提取出来，制作成产品的话，将会具有非常大的市场前景。在申请号为CN200710049291.3的专利文件中提供了一种植物蛋白的提取方法，其特征是用碟片分离机或旋流器分离浓缩废水，对固状物重量浓度大于0.5kg/m3的含植物蛋白的浓缩液，用碱或盐在pH值为5.6～13.8的条件下中和至等电点，再用碟片分离机或旋流器对含植物蛋白的溶液强制沉降、浓缩，得到重液和轻液，对重液加入颗粒直径小于1.2mm、密度是干植物蛋白密度的0.5～2.0倍的粉末状物质，充分混合后再用刮刀式脱水机脱水、流化床烘干机烘干，即得干蛋白质。本发明的方法可以在不增加主要设备、投资少的情况下，大量回收薯类机制淀粉厂排放的废水中的植物蛋白，不仅利用了资源，降低了成本，而且减少了有害物质的排放，有利于环保。
上述专利文件提供的植物蛋白提取方法虽然低了成本，而且减少了有害物质的排放，有利于环保。但是其需要一些大型的设备配合使用，生产成本较高。而且，其所得的植物蛋白的纯度不高。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供了一种高效植物蛋白富集提取方法，用于解决背景技术中所提出的技术问题。
为了达到上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种高效植物蛋白富集提取方法，包括以下步骤：
S1：将所需提取的物料用清水洗涤干净，并置于恒温干燥箱中进行干燥处理；再经破碎和筛分除渣得到原料胚乳，将所得的原料胚乳进行调浆，将得到原料浆置于冷冻室内冷藏，备用；
S2：向S1中所得的原料浸泡在一定浓度的硝酸钙溶液中，保持硝酸钙溶液，并加入复合酶，温度保持在25-35℃，浸泡时间为 50-70min；
S3：将浸泡后的原料取出，并浸泡在适量的Trizol匀浆中，然后在室温下孵育5-10min，经超声粉碎至组织溶于液体中，所得记为混合组分；
S4：向S3中所得的混合组分中加入适量的三氯甲烷，并在室温下孵育4-8min，然后置于离心机中高速离心10-15min，分别得到有机相和无机相，吸取并弃去上层水相；
S5：吸取并收集上层有机相，并将之转移到离心管中，然后向其中加入体积为三氯甲烷5-9倍的异丙醇，摇晃混匀后室温放置10min，再经高速离心8-13min，所得的沉淀物即为蛋白；
S6：弃去上清液，并用0.3mol/L的盐酸胍清洗沉淀3次，每次清洗过程中，先将沉淀保存于清洗液中20min，然后离心处理4-8min；最后一次清洗后，弃去上层液相，将沉淀悬浮于乙醇中，涡旋震荡 12-18s后在室温下静置15-25min；
S7：弃去上层液相，并将沉淀真空干燥5-10min；将干燥后的沉淀溶解于水中，并向水中加入一定量的十二烷基硫酸钠，同时在50℃水浴中反复吹打助溶；通过高速离心将不溶物去除，得到上清液；
S8：将S7中所得的上清液用阳离子交换树脂对处理，并用水反复洗脱3-6次，留取洗脱液冷冻干燥，即得富集提取的植物蛋白。
优选的，所述S1中冷冻温度为-15℃。
优选的，所述S1中复合酶为纤维素酶和果胶酶等质量混合，且复合酶的加入量为硝酸钙溶液总质量的0.8-1.5％
优选的，所述S2中硝酸钙溶液的浓度为1.0-2.2mol/L。
优选的，所述S4中三氯甲烷的加入量为S3中Trizol匀浆的 15-22％。
优选的，所述S4中离心速率为8000-13000r/min。
优选的，所述S7中十二烷基硫酸钠的加入量为水的总质量的 1.0-1.5％。
优选的，所述S8中冷冻干燥的温度为-20℃。
采用上述的技术方案，本发明达到的有益效果是：
采用本发明提取的植物蛋白时，通过阳离子交换树脂对上清液进行处理，能有效的去除植物中的色素，而且所提取的植物蛋白的纯度较高。其中在提取植物蛋白时，通过将植物原料浸泡在一定浓度的硝酸钙溶液和复合酶的混合溶液中，通过复合酶将植物细胞的细胞壁酶解。另外，硝酸钙溶液中的钙离子能增大细胞膜的通透性，再配合超声粉碎，使得细胞膜破裂，有利于后续植物蛋白的获取。在将植物原料依次经过异丙醇、盐酸胍、乙醇和十二烷基硫酸钠的处理，同时配合多次离心处理，使得提取物的植物蛋白的杂质较少、纯度较高。而且本发明在提取植物蛋白时不需要一些大型的设备配合使用，生产成本相对较低。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种高效植物蛋白富集提取方法，包括以下步骤：
S1：将所需提取的物料用清水洗涤干净，并置于恒温干燥箱中进行干燥处理；再经破碎和筛分除渣得到原料胚乳，将所得的原料胚乳进行调浆，将得到原料浆置于冷冻室内冷藏，备用；
S2：向S1中所得的原料浸泡在一定浓度的硝酸钙溶液中，保持硝酸钙溶液，并加入复合酶，温度保持在25℃，浸泡时间为50min；
S3：将浸泡后的原料取出，并浸泡在适量的Trizol匀浆中，然后在室温下孵育5min，经超声粉碎至组织溶于液体中，所得记为混合组分；
S4：向S3中所得的混合组分中加入适量的三氯甲烷，并在室温下孵育4min，然后置于离心机中高速离心10min，分别得到有机相和无机相，吸取并弃去上层水相；
S5：吸取并收集上层有机相，并将之转移到离心管中，然后向其中加入体积为三氯甲烷5倍的异丙醇，摇晃混匀后室温放置10min，再经高速离心8min，所得的沉淀物即为蛋白；
S6：弃去上清液，并用0.3mol/L的盐酸胍清洗沉淀3次，每次清洗过程中，先将沉淀保存于清洗液中20min，然后离心处理4min；最后一次清洗后，弃去上层液相，将沉淀悬浮于乙醇中，涡旋震荡 12s后在室温下静置15min；
S7：弃去上层液相，并将沉淀真空干燥5min；将干燥后的沉淀溶解于水中，并向水中加入一定量的十二烷基硫酸钠，同时在50℃水浴中反复吹打助溶；通过高速离心将不溶物去除，得到上清液；
S8：将S7中所得的上清液用阳离子交换树脂对处理，并用水反复洗脱3次，留取洗脱液冷冻干燥，即得富集提取的植物蛋白。
S1中复合酶为纤维素酶和果胶酶等质量混合，且复合酶的加入量为硝酸钙溶液总质量的0.8％
S2中硝酸钙溶液的浓度为1.0mol/L。
S4中三氯甲烷的加入量为S3中Trizol匀浆的15％。
S4中离心速率为8000r/min。
S7中十二烷基硫酸钠的加入量为水的总质量的1.0％。
实施例2：
一种高效植物蛋白富集提取方法，包括以下步骤：
S1：将所需提取的物料用清水洗涤干净，并置于恒温干燥箱中进行干燥处理；再经破碎和筛分除渣得到原料胚乳，将所得的原料胚乳进行调浆，将得到原料浆置于冷冻室内冷藏，备用；
S2：向S1中所得的原料浸泡在一定浓度的硝酸钙溶液中，保持硝酸钙溶液，并加入复合酶，温度保持在28℃，浸泡时间为55min；
S3：将浸泡后的原料取出，并浸泡在适量的Trizol匀浆中，然后在室温下孵育7min，经超声粉碎至组织溶于液体中，所得记为混合组分；
S4：向S3中所得的混合组分中加入适量的三氯甲烷，并在室温下孵育5min，然后置于离心机中高速离心12min，分别得到有机相和无机相，吸取并弃去上层水相；
S5：吸取并收集上层有机相，并将之转移到离心管中，然后向其中加入体积为三氯甲烷6倍的异丙醇，摇晃混匀后室温放置10min，再经高速离心10min，所得的沉淀物即为蛋白；
S6：弃去上清液，并用0.3mol/L的盐酸胍清洗沉淀3次，每次清洗过程中，先将沉淀保存于清洗液中20min，然后离心处理5min；最后一次清洗后，弃去上层液相，将沉淀悬浮于乙醇中，涡旋震荡 14s后在室温下静置20min；
S7：弃去上层液相，并将沉淀真空干燥7min；将干燥后的沉淀溶解于水中，并向水中加入一定量的十二烷基硫酸钠，同时在50℃水浴中反复吹打助溶；通过高速离心将不溶物去除，得到上清液；
S8：将S7中所得的上清液用阳离子交换树脂对处理，并用水反复洗脱4次，留取洗脱液冷冻干燥，即得富集提取的植物蛋白。
所述S1中复合酶为纤维素酶和果胶酶等质量混合，且复合酶的加入量为硝酸钙溶液总质量的1.0％
S2中硝酸钙溶液的浓度为1.5mol/L。
S4中三氯甲烷的加入量为S3中Trizol匀浆的17％。
S4中离心速率为10000r/min。
S7中十二烷基硫酸钠的加入量为水的总质量的1.2％。
实施例3：
一种高效植物蛋白富集提取方法，包括以下步骤：
S1：将所需提取的物料用清水洗涤干净，并置于恒温干燥箱中进行干燥处理；再经破碎和筛分除渣得到原料胚乳，将所得的原料胚乳进行调浆，将得到原料浆置于冷冻室内冷藏，备用；
S2：向S1中所得的原料浸泡在一定浓度的硝酸钙溶液中，保持硝酸钙溶液，并加入复合酶，温度保持在32℃，浸泡时间为65min；
S3：将浸泡后的原料取出，并浸泡在适量的Trizol匀浆中，然后在室温下孵育9min，经超声粉碎至组织溶于液体中，所得记为混合组分；
S4：向S3中所得的混合组分中加入适量的三氯甲烷，并在室温下孵育7min，然后置于离心机中高速离心14min，分别得到有机相和无机相，吸取并弃去上层水相；
S5：吸取并收集上层有机相，并将之转移到离心管中，然后向其中加入体积为三氯甲烷8倍的异丙醇，摇晃混匀后室温放置10min，再经高速离心12min，所得的沉淀物即为蛋白；
S6：弃去上清液，并用0.3mol/L的盐酸胍清洗沉淀3次，每次清洗过程中，先将沉淀保存于清洗液中20min，然后离心处理7min；最后一次清洗后，弃去上层液相，将沉淀悬浮于乙醇中，涡旋震荡 16s后在室温下静置22min；
S7：弃去上层液相，并将沉淀真空干燥9min；将干燥后的沉淀溶解于水中，并向水中加入一定量的十二烷基硫酸钠，同时在50℃水浴中反复吹打助溶；通过高速离心将不溶物去除，得到上清液；
S8：将S7中所得的上清液用阳离子交换树脂对处理，并用水反复洗脱5次，留取洗脱液冷冻干燥，即得富集提取的植物蛋白。
S1中复合酶为纤维素酶和果胶酶等质量混合，且复合酶的加入量为硝酸钙溶液总质量的1.3％
S2中硝酸钙溶液的浓度为2.0mol/L。
S4中三氯甲烷的加入量为S3中Trizol匀浆的19％。
S4中离心速率为11000r/min。
S7中十二烷基硫酸钠的加入量为水的总质量的1.4％。
实施例4：
一种高效植物蛋白富集提取方法，包括以下步骤：
S1：将所需提取的物料用清水洗涤干净，并置于恒温干燥箱中进行干燥处理；再经破碎和筛分除渣得到原料胚乳，将所得的原料胚乳进行调浆，将得到原料浆置于冷冻室内冷藏，备用；
S2：向S1中所得的原料浸泡在一定浓度的硝酸钙溶液中，保持硝酸钙溶液，并加入复合酶，温度保持在35℃，浸泡时间为70min；
S3：将浸泡后的原料取出，并浸泡在适量的Trizol匀浆中，然后在室温下孵育10min，经超声粉碎至组织溶于液体中，所得记为混合组分；
S4：向S3中所得的混合组分中加入适量的三氯甲烷，并在室温下孵育8min，然后置于离心机中高速离心15min，分别得到有机相和无机相，吸取并弃去上层水相；
S5：吸取并收集上层有机相，并将之转移到离心管中，然后向其中加入体积为三氯甲烷9倍的异丙醇，摇晃混匀后室温放置10min，再经高速离心8-13min，所得的沉淀物即为蛋白；
S6：弃去上清液，并用0.3mol/L的盐酸胍清洗沉淀3次，每次清洗过程中，先将沉淀保存于清洗液中20min，然后离心处理8min；最后一次清洗后，弃去上层液相，将沉淀悬浮于乙醇中，涡旋震荡 18s后在室温下静置25min；
S7：弃去上层液相，并将沉淀真空干燥10min；将干燥后的沉淀溶解于水中，并向水中加入一定量的十二烷基硫酸钠，同时在50℃水浴中反复吹打助溶；通过高速离心将不溶物去除，得到上清液；
S8：将S7中所得的上清液用阳离子交换树脂对处理，并用水反复洗脱6次，留取洗脱液冷冻干燥，即得富集提取的植物蛋白。
S1中复合酶为纤维素酶和果胶酶等质量混合，且复合酶的加入量为硝酸钙溶液总质量的1.5％
S2中硝酸钙溶液的浓度为2.2mol/L。
S4中三氯甲烷的加入量为S3中Trizol匀浆的22％。
S4中离心速率为13000r/min。
S7中十二烷基硫酸钠的加入量为水的总质量的1.5％。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种高效植物蛋白富集提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将所需提取的物料用清水洗涤干净，并置于恒温干燥箱中进行干燥处理；再经破碎和筛分除渣得到原料胚乳，将所得的原料胚乳进行调浆，将得到原料浆置于冷冻室内冷藏，备用；
S2：向S1中所得的原料浸泡在一定浓度的硝酸钙溶液中，保持硝酸钙溶液，并加入复合酶，温度保持在25-35℃，浸泡时间为50-70min；
S3：将浸泡后的原料取出，并浸泡在适量的Trizol匀浆中，然后在室温下孵育5-10min，经超声粉碎至组织溶于液体中，所得记为混合组分；
S4：向S3中所得的混合组分中加入适量的三氯甲烷，并在室温下孵育4-8min，然后置于离心机中高速离心10-15min，分别得到有机相和无机相，吸取并弃去上层水相；
S5：吸取并收集上层有机相，并将之转移到离心管中，然后向其中加入体积为三氯甲烷5-9倍的异丙醇，摇晃混匀后室温放置10min，再经高速离心8-13min，所得的沉淀物即为蛋白；
S6：弃去上清液，并用0.3mol/L的盐酸胍清洗沉淀3次，每次清洗过程中，先将沉淀保存于清洗液中20min，然后离心处理4-8min；最后一次清洗后，弃去上层液相，将沉淀悬浮于乙醇中，涡旋震荡12-18s后在室温下静置15-25min；
S7：弃去上层液相，并将沉淀真空干燥5-10min；将干燥后的沉淀溶解于水中，并向水中加入一定量的十二烷基硫酸钠，同时在50℃水浴中反复吹打助溶；通过高速离心将不溶物去除，得到上清液；
S8：将S7中所得的上清液用阳离子交换树脂对处理，并用水反复洗脱3-6次，留取洗脱液冷冻干燥，即得富集提取的植物蛋白。
2.根据权利要求1所述一种高效植物蛋白富集提取方法，其特征在于：所述S1中冷冻温度为-15℃。
3.根据权利要求1所述一种高效植物蛋白富集提取方法，其特征在于：所述S1中复合酶为纤维素酶和果胶酶等质量混合，且复合酶的加入量为硝酸钙溶液总质量的0.8-1.5％。
4.根据权利要求1所述一种高效植物蛋白富集提取方法，其特征在于：所述S2中硝酸钙溶液的浓度为1.0-2.2mol/L。
5.根据权利要求1所述一种高效植物蛋白富集提取方法，其特征在于：所述S4中三氯甲烷的加入量为S3中Trizol匀浆的15-22％。
6.根据权利要求1所述一种高效植物蛋白富集提取方法，其特征在于：所述S4中离心速率为8000-13000r/min。
7.根据权利要求1所述一种高效植物蛋白富集提取方法，其特征在于：所述S7中十二烷基硫酸钠的加入量为水的总质量的1.0-1.5％。
8.根据权利要求1所述一种高效植物蛋白富集提取方法，其特征在于：所述S8中冷冻干燥的温度为-20℃。
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