CN1168763C - 玉米胚中连续提取玉米蛋白、低聚糖、皂甙、核酸的方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用脱脂玉米胚提取玉米蛋白、低聚糖、皂甙、核酸的方法，它能连续制取。其方法是：脱脂玉米胚投到超声破壁浸提罐中经超声破壁、溶解、搅拌、过滤、筛选、分离、浓缩、电渗析除盐、灭菌、喷雾干燥制得。其特点在于该生产方法既解决了目前已发现的玉米胚功能物质在一条生产线上连续提取和生产，又改变了人们一直认为玉米胚只能作饲料的传统观念，提高了资源的利用率，本发明与现有的玉米胚功能物质少品种的加工方式相比，其经济效益大幅度提高。
Description
技术领域：本发明属玉米胚深加工领域。
背景技术：玉米综合利用开发已是当今能源、环保的前沿技术，而玉米胚的开发利用更是众多科研工作者积极探讨的课题，近代科学研究发现，玉米胚中富含有多种生物活性物质，“玉米低聚糖、玉米皂甙、玉米核酸”对人类具有显著的医疗与保健功能。提取这些有益物质将给玉米综合利用增添更高的附加值，给社会带来财富，为人类健康提供手段。
发明内容：本发明是玉米综合利用后玉米胚的深加工技术，它能将玉米胚中的玉米蛋白、玉米低聚糖、玉米皂甙、玉米核酸在一条生产线上连续提取。具体方法如下：
(1)提取玉米蛋白
(a)将脱脂率达99％以上的玉米胚投到超声破壁浸提罐中；
(b)利用大功率超声波发生器将按一定比例混合的玉米胚溶剂混合液中的玉米胚细胞壁与核膜击破，细胞壁与核膜破碎率＞95％，以提高细胞与核内的有效成分的溶出率；
(c)根据蛋白溶出与等电沉析规律，选择蛋白质的溶解度最低，低聚糖、皂甙、核酸溶解度最大的混合溶剂，即浓度为50-80％的甲醇或乙醇，其浸提罐中料液与溶剂按1∶7配比，pH值6.5-7.0，充分搅拌6小时以上；
(d)将浸提罐中料液通过过滤机过滤，得到含有蛋白成分的玉米胚渣和含有低聚糖、皂甙、核酸成分的透明上清液；
(e)含有蛋白成分的玉米胚渣，经脱溶剂、溶剂回收、烘干，烘干温度控制在90-120℃，烘干后玉米胚渣含水率不得超过7％以上；
(f)烘干的玉米胚渣经粉碎机粉碎，蛋白的颗粒度要求200目；
(g)经筛选机筛选去除玉米胚皮、纤维成分，灭菌可得到蛋白质纯度60％以上的玉米蛋白；
(2)提取玉米低聚糖
(a)将含有低聚糖、核酸、皂甙成分的透明上清液，经蒸馏塔蒸馏收回溶剂，蒸馏得到固形物含量7-13％的含有低聚糖、核酸、皂甙的料液；
(b)此料液用软水将固形物含量调整到0.8-2％；
(c)固形物调整后的料液调pH值2-2.8，经过滤机过滤，滤渣中含有玉米核酸，清液通过电渗析除盐，除盐后料液的电导率200us/cm2以下；
(d)除盐后的料液经非极性大孔吸附树脂吸附皂甙，未被树脂吸附的低聚糖脱色后流出；
(e)脱色后的低浓度低聚糖经反渗透膜过滤浓缩提高固形物含量至8-15％；
(f)此料液经活性炭再次脱色，调整固形物，经灭菌、喷雾干燥，可得出纯度30％以上的玉米低聚糖；
(3)提取玉米皂甙
(a)被大孔树脂吸附的皂甙用浓度60-80％甲醇或乙醇洗脱溶离；
(b)洗脱液经蒸馏塔蒸馏收回溶剂得到固形物含量20％以上的皂甙料液；
(c)在此料液中加入4-10倍的90％的丙酮或乙醚充分搅拌沉降析出皂甙；
(d)经高速分离机分离回收皂甙，再用料液与丙酮或乙醚按1∶4-10的比例，充分搅拌沉降析出皂甙；
(e)经高速分离机分离出的皂甙加入适当比例软水，浓缩至没有溶剂，调整固形物含量，经灭菌、喷雾干燥，得出纯度30-60％皂甙；
(4)提取玉米核酸
(a)提取玉米低聚糖工艺中，过滤得到的滤渣加入浓度90％以上的甲醇或乙醇溶解；
(b)溶解后的料液经过滤机过滤，蒸馏浓缩收回溶剂，得到固形物含量20％以上的核酸料液；
(c)核酸料液用软水调整固形物，经灭菌、喷雾干燥得纯度30-60％玉米核酸。
本发明具有下述特点：1、本发明是玉米胚加工业向高技术含量及高附加值方向发展。过去玉米胚只能用作饲料，而本发明将玉米胚中的生物活性物质提取后，经济效益将大幅提高。2、采用高强度、大功率超声波发生器使玉米胚的细胞与核膜破碎率大于95％，由于低聚糖、皂甙、核酸无不存在于玉米胚细胞内，所以超声破壁与破膜对于低聚糖、皂甙、核酸的溶出，提高上述功能物质的得率具有重要作用。3、根据现有专利查新只能提取两种以下的玉米胚功能物质，其余功能物质仍残存在加工的废渣、废水中。本发明在一条生产线上连续提取玉米蛋白、低聚糖、皂甙、核酸四种产品，使目前已发现的玉米胚功能物质基本提净，生产成本显著降低，废弃物得到综合利用，有利于环境保护。4、现有技术制取的产品之间互为废弃物。例如；生产玉米蛋白为主产品，而核酸、皂甙、低聚糖为废弃物而排放；生产皂甙、低聚糖时，核酸作为废弃物排放；生产核酸时，皂甙、低聚糖又作为废弃物排放。这样的生产方式均造成资源浪费，其成本高，严重地污染了环境。5、本发明是根据玉米胚中不同功能物质的生物特性、理化特性、分子量大小来确定的提取工艺步骤，各工艺程序不可随意改动。该方法不是单一产品提取技术的简单组合，而是不同功能物质提取后，有助于单一品种功能物质纯度的提高。舍弃任何一个工艺环节或改变本发明的工艺程序，都无法在一条生产线上得到上述四种产品。该生产方法即解决了目前已发现的玉米胚功能物质在一条生产线上连续提取和生产，又改变了人们一直认为脱脂玉米胚只能作饲料的传统观念，也降低了有机污染物的含量，除提高资源的利用率外还降低了环保成本。本发明与现有的玉米胚功能物质少品种的加工方式相比，其经济效益大幅度提高。
附图说明：
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式：
1、提取玉米蛋白
(a)将脱脂玉米胚用输送机输入超声破壁浸提罐中，加入浓度50-80％的甲、乙醇溶剂，料液配比成体积比1∶7，PH值为中性，在温度30-50℃条件下充分搅拌6小时以上；
(b)采用大功率超身声波发生器，其功率15-30KW，频率20-25KHZ，声强2-5W/cm2，作用于混合料液，将玉米胚细胞壁与核膜击碎，破碎率大于95％；
(c)将充分搅拌的混合料液通过100-200目过滤机过滤，输送料液泵的功率为10KW，工作压力0.4-0.6Mpa；
(d)过滤得到的含有蛋白成分的胚渣，经自动磨擦脱溶机脱溶烘干，胚渣中溶剂无残留，水份7％以下，脱溶功率100KW，转速1450/分，烘干的胚渣经磨辊式粉碎机粉碎，颗粒度不得低于200目；
(e)经筛选机去除胚皮纤维，灭菌可得到蛋白含量60％以上的玉米蛋白，胚皮纤维送至膨化车间加工成膨化食品；
2、提取玉米低聚糖
(a)将提取玉米蛋白工艺中得到的含有低聚糖的透明上清液，经蒸馏浓缩至固形物纯度7-13％，蒸馏温度保持在100℃以上；
(b)浓缩料液用无离子水将固形物含量调整到0.8-2％，用HCl调pH值2-2.8，搅拌时间为10-15分钟；
(c)经过滤机过滤得到含有核酸的滤渣和含有皂甙、低聚糖成分的透明液，透明液经电渗析除盐，除盐后料液的电导率200us/cm2以下；
(d)除盐后的料液通过大孔吸附树脂(非极大吸附树脂，如HP-20，D330)，被树脂吸附的物质中含有玉米皂甙，流出的料液即是玉米低聚糖，吸附流速为2.5-3吨/小时，树脂交换体积为50∶1；
(e)通过大孔吸附树脂流出的含有低聚糖的料液，经反渗透浓缩至固形物质8-15％，工作压力为1.5Mpa；
(f)此料液用活性炭、白土脱色，活性炭添加量为1-2％，白土添加量为1-1.5％；
(g)脱色后的料液经过滤机过滤、灭菌、喷雾干燥，可得出纯度30％以上玉米低聚糖。
3、提取玉米皂甙
(a)大孔吸附树脂吸附饱合后，用纯度60-80％甲醇或乙醇溶离洗脱；
(b)洗脱液经蒸馏浓缩收回溶剂并浓缩至固形物纯度20％以上，蒸馏温度100℃以下，工作压力在0.1-0.4Mpa；
(c)在此料液中加入4-10倍的浓度为90％的丙酮或乙醚充分搅拌沉降析出皂甙，经高速分离机(10000转/分)分离得出皂甙固态物质，分离机进料流速应控制在500kg/小时，同样方法反复一次；
(d)回收的固态物质中按1∶5的比例加一定量的无离子水，浓缩收回溶剂，浓度达到固形物纯度10％，经灭菌、喷雾干燥，可得纯度30-60％的玉米皂甙。
4、提取玉米核酸
(a)提取玉米低聚糖工艺中过滤出的含有核酸的滤渣，用浓度90％以上的甲醇或乙醇溶解；
(b)溶解的料液经过滤机过滤得到透明的核酸溶液，过滤机工作压力0.4Mpa以下；
(c)将核酸溶液经真空浓缩收回溶剂，浓缩固形物到纯度8％，经灭菌、喷雾干燥，得出含量60％以上的玉米核酸。
Claims (1)
1、一种玉米胚提取玉米蛋白、低聚糖、皂甙、核酸的方法，其特征在于：它能连续提取玉米蛋白、低聚糖、皂甙、核酸四种成分，其具体的生产方法如下所述：
(1)提取玉米蛋白
(a)将脱脂率达99％以上的玉米胚投到超声破壁浸提罐中；
(b)利用大功率超声波发生器将按一定比例混合的玉米胚溶剂混合液中的玉米胚细胞壁与核膜击破，细胞壁与核膜破碎率＞95％，以提高细胞与核内的有效成分的溶出率；
(c)根据蛋白溶出与等电沉析规律，选择蛋白质的溶解度最低，低聚糖、皂甙、核酸溶解度最大的混合溶剂，即浓度为50-80％的甲醇或乙醇，其浸提罐中料液与溶剂按1∶7配比，pH值6.5-7.0，充分搅拌6小时以上；
(d)将浸提罐中料液通过过滤机过滤，得到含有蛋白成分的玉米胚渣和含有低聚糖、皂甙、核酸成分的透明上清液；
(e)含有蛋白成分的玉米胚渣，经脱溶剂、溶剂回收、烘干，烘干温度控制在90-120℃，烘干后玉米胚渣含水率不得超过7％；
(f)烘干的玉米胚渣经粉碎机粉碎，颗粒度要求200目；
(g)经筛选机筛去除玉米胚皮，灭菌可得到蛋白质纯度60％以上的玉米蛋白；
(2)提取玉米低聚糖
(a)将含有低聚糖、核酸、皂甙成分的透明上清液，经蒸馏塔蒸馏收回溶剂，蒸馏得到固形物含量7-13％的含有低聚糖、核酸、皂甙的料液；
(b)此料液用软水将固形物含量调整到0.8-2％；
(c)固形物调整后的料液调pH值2-2.8经过滤机过滤，滤渣中含有玉米核酸，清液通过电渗析除盐，除盐后料液的电导率200us/cm2以下；
(d)除盐后的料液经非极性大孔吸附树脂吸附皂甙，未被树脂吸附的低聚糖脱色后流出；
(e)脱色后的低浓度低聚糖经反渗透膜过滤浓缩提高固形物含量至8-15％；
(f)此料液经活性炭再次脱色，调整固形物，经灭菌、喷雾干燥，可得出纯度30％以上的玉米低聚糖；
(3)提取玉米皂甙
(a)被大孔树脂吸附的皂甙用浓度60-80％甲醇或乙醇洗脱溶离；
(b)洗脱液经蒸馏收回溶剂得到固形物含量20％以上的皂甙料液；
(c)在此料液中加入4-10倍的90％的丙酮或乙醚充分搅拌沉降析出皂甙；
(d)经高速分离机分离回收皂甙，再用料液与丙酮或乙醚按1∶4-10的比例，充分搅拌沉降析出皂甙；
(e)经高速分离机分离出的皂甙加入适当比例软水，浓缩至没有溶剂，调整固形物含量，经灭菌、喷雾干燥，得出纯度30-60％皂甙；
(4)提取玉米核酸
(a)提取玉米低聚糖工艺中，过滤得到的滤渣加入浓度90％以上的甲醇或乙醇溶解；
(b)溶解后的料液经过滤机过滤，蒸馏浓缩收回溶剂，并得到固形物含量20％以上的核酸料液；
(c)核酸料液用软水调整固形物，经灭菌、喷雾干燥得纯度30-60％玉米核酸。
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Effective date of registration: 20131008 Address after: 130022 Changchun City, Jilin province Satellite Road, No. 6543 Patentee after: Changchun University Address before: 130022 science and technology development research center of Jilin Higher Learning Institute, 175 Renmin Street, Changchun, Jilin Patentee before: Li Ronghe Patentee before: Jiang Haokui |
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| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20040929 |