CN110720543A - 一种甘薯蛋白粉的提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及蛋白提取技术领域，具体涉及一种甘薯蛋白粉的提取方法，所述提取方法包括以下步骤：（1）将甘薯去皮后打成浆料，将浆料用微波处理后，在液氮中冷冻处理25~60min后，在室温下静置1~2h，接着过滤得到甘薯汁；（2）在精制甘薯汁中加入沉降剂，得到甘薯蛋白质沉淀物；（3） 对上述甘薯蛋白质沉淀物进行透析、浓缩，得到浓缩液；（4）对浓缩液进行冷冻干燥，得到甘薯蛋白粉。本发明采用低温法对甘薯中的蛋白粉进行提取，最大程度的保留了蛋白粉的营养成分，避免蛋白粉中蛋白质的遗失。
Description
技术领域
本发明涉及蛋白提取技术领域，具体涉及一种甘薯蛋白粉的提取方法。
背景技术
甘薯又称红薯、地瓜等，在我国分布较广，产量居世界首位。甘薯营养丰富，其块根中水分质量分数为60％～80％，碳水化合物质量分数为10％～25％，以及少量蛋白质、脂肪、纤维素、灰分、维生素等，并有少量的有机酸、多酚类物质和多酚氧化酶等。
甘薯的药用价值在我国古书中曾被多次提到，如清代赵文敏《本草纲目拾遗》(1765)中写道：“尔味甘平无毒。主治补中和血，暖胃肥五脏。白皮白肉者，益肺气生津。” 李时珍的中草药著作《本草纲目》中也有“甘薯补虚乏，益气力，健脾胃强肾阴”的记载，并说食用甘薯可使人长寿。尽管甘薯记载有如此多的功效，但还缺乏有系统的研究。最近有报告称，甘薯蛋白质不仅是甘薯的主要营养成分，还具有较强的抗氧化性、脱氧抗坏血酸还原酶活性和单脱氧抗坏血酸还原酶活性，这意味着甘薯蛋白能够作为一种抗衰老物质加以利用。此外，甘薯蛋白除具有增强免疫力、降血脂、降血糖、减少高血压发病率和抗癌等功效外，还有防止糖尿病、白血病等多种疾病的作用。
国内有一些对甘薯糖蛋白提取方法的报道，但比较复杂(李亚娜等.2003.食品科学.24(1)：118-121.)，最终只能获得蛋白质含量约10％左右，分子量为62000的甘薯糖蛋白。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种甘薯蛋白粉的提取方法，它采用低温法对甘薯中的蛋白粉进行提取，最大程度的保留了蛋白粉的营养成分，避免蛋白粉中蛋白质的流失。
为了实现上述目的，本发明提供一种甘薯蛋白粉的提取方法，包括以下步骤：
（1）将洗净后的甘薯去皮，然后用粉碎机打成浆状，得到浆料，将浆料用微波处理2~8min，接着向豆浆中缓慢滴加醋酸钠缓冲溶液，直到pH值为5.0～5.2，得到混合体系，然后将混合体系在液氮中冷冻处理25~60min后，在室温下静置1~2h，将产物用纱布过滤而获得甘薯汁，对甘薯汁进行离心，得到精制甘薯汁；
（2）在精制甘薯汁中加入沉降剂，超声分散15~60min，接着静置使甘薯蛋白发生沉降，得到甘薯蛋白质沉淀物；
（3） 用10倍量重量体积比为5％的氯化钠溶液将上述甘薯蛋白质沉淀物稀释，再用氢氧化钠调至中性，经过透析膜透析，透析膜规格要求截留分子量在8000以上，透析后进行浓缩，得到浓缩液；
（4）对浓缩液进行冷冻干燥，得到甘薯蛋白粉。
本发明中，首先对浆料进行微波处理，能够使细胞壁发生破裂，促使蛋白质的溢出，优选条件下，在步骤(1)中，所述微波处理的功率为200~500W，频率为1500~2000KHz，温度为50~70℃。
通过对甘薯浆料进行冷冻处理，可以使细胞壁变脆，液氮在室温下发生气化，促使甘薯的细胞壁发生破裂，从而使甘薯中的蛋白质从甘薯细胞中脱离，提高甘薯蛋白的提取效率。本发明中甘薯在液氮中时间是影响整个提取工艺的最重要因素，只有将甘薯在液氮中长时间放置，才能够使天麻细胞的细胞壁和细胞液充分冻结，在冻结过程中细胞壁变脆，弹性降低，而细胞液凝结成冰，能够刺破细胞壁，从而有效达到提高细胞壁的破裂比例和破裂程度，提高蛋白质的提取效率。
为了提高甘薯蛋白的纯度，优选条件下，在步骤(1)中，对甘薯汁进行离心后，在甘薯汁中加入淀粉酶，降解滤液中的淀粉。
优选条件下，在步骤（2）中，所述沉降剂选自食用盐、盐酸和柠檬酸中的至少一种。为了提高蛋白质的提取效率，本发明通过对浆料进行超声，使浆料中的蛋白质从甘薯细胞中脱离，优选条件下，在步骤（2）中，所述超声的功率为200~400W，频率为80~100KHz。
优选条件下，在步骤（4）中，所述冷冻干燥的工艺为：首先在-30~-20℃下预冻时间为2~5h；而后再置于真空冷冻干燥机内，控制真空度在0~10Pa以下，冷冻干燥时间为10~15h。
通过上述技术方案，本发明具有以下技术效果：
（1）本发明以水为溶剂，以甘薯蛋白粉的提取过程中没有掺入有机试剂，安全性比较高，蛋白提取率较高，为甘薯蛋白的高值化利用提供了条件。
（2）本发明采用低温法对甘薯中的蛋白粉进行提取和纯化，最大程度的保留了蛋白粉的营养成分，避免蛋白粉中蛋白质的流失。
综上，本发明提供的甘薯蛋白的提取方法安全，可靠，蛋白粉中蛋白质的营养成本得到最大保留，具有广阔的应用前景。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
实施例1
一种甘薯蛋白粉的提取方法，包括以下步骤：
（1）将洗净后的甘薯去皮，然后用粉碎机打成浆状，得到浆料，将浆料用微波处理5min，所述微波处理的功率为400W，频率为1800KHz，温度为60℃，接着向豆浆中缓慢滴加醋酸钠缓冲溶液，直到pH值为5.0~5.2，得到混合体系，然后将混合体系在液氮中冷冻处理30min后，在室温下静置1h，将产物用纱布过滤而获得甘薯汁，对甘薯汁进行离心，然后向甘薯汁中加入淀粉酶，并在室温下放置5h，得到精制甘薯汁；
（2）在精制甘薯汁中加入食用盐，超声分散30min，所述超声的功率为300W，频率为100KHz；接着静置使甘薯蛋白发生沉降，得到甘薯蛋白质沉淀物；
（3）用10倍量重量体积比为5％的氯化钠溶液将上述甘薯蛋白质沉淀物稀释，再用氢氧化钠调至中性，经过透析膜透析，透析膜规格要求截留分子量在8000以上，透析后进行浓缩，得到浓缩液；
（4）将浓缩液首先在-20℃下预冻时间为3h；而后再置于真空冷冻干燥机内，控制真空度在0~10Pa，冷冻干燥时间为12h，得到甘薯蛋白粉。
本实施例中，每100kg甘薯中可提取甘薯蛋白粉1.8 kg。
实施例2
一种甘薯蛋白粉的提取方法，包括以下步骤：
（1）将洗净后的甘薯去皮，然后用粉碎机打成浆状，得到浆料，将浆料用微波处理5min，所述微波处理的功率为300W，频率为2000KHz，温度为60℃，接着向豆浆中缓慢滴加醋酸钠缓冲溶液，直到pH值为5.0～5.2，得到混合体系，然后将混合体系在液氮中冷冻处理45min后，在室温下静置1.5h，将产物用纱布过滤而获得甘薯汁，对甘薯汁进行离心，然后向甘薯汁中加入淀粉酶，并在室温下放置8h，得到精制甘薯汁；
（2）在精制甘薯汁中加入食用盐，超声分散45min，所述超声的功率为300W，频率为100KHz；接着静置使甘薯蛋白发生沉降，得到甘薯蛋白质沉淀物；
（3）用10倍量重量体积比为5％的氯化钠溶液将上述甘薯蛋白质沉淀物稀释，再用氢氧化钠调至中性，经过透析膜透析，透析膜规格要求截留分子量在8000以上，透析后进行浓缩，得到浓缩液；
（4）将浓缩液首先在-30℃下预冻时间为3h；而后再置于真空冷冻干燥机内，控制真空度在0~10Pa，冷冻干燥时间为12h，得到甘薯蛋白粉。
本实施例中，每100kg甘薯中可提取甘薯蛋白粉1.5 kg。
实施例3
一种甘薯蛋白粉的提取方法，包括以下步骤：
（1）将洗净后的甘薯去皮，然后用粉碎机打成浆状，得到浆料，将浆料用微波处理4min，所述微波处理的功率为300W，频率为1800KHz，温度为60℃，接着向豆浆中缓慢滴加醋酸钠缓冲溶液，直到pH值为5.0～5.2，得到混合体系，然后将混合体系在液氮中冷冻处理25min后，在室温下静置2h，将产物用纱布过滤而获得甘薯汁，对甘薯汁进行离心，然后向甘薯汁中加入淀粉酶，并在室温下放置3h，得到精制甘薯汁；
（2）在精制甘薯汁中加入柠檬酸，超声分散30min，所述超声的功率为250W，频率为90KHz；接着静置使甘薯蛋白发生沉降，得到甘薯蛋白质沉淀物；
（3）用10倍量重量体积比为5％的氯化钠溶液将上述甘薯蛋白质沉淀物稀释，再用氢氧化钠调至中性，经过透析膜透析，透析膜规格要求截留分子量在8000以上，透析后进行浓缩，得到浓缩液；
（4）将浓缩液首先在-30℃下预冻时间为2h；而后再置于真空冷冻干燥机内，控制真空度在0~10Pa，冷冻干燥时间为12h，得到甘薯蛋白粉。
本实施例中，每100kg甘薯中可提取甘薯蛋白粉1.5 kg。
实施例4
一种甘薯蛋白粉的提取方法，包括以下步骤：
（1）将洗净后的甘薯去皮，然后用粉碎机打成浆状，得到浆料，将浆料用微波处理8min，所述微波处理的功率为200W，频率为1500KHz，温度为50℃，接着向豆浆中缓慢滴加醋酸钠缓冲溶液，直到pH值为5.0，得到混合体系，然后将混合体系在液氮中冷冻处理25min后，在室温下静2h，将产物用纱布过滤而获得甘薯汁，对甘薯汁进行离心，然后向甘薯汁中加入淀粉酶，并在室温下放置2h，得到精制甘薯汁；
（2）在精制甘薯汁中加入柠檬酸，超声分散60min，所述超声的功率为200W，频率为80KHz；接着静置使甘薯蛋白发生沉降，得到甘薯蛋白质沉淀物；
（3） 用10倍量重量体积比为5％的氯化钠溶液将上述甘薯蛋白质沉淀物稀释，再用氢氧化钠调至中性，经过透析膜透析，透析膜规格要求截留分子量在8000以上，透析后进行浓缩，得到浓缩液；
（4）将浓缩液首先在-30℃下预冻时间为5h；而后再置于真空冷冻干燥机内，控制真空度在0~10Pa，冷冻干燥时间为10h，得到甘薯蛋白粉。
本实施例中，每100kg甘薯中可提取甘薯蛋白粉1.4 kg。
实施例5
一种甘薯蛋白粉的提取方法，包括以下步骤：
（1）将洗净后的甘薯去皮，然后用粉碎机打成浆状，得到浆料，将浆料用微波处理2min，所述微波处理的功率为500W，频率为2000KHz，温度为70℃，接着向豆浆中缓慢滴加醋酸钠缓冲溶液，直到pH值为5.2，得到混合体系，然后将混合体系在液氮中冷冻处理60min后，在室温下静置1h，将产物用纱布过滤而获得甘薯汁，对甘薯汁进行离心，然后向甘薯汁中加入淀粉酶，并在室温下放置10h，得到精制甘薯汁；
（2）在精制甘薯汁中加入柠檬酸，超声分散15min，所述超声的功率为400W，频率为100KHz；接着静置使甘薯蛋白发生沉降，得到甘薯蛋白质沉淀物；
（3）用10倍量重量体积比为5％的氯化钠溶液将上述甘薯蛋白质沉淀物稀释，再用氢氧化钠调至中性，经过透析膜透析，透析膜规格要求截留分子量在8000以上，透析后进行浓缩，得到浓缩液；
（4）将浓缩液首先在-20℃下预冻时间为2h；而后再置于真空冷冻干燥机内，控制真空度在0~10Pa，冷冻干燥时间为15h，得到甘薯蛋白粉。
本实施例中，每100kg甘薯中可提取甘薯蛋白粉1.3 kg。
对比例1
一种甘薯蛋白粉的提取方法，包括以下步骤：
（1）将洗净后的甘薯去皮，然后用粉碎机打成浆状，得到浆料，将浆料用微波处理2~8min，所述微波处理的功率为200~500W，频率为1500~2000KHz，温度为50~70℃，接着向豆浆中缓慢滴加醋酸钠缓冲溶液，直到pH值为5.0～5.2，得到混合体系，将产物用纱布过滤而获得甘薯汁，对甘薯汁进行离心，得到精制甘薯汁；
（2）在精制甘薯汁中加入沉降剂，超声分散15~60min，接着静置使甘薯蛋白发生沉降，得到甘薯蛋白质沉淀物；
（3） 用10倍量重量体积比为5％的氯化钠溶液将上述甘薯蛋白质沉淀物稀释，再用氢氧化钠调至中性，经过透析膜透析，透析膜规格要求截留分子量在8000以上，透析后进行浓缩，得到浓缩液；
（4）对浓缩液进行冷冻干燥，得到甘薯蛋白粉。
本对比例中，每100kg甘薯中可提取甘薯蛋白粉0.9 kg。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种甘薯蛋白粉的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将洗净后的甘薯去皮，然后用粉碎机打成浆状，得到浆料，将浆料用微波处理2~8min，接着向豆浆中缓慢滴加醋酸钠缓冲溶液，直到pH值为5.0～5.2，得到混合体系，然后将混合体系在液氮中冷冻处理25~60min后，在室温下静置1~2h，将产物用纱布过滤而获得甘薯汁，对甘薯汁进行离心，得到精制甘薯汁；
（2）在精制甘薯汁中加入沉降剂，超声分散15~60min，接着静置使甘薯蛋白发生沉降，得到甘薯蛋白质沉淀物；
（3） 用10倍量重量体积比为5％的氯化钠溶液将上述甘薯蛋白质沉淀物稀释，再用氢氧化钠调至中性，经过透析膜透析，透析膜规格要求截留分子量在8000以上，透析后进行浓缩，得到浓缩液；
（4）对浓缩液进行冷冻干燥，得到甘薯蛋白粉。
2.根据权利要求1所述的甘薯蛋白粉的提取方法，其特征在于，在步骤(1)中，对甘薯汁进行离心后，在甘薯汁中加入淀粉酶，降解滤液中的淀粉。
3.根据权利要求1所述的甘薯蛋白粉的提取方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述微波处理的功率为200~500W，频率为1500~2000KHz，温度为50~70℃。
4.根据权利要求1所述的甘薯蛋白粉的提取方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述沉降剂选自食用盐、盐酸和柠檬酸中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的甘薯蛋白粉的提取方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述超声的功率为200~400W，频率为80~100KHz。
6.根据权利要求1所述的甘薯蛋白粉的提取方法，其特征在于，在步骤（4）中，所述冷冻干燥的工艺为：首先在-30~-20℃下预冻时间为2~5h；而后再置于真空冷冻干燥机内，控制真空度在0~10Pa以下，冷冻干燥时间为10~15h。
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