CN110643665A - 一种双酶耦联法从富硒酵母中提取硒蛋白的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种双酶耦联法从富硒酵母中提取硒蛋白的方法，其包括：将富硒酵母加入至纯水中并搅拌，富硒酵母充分被纯水分散；边搅拌边加入葡聚糖酶和木瓜蛋白酶，在预定温度条件下进行双酶耦联反应以酶解富硒酵母的细胞壁外壳和赋存在富硒酵母细胞内的含硒蛋白，使酶解的硒蛋白从富硒酵母细胞中溶出，获得混合液；对混合液进行离心分离，得到含硒蛋白的酶解清液；对酶解清液进行真空浓缩，得到浓缩液；对浓缩液进行脱水干燥，获得硒蛋白粉。本发明基于双酶耦联反应，利用葡聚糖酶和木瓜蛋白酶的底物专一性，分别同时降解富硒酵母的细胞壁外壳与细胞内蛋白质，使硒蛋白被高效萃取出来。
Description
技术领域
本发明涉及食品、医药、化妆品领域，特别涉及一种双酶耦联法从富硒酵母中提取硒蛋白的方法。
背景技术
硒是人体必需的十五种微量元素之一。具有重要的生理功能。在生产生活实践中，长期使用无机硒亚硒酸钠等作为食品营养强化添加剂，但无机硒对人体有一定的毒性。蛋白质形态的有机硒具有在人体内易吸收、低毒性等优点，是食品营养强化添加剂及原料药、化妆品中优选的硒源，对保障人民的生命健康具有重要的意义。
富硒酵母是在酵母培养基中加入无机硒如亚硒酸钠等，酵母生长时吸收利用了无机硒，通过其生物代谢过程，使硒与酵母体内的相应蛋白质结合转化为有机硒蛋白，以此硒蛋白作为有机硒源可以使硒能够更高效、更安全地被人体吸收利用。
申请号为201110440135.6的中国发明专利申请公开了一种从富硒酵母中提取含硒蛋白的方法。使用pH为11～14的氢氧化钠或氢氧化钾溶液溶解富硒酵母得到混合液，再进行振荡和超声波处理，经离心取上清液，调节上清液PH到7，得到含硒蛋白的溶液。将上清液经膜过滤或硅藻土、活性碳过滤，喷雾干燥得到硒蛋白。此工艺在氢氧化钠或氢氧化钾强碱性环境下进行富硒酵母中硒蛋白的提取，该工艺需使用大量的强碱氢氧化钠或氢氧化钾，对环境影响很大。
申请号为201210288241.1的中国发明专利公开了一种富硒酵母中含硒蛋白的制备方法。其将富硒酵母经高压均质破碎后，加入硫酸铵进行沉淀，收集沉淀物进行透析脱盐，用聚乙二醇脱水然后真空干燥得粗蛋白；粗蛋白溶Tris-HCI中微孔过滤后经离子交换柱分离纯化得含硒蛋白溶液。该法工艺流程长，使用了大量化学试剂，产生大量工业污水，对环境造成危害，成本高。
发明内容
本发明的目的是提供了一种双酶耦联法从富硒酵母中提取硒蛋白的方法，解决了现有技术中的提取工艺存在提取周期较长、成本高、工艺废水对环境危害大的问题。本发明的详细技术方案如下：
一种双酶耦联法从富硒酵母中提取硒蛋白的方法，其包括：
将富硒酵母加入至纯水中并搅拌，富硒酵母充分被纯水分散；
边搅拌边加入葡聚糖酶和木瓜蛋白酶，在预定温度条件下进行双酶耦联反应以酶解富硒酵母的细胞壁外壳和赋存在富硒酵母细胞内的含硒蛋白，使酶解的含硒蛋白从富硒酵母细胞中溶出，获得混合液；
对混合液进行离心分离，得到含硒蛋白的酶解清液；
对酶解清液进行真空浓缩，得到浓缩液；
对浓缩液进行脱水干燥，获得硒蛋白粉。
在一些实施例中，所述方法中的富硒酵母选用总硒含量为300至3000ppm的富硒酵母。
在一些实施例中，所述方法中，按重量份数计，富硒酵母：纯水：葡聚糖酶：木瓜蛋白酶为100：800～2000：0.05～2：0.05～2。
在一些实施例中，所述方法中，双酶耦联反应温度控制在30℃～60℃条件下。
在一些实施例中，所述方法中，采用管式高速离心机对混合液进行离心分离以分离出混合液中的酶解清液。
在一些实施例中，所述方法中，采用真空浓缩机对酶解清液进行浓缩，按体积份数计，浓缩比为2～10：1，得到浓缩液。
在一些实施例中，所述方法中，采用喷雾干燥工艺实现对浓缩液的脱水干燥。
在一些实施例中，按重量百分比计，所述方法获得的硒蛋白粉，蛋白质含量≧60％，有机硒含量400～3400ppm。
在一些实施例中，按富硒酵母重量百分比计，硒蛋白粉的收得率≧51％。
相比现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、采用葡聚糖酶、木瓜蛋白酶作为酶解剂，基于双酶耦联反应，利用葡聚糖酶、木瓜蛋白酶的底物专一性，分别降解富硒酵母的细胞壁外壳与胞内蛋白质，使含硒蛋白被高效地萃取出来。按富硒酵母重量百分比计，本发明从富硒酵母中提取硒蛋白粉的收得率高于51％。
2、在自然中性温和的环境条件下进行酶解酶促反应，不使用强酸强碱及其它化学试剂，不对环境造成污染；
3、工艺流程简短，适用于工业化大规模生产，成本低。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明的双酶耦联法从富硒酵母中提取硒蛋白的方法的工艺路线如下：
将富硒酵母加入至纯水中并搅拌，富硒酵母充分被纯水分散；
边搅拌边加入葡聚糖酶和木瓜蛋白酶，在预定温度条件下进行双酶耦联反应以酶解富硒酵母的细胞壁外壳和赋存在富硒酵母细胞内的含硒蛋白，使酶解的含硒蛋白从富硒酵母细胞中溶出，获得混合液；
对混合液进行离心分离以除去细胞残渣，得到含硒蛋白的酶解清液；
对酶解清液进行真空浓缩，得到浓缩液；
对浓缩液进行脱水干燥，获得硒蛋白粉。
实施例1
将100kg硒含量为300ppm的富硒酵母加入至装有800L纯水的生化反应釜中并不断搅拌，使得富硒酵母充分分散。边搅拌边加入0.05kg葡聚糖酶和2kg木瓜蛋白酶，然后将温度调节至45℃进行双酶耦联反应以酶解富硒酵母的细胞壁外壳和赋存在富硒酵母细胞内的含硒蛋白，从而使得酶解的硒蛋白从富硒酵母细胞中溶出，获得混合液。采用管式高速离心机对混合液进行离心分离以除去混合液中的细胞残渣，获得540L含硒蛋白的酶解清液。采用真空浓缩机对酶解清液进行浓缩，获得270L浓缩液。采用喷雾干燥工艺对浓缩液进行脱水干燥，获得硒蛋白粉51kg。按重量百分比计，本实施例从富硒酵母中提取硒蛋白粉的收得率(硒蛋白粉的重量/富硒酵母的重量)达到51％。
经测定，硒蛋白粉中的蛋白质含量为66％，有机硒含量400ppm。
实施例2
将100kg硒含量为2000ppm的富硒酵母加入至装有1500L纯水的生化反应器中并不断搅拌，使得富硒酵母充分分散。边搅拌边加入1kg葡聚糖酶和1.5kg木瓜蛋白酶，然后将温度调节至30℃进行双酶耦联反应以酶解富硒酵母的细胞壁外壳和赋存在富硒酵母细胞内的含硒蛋白，从而使得酶解的硒蛋白从富硒酵母细胞中溶出，获得混合液。采用管式高速离心机对混合液进行离心分离以除去混合液中的细胞残渣，获得1200L含硒蛋白的清液。采用真空浓缩机对清液进行浓缩，获得120L浓缩液。采用喷雾干燥工艺对浓缩液进行脱水干燥，获得硒蛋白粉60kg。按重量百分比计，本实施例从富硒酵母中提取硒蛋白粉的收得率达到60％。
经测定，硒蛋白粉中的蛋白质含量为60％，有机硒含量2200ppm。
实施例3
将100kg硒含量为3000ppm的富硒酵母加入至装有2000L纯水的生化反应器中并不断搅拌，使得富硒酵母充分分散。边搅拌边加入1.8kg葡聚糖酶和1.6kg木瓜蛋白酶，，然后将温度调节至60℃进行双酶耦联反应以酶解富硒酵母的细胞壁外壳和赋存在富硒酵母细胞内的含硒蛋白，从而使得酶解的硒蛋白从富硒酵母细胞中溶出，获得混合液。采用管式高速离心机对混合液进行离心分离以除去混合液中的细胞残渣，获得1700L含硒蛋白的清液。采用真空浓缩机对清液进行浓缩，获得200L浓缩液。采用喷雾干燥工艺对浓缩液进行脱水干燥，获得硒蛋白粉65kg。按重量百分比计，本实施例从富硒酵母中提取硒蛋白粉的收得率达到65％。
经测定，硒蛋白粉中的蛋白质含量62％，有机硒含量3400ppm。
相比现有技术，本发明具有以下有益效果：
1、采用葡聚糖酶、木瓜蛋白酶作酶源，基于双酶耦联反应，利用葡聚糖酶、木瓜蛋白酶的底物专一性，同时分别降解富硒酵母的细胞壁外壳与胞内蛋白质，使含硒蛋白被高效地萃取出来。按重量百分比计，本发明从富硒酵母中提取硒蛋白的收得率高于51％。
2、在自然中性温和的环境条件下进行酶解酶促反应，不使用强酸强碱及其它化学试剂，不对环境造成污染；
3、工艺流程简短，适用于工业化大规模生产，成本低。
上文对本发明进行了足够详细的具有一定特殊性的描述。所属领域内的普通技术人员应该理解，实施例中的描述仅仅是示例性的，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下做出所有改变都应该属于本发明的保护范围。本发明所要求保护的范围是由所述的权利要求书进行限定的，而不是由实施例中的上述描述来限定的。
Claims (9)
1.一种双酶耦联法从富硒酵母中提取硒蛋白的方法，其特征在于，其包括：
将富硒酵母加入至纯水中并搅拌，富硒酵母充分被纯水分散；
边搅拌边加入葡聚糖酶和木瓜蛋白酶，在预定温度条件下进行双酶耦联反应以酶解富硒酵母的细胞壁外壳和赋存在富硒酵母细胞内的含硒蛋白，使酶解的硒蛋白从富硒酵母细胞中溶出，获得混合液；
对混合液进行离心分离，得到含硒蛋白的酶解清液；
对酶解清液进行真空浓缩，得到浓缩液；
对浓缩液进行脱水干燥，获得硒蛋白粉。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中的富硒酵母选用总硒含量为300至3000ppm的富硒酵母。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中，按重量份数计，富硒酵母：纯水：葡聚糖酶：木瓜蛋白酶为100:800～2000：0.05～2：0.05～2。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中，双酶耦联反应温度控制在30℃～60℃条件下。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中，采用管式高速离心机对混合液进行离心分离以分离出混合液中的酶解清液。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中，采用真空浓缩机对酶解清液进行浓缩，按体积份数计，浓缩比为2～10:1，得到浓缩液。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法中，采用喷雾干燥工艺实现对浓缩液的脱水干燥。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按重量百分比计，所述方法获得的硒蛋白粉中，蛋白质含量≧60％，有机硒400～3400ppm。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，按富硒酵母重量百分比计，所述方法从富硒酵母中提取硒蛋白粉的收得率≧51％。
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