CN109554413A - 一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺，属于中药成分提取技术领域，一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺，包括以下步骤,苜蓿原料预处理,苜蓿破壁粉碎，粉碎物过滤，滤液萃取，目标产物发酵，氨基酸分离，将发酵设备内分解发酵的反应液移动至离心分离设备内，可以实现对不便于直接使用的苜蓿非食用段茎叶部分的氨基酸进行分类提取，增加苜蓿的利用率，降低苜蓿内氨基酸提取阶段，纤维素对分类氨基酸的影响，简化苜蓿非食用段氨基酸的提取难度，进而便于对苜蓿药用价值开发的产业化推广，大幅提高农业种植苜蓿的经济效益，填补国内关于苜蓿茎叶提取的空白，具有极大地作物再利用示范意义。
Description
技术领域
本发明涉及中药成分提取技术领域，更具体地说，涉及一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺。
背景技术
苜蓿是苜蓿属植物的通称，俗称金花菜，是一种多年生开花植物，其中最著名的是作为牧草的紫花苜蓿，苜蓿种类繁多，多是野生的草本植物，中国产的苜蓿主要有三种，营养价值很高，具有清脾胃、利大小肠、下膀胱结石的功效，苜蓿含有最丰富的维他命K，成分之高，驾乎一切蔬菜之上，苜蓿中一种植物蛋白叫做ABSHO蛋白质，主要成分包括赖氨酸、色氨酸、组氨酸、苯丙氨酸、白氨酸、酥氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸和精氨酸等人体必需氨基酸，其他如维他命C、B也相当丰富，在用途上多是作为牲畜饲料，从需求方面看，国内苜蓿草主要用于奶牛养殖业中，奶业的可持续健康发展离不开草业发展的支撑，尤其是以苜蓿为代表的优质牧草，发达的奶业要求有发达的草业，高质量的乳制品要有高质量的草产业，高水平的奶牛生产必然要求高质量的牧草供应。
现有的苜蓿一般仅用于牲畜饲料，在对苜蓿上嫩叶进行采集或用作牲畜的饲料时，剩余的茎叶部分一般不会受到苜蓿收集者的重视，仅是作为废料直接丢弃，这样造成了苜蓿内含有的大量植物蛋白的浪费，而苜蓿内的植物蛋白有别于动物肌肉蛋白质附带的饱和脂肪酸和胆固醇，可以作为人类膳食中蛋白质的重要补充，对苜蓿植物蛋白内的氨基酸进行分类提取，但现有的苜蓿在进行采集与相关组分的提取后，剩余茎叶部分由于不易于处理，一般不受到采集者的重视，作为肥料使用或直接丢弃，而苜蓿茎叶内部含有的蛋白质含量高达50％以上，含有大量人体所需氨基酸，如具有药用价值的异白氨酸、缬氨酸等，同时由于苜蓿茎叶段纤维素含量较高，且纤维素与水的亲和力较强，在氨基酸离心分层阶段，易由于大量纤维素的混合，造成氨基酸提取液杂质较多，影响分类氨基酸的营养价值。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺，它可以实现对不便于直接使用的苜蓿非食用段茎叶部分的氨基酸进行分类提取，增加苜蓿的利用率，降低苜蓿内氨基酸提取阶段，纤维素对分类氨基酸的影响，简化苜蓿非食用段氨基酸的提取难度，进而便于对苜蓿药用价值开发的产业化推广，大幅提高农业种植苜蓿的经济效益，填补国内关于苜蓿茎叶提取的空白，具有极大地作物再利用示范意义。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺，包括以下步骤：
步骤一：苜蓿原料预处理，将后期无食用价值的苜蓿茎叶部分收集，放置于蓄水池内加清水清洗，除去苜蓿上粘附的尘土和其他杂质，清洗后在真空脱水烘干机内脱水烘干；
步骤二：苜蓿破壁粉碎，将烘干后的苜蓿原料放置于粉碎机内粉碎，保持粉碎粒度在150目以上；
步骤三：粉碎物过滤，将设备中的非目标产物-粗纤维通过微孔滤袋本体进行过滤；
步骤四：滤液萃取，将粉碎物使用微孔滤袋本体过滤过程中，向微孔滤袋本体内添加纤维素酶，使用超声萃取设备，对包含有微孔滤袋本体的粉碎物进行连续萃取；
步骤五：目标产物发酵，将经使用微孔滤袋本体过滤剩余的目标产物转入发酵设备中，向发酵设备内添加蛋白水解酶，控制反应温度，分解四小时；
步骤六：氨基酸分离，将发酵设备内分解发酵的反应液移动至离心分离设备内，使用分层生物膜对离心分离设备内的分解液进行分层分离，得到药用白氨酸、异白氨酸、精氨酸等氨基酸产物，可以实现对不便于直接使用的苜蓿非食用段茎叶部分的氨基酸进行分类提取，增加苜蓿的利用率，降低苜蓿内氨基酸提取阶段，纤维素对分类氨基酸的影响，简化苜蓿非食用段氨基酸的提取难度，进而便于对苜蓿药用价值开发的产业化推广，大幅提高农业种植苜蓿的经济效益，填补国内关于苜蓿茎叶提取的空白，具有极大地作物再利用示范意义。
进一步的，所述步骤二苜蓿破壁粉碎过程中，控制粉碎物的萃取过程温度为40度，便于降少温度对苜蓿原料粉碎的影响。
进一步的，所述步骤五目标产物发酵过程中，向发酵设备内添加蛋白水解酶前，对目标产物进行酸碱度调节，便于提高蛋白水解酶的生物活性，加快苜蓿茎叶内蛋白质的水解，所述酸碱度调节过程中使用的酸碱调节液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为40％，便于对发酵设备内的酸碱度进行微调。
进一步的，所述微孔滤袋本体上开凿有多个滤液单透孔，所述滤液单透孔内滑动连接有单糖层析透管，所述单糖层析透管上下两端分别固定连接有椭圆纤维素滤球和氨基酸富集球，所述单糖层析透管内开凿有滤液导流孔，所述椭圆纤维素滤球内填充有复合纤维素酶，所述氨基酸富集球内填充有复合单糖酶，便于使微孔滤袋本体上侧的纤维素可降解后，通过单糖层析透管内的滤液导流孔移动至氨基酸富集球内，复合单糖酶将单糖在进行进一步催化。
进一步的，所述步骤五目标产物发酵过程中，在添加蛋白水解酶后，对发酵设备内的反应温度进行调节，控制反应温度在30-40度之间，便于降低温度对蛋白水解酶的活性影响。
进一步的，所述步骤二苜蓿破壁粉碎过程中，在将烘干后的苜蓿原料放置于粉碎机之前，使用多层分段剪将苜蓿原料切成段状，通过将苜蓿原料进行分段，便于加快粉碎机的粉碎效率，提升粉碎效果。
进一步的，所述步骤一苜蓿原料预处理过程中，控制真空脱水烘干机内气压为0.1帕斯卡，温度为四十摄氏度，脱水干燥时长为两小时，便于使苜蓿原料快速脱水烘干。
进一步的，所述步骤五目标产物发酵过程中，向发酵设备内添加蛋白水解酶，所述蛋白水解酶占比为0.1％，同时添加100％的纯净水，反应至固体物全部消失，便于使发酵设备内的苜蓿植物蛋白快速水解为多种氨基酸组分。
进一步的，所述步骤四滤液萃取过程中，使用的纤维素酶包括外切葡聚糖酶、内切葡聚糖酶、葡萄糖苷酶和木聚糖酶，便于对滤液内与苜蓿植物蛋白混合的纤维素进行分解，降低纤维素对苜蓿植物蛋白成分的影响。
进一步的，所述步骤六氨基酸分离过程中，使用离心分离设备对含有氨基酸的分解液进行离心分离阶段，对分解液进行持续加热，保持温度在五十度以上，便于改变温度使蛋白水解酶的活性降低，便于氨基酸分离过程中对蛋白水解酶进行分层排出。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案可以实现对不便于直接使用的苜蓿非食用段茎叶部分的氨基酸进行分类提取，增加苜蓿的利用率，降低苜蓿内氨基酸提取阶段，纤维素对分类氨基酸的影响，简化苜蓿非食用段氨基酸的提取难度，进而便于对苜蓿药用价值开发的产业化推广，大幅提高农业种植苜蓿的经济效益，填补国内关于苜蓿茎叶提取的空白，具有极大地作物再利用示范意义。
(2)步骤二苜蓿破壁粉碎过程中，控制粉碎物的萃取过程温度为40度，便于降少温度对苜蓿原料粉碎的影响。
(3)步骤五目标产物发酵过程中，向发酵设备内添加蛋白水解酶前，对目标产物进行酸碱度调节，便于提高蛋白水解酶的生物活性，加快苜蓿茎叶内蛋白质的水解，酸碱度调节过程中使用的酸碱调节液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的质量浓度为40％，便于对发酵设备内的酸碱度进行微调。
(4)微孔滤袋本体上开凿有多个滤液单透孔，滤液单透孔内滑动连接有单糖层析透管，单糖层析透管上下两端分别固定连接有椭圆纤维素滤球和氨基酸富集球，单糖层析透管内开凿有滤液导流孔，椭圆纤维素滤球内填充有复合纤维素酶，氨基酸富集球内填充有复合单糖酶，便于使微孔滤袋本体上侧的纤维素可降解后，通过单糖层析透管内的滤液导流孔移动至氨基酸富集球内，复合单糖酶将单糖在进行进一步催化。
(5)步骤五目标产物发酵过程中，在添加蛋白水解酶后，对发酵设备内的反应温度进行调节，控制反应温度在30-40度之间，便于降低温度对蛋白水解酶的活性影响。
(6)步骤二苜蓿破壁粉碎过程中，在将烘干后的苜蓿原料放置于粉碎机之前，使用多层分段剪将苜蓿原料切成段状，通过将苜蓿原料进行分段，便于加快粉碎机的粉碎效率，提升粉碎效果。
(7)步骤一苜蓿原料预处理过程中，控制真空脱水烘干机内气压为0.1帕斯卡，温度为四十摄氏度，脱水干燥时长为两小时，便于使苜蓿原料快速脱水烘干。
(8)步骤五目标产物发酵过程中，向发酵设备内添加蛋白水解酶，蛋白水解酶占比为0.1％，同时添加100％的纯净水，反应至固体物全部消失，便于使发酵设备内的苜蓿植物蛋白快速水解为多种氨基酸组分。
(9)步骤四滤液萃取过程中，使用的纤维素酶包括外切葡聚糖酶、内切葡聚糖酶、葡萄糖苷酶和木聚糖酶，便于对滤液内与苜蓿植物蛋白混合的纤维素进行分解，降低纤维素对苜蓿植物蛋白成分的影响。
(10)步骤六氨基酸分离过程中，使用离心分离设备对含有氨基酸的分解液进行离心分离阶段，对分解液进行持续加热，保持温度在五十度以上，便于改变温度使蛋白水解酶的活性降低，便于氨基酸分离过程中对蛋白水解酶进行分层排出。
附图说明
图1为本发明的主要工艺流程图；
图2为本发明原材料苜蓿中的氨基酸组分表；
图3为本发明微孔滤袋本体部分的结构示意图。
图中标号说明：
1微孔滤袋本体、2滤液单透孔、3单糖层析透管、4椭圆纤维素滤球、5复合纤维素酶、6滤液导流孔、7氨基酸富集球、8复合单糖酶。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-3，一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺，包括以下步骤：
步骤一：苜蓿原料预处理，技术人员将后期无食用价值的苜蓿茎叶部分收集，放置于蓄水池内加清水清洗，除去苜蓿上粘附的尘土和其他杂质，清洗后在真空脱水烘干机内脱水烘干，步骤一苜蓿原料预处理过程中，控制真空脱水烘干机内气压为0.1帕斯卡，温度为四十摄氏度，脱水干燥时长为两小时，便于使苜蓿原料快速脱水烘干；
步骤二：苜蓿破壁粉碎，将烘干后的苜蓿原料放置于粉碎机内粉碎，保持粉碎粒度在150目以上，步骤二苜蓿破壁粉碎过程中，控制粉碎物的萃取过程温度为40度，便于降少温度对苜蓿原料粉碎的影响，步骤二苜蓿破壁粉碎过程中，在将烘干后的苜蓿原料放置于粉碎机之前，使用多层分段剪将苜蓿原料切成段状，通过将苜蓿原料进行分段，便于加快粉碎机的粉碎效率，提升粉碎效果；
步骤三：粉碎物过滤，将设备中的非目标产物-粗纤维通过微孔滤袋本体1进行过滤；
步骤四：滤液萃取，将粉碎物使用微孔滤袋本体1过滤过程中，向微孔滤袋本体1内添加纤维素酶，使用超声萃取设备，对包含有微孔滤袋本体1的粉碎物进行连续萃取，步骤四滤液萃取过程中，使用的纤维素酶包括外切葡聚糖酶、内切葡聚糖酶、葡萄糖苷酶和木聚糖酶，便于对滤液内与苜蓿植物蛋白混合的纤维素进行分解，降低纤维素对苜蓿植物蛋白成分的影响；
步骤五：目标产物发酵，将经使用微孔滤袋本体1过滤剩余的目标产物转入发酵设备中，向发酵设备内添加蛋白水解酶，控制反应温度，分解四小时，步骤五目标产物发酵过程中，向发酵设备内添加蛋白水解酶前，对目标产物进行酸碱度调节，便于提高蛋白水解酶的生物活性，加快苜蓿茎叶内蛋白质的水解，酸碱度调节过程中使用的酸碱调节液为氢氧化钠溶液，氢氧化钠溶液的质量浓度为40％，便于对发酵设备内的酸碱度进行微调，步骤五目标产物发酵过程中，在添加蛋白水解酶后，对发酵设备内的反应温度进行调节，控制反应温度在30-40度之间，便于降低温度对蛋白水解酶的活性影响；
步骤六：氨基酸分离，将发酵设备内分解发酵的反应液移动至离心分离设备内，使用分层生物膜对离心分离设备内的分解液进行分层分离，得到药用白氨酸、异白氨酸、精氨酸等氨基酸产物，可以实现对不便于直接使用的苜蓿非食用段茎叶部分的氨基酸进行分类提取，增加苜蓿的利用率，降低苜蓿内氨基酸提取阶段，纤维素对分类氨基酸的影响，简化苜蓿非食用段氨基酸的提取难度，进而便于对苜蓿药用价值开发的产业化推广，大幅提高农业种植苜蓿的经济效益，填补国内关于苜蓿茎叶提取的空白，具有极大地作物再利用示范意义。
步骤五目标产物发酵过程中，向发酵设备内添加蛋白水解酶，蛋白水解酶占比为0.1％，同时添加100％的纯净水，反应至固体物全部消失，便于使发酵设备内的苜蓿植物蛋白快速水解为多种氨基酸组分。
步骤六氨基酸分离过程中，使用离心分离设备对含有氨基酸的分解液进行离心分离阶段，对分解液进行持续加热，保持温度在五十度以上，便于改变温度使蛋白水解酶的活性降低，便于氨基酸分离过程中对蛋白水解酶进行分层排出。
微孔滤袋本体1上开凿有多个滤液单透孔2，滤液单透孔2内滑动连接有单糖层析透管3，单糖层析透管3上下两端分别固定连接有椭圆纤维素滤球4和氨基酸富集球7，单糖层析透管3内开凿有滤液导流孔6，椭圆纤维素滤球4内填充有复合纤维素酶5，氨基酸富集球7内填充有复合单糖酶8，便于使微孔滤袋本体1上侧的纤维素降解后，通过单糖层析透管3内的滤液导流孔6移动至氨基酸富集球7内，复合单糖酶8将单糖在进行进一步催化。
本技术方案的所有操作步骤均由技术人员根据使用规范操作，本发明对苜蓿茎叶段进行多层处理，并使用含有纤维素酶的微孔滤袋本体1对混合有纤维素的滤液进行处理，在超声萃取设备的作用下，浸入粉碎物的微孔滤袋本体1上的纤维素酶快速与粉碎物内的纤维素组分反应，不易于反应部分的其他杂质由微孔滤袋本体1进行滤除，同时使蛋白水解酶对苜蓿植物蛋白进行水解的过程中，对纤维素酶同样进行水解，增加苜蓿内氨基酸组分含量，可以实现对不便于直接使用的苜蓿非食用段茎叶部分的氨基酸进行分类提取，增加苜蓿的利用率，降低苜蓿内氨基酸提取阶段，纤维素对分类氨基酸的影响，简化苜蓿非食用段氨基酸的提取难度，进而便于对苜蓿药用价值开发的产业化推广，大幅提高农业种植苜蓿的经济效益，填补国内关于苜蓿茎叶提取的空白，具有极大地作物再利用示范意义。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：苜蓿原料预处理，将后期无食用价值的苜蓿茎叶部分收集，放置于蓄水池内加清水清洗，除去苜蓿上粘附的尘土和其他杂质，清洗后在真空脱水烘干机内脱水烘干；
步骤二：苜蓿破壁粉碎，将烘干后的苜蓿原料放置于粉碎机内粉碎，保持粉碎粒度在150目以上；
步骤三：粉碎物过滤，将设备中的非目标产物-粗纤维通过微孔滤袋本体(1)进行过滤；
步骤四：滤液萃取，将粉碎物使用微孔滤袋本体(1)过滤过程中，向微孔滤袋本体(1)内添加纤维素酶，使用超声萃取设备，对包含有微孔滤袋本体(1)的粉碎物进行连续萃取；
步骤五：目标产物发酵，将经使用微孔滤袋本体(1)过滤剩余的目标产物转入发酵设备中，向发酵设备内添加蛋白水解酶，控制反应温度，分解四小时；
步骤六：氨基酸分离，将发酵设备内分解发酵的反应液移动至离心分离设备内，使用分层生物膜对离心分离设备内的分解液进行分层分离，得到药用白氨酸、异白氨酸、精氨酸等氨基酸产物。
2.根据权利要求1所述的一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺，其特征在于：所述步骤二苜蓿破壁粉碎过程中，控制粉碎物的萃取过程温度为40度。
3.根据权利要求1所述的一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺，其特征在于：所述步骤五目标产物发酵过程中，向发酵设备内添加蛋白水解酶前，对目标产物进行酸碱度调节，所述酸碱度调节过程中使用的酸碱调节液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液的质量浓度为40％。
4.根据权利要求1所述的一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺，其特征在于：所述微孔滤袋本体(1)上开凿有多个滤液单透孔(2)，所述滤液单透孔(2)内滑动连接有单糖层析透管(3)，所述单糖层析透管(3)上下两端分别固定连接有椭圆纤维素滤球(4)和氨基酸富集球(7)，所述单糖层析透管(3)内开凿有滤液导流孔(6)，所述椭圆纤维素滤球(4)内填充有复合纤维素酶(5)，所述氨基酸富集球(7)内填充有复合单糖酶(8)。
5.根据权利要求1所述的一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺，其特征在于：所述步骤五目标产物发酵过程中，在添加蛋白水解酶后，对发酵设备内的反应温度进行调节，控制反应温度在30-40度之间。
6.根据权利要求1所述的一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺，其特征在于：所述步骤二苜蓿破壁粉碎过程中，在将烘干后的苜蓿原料放置于粉碎机之前，使用多层分段剪将苜蓿原料切成段状。
7.根据权利要求1所述的一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺，其特征在于：所述步骤一苜蓿原料预处理过程中，控制真空脱水烘干机内气压为0.1帕斯卡，温度为四十摄氏度，脱水干燥时长为两小时。
8.根据权利要求1所述的一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺，其特征在于：所述步骤五目标产物发酵过程中，向发酵设备内添加蛋白水解酶，所述蛋白水解酶占比为0.1％，同时添加100％的纯净水，反应至固体物全部消失。
9.根据权利要求4所述的一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺，其特征在于：所述复合纤维素酶(5)包括外切葡聚糖酶、内切葡聚糖酶、葡萄糖苷酶和木聚糖酶。
10.根据权利要求1所述的一种苜蓿非食用段氨基酸提取工艺，其特征在于：所述步骤六氨基酸分离过程中，使用离心分离设备对含有氨基酸的分解液进行离心分离阶段，对分解液进行持续加热，保持温度在五十度以上。
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Cited By (1)
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| CN110776552A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-02-11 | 沈红超 | 一种多肽合成方法 |
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| WO2017187109A1 (fr) * | 2016-04-29 | 2017-11-02 | Luzerne Recherche Et Developpement (Sas) | Hydrolysat de proteines de luzerne, son procede d'obtention et son utilisation |
-
2018
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