CN111269285A - 一种从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法 - Google Patents

一种从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法，包括以下步骤：水飞蓟籽仁经脱脂、研磨粉碎、过筛得到水飞蓟脱脂粕粉；向水飞蓟脱脂粕粉添加NaOH、维生素C和纯净水，进行一次浸提；离心后所得上清通过调节pH值，获得水飞蓟蛋白一次沉淀，离心残渣进行二次浸提，经pH值调节后获得二次沉淀；合并两次沉淀，冻干处理，得到水飞蓟蛋白粉。本发明获得了高纯度的水飞蓟蛋白粉，通过优化和限定NaOH的添加剂量，提高了水飞蓟蛋白的提取效率，提升了提取过程的可重复性，借助维生素C保护了蛋白的抗氧化活性，避免了脱色步骤，建立了一种高效稳定的水飞蓟蛋白提取方法。

Description

一种从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法
技术领域
本发明涉及蛋白成分提取技术，尤其涉及一种从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法。
背景技术
水飞蓟是菊科水飞蓟属草本植物，是传统的药用植物，以籽仁入药，在我国辽宁、黑龙江、内蒙古、陕西、江苏等地均有栽培。水飞蓟籽仁的主要药用成分为水飞蓟素，具有保肝护肝、抗氧化和抑制癌细胞等生理功能，水飞蓟籽仁的主要营养成飞是水飞蓟油和水飞蓟蛋白。水飞蓟蛋白约占水飞蓟籽仁总质量的27％，可溶蛋白约占总质量的17％，可溶蛋白中，易溶于水的清蛋白和球蛋白约占60％以上，与大豆蛋白相似，这使得水飞蓟蛋白具有较好的提取效能和生产价值。
传统的碱提酸沉方法已在水飞蓟的提取技术上有所应用，但是由于碱的用量不同，使得蛋白提取效率差异很大，同时碱的使用方式不规范，导致不同提取批次，蛋白产率和质量差异较高。而且，传统工艺的提取工艺不受抗氧化剂保护，导致蛋白氧化变性，不经脱色处理，蛋白的色泽和活性都不好。以上提取技术的缺陷，需要一套完整、可重复、提取效率高、抗氧化效果好的蛋白制备工艺加以改进和完善。
发明内容
本发明的目的在于，建立一套完整、可重复、提取效率高、抗氧化效果好的从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的工艺技术。技术方案包括以下步骤：
步骤(1)将水飞蓟籽仁通过物理榨油处理，获得水飞蓟油和水飞蓟脱脂粕；
步骤(2)水飞蓟脱脂粕经粉碎机研磨粉碎，得到粒径不大于2mm的水飞蓟脱脂粕粉；
步骤(3)每克水飞蓟脱脂粕粉添加0.04-0.06g NaOH，0.005-0.02g维生素C，混合均匀，然后添加10mL纯净水，搅拌均匀后，在20℃到70℃的条件下恒温浸提，且持续搅拌或震荡2-6h；
步骤(4)将浸提悬浊液离心得到浸提上清液和浸提残渣；
步骤(5)分离步骤(4)的浸提上清液，使用盐酸调节pH值至4.0-4.5，室温下静置沉淀0.5-2h，随后离心获得蛋白沉淀I；
步骤(6)分离步骤(4)的浸提液残渣，并对此残渣进行二次浸提，每克初始水飞蓟脱脂粕粉添加0.028-0.042g NaOH，以及7mL纯净水，混合搅拌均匀后，再添加0.0035-0.014g维生素C，混合搅拌均匀后，在20℃到70℃的条件下恒温搅拌或震荡0.5-2h，进行二次浸提；
步骤(7)将步骤(6)的浸提悬浊液离心获得浸提液上清；分离浸提液上清，使用盐酸调节pH值至4.0-4.5，并在室温下静置沉淀0.5-2h，随后离心获得蛋白沉淀II；
步骤(8)合并步骤(5)中的蛋白沉淀I和步骤(7)中的蛋白沉淀II，得到总蛋白提取物，冷冻干燥总蛋白提取物，得到水飞蓟粗蛋白粉。
进一步地，步骤(1)的物理榨油处理，使用通用植物榨油机，通过物理碾压工艺，压榨出油，榨油后的剩余物，为水飞蓟脱脂粕。
进一步地，步骤(3)NaOH的添加量为0.045-0.055g，维生素C的添加量为0.01-0.02g，其中NaOH的优选添加量为0.05g，维生素C的优选添加量为0.01g。
进一步地，步骤(3)的浸提温度为30℃到60℃，优选为60℃，浸提时间为3-5h，优选为3h。
进一步地，步骤(4)、步骤(5)和步骤(7)所述离心为4000-10000转/min条件下，离心5-20min，优选条件为8000转/min，离心10min。
进一步地，步骤(5)和步骤(7)中调节pH值至至4.1-4.4，优选为4.3，沉淀时间为1-2h，优选为1h。
进一步地，步骤(6)NaOH的添加量为0.030-0.040g，优选为0.035g，维生素C的添加量为0.005-0.010g，优选为0.007g，
进一步地，步骤(6)浸提温度为30℃到60℃，优选为60℃，浸提时间为1-2h，优选为1h。
进一步地，步骤(7)中使用1mol/L的盐酸调节pH值至4.1-4.4，其中优选条件为调节pH值至4.3，沉淀时间为1-2h，优选时间为1h。
进一步地，步骤(8)冷冻干燥，为相对真空度-0.1Mpa、温度-20℃、真空干燥6-24h，且优选时间为16h。
本发明与现有技术相比较具有以下优点：
1)本发明通过优化NaOH的使用剂量，极大提升了蛋白的提取效率。传统方法的NaOH的使用剂量一般为pH10-12的NaOH溶液，即浓度为0.0001mol/L-0.01mol/L的NaOH溶液。本发明中NaOH的使用剂量换算为摩尔浓度，在0.1mol/L-0.15mol/L的范围，是传统方法的10-1500倍。与传统方法相比，本发明的蛋白提取率提高约1倍，即从传统方法的约40％提取率，提升至本发明方法的约80％提取率。
2)本发明的NaOH的使用方法，由传统的调节pH值至10-12的方式，改换为质量添加法，通过准确规定NaOH的添加质量和范围，降低了提取操作的难度，减少了不同人员或提取批次的差异性和波动性，提高了产品产率和质量的稳定性和可重复性。
3)通过使用抗氧化剂维生素C，在提取过程中，极大的保护了蛋白的抗氧化活性，抑制了蛋白的褐变过程，蛋白产物为乳白色固体，省略了脱色步骤。
4)蛋白沉淀环节，使用了过等电点沉淀技术。水飞蓟蛋白的等电点在5.0-6.0之间，传统沉淀方法调节pH值至5.5，本发明调节pH值至4.0-4.5，且优选为4.3，即过等电点沉淀。此方法的优势在于，调节pH由碱至酸超过水飞蓟等电点1-2个单位时，初期沉淀的蛋白复溶能力有限，成核凝聚作用加大，有利于蛋白的彻底沉淀和分离。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1
本实施例公开了一种从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法，包括以下步骤：
步骤(1)将水飞蓟籽仁通过物理榨油处理，获得水飞蓟油和水飞蓟脱脂粕；
步骤(2)水飞蓟脱脂粕经粉碎机研磨粉碎，得到粒径不大于2mm的水飞蓟脱脂粕粉；
步骤(3)每克水飞蓟脱脂粕粉添加0.04g NaOH，0.005g维生素C，混合均匀，然后添加10mL纯净水，搅拌均匀后，在20℃的条件下恒温浸提，且持续搅拌或震荡2h；
步骤(4)将浸提悬浊液离心得到浸提上清液和浸提残渣；
步骤(5)分离步骤(4)的浸提上清液，使用盐酸调节pH值至4.0，室温下静置沉淀0.5h，随后离心获得蛋白沉淀I；
步骤(6)分离步骤(4)的浸提液残渣，并对此残渣进行二次浸提，每克初始水飞蓟脱脂粕粉添加0.028g NaOH，以及7mL纯净水，混合搅拌均匀后，再添加0.0035g维生素C，混合搅拌均匀后，在20℃的条件下恒温搅拌或震荡0.5h，进行二次浸提；
步骤(7)将步骤(6)的浸提悬浊液离心获得浸提液上清；分离浸提液上清，使用盐酸调节pH值至4.0，并在室温下静置沉淀0.5h，随后离心获得蛋白沉淀II；
步骤(8)合并步骤(5)中的蛋白沉淀I和步骤(7)中的蛋白沉淀II，得到总蛋白提取物，在相对真空度-0.1Mpa、温度-20℃的条件下，冷冻干燥总蛋白提取物6h，得到水飞蓟粗蛋白粉。
本实施例最终得到的蛋白纯度为78％，蛋白提取率约75％，蛋白实际产率约35％。其中，蛋白提取率为蛋白粉质量与脱脂粕中总蛋白质量的比率，蛋白实际产率为蛋白粉质量与脱脂粕质量的比率。
实施例2
本实施例公开了一种从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法，包括以下步骤：
步骤(1)将水飞蓟籽仁通过物理榨油处理，获得水飞蓟油和水飞蓟脱脂粕；
步骤(2)水飞蓟脱脂粕经粉碎机研磨粉碎，得到粒径不大于2mm的水飞蓟脱脂粕粉；
步骤(3)每克水飞蓟脱脂粕粉添加0.06g NaOH，0.02g维生素C，混合均匀，然后添加10mL纯净水，搅拌均匀后，在70℃的条件下恒温浸提，且持续搅拌或震荡6h；
步骤(4)将浸提悬浊液离心得到浸提上清液和浸提残渣；
步骤(5)分离步骤(4)的浸提上清液，使用盐酸调节pH值至4.5，室温下静置沉淀2h，随后离心获得蛋白沉淀I；
步骤(6)分离步骤(4)的浸提液残渣，并对此残渣进行二次浸提，每克初始水飞蓟脱脂粕粉添加0.042g NaOH，以及7mL纯净水，混合搅拌均匀后，再添加0.014g维生素C，混合搅拌均匀后，在70℃的条件下恒温搅拌或震荡2h，进行二次浸提；
步骤(7)将步骤(6)的浸提悬浊液离心获得浸提液上清；分离浸提液上清，使用盐酸调节pH值至4.5，并在室温下静置沉淀2h，随后离心获得蛋白沉淀II；
步骤(8)合并步骤(5)中的蛋白沉淀I和步骤(7)中的蛋白沉淀II，得到总蛋白提取物，在相对真空度-0.1Mpa、温度-20℃的条件下，冷冻干燥总蛋白提取物24h，得到水飞蓟粗蛋白粉。
本实施例最终得到的蛋白纯度为80％，蛋白提取率约79％，蛋白实际产率约36％。其中，蛋白提取率为蛋白粉质量与脱脂粕中总蛋白质量的比率，蛋白实际产率为蛋白粉质量与脱脂粕质量的比率。
实施例3
本实施例公开了一种从水飞蓟籽仁中提取纯化活性蛋白成分的方法，包括以下步骤：
本实施例公开了一种从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法，包括以下步骤：
步骤(1)将水飞蓟籽仁通过物理榨油处理，获得水飞蓟油和水飞蓟脱脂粕；
步骤(2)水飞蓟脱脂粕经粉碎机研磨粉碎，得到粒径不大于2mm的水飞蓟脱脂粕粉；
步骤(3)每克水飞蓟脱脂粕粉添加0.05g NaOH，0.01g维生素C，混合均匀，然后添加10mL纯净水，搅拌均匀后，在60℃的条件下恒温浸提，且持续搅拌或震荡3h；
步骤(4)将浸提悬浊液离心得到浸提上清液和浸提残渣；
步骤(5)分离步骤(4)的浸提上清液，使用盐酸调节pH值至4.3，室温下静置沉淀1h，随后离心获得蛋白沉淀I；
步骤(6)分离步骤(4)的浸提液残渣，并对此残渣进行二次浸提，每克初始水飞蓟脱脂粕粉添加0.035g NaOH，以及7mL纯净水，混合搅拌均匀后，再添加0.007g维生素C，混合搅拌均匀后，在60℃的条件下恒温搅拌或震荡1h，进行二次浸提；
步骤(7)将步骤(6)的浸提悬浊液离心获得浸提液上清；分离浸提液上清，使用盐酸调节pH值至4.3，并在室温下静置沉淀1h，随后离心获得蛋白沉淀II；
步骤(8)合并步骤(5)中的蛋白沉淀I和步骤(7)中的蛋白沉淀II，得到总蛋白提取物，在相对真空度-0.1Mpa、温度-20℃的条件下，冷冻干燥总蛋白提取物16h，得到水飞蓟粗蛋白粉。
本实施例最终得到的蛋白纯度为82％，蛋白提取率约84％，蛋白实际产率约40％。其中，蛋白提取率为蛋白粉质量与脱脂粕中总蛋白质量的比率，蛋白实际产率为蛋白粉质量与脱脂粕质量的比率。
对比例1
一种水飞蓟蛋白的提取方法，具体地，包括以下步骤：
步骤(1)水飞蓟脱脂粕，经粉碎机研磨粉碎过10目筛，得到粒径不大于2mm的水飞蓟渣粕粉；
步骤(2)每克水飞蓟脱脂粕粉添加0.0004g NaOH，混合均匀，然后添加17mL纯净水，搅拌均匀后，在50℃的条件下恒温浸提，且持续搅拌或震荡6h；
步骤(3)浸提悬浊液在10000转/min条件下，离心20min，得到浸提上清液和浸提残渣；
步骤(4)分离步骤(3)的浸提上清液，使用1mol/L的盐酸调节pH值至5.5，室温下静置沉淀2h，随后在10000转/min条件下，离心20min，获得蛋白沉淀；
步骤(5)将步骤(4)中的蛋白沉淀，冷冻干燥，条件为相对真空度-0.1Mpa、温度-20℃、真空干燥16h，得到水飞蓟粗蛋白。
本对比例最终得到的蛋白纯度为78％，蛋白提取率约41％，蛋白实际产率约10％。其中，蛋白提取率为蛋白粉质量与脱脂粕中总蛋白质量的比率，蛋白实际产率为蛋白粉质量与脱脂粕质量的比率。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)将水飞蓟籽仁通过物理榨油处理，获得水飞蓟油和水飞蓟脱脂粕；
步骤(2)水飞蓟脱脂粕经粉碎机研磨粉碎，得到粒径不大于2mm的水飞蓟脱脂粕粉；
步骤(3)每克水飞蓟脱脂粕粉添加0.04-0.06g NaOH，0.005-0.02g维生素C，混合均匀，然后添加10mL纯净水，搅拌均匀后，在20℃到70℃的条件下恒温浸提，且持续搅拌或震荡2-6h；
步骤(4)将浸提悬浊液离心得到浸提上清液和浸提残渣；
步骤(5)分离步骤(4)的浸提上清液，使用盐酸调节pH值至4.0-4.5，室温下静置沉淀0.5-2h，随后离心获得蛋白沉淀I；
步骤(6)分离步骤(4)的浸提液残渣，并对此残渣进行二次浸提，每克初始水飞蓟脱脂粕粉添加0.028-0.042g NaOH，以及7mL纯净水，混合搅拌均匀后，再添加0.0035-0.014g维生素C，混合搅拌均匀后，在20℃到70℃的条件下恒温搅拌或震荡0.5-2h，进行二次浸提；
步骤(7)将步骤(6)的浸提悬浊液离心获得浸提液上清；分离浸提液上清，使用盐酸调节pH值至4.0-4.5，并在室温下静置沉淀0.5-2h，随后离心获得蛋白沉淀II；
步骤(8)合并步骤(5)中的蛋白沉淀I和步骤(7)中的蛋白沉淀II，得到总蛋白提取物，冷冻干燥总蛋白提取物，得到水飞蓟粗蛋白粉。
2.根据权利要求1所述从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法，其特征在于，步骤(1)的物理榨油处理，使用通用植物榨油机，通过物理碾压工艺，压榨出油，榨油后的剩余物，为水飞蓟脱脂粕。
3.根据权利要求1所述从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法，其特征在于，步骤(3)NaOH的添加量为0.045-0.055g，维生素C的添加量为0.01-0.02g。
4.根据权利要求1所述从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法，其特征在于，步骤(3)的浸提温度为30℃到60℃，浸提时间为3-5h。
5.根据权利要求1所述从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法，其特征在于，步骤(4)、步骤(5)和步骤(7)所述离心为4000-10000转/min条件下，离心5-20min。
6.根据权利要求1所述从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法，其特征在于，步骤(5)和步骤(7)中调节pH值至至4.1-4.4，沉淀时间为1-2h。
7.根据权利要求1所述从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法，其特征在于，步骤(6)NaOH的添加量为0.030-0.040g，维生素C的添加量为0.005-0.010g，浸提温度为30℃到60℃，浸提时间为1-2h。
8.根据权利要求1所述从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法，其特征在于，步骤(6)浸提温度为30℃到60℃，浸提时间为1-2h。
9.根据权利要求1所述从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法，其特征在于，步骤(7)中使用1mol/L的盐酸调节pH值至4.1-4.4。
10.根据权利要求1所述从水飞蓟籽仁中提取植物蛋白的方法，其特征在于，步骤(8)冷冻干燥，为相对真空度-0.1Mpa、温度-20℃、真空干燥6-24h。
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CN116391817A (zh) * 2023-02-23 2023-07-07 大连理工大学 一种富含水飞蓟宾及水飞蓟蛋白的饮品及其制备方法

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