CN117467727A - 一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，属于菊芋肽提取技术领域，该利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，包括以下步骤：步骤一、材料准备：将菊芋粉酶注入缓冲液中待用，将菊芋块茎进行预处理，制得反应物溶液，步骤二、活化：缓冲液中注入活化剂、抗氧化剂、辅酶与聚乙二醇。补充活化剂、抗氧化剂、辅酶与聚乙二醇，可以协助缓冲液对菊芋粉酶进行保护，提高稳定性的同时，提高了反应效率，缩短了反应时间，避免过长的反应时间，导致反应物氧化失效，降低副产物，结合膜结束，可以实现对菊芋粉酶进行回收，补充浓度后，可以进行频繁的复用，同时避免菊芋肽含有大量的杂质，提高产品的洁净度。
Description
技术领域
本发明涉及菊芋肽提取技术领域，具体为一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法。
背景技术
菊芋：菊科、向日葵属多年宿根性草本植物。高1-3米，有块状的地下茎及纤维状根。茎直立，有分枝，被白色短糙毛或刚毛。叶通常对生，有叶柄，但上部叶互生；下部叶卵圆形或卵状椭圆形。头状花序较大，少数或多数，单生于枝端，有1-2个线状披针形的苞叶，直立，舌状花通常12-20个，舌片黄色，开展，长椭圆形，管状花花冠黄色，长6毫米。瘦果小，楔形，上端有2-4个有毛的锥状扁芒。花期8-9月。
菊芋粉酶，也被称为菊粉裂解酶或菊粉苷酶，是一种能够水解菊粉(一种多聚果糖)中β-2,1-D-果聚糖果糖苷键的酶，它属于糖苷水解酶32家族，菊粉酶广泛存在于微生物、植物和动物体内，具有多种生物功能，如参与菊粉的分解代谢、调节血糖浓度等，在菊芋生物炼制中，菊粉酶是关键酶之一，能够将菊芋一步水解，获得高纯度的果糖浆，用于生产燃料乙醇、燃料丁醇等可再生能源，菊芋粉酶促进菊芋分解为菊芋肽的过程中，由于反应时间过长，就算控制反应釜的环境，也会有大量的菊芋粉酶被氧化，且较长的反应时间，会导致大量的副产物产生，导致菊芋粉酶使用量较大，生产成本较大，其次，菊芋粉酶的稳定性较差，容易受到温度、pH值等环境因素的影响，从而导致失活或失去催化活性。这会给生产过程带来一定的困难和挑战。
发明内容
本发明提供的发明目的在于提供一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法。通过本发明一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，该利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，可以最大程度利用菊芋茎叶与菊芋块茎作为原料，降低原料浪费，且加工后的原料残渣可以作为饲料进行再加工，提高附加值，利用水提法，对低含量的原料进行提取，保证提取效率的同时，降低提取成本，熟化后对原料进行二次提取，浓缩即可保证菊芋肽的含量，降低提纯的难度，避免批量熟化造成菊芋肽水解。
为了实现上述效果，本发明提供如下技术方案：一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、材料准备：将菊芋粉酶注入缓冲液中待用，将菊芋块茎进行预处理，制得反应物溶液。
步骤二、活化：缓冲液中注入活化剂、抗氧化剂、辅酶与聚乙二醇。
步骤三、反应环境调整：调整反应物溶液的温度、PH和浓度。
步骤四、混合：反应物溶液与缓冲液混合搅拌，获得混合液。
步骤五、反应持续：维持混合液的反应条件，持续一定时间后，逐步对混合液进行降温。
步骤六、抑制活性：混合液降温抑制菊芋粉酶的活性，离心，取上清液待用。
步骤七、超滤分离：利用超滤膜在一定的压力下进行过滤分离，获得菊芋肽溶液与菊芋粉酶溶液。
步骤八、纯化：菊芋肽溶液进行冻干处理，获得菊芋肽成品，菊芋粉酶溶液进行浓度检测，补充缓冲液、活化剂、抗氧化剂、辅酶与聚乙二醇，待用。
进一步的，根据步骤一中的操作步骤，所述缓冲液为磷酸盐缓冲液，pH范围为6.0-8.0，所述菊芋块茎预处理包括清洗、切割、粉碎、压榨和混合。
进一步的，根据步骤二中的操作步骤，所述活化剂为10％浓度的氢氧化钙溶液，所述抗氧化剂为5-15.7％浓度的维生素C溶液，所述辅酶为1-1.25％浓度烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。
进一步的，根据步骤三中的操作步骤，所述反应物溶液的温度为40-55摄氏度，所述反应物溶液的PH为6-8，所述反应物溶液浓度为60-85％。
进一步的，根据步骤四中的操作步骤，所述反应物溶液与缓冲液混合搅拌采用超声波搅拌，搅拌时间控制在2-4小时。
进一步的，根据步骤五中的操作步骤，所述反应持续持续时间控制在16-20小时。
进一步的，根据步骤六中的操作步骤，所述混合液降温至15-20摄氏度。
进一步的，根据步骤七中的操作步骤，所述超滤膜孔径为0.001～0.01微米，所述超滤膜的工作压力为0.1-0.25兆帕。
进一步的，根据步骤八中的操作步骤，所述冻干处理包括冻结、升华干燥与解析干燥。
进一步的，根据步骤八中的操作步骤，所述菊芋粉酶溶液进行浓度低于15％，就需要补充菊芋粉酶。
本发明提供了一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，具备以下有益效果：该利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，补充活化剂、抗氧化剂、辅酶与聚乙二醇，可以协助缓冲液对菊芋粉酶进行保护，提高稳定性的同时，提高了反应效率，缩短了反应时间，避免过长的反应时间，导致反应物氧化失效，降低副产物，结合膜结束，可以实现对菊芋粉酶进行回收，补充浓度后，可以进行频繁的复用，同时避免菊芋肽含有大量的杂质，提高产品的洁净度。
附图说明
图1为本发明的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种技术方案：请参阅图1，一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，包括以下步骤：
步骤一、材料准备：将菊芋粉酶注入缓冲液中待用，将菊芋块茎进行预处理，制得反应物溶液；
步骤二、活化：缓冲液中注入活化剂、抗氧化剂、辅酶与聚乙二醇；
步骤三、反应环境调整：调整反应物溶液的温度、PH和浓度；
步骤四、混合：反应物溶液与缓冲液混合搅拌，获得混合液；
步骤五、反应持续：维持混合液的反应条件，持续一定时间后，逐步对混合液进行降温；
步骤六、抑制活性：混合液降温抑制菊芋粉酶的活性，离心，取上清液待用；
步骤七、超滤分离：利用超滤膜在一定的压力下进行过滤分离，获得菊芋肽溶液与菊芋粉酶溶液；
步骤八、纯化：菊芋肽溶液进行冻干处理，获得菊芋肽成品，菊芋粉酶溶液进行浓度检测，补充缓冲液、活化剂、抗氧化剂、辅酶与聚乙二醇，待用。
具体的，根据步骤一中的操作步骤，缓冲液为磷酸盐缓冲液，pH范围为6.0-8.0，菊芋块茎预处理包括清洗、切割、粉碎、压榨和混合。
具体的，根据步骤二中的操作步骤，活化剂为10％浓度的氢氧化钙溶液，抗氧化剂为5-15.7％浓度的维生素C溶液，辅酶为1-1.25％浓度烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。
具体的，根据步骤三中的操作步骤，反应物溶液的温度为40-55摄氏度，反应物溶液的PH为6-8，反应物溶液浓度为60-85％。
具体的，根据步骤四中的操作步骤，反应物溶液与缓冲液混合搅拌采用超声波搅拌，搅拌时间控制在2-4小时。
具体的，根据步骤五中的操作步骤，反应持续持续时间控制在16-20小时。
具体的，根据步骤六中的操作步骤，混合液降温至15-20摄氏度。
具体的，根据步骤七中的操作步骤，超滤膜孔径为0.001～0.01微米，超滤膜的工作压力为0.1-0.25兆帕。
具体的，根据步骤八中的操作步骤，冻干处理包括冻结、升华干燥与解析干燥。
具体的，根据步骤八中的操作步骤，菊芋粉酶溶液进行浓度低于15％，就需要补充菊芋粉酶。
实施例的方法进行检测分析，并与现有技术进行对照，得出如下数据：
| 反应效率 | 加工成本 | 提取率 | |
| 实施例 | 较高 | 较低 | 较高 |
| 现有技术 | 较低 | 较高 | 较低 |
根据上述表格数据可以得出，当实施实施例时，通过本发明一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，该利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，该利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，补充活化剂、抗氧化剂、辅酶与聚乙二醇，可以协助缓冲液对菊芋粉酶进行保护，提高稳定性的同时，提高了反应效率，缩短了反应时间，避免过长的反应时间，导致反应物氧化失效，降低副产物，结合膜结束，可以实现对菊芋粉酶进行回收，补充浓度后，可以进行频繁的复用，同时避免菊芋肽含有大量的杂质，提高产品的洁净度。
本发明提供了一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，包括以下步骤：步骤一、材料准备：将菊芋粉酶注入缓冲液中待用，将菊芋块茎进行预处理，制得反应物溶液，缓冲液为磷酸盐缓冲液，pH范围为6.0-8.0，菊芋块茎预处理包括清洗、切割、粉碎、压榨和混合，混合需要配合水源，步骤二、活化：缓冲液中注入活化剂、抗氧化剂、辅酶与聚乙二醇，活化剂为10％浓度的氢氧化钙溶液，抗氧化剂为5-15.7％浓度的维生素C溶液，辅酶为1-1.25％浓度烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，钙离子(Ca^2+)被发现对菊芋粉酶的活性和稳定性有正面影响，在一些实验中，加入适量的Ca^2+可以提高菊芋粉酶的催化效率，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NADH)可以作为催化剂，在生物体内，NADH主要参与多种酶促反应，其H+体参与多种酶促反应，在细胞呼吸过程中起递氢和电子传递的作用，因此，NADH可以作为生物催化剂来促进这些反应的进行，聚乙二醇(PEG)，可用作菊芋粉酶的稳定剂和保护剂，它们可以提供保水性，减轻酶的脱活和降解，并提高酶的稳定性，维生素C，可以减少菊芋粉酶在反应过程中受到氧化的影响，提高酶的稳定性，步骤三、反应环境调整：调整反应物溶液的温度、PH和浓度，反应物溶液的温度为40-55摄氏度，反应物溶液的PH为6-8，反应物溶液浓度为60-85％，步骤四、混合：反应物溶液与缓冲液混合搅拌，获得混合液，反应物溶液与缓冲液混合搅拌采用超声波搅拌，搅拌时间控制在2-4小时，步骤五、反应持续：维持混合液的反应条件，持续一定时间后，逐步对混合液进行降温，反应持续持续时间控制在16-20小时，步骤六、抑制活性：混合液降温抑制菊芋粉酶的活性，离心，取上清液待用，混合液降温至15-20摄氏度，步骤七、超滤分离：利用超滤膜在一定的压力下进行过滤分离，获得菊芋肽溶液与菊芋粉酶溶液，超滤膜孔径为0.001～0.01微米，超滤膜的工作压力为0.1-0.25兆帕，步骤八、纯化：菊芋肽溶液进行冻干处理，获得菊芋肽成品，菊芋粉酶溶液进行浓度检测，补充缓冲液、活化剂、抗氧化剂、辅酶与聚乙二醇，待用，冻干处理包括冻结、升华干燥与解析干燥，菊芋粉酶溶液进行浓度低于15％，就需要补充菊芋粉酶。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、材料准备：将菊芋粉酶注入缓冲液中待用，将菊芋块茎进行预处理，制得反应物溶液；
S2、活化：缓冲液中注入活化剂、抗氧化剂、辅酶与聚乙二醇；
S3、反应环境调整：调整反应物溶液的温度、PH和浓度；
S4、混合：反应物溶液与缓冲液混合搅拌，获得混合液；
S5、反应持续：维持混合液的反应条件，持续一定时间后，逐步对混合液进行降温；
S6、抑制活性：混合液降温抑制菊芋粉酶的活性，离心，取上清液待用；
S7、超滤分离：利用超滤膜在一定的压力下进行过滤分离，获得菊芋肽溶液与菊芋粉酶溶液；
S8、纯化：菊芋肽溶液进行冻干处理，获得菊芋肽成品，菊芋粉酶溶液进行浓度检测，补充缓冲液、活化剂、抗氧化剂、辅酶与聚乙二醇，待用。
2.据权利要求1所述的一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据S1中的操作步骤，所述缓冲液为磷酸盐缓冲液，pH范围为6.0-8.0，所述菊芋块茎预处理包括清洗、切割、粉碎、压榨和混合。
3.据权利要求1所述的一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据S2中的操作步骤，所述活化剂为10％浓度的氢氧化钙溶液，所述抗氧化剂为5-15.7％浓度的维生素C溶液，所述辅酶为1-1.25％浓度烟酰胺腺嘌呤二核苷酸。
4.据权利要求1所述的一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据S3中的操作步骤，所述反应物溶液的温度为40-55摄氏度，所述反应物溶液的PH为6-8，所述反应物溶液浓度为60-85％。
5.据权利要求1所述的一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据S4中的操作步骤，所述反应物溶液与缓冲液混合搅拌采用超声波搅拌，搅拌时间控制在2-4小时。
6.据权利要求1所述的一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据S5中的操作步骤，所述反应持续持续时间控制在16-20小时。
7.据权利要求1所述的一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据S6中的操作步骤，所述混合液降温至15-20摄氏度。
8.据权利要求1所述的一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据S7中的操作步骤，所述超滤膜孔径为0.001～0.01微米，所述超滤膜的工作压力为0.1-0.25兆帕。
9.据权利要求1所述的一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据S8中的操作步骤，所述冻干处理包括冻结、升华干燥与解析干燥。
10.据权利要求1所述的一种利于菊芋粉酶制备菊芋肽的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：根据S8中的操作步骤，所述菊芋粉酶溶液进行浓度低于15％，就需要补充菊芋粉酶。
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