CN115850130B - 一种高得率蒜氨酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种高得率蒜氨酸的制备方法，属于天然物质提取、分离、纯化接转化技术领域，能够解决现有蒜氨酸提取方法无法实现蒜氨酸高得率提取，无法实现GSAC转化蒜氨酸的技术问题。该提取方法包括：鲜蒜提取液制备步骤、GSAC和蒜氨酸分离步骤、分离后的蒜氨酸结晶步骤以及GSAC转化蒜氨酸结晶步骤。本发明利用在天然提取分离纯化蒜氨酸过程中未被利用的γ‑谷氨酰‑S‑烯丙基‑L‑半胱氨酸为原料，将其转化为蒜氨酸，显著提高蒜氨酸得率。本发明具有操作简单、蒜氨酸得率高且纯度好的特点。
Description
技术领域
本发明属于天然物质提取、分离、纯化接转化技术领域，尤其涉及一种高得率蒜氨酸的制备方法。
背景技术
大蒜(Allium Sativum L.)鳞茎(即“大蒜头”)作为药食两用植物历史悠久，在中国、美国、英国、欧洲等多个国家或地区的多部药典中收录了大蒜及大蒜相关制剂。由于大蒜营养丰富，而且具有多种生物活性，具有抗炎、抗衰老、抗癌、预防心血管疾病等作用，长期食用可起到防病、治病和保健的作用。大蒜具有多种生物学效应，主要归功于各类硫化物。
蒜氨酸作为大蒜中的主要含硫氨基酸，具有清除自由基与抗氧化活性、保肝、抗糖尿病活性、抗肿瘤活性、提高机体的免疫功能等多方面药理活性。同时蒜氨酸作为大蒜中重要的含硫氨基酸，是大蒜素的前体物质，也是大蒜素分解产物的初始物质。目前，蒜氨酸的制备方法主要有三种，分别为：天然提取分离纯化法、化学合成法和细胞组织培养法。其中，天然提取分离纯化法已基本能实现大蒜原料中蒜氨酸的高效提取及制备高含量蒜氨酸，但是利用该方法提取到的蒜氨酸得率仍不理想。
γ-谷氨酰-半胱氨酸肽(γ-Gl utamyl-cystei ne pept ides，γ-GCPs)的结构和功能有别于蒜氨酸和大蒜素，是巯基传递链上的重要载体。γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸(简称“GSAC”)，是S-烯丙基-L-半胱氨酸和S-烯丙基-L-半胱氨酸(即蒜氨酸)在大蒜次生代谢过程中的前体物。在大蒜生长成熟过程中，大蒜通过自身生物合成途径将部分GSAC转化为蒜氨酸，但是在大蒜收获后，大蒜内自身生物合成途径中氧化酶和GSAC转肽酶失去生物催化的条件，导致GSAC未能转化为蒜氨酸。此外，GSAC在鲜蒜中含量与蒜氨酸含量相当，但未能转化为蒜氨酸，导致其在生产过程中未能充分利用。
由此可见，如何将大蒜中GSAC最大限度的转化为蒜氨酸是提高蒜氨酸得率的关键。
发明内容
本发明针对现有蒜氨酸提取方法无法实现蒜氨酸高得率提取，无法实现GSAC转化蒜氨酸的技术问题，提出一种高得率蒜氨酸的制备方法，该方法通过将GSAC先从大蒜中提取出来，再进行蒜氨酸转化的方式进行，具有操作简单、蒜氨酸得率高且纯度好的特点。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种高得率蒜氨酸的制备方法，包括以下步骤：
鲜蒜依次经过清洗、漂烫灭酶、粉碎打浆、保温提取以及榨汁后，得到含有γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸和蒜氨酸的鲜蒜提取液；
所述含有γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸和蒜氨酸的鲜蒜提取液通过大孔树脂后，得到富集γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸的大孔树脂和含有蒜氨酸的流出液；
所述含有蒜氨酸的流出液流经强碱阴离子交换树脂后，得到富集蒜氨酸的强碱阴离子交换树脂；
利用不同的洗脱试剂分别洗脱所述富集γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸的大孔树脂和富集蒜氨酸的强碱阴离子交换树脂，得到γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸解析溶液和蒜氨酸解析溶液；
所述蒜氨酸解析溶液经真空浓缩后，调节溶液pH，加入乙醇，静置结晶，真空干燥后，得到蒜氨酸结晶；
所述γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸解析溶液经真空浓缩后，加入30％双氧水搅拌，调节溶液pH，再加入γ-谷氨酰胺转肽酶，搅拌酶解，加入乙醇，室温搅拌，静置结晶，真空干燥后，得到蒜氨酸结晶。
在一实施方式中，所述漂烫灭酶是将清洗后的鲜蒜传送至沸水槽中漂烫灭酶处理5-15mi n。
在一实施方式中，所述保温提取于保温罐中进行，保温温度80-90℃，保温提取时间1-2h。
在一实施方式中，所述粉碎打浆采用高速粉碎机进行，所述榨汁处理采用带式榨汁机进行。
在一实施方式中，洗脱所述富集γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸的大孔树脂所用洗脱试剂为0.5M-1.0M的醋酸溶液。
在一实施方式中，洗脱所述富集蒜氨酸的强碱阴离子交换树脂所用洗脱试剂为0.1M-0.5M的醋酸水溶液。
在一实施方式中，所述大孔树脂为大孔弱碱阴离子交换树脂，所述大孔弱碱阴离子交换树脂选自LX361、D392或D315中的任意一种。
在一实施方式中，所述强碱阴离子交换树脂选自201*7、201*4或208中的任意一种。
在一实施方式中，利用所述蒜氨酸解析溶液制备蒜氨酸结晶，通过以下方法制备：
所述蒜氨酸解析溶液于40-60℃，真空度0.098MPa条件下真空浓缩至波美度25-35，得到浓缩液A；
调节所述浓缩液A的pH至4.8-5.0后，加入所述浓缩液A体积1-2倍体积的乙醇，室温搅拌30min-120min，静置结晶5-12h，用碟式离心机分离结晶后于45-60℃，真空度大于0.09MPa条件下进行真空干燥，得到蒜氨酸结晶。
在一实施方式中，利用所述γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸解析溶液制备蒜氨酸结晶，通过以下方法制备：
所述γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸解析溶液于40-60℃，真空度0.098MPa条件下真空浓缩至波美度25-35，得到浓缩液B；
向所述浓缩液B中加入浓缩液B体积0.10-0.15倍体积的30％双氧水，搅拌5-10h，调节溶液pH至4-5，再加入浓缩液B体积0.05-0.1倍重量的γ-谷氨酰胺转肽酶，搅拌酶解2-6h，随后加入浓缩液B体积1-2倍体积的乙醇室温搅拌30mi n-120mi n，静置结晶，于45-60℃，真空度大于0.09MPa条件下真空干燥，得到蒜氨酸结晶。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：
1、本发明提出一种高得率蒜氨酸的制备方法，利用在天然提取分离纯化蒜氨酸过程中未被利用的γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸为原料，将其转化为蒜氨酸，能够获得大蒜原料中除蒜氨酸之外额外的蒜氨酸，显著增加蒜氨酸得率，提高原料利用率，在工业化生产过程中，有效降低产品的生产成本；，能够大幅提高原料利用率；
2、本发明提出一种高得率蒜氨酸的制备方法，与传统天然提取分离纯化法分离得到的蒜氨酸相比，蒜氨酸得率提升53.72％-60.79％；
3、本发明提出一种高得率蒜氨酸的制备方法具有操作简单、蒜氨酸得率高且纯度好的特点。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的高得率蒜氨酸的制备方法的整体工艺流程图；
图2为本发明实施例所提供的蒜氨酸得率与双氧水添加量之间的变化趋势图；
图3为本发明实施例所提供的蒜氨酸得率与γ-谷氨酰胺转肽酶添加量之间的变化趋势图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种高得率蒜氨酸的制备方法，包括以下步骤：
S1、鲜蒜依次经过清洗、漂烫灭酶、粉碎打浆、保温提取以及榨汁后，得到含有γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸和蒜氨酸的鲜蒜提取液；
S2、含有γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸和蒜氨酸的鲜蒜提取液通过大孔树脂后，得到富集γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸的大孔树脂和含有蒜氨酸的流出液；
S3、含有蒜氨酸的流出液流经强碱阴离子交换树脂后，得到富集蒜氨酸的强碱阴离子交换树脂；
S4、利用不同的洗脱试剂分别洗脱所述富集γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸的大孔树脂和富集蒜氨酸的强碱阴离子交换树脂，得到γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸解析溶液和蒜氨酸解析溶液；
S5、蒜氨酸解析溶液经真空浓缩后，调节溶液pH，加入乙醇，静置结晶，真空干燥后，得到蒜氨酸结晶；
S6、γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸解析溶液经真空浓缩后，加入30％双氧水搅拌，调节溶液pH，再加入γ-谷氨酰胺转肽酶，搅拌酶解，加入乙醇，室温搅拌，静置结晶，真空干燥后，得到蒜氨酸结晶。
基于上述方法可知，本发明所提供的蒜氨酸制备方法是通过树脂分离等方法先将γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸和蒜氨酸从鲜蒜中分离出来，再单独对γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸进行转化处理。本发明为了达到γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸转化蒜氨酸的目的，采用“先分离提取，再转化”的原因在于：
(1)考虑到蒜氨酸自身具有抗氧化性，为避免大蒜自身含有的蒜氨酸被双氧水氧化，在提取过程中需要将温度控制在0℃左右，但在实际生产过程中，由于提取液体积大，且能耗较高，上述温度控制要求不容易实现；(2)大蒜提取液中还含有其他抗氧化性成分，而且不同批次原料之间有差异，会对有一定双氧水消耗，进而导致加入双氧水的量不稳定及GSAC转化为GSAC亚砜转化率也会受影响，因此，先将GSAC单独分离出来，有利于控制双氧水的添加量，进而控制GSAC向蒜氨酸的转化；(3)将GSAC和蒜氨酸从大蒜提取液中提取出来后剩余的提取液成分可用于生产副产物，但如果直接向其中加入双氧水尽管能够将GSAC转化为蒜氨酸，但同时剩余的提取液成分会被氧化，可回收利用的副产物发生变化，可回收利用价值减少；(4)大蒜提取液中含有GS1PC(γ-glutamyl-S-1-propenylcysteine)，GSAMC(γ-Glutamyl-S-allylmercaptocysteine)等成分都会对GSAC转化蒜氨酸过程中的γ-谷氨酰胺转肽酶产生消耗，增加了γ-谷氨酰胺转肽酶的用量，原料差异，重现性差，会导致最终蒜氨酸得率降低；由此可见，本发明将GSAC先从大蒜中提取出来，有效减少了其他成分的影响，对双氧水量的需求量稳定，重现性好，有利于生产操作。
在一具体实施方式中，所述漂烫灭酶是将清洗后的鲜蒜传送至沸水槽中漂烫灭酶处理5-15min，漂烫灭酶处理时间具体可选取5min、10min、15min或该限定范围内的任意数值均落在本发明的保护范围之内。
在一具体实施方式中，所述保温提取于保温罐中进行，保温温度80-90℃，保温温度具体可选取80℃、85℃、90℃或该限定范围内的任意数值均落在本发明的保护范围之内，保温提取时间1-2h，保温提取时间具体可选取1h、1.5h、2h或该限定范围内的任意数值均落在本发明的保护范围之内。
在一具体实施方式中，所述粉碎打浆采用高速粉碎机进行，所述榨汁处理采用带式榨汁机进行。
在一具体实施方式中，洗脱所述富集γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸的大孔树脂所用洗脱试剂为0.5M-1.0M的醋酸溶液，醋酸溶液浓度具体可选取0.5M、0.6M、0.7M、0.8M、0.9M、1.0M或该限定范围内的任意数值均落在本发明的保护范围之内。
在一具体实施方式中，洗脱所述富集蒜氨酸的强碱阴离子交换树脂所用洗脱试剂为0.1M-0.5M的醋酸水溶液，醋酸溶液浓度具体可选取0.1M、0.2M、0.3M、0.4M、0.5M或该限定范围内的任意数值均落在本发明的保护范围之内。
在一具体实施方式中，所述大孔树脂为大孔弱碱阴离子交换树脂，所述大孔弱碱阴离子交换树脂选自LX361、D392或D315中的任意一种。
在上述实施方式中，本发明利用大孔树脂富集γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸，传统的富集方法大多采用阳离子树脂进行(参考对比例1)，而本发明采用大孔树脂的原因在于：
传统阳离子树脂在上柱前调酸性至pH3.0-4.0，大蒜提取液中大部分酸性蛋白在酸性环境中会缓慢析出，在阳离子交换柱中，阳离子胶树脂交换氨基酸等物质会析出H+离子，蛋白微粒容易在树脂表面富集，容易堵塞树脂，而且冲洗过程中，酸性蛋白会带入含蒜氨酸的树脂解析液，影响蒜氨酸在树脂解析液中的含量，对后续蒜氨酸结晶含量的提升有影响。
与阳离子树脂相比，本发明采用大孔弱碱阴离子交换树脂，利用GSAC和蒜氨酸等电点差异，提取液偏酸性的环境下，低等电点的GSAC极易被大孔弱碱阴离子交换树脂交换吸附；等电点4.86的蒜氨酸容易被强酸阳离子树脂和强碱阴离子树脂吸附，却不容易被弱碱性离子交换树脂吸附，且在GSAC的竞争性吸附的情况下，大孔弱碱阴离子交换树脂将GSAC吸附，而蒜氨酸不被吸附，能够有效的分离。同时，大孔弱碱阴离子交换树脂对提取液中色素等杂质能起到吸附作用与蒜氨酸分离，在解析GSAC时，在GSAC解析前，色素等杂质又能优先快速流出，不影响GSAC解析液中GSAC的含量。
在一具体实施方式中，所述强碱阴离子交换树脂选自201*7、201*4或208中的任意一种。
在一具体实施方式中，利用所述蒜氨酸解析溶液制备蒜氨酸结晶，通过以下方法制备：
(1)蒜氨酸解析溶液于40-60℃，真空度0.098MPa条件下真空浓缩至波美度25-35，得到浓缩液A；
(2)调节所述浓缩液A的pH至4.8-5.0后，加入所述浓缩液A体积1-2倍体积的乙醇，室温搅拌30min-120min，静置结晶5-12h，用碟式离心机分离结晶后于45-60℃，真空度大于0.09MPa条件下进行真空干燥，得到蒜氨酸结晶。
在一具体实施方式中，利用所述γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸解析溶液制备蒜氨酸结晶，通过以下方法制备：
(1)γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸解析溶液于40-60℃，真空度0.098MPa条件下真空浓缩至波美度25-35，得到浓缩液B；
(2)向浓缩液B中加入浓缩液B体积0.10-0.15倍体积的30％双氧水，搅拌5-10h，调节溶液pH至4-5，再加入浓缩液B体积0.05-0.1倍重量的γ-谷氨酰胺转肽酶，搅拌酶解2-6h，随后加入浓缩液B体积1-2倍体积的乙醇室温搅拌30mi n-120mi n，静置结晶，于45-60℃，真空度大于0.09MPa条件下真空干燥，得到蒜氨酸结晶。
通过分析上述转化方法可知，本发明为了实现γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸转化蒜氨酸，在制备过程中向浓缩液B中先后加入了两种试剂，分别为30％双氧水和γ-谷氨酰胺转肽酶，关于这两种试剂的作用如下：
①30％双氧水：将GSAC(γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸)氧化为GSAC亚砜(γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸亚砜)；
②γ-谷氨酰胺转肽酶作用：将GSAC亚砜酶解脱去谷氨酰基，生成蒜氨酸。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的一种高得率蒜氨酸的制备方法，下面将结合具体实施例进行描述。
对比例1
本对比例提供了一种传统的蒜氨酸提取方法，包括以下步骤：
(1)鲜蒜提取液制备：取鲜蒜，清洗设备清洗后，经传送带至沸水槽漂烫灭酶5min，经提升后经过高速粉碎机粉碎打浆，转入保温罐保温温度80℃，保温提取时间1h，然后经带式榨汁机榨汁，得到富含蒜氨酸的鲜蒜提取液；
(2)蒜氨酸分离步骤：将富含蒜氨酸的鲜蒜提取液的pH调整至3.0-4.0，静置2h，离心去除沉淀后，通过732型阳离子交换树脂，控制流速为3柱体积/小时，提取液通过树脂结束，用2柱体积纯化水冲洗树脂，用0.1％氨水溶液对阳离子树脂进行洗脱，控制流速为5柱体积/小时；
(3)蒜氨酸结晶：纸层析检测收集含蒜氨酸的解析液，蒜氨酸解析液于40℃，真空度0.098MPa条件下真空浓缩至波美度35后，调节溶液pH至4.8，加入浓缩液体积1倍的乙醇，室温搅拌60mi n，静置结晶10h，用蝶式离心机分离结晶，于45℃，真空度0.098MPa条件下真空干燥，得到蒜氨酸结晶。
实施例1
本实施例提供一种高得率蒜氨酸的制备方法，其中，γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸简称“GSAC”，包括以下步骤：
(1)鲜蒜提取液制备：取鲜蒜，清洗设备清洗后，经传送带至沸水槽漂烫灭酶5min，经提升后经过高速粉碎机粉碎打浆，转入保温罐中保温温度80℃，保温提取1h，然后经带式榨汁机榨汁，得到富含GSAC和蒜氨酸的鲜蒜提取液；
(2)GSAC和蒜氨酸分离：富含GSAC和蒜氨酸的鲜蒜提取液通过大孔弱碱阴离子交换树脂LX361后，得到富集GSAC的大孔树脂和富含蒜氨酸的流出液；富含蒜氨酸的流出液经强碱阴离子交换树脂201*7后，得到富含蒜氨酸的强碱阴离子交换树脂；利用0.5M醋酸水溶液对大孔树脂LX361进行洗脱，得到GSAC解析溶液；利用0.2M的醋酸水溶液对强碱阴离子交换树脂强碱阴离子交换树脂201*7进行洗脱，得到蒜氨酸解析溶液；
(3)分离的蒜氨酸结晶：蒜氨酸解析液于40℃，真空度0.098MPa条件下真空浓缩至波美度35后，得到浓缩液A，调节浓缩液A的pH为4.8，加入浓缩液A体积1倍的乙醇，室温搅拌60mi n，静置结晶10h，用蝶式离心机分离结晶，于45℃，真空度0.098MPa条件下真空干燥，得到蒜氨酸结晶；
(4)GSAC转化蒜氨酸结晶：GSAC解析溶液于50℃，真空度0.098MPa条件下真空浓缩至波美度30后，得到浓缩液B，并将其转入储罐，循环水冷却至15℃，加入浓缩液B体积0.12倍体积的30％双氧水，搅拌反应5h，调节溶液pH至4.8，加入浓缩液B体积0.1倍重量的γ-谷氨酰胺转肽酶，搅拌酶解2h后，加浓缩液B体积2倍体积的乙醇，室温搅拌30mi n，静置结晶10h，用蝶式离心机分离结晶，于45℃，真空度0.098MPa条件下真空干燥，得到蒜氨酸结晶。
实施例2
本实施例提供一种高得率蒜氨酸的制备方法，包括以下步骤：
(1)鲜蒜提取液制备：取鲜蒜，清洗设备清洗后，经传送带至沸水槽漂烫灭酶10min，经提升后经过高速粉碎机粉碎打浆，转入保温罐保温温度85℃，保温提取时间1.5h，然后经带式榨汁机榨汁，得到富含GSAC和蒜氨酸的鲜蒜提取液；
(2)GSAC和蒜氨酸分离步骤：富含GSAC和蒜氨酸的鲜蒜提取液通过大孔弱碱阴离子交换树脂D392后，得到富集GSAC的大孔树脂和富含蒜氨酸的流出液；富含蒜氨酸的流出液经强碱阴离子交换树脂201*4后，得到富含蒜氨酸的强碱阴离子交换树脂；利用0.7M醋酸水溶液对大孔树脂D392进行洗脱，得到GSAC解析溶液；利用0.2M的醋酸水溶液对强碱阴离子交换树脂强碱阴离子交换树脂201*4进行洗脱，得到蒜氨酸解析溶液；
(3)分离的蒜氨酸结晶步骤：蒜氨酸解析液于50℃，真空度0.098MPa条件下真空浓缩至波美度30后，得到浓缩液A，调节浓缩液A的pH至4.90，加入浓缩液A体积1.5倍体积的乙醇，室温搅拌30mi n，静置结晶8h，用蝶式离心机分离结晶，于50℃，真空度0.098MPa条件下真空干燥，得到蒜氨酸结晶；
(4)GSAC转化蒜氨酸结晶步骤：GSAC解析溶液于50℃，真空度0.098MPa条件下真空浓缩至波美度25后，得到浓缩液B，并将其转入储罐，循环水冷却至20℃，加入浓缩液B体积0.12倍体积的30％双氧水，搅拌反应8h，调节溶液pH至4.5，加入浓缩液B体积0.08倍重量γ-谷氨酰胺转肽酶，搅拌酶解4h后，加浓缩液B体积1.6倍体积的乙醇，室温搅拌120mi n，静置结晶8h，用蝶式离心机分离结晶，于50℃，真空度0.098MPa条件下真空干燥，得到蒜氨酸结晶。
实施例3
本实施例提供一种高得率蒜氨酸的制备方法，包括以下步骤：
(1)鲜蒜提取液制备：取鲜蒜，清洗设备清洗后，经传送带至沸水槽漂烫灭酶15min，经提升后经过高速粉碎机粉碎打浆，转入保温罐保温温度90℃，保温提取时间2.0h，然后经带式榨汁机榨汁，得到富含GSAC和蒜氨酸的鲜蒜提取液；
(2)GSAC和蒜氨酸分离步骤：富含GSAC和蒜氨酸的鲜蒜提取液通过大孔弱碱阴离子交换树脂D315后，得到富集GSAC的大孔树脂和富含蒜氨酸的流出液；富含蒜氨酸的流出液经强碱阴离子交换树脂280后，得到富含蒜氨酸的强碱阴离子交换树脂；利用1.0M醋酸水溶液对大孔树脂D315进行洗脱，得到GSAC解析溶液，利用0.5M的醋酸水溶液对强碱阴离子交换树脂强碱阴离子交换树脂280进行洗脱，得到蒜氨酸解析溶液；
(3)分离的蒜氨酸结晶：蒜氨酸解析液于50℃，真空度0.098MPa条件下真空浓缩至波美度35后，得到浓缩液A，调节浓缩液A的pH至4.92，加入浓缩液A体积的1.5倍的乙醇，室温搅拌30mi n，静置结晶12h，用蝶式离心机分离结晶，于50℃，真空度0.098MPa条件下真空干燥，得到蒜氨酸结晶；
(4)GSAC转化蒜氨酸结晶步骤：GSAC解析溶液于60℃，真空度0.098MPa条件下真空浓缩至波美度25后，得到浓缩液B，并将其转入储罐，循环水冷却至14℃，加入浓缩液B体积0.12倍体积的30％双氧水，搅拌反应10h，调节溶液pH至4.8，加入浓缩液B体积0.1倍重量γ-谷氨酰胺转肽酶，搅拌酶解4h后，加浓缩液B体积的2倍体积的乙醇，室温搅拌30mi n，静置结晶6h，用蝶式离心机分离结晶，于45℃，真空度0.098MPa条件下真空干燥，得到蒜氨酸结晶。
本发明针对上述对比例以及实施例1-3提取得到的蒜氨酸得率等数据进行统计，相关数据如下：
表1对比例1以及实施例1-3的蒜氨酸得率相关数据
通过分析上述表格数据可知，对比例1提供了一种传统蒜氨酸的提取方法，该方法以鲜蒜为原料对鲜蒜中原有的蒜氨酸进行提取，并未将GSAC转化为蒜氨酸，最终分离和转化蒜氨酸总得率为2.29％，而实施例1-3为本发明提供的高得率蒜氨酸的制备方法，该方法利用在天然提取分离纯化蒜氨酸过程中未被利用的γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸为原料，将其转化为蒜氨酸，最终分离和转化蒜氨酸总得率为2.82-3.63％，与传统天然分离方法相比，本发明提供的方法蒜氨酸得率得到显著提升。
转化试剂添加量筛选试验
本发明在利用γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸解析溶液制备蒜氨酸结晶步骤中先后加入了包含30％双氧水和γ-谷氨酰胺转肽酶在内的两种转化试剂，为了优化得到这两种试剂最适宜的添加量，本发明分别研究了两种转化试剂不同用量、对蒜氨酸得率的影响含量的影响，具体试验如下：
1、30％双氧水添加量筛选试验
(1)试验设计：
本次试验将30％双氧水的添加量设为变量X1，其中，30％双氧水体积与浓缩液B质量的体积比值为：0.07、0.08、0.09、0.10、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16，试验分组以及试验结果见下表。
表3蒜氨酸重量-双氧水添加量变化
(2)试验方法：
固定浓缩液B体积为1000ml，波美度为25，固形物含量为250g，GSAC含量为70％，GSAC重量为175g，GSAC摩尔数为0.602741613，γ-谷氨酰胺转肽酶的添加量为100g，通过向浓缩液B中添加不同用量的30％双氧水，参照实施例1所示的方法进行蒜氨酸提取，测量并统计最终的蒜氨酸重量。
(3)试验结果：
通过分析上表数据可知，当30％双氧水体积与浓缩液B质量的体积比值处于0.10-0.15时，提取到蒜氨酸重量较为理想，其中，当二者比值为0.14时为最优添加量，蒜氨酸得率与双氧水添加量之间的变化趋势如图2所示。
2、γ-谷氨酰胺转肽酶添加量筛选试验
(1)试验设计：
本次试验将γ-谷氨酰胺转肽酶的添加量设为变量X1，其中，γ-谷氨酰胺转肽酶质量与浓缩液B的比值为：0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.10、0.11，试验分组以及试验结果见下表。
表4蒜氨酸重量-γ-谷氨酰胺转肽酶添加量变化
(2)试验方法：
固定浓缩液B体积为1000ml，波美度为25，固形物含量为250g，GSAC含量为70％，GSAC重量为175g，GSAC摩尔数为0.602741613，30％双氧水的添加量为140m l，通过向浓缩液B中添加不同用量的γ-谷氨酰胺转肽酶，参照实施例1所示的方法进行蒜氨酸提取，测量并统计最终的蒜氨酸重量。
(3)试验结果：
通过分析上表数据可知，当γ-谷氨酰胺转肽酶与浓缩液B质量的体积比值处于0.05-0.10时，提取到蒜氨酸重量较为理想，其中，当二者比值为0.09时为最优添加量，蒜氨酸得率与γ-谷氨酰胺转肽酶添加量之间的变化趋势如图3所示。
Claims (10)
1.一种蒜氨酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
鲜蒜依次经过清洗、漂烫灭酶、粉碎打浆、保温提取以及榨汁后，得到含有γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸和蒜氨酸的鲜蒜提取液；
所述含有γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸和蒜氨酸的鲜蒜提取液通过大孔弱碱阴离子交换树脂后，得到富集γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸的大孔树脂和含有蒜氨酸的流出液；
所述含有蒜氨酸的流出液流经强碱阴离子交换树脂后，得到富集蒜氨酸的强碱阴离子交换树脂；
利用不同的洗脱试剂分别洗脱所述富集γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸的大孔树脂和富集蒜氨酸的强碱阴离子交换树脂，得到γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸解析溶液和蒜氨酸解析溶液；
所述蒜氨酸解析溶液经真空浓缩后，调节溶液pH，加入乙醇，静置结晶，真空干燥后，得到蒜氨酸结晶；
所述γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸解析溶液经真空浓缩后，加入30%双氧水搅拌，调节溶液pH，再加入γ-谷氨酰胺转肽酶，搅拌酶解，加入乙醇，室温搅拌，静置结晶，真空干燥后，得到蒜氨酸结晶。
2.根据权利要求1所述的蒜氨酸的制备方法，其特征在于，所述漂烫灭酶是将清洗后的鲜蒜传送至沸水槽中漂烫灭酶处理5-15min。
3.根据权利要求1所述的蒜氨酸的制备方法，其特征在于，所述保温提取于保温罐中进行，保温温度80-90℃，保温提取时间1-2h。
4.根据权利要求1所述的蒜氨酸的制备方法，其特征在于，所述粉碎打浆采用高速粉碎机进行，所述榨汁处理采用带式榨汁机进行。
5.根据权利要求1所述的蒜氨酸的制备方法，其特征在于，洗脱所述富集γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸的大孔树脂所用洗脱试剂为0.5M-1.0M的醋酸溶液。
6.根据权利要求1所述的蒜氨酸的制备方法，其特征在于，洗脱所述富集蒜氨酸的强碱阴离子交换树脂所用洗脱试剂为0.1M-0.5M的醋酸水溶液。
7.根据权利要求1所述的蒜氨酸的制备方法，其特征在于，所述大孔弱碱阴离子交换树脂选自LX361、D392或D315中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的蒜氨酸的制备方法，其特征在于，所述强碱阴离子交换树脂选自201*7、201*4或208中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的蒜氨酸的制备方法，其特征在于，利用所述蒜氨酸解析溶液制备蒜氨酸结晶，通过以下方法制备：
所述蒜氨酸解析溶液于40-60℃，真空度0.098MPa条件下真空浓缩至波美度25-35，得到浓缩液A；
调节所述浓缩液A的pH至4.8-5.0后，加入所述浓缩液A体积1-2倍体积的乙醇，室温搅拌30min-120min，静置结晶5-12h，用碟式离心机分离结晶后于45-60℃，真空度大于0.09MPa条件下进行真空干燥，得到蒜氨酸结晶。
10.根据权利要求1所述的蒜氨酸的制备方法，其特征在于，利用所述γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸解析溶液制备蒜氨酸结晶，通过以下方法制备：
所述γ-谷氨酰-S-烯丙基-L-半胱氨酸解析溶液于40-60℃，真空度
0.098MPa条件下真空浓缩至波美度25-35，得到浓缩液B；
向所述浓缩液B中加入浓缩液B体积0.10-0.15倍体积的30%双氧水，搅拌5-10h，调节溶液pH至4-5，再加入浓缩液B体积0.05-0.1倍重量的γ-谷氨酰胺转肽酶，搅拌酶解2-6h，随后加入浓缩液B体积1-2倍体积的乙醇室温搅拌30min-120min，静置结晶，于45-60℃，真空度大于0.09MPa条件下真空干燥，得到蒜氨酸结晶。
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