CN114989242A - 一种提取桑叶蛋白的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提取桑叶蛋白的方法，属于蛋白质提取技术领域。先将桑叶粉制备成悬浊液后，对其进行微波热处理。同时将纤维素酶经过超声预处理后，加入到桑叶悬浊液中降解纤维素，过程中持续采用超声辅助纤维素酶降解。降解结束后，加入氢氧化钠溶液，进一步采用碱提法提取桑叶蛋白。在此条件下，桑叶蛋白的提取率为65.17％‑80.84％，与仅采用纤维素酶降解法相比提高了91.23％‑148.66％。

Description

一种提取桑叶蛋白的方法
技术领域
本发明属于蛋白提取领域，特别涉及一种提取桑叶蛋白的方法。
背景技术
桑树为桑科桑属多年生长落叶灌木，其中的桑叶含有丰富的蛋白质、多酚、黄酮等功能活性成分，具有降血糖、抗氧化、防癌、抗肿消炎、清除自由基等功能效果。因其具有较好的食品营养及药理性，被列为药食同源物质，具有很好的开发利用价值。桑叶中蛋白的氨基酸种类齐全，必需氨基酸含量高，被称为“绿色植物蛋白”浓缩物，是一种优质的蛋白资源，其蛋白含量高达20％以上。目前对于桑叶蛋白的提取主要采用碱溶酸沉的方法，然而由于桑叶中本身含有大量的纤维素，使得部分蛋白包裹在纤维素中，通过简单的工艺优化很难进一步提高桑叶蛋白的提取率。
有研究表明，采用纤维素酶降解法能有效地破坏桑叶细胞壁结构，提高桑叶蛋白的提取率。在此基础上，多位学者在研究过程中采用超声辅助纤维素酶降解法提取桑叶蛋白，进一步提高了桑叶蛋白的提取率。然而单一的非热物理加工技术其提高的幅度仍然是有限的，因此可尝试采用热物理加工技术与非热物理加工技术共同作用来进一步提高桑叶蛋白的提取率，为桑叶蛋白在食品、药业、化妆品、畜禽饲料等工业领域的应用提供理论依据。
发明内容
本发明的目的是提供了一种提取桑叶蛋白的方法，具体是将桑叶在纤维素酶降解的基础上，采用微波—超声联合改性，进而得到桑叶蛋白的方法。
为了实现上述发明目的，其具体的技术方案如下：一种提取桑叶蛋白的方法，按照下述步骤进行：
(1)样品前处理：采集桑叶后，洗净，60℃烘干，粉碎，过60目筛；
(2)微波预处理桑叶粉：将桑叶悬浊液预热后，采用微波进行热处理，热处理参数如下：微波功率200-1000W，微波处理时间1-5min；桑叶悬浊液的浓度为10-100g/L；
(3)超声预处理纤维素酶：将纤维素酶在10-100W超声波条件下预处理1-20min，对纤维素酶进行改性，提高纤维素酶活性；纤维素酶的浓度为1-10％。
(4)超声辅助纤维素酶降解桑叶粉：调节最适温度后，加入1-10％(E/S)纤维素酶，开始降解，过程中采用超声辅助纤维素酶降解法，设定超声功率密度为20-200W/L，超声时间为5-60min；
(5)碱溶法提取桑叶蛋白：超声处理后，加入氢氧化钠溶液，使得体系中氢氧化钠浓度为5g/L，温度调节至60℃提取3h后，于12000r/min条件下离心10min，测定提取出的桑叶蛋白含量。
本发明所具有的优点是：本发明采用微波对桑叶粉进行热处理，并采用超声波预处理纤维素酶提高酶活力，然后将超声处理后的纤维素酶加入热处理的桑叶粉悬浊液中，进一步利用超声辅助纤维素酶降解，然后通过碱溶法进一步提高上清液中蛋白的浓度。在此条件下，蛋白提取率为：65.17％-80.84％，与仅采用纤维素酶降解法相比提高了91.23％-148.66％。
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
具体实施方式
在本发明中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。下面结合具体的实施例，并参照数据进一步详细地描述本发明。应理解，这些实施例只是，对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
在以下的实施例中，未详细描述的各种过程和方法是本领域中公知的常规方法。所用试剂的来源、商品名以及有必要列出其组成成分者，均在首次出现时标明，其后所用相同试剂如无特殊说明，均以首次标明的内容相同。
本实施例和对照例的纤维素酶(酶活10,000U/g)均购于阿拉丁公司。
本实施例和对照例的微波设备为NN-DS59JB微波炉，购于上海松下微波炉有限公司。
本实施例和对照例的超声设备为KQ-300DE型数控超声波清洗仪，购于昆山超声仪器有限公司。
本实施例和对照例的蛋白含量测定采用凯氏定氮法。
本实施例和对照例的蛋白提取率计算方法为：(提取液中蛋白质量/桑叶粉中蛋白总质量)*100％。
对照例1
称取桑叶粉10g，加入1000mL蒸馏水，调节pH至6.5，温度为35℃后，加入1％纤维素酶开始降解5min后，加入氢氧化钠溶液，使得体系中氢氧化钠浓度为5g/L，温度调节至60℃提取3h后，于12000r/min条件下离心10min，取上清液，采用凯氏定氮法测定蛋白提取率为：32.51％。
对照例2
称取桑叶粉100g，加入1000mL蒸馏水，调节pH至6.5，温度为35℃后，加入10％纤维素酶开始降解60min后，加入氢氧化钠溶液，使得体系中氢氧化钠浓度为5g/L，温度调节至60℃提取3h后，于12000r/min条件下离心10min，取上清液，采用凯氏定氮法测定蛋白提取率为：36.82％。
对照例3
称取桑叶粉10g，加入1000mL蒸馏水，调节pH至6.5，温度为35℃后，加入1％纤维素酶后，在超声功率密度为20W/L情况下，采用超声辅助纤维素酶降解5min后，加入氢氧化钠溶液，使得体系中氢氧化钠浓度为5g/L，温度调节至60℃提取3h后，于12000r/min条件下离心10min，取上清液，采用凯氏定氮法测定蛋白提取率为：38.46％。
对照例4
称取桑叶粉100g，加入1000mL蒸馏水，调节pH至6.5，温度为35℃后，加入10％纤维素酶后，在超声功率密度为200W/L情况下，采用超声辅助纤维素酶降解60min后，加入氢氧化钠溶液，使得体系中氢氧化钠浓度为5g/L，温度调节至60℃提取3h后，于12000r/min条件下离心10min，取上清液，采用凯氏定氮法测定蛋白提取率为：43.59％。
对照例5
准确配置1％浓度的纤维素酶溶液，调节pH至6.5，温度为35℃，在功率密度为10W/L条件下超声1min，将称取的10g桑叶粉中加入超声预处理后的纤维素酶溶液1000mL，在超声功率密度为20W/L情况下，采用超声辅助纤维素酶降解5min后，加入氢氧化钠溶液，使得体系中氢氧化钠浓度为5g/L，温度调节至60℃提取3h后，于12000r/min条件下离心10min，取上清液，采用凯氏定氮法测定蛋白提取率为：45.12％。。
对照例6
准确配置10％浓度的纤维素酶溶液，调节pH至6.5，温度为35℃，在功率密度为100W/L条件下超声20min，将称取的100g桑叶粉中加入超声预处理后的纤维素酶溶液1000mL，在超声功率密度为200W/L情况下，采用超声辅助纤维素酶降解60min后，加入氢氧化钠溶液，使得体系中氢氧化钠浓度为5g/L，温度调节至60℃提取3h后，于12000r/min条件下离心10min，取上清液，采用凯氏定氮法测定蛋白提取率为：50.78％。
对照例7
称取桑叶粉10g，加入1000mL蒸馏水，于微波功率为200W条件下处理5min后，调节pH至6.5，温度为35℃，加入1％纤维素酶后，在超声功率密度为20W/L情况下，采用超声辅助纤维素酶降解5min后，加入氢氧化钠溶液，使得体系中氢氧化钠浓度为5g/L，温度调节至60℃提取3h后，于12000r/min条件下离心10min，取上清液，采用凯氏定氮法测定蛋白提取率为：53.67％。
对照例8
称取桑叶粉100g，加入1000mL蒸馏水，于微波功率为1000W条件下处理1min后，调节pH至6.5，温度为35℃，加入10％纤维素酶后，在超声功率密度为200W/L情况下，采用超声辅助纤维素酶降解60min后，加入氢氧化钠溶液，使得体系中氢氧化钠浓度为5g/L，温度调节至60℃提取3h后，于12000r/min条件下离心10min，取上清液，采用凯氏定氮法测定蛋白提取率为：59.42％。
实施例1
称取桑叶粉10g，加入1000mL蒸馏水，采用微波预处理桑叶粉，设定微波功率200W，微波处理时间5min。同时将纤维素酶经过超声预处理，超声功率为10W，超声时间20min。将桑叶悬浊液的pH调节至6.5，温度为35℃后，加入1％经超声处理后的纤维素酶开始降解，过程中采用超声辅助，设定超声功率密度为20W，超声时间为5min，超声处理后，加入氢氧化钠溶液，使得体系中氢氧化钠浓度为5g/L，温度调节至60℃提取3h后，于12000r/min条件下离心10min，取上清液，采用凯氏定氮法测定蛋白提取率为62.17％，与仅采用纤维素酶降解法相比提高了91.23％。
实施例2
称取桑叶粉100g，加入1000mL蒸馏水，采用微波预处理桑叶粉，设定微波功率1000W，微波处理时间1min。同时将纤维素酶经过超声预处理，超声功率为100W，超声时间1min。将桑叶悬浊液的pH调节至6.5，温度为35℃后，加入10％经超声处理后的纤维素酶开始降解，过程中采用超声辅助，设定超声功率密度为200W，超声时间为60min，超声处理后，加入氢氧化钠溶液，使得体系中氢氧化钠浓度为5g/L，温度调节至60℃提取3h后，于12000r/min条件下离心10min，取上清液，采用凯氏定氮法测定蛋白提取率为80.84％，与仅采用纤维素酶降解法相比提高了148.66％。
实施例3
称取桑叶粉50g，加入1000mL蒸馏水，采用微波预处理桑叶粉，设定微波功率500W，微波处理时间2min。同时将纤维素酶经过超声预处理，超声功率为50W，超声时间10min。将桑叶悬浊液的pH调节至6.5，温度为35℃后，加入5％经超声处理后的纤维素酶开始降解，过程中采用超声辅助，设定超声功率密度为100W，超声时间为30min，超声处理后，加入氢氧化钠溶液，使得体系中氢氧化钠浓度为5g/L，温度调节至60℃提取3h后，于12000r/min条件下离心10min，取上清液，采用凯氏定氮法测定蛋白提取率为72.46％，与仅采用纤维素酶降解法相比提高了122.89％。

Claims (5)

1.一种提取桑叶蛋白的方法，其特征在于按照下述步骤进行：
(1)样品前处理：采集桑叶后，洗净，60℃烘干，粉碎，过60目筛，
(2)微波预处理桑叶粉：将桑叶悬浊液预热后，采用微波进行热处理，
(3)超声预处理纤维素酶：将纤维素酶在10-100W超声波条件下预处理1-20min；对纤维素酶进行改性，提高纤维素酶活性；
(4)超声辅助纤维素酶降解桑叶粉：调节最适温度后，加入1-10％(E/S)纤维素酶，开始降解，过程中采用超声辅助纤维素酶降解法，
(5)碱溶法提取桑叶蛋白：超声处理后，加入氢氧化钠溶液，使得体系中氢氧化钠浓度为5g/L，温度调节至60℃提取3h后，于12000r/min条件下离心10min。
2.根据权利要求1所述的一种提取桑叶蛋白的方法，其特征在于步骤(1)中桑叶悬浊液的浓度为10-100g/L。
3.根据权利要求1所述的一种提取桑叶蛋白的方法，其特征在于步骤(2)中：微波热处理参数如下：微波功率200-1000W，微波处理时间1-5min。
4.根据权利要求1所述的一种提取桑叶蛋白的方法，其特征在于步骤(3)中：纤维素酶的浓度为1-10％。
5.根据权利要求1所述的一种提取桑叶蛋白的方法，其特征在于步骤(4)中：设定超声功率密度为20-200W/L，超声时间为5-60min。
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