CN115088847A - 一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法，涉及氨基酸提取技术领域。方法包括以下步骤：步骤1，将桦树汁与乙醇混合得到混合液，离心，取上清液；步骤2，向所述上清液中加入盐酸进行水解，之后依次进行浓缩、等离子体处理、冻干，得到冻干粉末；步骤3，将所述冻干粉与盐酸混合进行水解，之后调节pH值至中性，得到中性溶液；步骤4，对所述中性溶液进行脱色、浓缩、结晶处理，得到复合氨基酸结晶。本发明通过等离子体处理结合冻干技术，将桦树汁中的蛋白质、肽链进一步分解为氨基酸，提高了氨基酸的收率以及纯度。提取得到的复合氨基酸结晶中的蛋氨酸、亮氨酸、精氨酸、丝氨酸、组氨酸等小含量氨基酸的含量得到明显提升。
Description
技术领域
本发明涉及氨基酸提取技术领域，特别是涉及一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法。
背景技术
桦树为桦木科落叶乔木，目前全球大约有100个品种，主要分布于北温带和寒温带。桦树汁是桦树树皮被划开或树干钻孔流出的新鲜汁液，无色或浅黄色，无沉淀及杂质，具有淡淡的桦树清香，其营养丰富，含有多种氨基酸。氨基酸是构成生物体蛋白质分子的基本单位，与生物的生命活动有着密切的关系，它在机体内具有特殊的生理功能，是合成激素、酶及抗体的必需原料，是生物体内不可缺少的营养成分之一，是生命机体营养、生存、发展极为重要的物质，并且在生命体内物质代谢调控、信息传递等方面都起着重要作用。目前并没有关于从桦树汁中提取多种氨基酸的相关报道。
目前关于氨基酸的提取方法主要有超声波提取法、酶解提取法、高压热水浸提法、溶剂提取法、微波提取法等。但是上述方法或存在工艺复杂的问题，或存在提取纯度或提取效率不高的问题。因此，提供一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法，简化提取方法，提高氨基酸的提取纯度和提取效率，对于氨基酸提取技术领域具有重要意义。
发明内容
基于上述内容，本发明提供一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法，利用简单的提取工艺，从桦树汁中提取得到包含多种氨基酸的复合氨基酸结晶，提高了氨基酸的提取纯度和提取效率。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明技术方案之一，一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法，包括以下步骤：
步骤1，将桦树汁与乙醇混合得到混合液，离心，取上清液；
步骤2，向所述上清液中加入盐酸进行预水解，之后依次进行浓缩、等离子体处理、冻干，得到冻干粉末；
步骤3，将所述冻干粉与盐酸混合进行水解，之后调节pH值至中性，得到中性溶液；
步骤4，对所述中性溶液进行脱色、浓缩、结晶处理，得到复合氨基酸结晶。
进一步地，步骤1中，所述混合液中乙醇的质量浓度为40-50％。
进一步地，步骤1中，所述离心具体为6000-8000r/min的转速下离心10-30min。
进一步地，步骤2中，所述盐酸的浓度为1-2mol/L；所述上清液与所述盐酸的体积比为1:1；所述预水解具体为：105-130℃水解18-24h。
进一步地，步骤2中，所述浓缩具体为：真空浓缩体积至原液的30-50％；所述等离子体处理具体为：60-100w条件下等离子体处理30-60s；所述冻干具体为：-40℃真空冻干18-24h。
进一步地，步骤3中，所述盐酸的浓度为1-2mol/L；所述冻干粉与所述盐酸的质量体积比为1g：5-10mL；所述水解具体为：105-130℃水解18-24h。
进一步地，步骤4中，所述脱色具体为：向中性溶液中加入活性炭，采用滤膜过滤进行脱色处理；所述浓缩具体为：真空浓缩体积至原液的30-50％。
进一步地，步骤4中，所述结晶处理具体为：通过色谱分离得到氨基酸提取液，之后浓缩结晶得到复合氨基酸结晶。
本发明技术方案之二，利用上述的制备方法制备得到的复合氨基酸结晶。
本发明技术方案之三，上述的复合氨基酸结晶在食品、保健品、药品中的应用。
本发明公开了以下技术效果：
本发明提供一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法，先对桦树汁进行预水解，之后通过等离子体处理结合冻干技术，将桦树汁中的蛋白质、肽链进一步分解为氨基酸，再进行水解，提高了氨基酸的收率以及纯度。本发明提取得到的复合氨基酸结晶中含有多种氨基酸，其中蛋氨酸、亮氨酸、精氨酸、丝氨酸、组氨酸等小含量氨基酸的含量得到明显提升。
本发明方法工艺流程简单，不需要特殊的设备，有望实现大规模工业化生产。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
本发明中所述的“％”如无特别说明，均按质量百分数计。
本发明提供一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法，包括以下步骤：
步骤1，向桦树汁中边搅拌边加入无水乙醇得到混合液，乙醇在混合液中的质量浓度为40-50％，6000-8000r/min的转速下离心10-30min，取上清液。
步骤2，向步骤1制得的上清液中加入1-2mol/L的盐酸(上清液与盐酸的体积比为1:1)，在105-130℃水解18-24h，真空浓缩体积至原液的30-50％，在60-100w条件下等离子体处理30-60s，之后于-40℃真空冻干18-24h，得到冻干粉末。
步骤3，将步骤2制得的冻干粉末加入到1-2mol/L的盐酸中(冻干粉末与盐酸的质量体积比为1g：5-10mL)，在105-130℃水解18-24h，调节pH值至中性，得到中性溶液。
步骤4，向上述中性溶液中加入活性炭，采用滤膜过滤得到脱色溶液，之后真空浓缩体积至原液的30-50％，得到浓缩液。
步骤5，将上述浓缩液进行色谱分离，得到氨基酸提取液和残液，将氨基酸提取液浓缩结晶，得到复合氨基酸结晶。
本发明还提供利用上述方法制备得到的复合氨基酸结晶。
本发明还提供上述复合氨基酸结晶在食品、保健品、药品中的应用。
本发明实施例中所用桦树汁为长白山区的新鲜桦树汁。
实施例1
步骤1，向桦树汁中加入乙醇得到混合液，乙醇在混合液中的浓度为50％，6000r/min的转速下离心10分钟，取上清液。
步骤2，向步骤1制得的上清液中加入1mol/L的盐酸(上清液与盐酸的体积比为1:1)，在110℃水解20h，真空浓缩体积至原液的30％，在60w条件下等离子体处理40s，之后于-40℃真空冻干20h，得到冻干粉末。
步骤3，将步骤2制得的冻干粉末加入到1mol/L的盐酸中(冻干粉末与盐酸的质量体积比为1g：5mL)，在110℃水解20h，调节pH值至中性，得到中性溶液。
步骤4，向上述中性溶液中加入活性炭，采用滤膜过滤得到脱色溶液，之后真空浓缩体积至原液的30％，得到浓缩液。
步骤5，将上述浓缩液采用6柱SSMB色谱系统进行色谱分离(色谱柱树脂总量8升)，得到氨基酸提取液和残液，将氨基酸提取液浓缩结晶，得到复合氨基酸结晶。
结果：氨基酸收率为99％，氨基酸纯度为99.6％。
实施例2
步骤1，向桦树汁中加入乙醇得到混合液，乙醇在混合液中的浓度为50％，6000r/min的转速下离心10分钟，取上清液。
步骤2，向步骤1制得的上清液中加入1mol/L的盐酸(上清液与盐酸的体积比为1:1)，在110℃水解20h，真空浓缩体积至原液的30％，得到浓缩液a。
步骤3，将步骤2制得的浓缩液a加入到1mol/L的盐酸中(浓缩液a与盐酸的体积比为1：1)，在110℃水解20h，调节pH值至中性，得到中性溶液。
步骤4，向上述中性溶液中加入活性炭，采用滤膜过滤得到脱色溶液，之后真空浓缩体积至原液的30％，得到浓缩液。
步骤5，将上述浓缩液采用6柱SSMB色谱系统进行色谱分离(色谱柱树脂总量8升)，得到氨基酸提取液和残液，将氨基酸提取液浓缩结晶，得到复合氨基酸结晶。
结果：氨基酸收率为80.1％，氨基酸纯度为94.3％。
实施例3
步骤1，向桦树汁中加入乙醇得到混合液，乙醇在混合液中的浓度为50％，6000r/min的转速下离心10分钟，取上清液。
步骤2，向步骤1制得的上清液中加入1mol/L的盐酸(上清液与盐酸的体积比为1:1)，在110℃水解20h，真空浓缩体积至原液的30％，在60w条件下等离子体处理40s，之后于-40℃真空冻干20h，得到冻干粉末。
步骤3，将步骤2制得的冻干粉末加入到1mol/L的盐酸中(冻干粉末与盐酸的质量体积比为1g：5mL)，在110℃水解20h，得到水解液。
步骤4，向上述水解液中加入活性炭，采用滤膜过滤得到脱色溶液，之后真空浓缩体积至原液的30％，得到浓缩液。
步骤5，将上述浓缩液采用6柱SSMB色谱系统进行色谱分离(色谱柱树脂总量8升)，得到氨基酸提取液和残液，将氨基酸提取液浓缩结晶，得到复合氨基酸结晶。
结果：氨基酸收率为90.3％，氨基酸纯度为97.3％。
对实施例1中所用桦树汁的氨基酸成分进行测定，结果如表1所示。
表1(单位：mg/100mL)
| 氨基酸 | 含量 | 氨基酸 | 含量 |
| 谷氨酸 | 10.58 | 丙氨酸 | 0.37 |
| 天冬氨酸 | 1.52 | 苏氨酸 | 0.35 |
| 缬氨酸 | 0.77 | 精氨酸 | 0.34 |
| 异亮氨酸 | 0.65 | 胱氨酸 | 0.33 |
| 蛋氨酸 | 0.57 | 脯氨酸 | 0.28 |
| 亮氨酸 | 0.50 | 丝氨酸 | 0.18 |
| 赖氨酸 | 0.46 | 酪氨酸 | 0.10 |
| 苯丙氨酸 | 0.39 | 组氨酸 | 0.10 |
| 甘氨酸 | 0.37 |
对实施例1-3所制备的复合氨基酸结晶中的氨基酸成分进行测定，结果如表2所示。
表2(单位：wt％)
| 氨基酸 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 |
| 谷氨酸 | 52.78 | 61.95 | 53.36 |
| 天冬氨酸 | 8.59 | 8.51 | 8.52 |
| 缬氨酸 | 4.30 | 4.31 | 4.29 |
| 异亮氨酸 | 3.66 | 3.64 | 3.65 |
| 蛋氨酸 | 5.39 | 3.11 | 5.19 |
| 亮氨酸 | 4.16 | 2.04 | 4.06 |
| 赖氨酸 | 2.61 | 2.58 | 2.60 |
| 苯丙氨酸 | 2.17 | 2.18 | 2.16 |
| 甘氨酸 | 2.10 | 2.07 | 2.08 |
| 丙氨酸 | 2.09 | 2.07 | 2.08 |
| 苏氨酸 | 1.98 | 1.96 | 1.97 |
| 精氨酸 | 3.02 | 1.22 | 2.97 |
| 胱氨酸 | 1.87 | 1.85 | 1.86 |
| 脯氨酸 | 1.59 | 1.57 | 1.58 |
| 丝氨酸 | 2.31 | 0.94 | 2.28 |
| 酪氨酸 | 0.55 | 0 | 0.54 |
| 组氨酸 | 0.83 | 0 | 0.81 |
由表2能够看出，实施例1、实施例3所提取的复合氨基酸结晶中蛋氨酸、亮氨酸、精氨酸、丝氨酸、组氨酸的含量明显高于实施例2，这表明等离子体处理结合冻干技术确实能够提升小含量氨基酸(蛋氨酸、亮氨酸、精氨酸、丝氨酸、组氨酸)的收率，这可能是由于桦树汁中的蛋白质、肽链在等离子体以及冻干过程中进一步分解为小含量氨基酸所导致。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将桦树汁与乙醇混合得到混合液，离心，取上清液；
步骤2，向所述上清液中加入盐酸进行预水解，之后依次进行浓缩、等离子体处理、冻干，得到冻干粉末；
步骤3，将所述冻干粉与盐酸混合进行水解，之后调节pH值至中性，得到中性溶液；
步骤4，对所述中性溶液进行脱色、浓缩、结晶处理，得到复合氨基酸结晶。
2.根据权利要求1所述的一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法，其特征在于，步骤1中，所述混合液中乙醇的质量浓度为40-50％。
3.根据权利要求1所述的一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法，其特征在于，步骤1中，所述离心具体为6000-8000r/min的转速下离心10-30min。
4.根据权利要求1所述的一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法，其特征在于，步骤2中，所述盐酸的浓度为1-2mol/L；所述上清液与所述盐酸的体积比为1:1；所述预水解具体为：105-130℃水解18-24h。
5.根据权利要求1所述的一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法，其特征在于，步骤2中，所述浓缩具体为：真空浓缩体积至原液的30-50％；所述等离子体处理具体为：60-100w条件下等离子体处理30-60s；所述冻干具体为：-40℃真空冻干18-24h。
6.根据权利要求1所述的一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法，其特征在于，步骤3中，所述盐酸的浓度为1-2mol/L；所述冻干粉与所述盐酸的质量体积比为1g：5-10mL；所述水解具体为：105-130℃水解18-24h。
7.根据权利要求1所述的一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法，其特征在于，步骤4中，所述脱色具体为：向中性溶液中加入活性炭，采用滤膜过滤进行脱色处理；所述浓缩具体为：真空浓缩体积至原液的30-50％。
8.根据权利要求1所述的一种桦树汁中提取多种氨基酸的方法，其特征在于，步骤4中，所述结晶处理具体为：通过色谱分离得到氨基酸提取液，之后浓缩结晶得到复合氨基酸结晶。
9.根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到的复合氨基酸结晶。
10.如权利要求9所述的复合氨基酸结晶在食品、保健品、药品中的应用。
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