CN117683102B - 一种酵母蛋白及其提取方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于酵母蛋白提取技术领域,公开了一种酵母蛋白及其提取方法和应用,该酵母蛋白将酵母与酵母蛋白提取用水解剂通过热水解的方式提取并分离、过滤后得到,所述酵母蛋白的分子量≥10kDa且≤50kDa,所述酵母蛋白提取用水解剂包括柠檬酸和抗坏血酸,所述柠檬酸和抗坏血酸的质量比为6~9:1。本发明采用柠檬酸和抗坏血酸作为酵母蛋白的提取水解剂,能够有效提取得到护发功效优异的碱性蛋白成分;该提取水解剂能够有效破碎酵母的细胞壁并且具有更高的提取效果,提取得到的碱性蛋白表现出的护发功效也更为优异。
Description
技术领域
本发明涉及酵母蛋白提取技术领域,具体涉及一种酵母蛋白及其提取方法和应用。
背景技术
虽然科技的发展和人们对健康的重视程度越来越高,头发作为人体的一部分,也成为了一个较为重视的一个点,头发护理会带来较多的好处,如预防头皮问题、延缓衰老进程、保护头发质量等。
而碱性蛋白作为护发的其中一个手段,是目前比较热门的一个护发研究方向,碱性蛋白作为一种发丝调理剂,其原理是:碱性蛋白带正电荷,发丝表面带负电荷,正负电荷相吸,使碱性蛋白附着在发丝表面从而修复发丝表面,让头发光滑易梳。
其中酵母蛋白作为碱性蛋白的其中一种,也多应用于护发产品中,如现有技术1:中国专利202010838083.7公开了水解酵母蛋白与菊苣根提取物联合在制备生发和育发产品中的用途,所述水解酵母蛋白与所述菊苣根提取物的重量比为9:1-1:9。
上述现有技术就是通过水解酵母蛋白与菊苣根提取物组合作为主要的成分,促进头皮血液循环,健康毛囊,促进头发生长,上述现有技术1说明了酵母蛋白对于头发的作用是较为明显的。
目前酵母蛋白的类型多种多样,并且其提取方法也多种多样,如现有技术2:中国专利201410653586.1公开了一种酵母蛋白的提取试剂,包括:溶液A和溶液B;其中,溶液A是一种碱溶液;溶液B中含有20~200mMTris-HCl、体积浓度为0 .1%~3%的TritonX-100、5~40mMEDTA、0.1g/100mL~2g/100mL的SDS、2~200mMβ-巯基乙醇和1~10M尿素。
上述专利采用的提取试剂可以有效提取毕赤酵母表达的GPCR膜蛋白,白的提取步骤简单、操作方便、无需使用昂贵的实验仪器和破壁酶等,裂解效率与经典的玻璃珠破碎方法相当,且可以处理大量样品,是值得借鉴的一个技术方案。
同样的,现有技术3:中国专利202310959726.7公开了一种酵母蛋白粉及其制备方法,通过诱变筛选获得一株高产蛋白的酿酒酵母,发酵培养后干菌浓度在50g/L以上,蛋白含量在60%以上,为酵母蛋白粉的制备提供了非常优良的菌种;然后通过浓盐法去除酵母核酸,通过酶解-热碱提取-等电点沉降联用法提高酵母蛋白含量,提高收率,降低成本。
上述现有技术2和现有技术3通过不同的方式来提取和获得不同种类酵母蛋白,其方法都是值得借鉴的,尤其是现有技术3采用酵母葡聚糖酶进行酶解酿酒酵母并采用热碱提取的技术方案,对于护发功效较高的酿酒酵母来说,是一个很值得尝试的技术方案;但是实际应用与护发原料时发现,采用上述的提取方式提取护发功效较高的面包酵母或者酿酒酵母时,其发挥出来的护发功效并不够理想;说明不同的提取方法提取得到的酵母蛋白发挥出来的功效是不一样的,现有技术3的提取方法提取得到的酵母蛋白,用于食用蛋白补充蛋白质会更为优选。
因此需要研发出一种能够提高护发功效的酵母蛋白提取方法,以提取得到护发功效优异的酵母蛋白。
发明内容
本发明的目的之一在于,提供一种酵母蛋白,通过本发明的酵母蛋白提取用水解剂水解提取后经过分离和过滤后得到特定分子量的酵母蛋白,用于护发时能够发挥出优异的护发功效。
同时,本发明还提供了一种酵母蛋白的提取方法,能够提高护发功效,提取得到稳定、功效优异的酵母蛋白。
本发明进一步提供了一种酵母蛋白的应用,将本发明的酵母蛋白应用于洗护产品中可以有效提高头发修护效果,增强发质。
并且本发明还提供了一种酵母蛋白提取用增溶剂,基于本发明的酵母蛋白的提取方法,该酵母蛋白提取用增溶剂在本发明的酵母蛋白的提取方法的基础上进一步增溶酵母蛋白,从而降低了碱性蛋白在溶剂中的不稳定情况,使得成品更加稳定可用。
为实现上述目的,本发明提供了一种酵母蛋白提取用水解剂,包括柠檬酸和抗坏血酸,所述柠檬酸和抗坏血酸的质量比为6~9:1。
本发明还提供了一种酵母蛋白,将酵母与上述的酵母蛋白提取用水解剂通过热水解的方式提取并分离、过滤后得到,所述酵母蛋白的分子量≥10kDa且≤50kDa。
本发明还提供了一种酵母蛋白的提取方法,包括如下步骤:
步骤1:将酵母粉加入水中,再加入上述的酵母蛋白提取用水解剂进行水解提取,得到混合提取液;
步骤2:将混合提取液进行离心分离得到酵母残渣与粗提取液;
步骤3:将粗提取液进行超滤得到含有分子量≥10kDa且≤50kDa的酵母蛋白的滤液;
其中,酵母蛋白提取用水解剂的加入量为酵母粉重量的14~20%。
优选的,所述酵母粉为面包酵母粉或酿酒酵母粉。
本发明的酵母蛋白的提取方法还包括步骤4:将步骤3得到的滤液进行浓缩得到浓缩液A,往浓缩液A内加入吐温80和甘油增溶得到酵母蛋白浓缩液;所述吐温80的加入量为浓缩液A重量的3~5%,所述甘油的加入量为浓缩液A重量的14~18%。
进一步的,本发明的酵母蛋白的提取方法还包括步骤5:往步骤4得到的酵母蛋白浓缩液中加入防腐体系,得到酵母蛋白成品。
优选的所述防腐体系为酵母蛋白浓缩液重量0.5~1.5%的己二醇和酵母蛋白浓缩液重量0.3~0.5%的对羟基苯乙酮。
更进一步的,所述酵母蛋白成品还需要经过灭菌,所述灭菌的具体操作为:以8-9℃/min的升温速度升温至85℃保温20min,然后以4-5℃/min的降温速度降温至45℃。
优选的,所述步骤1的具体操作为:将酵母粉重量8~10BV的水加入至提取罐中,开启搅拌后加入酵母粉,加入酵母粉重量14-20%的酵母蛋白提取用水解剂,加热液体至90℃并搅拌热水解提取3小时,得到混合提取液。
优选的,离心分离采用管式离心机,管式离心机转速>10000r/min,流速为0.3~0.5BV/min。
优选的,所述步骤3的具体操作为:将粗提取液加入至超滤设备中,先使用50KDa陶瓷膜柱,调节超滤压力0.25~0.35MPa,超滤温度25~30℃,收集超滤的流出液,之后将收集的流出液继续加入10KDa陶瓷膜柱的超滤设备中,调节超滤压力0.25~0.35MPa,超滤温度25~30℃,边超滤边加入流出液2倍重量的纯水,继续超滤至剩余酵母粉重量5BV的截留液,停止超滤,收集截留液得到含有分子量≥10kDa且≤50kDa的酵母蛋白的滤液。
优选的,所述步骤4的具体操作为:将步骤3得到的滤液加入至浓缩设备中,控制浓缩温度60~70℃,浓缩压力-0.07~-0.09MPa,浓缩至酵母粉重量1BV的量得到浓缩液A;然后往浓缩液A内加入吐温80和甘油增溶得到酵母蛋白浓缩液。
本发明还公开了一种酵母蛋白提取用增溶剂,包括吐温80和甘油,所述酵母蛋白提取用增溶剂用于上述的酵母蛋白的提取方法。
本发明还公开了一种酵母蛋白的应用,所述酵母蛋白应用于头发的洗护产品中。
优选的,本发明的酵母蛋白用于添加到洗发水、护发精华、洗发露、发膜中。
有益效果
与现有技术相比,本发明至少具备以下优势:
(1)本发明采用柠檬酸和抗坏血酸作为酵母蛋白的提取水解剂,能够有效提取得到护发功效优异的碱性蛋白成分;该提取水解剂能够有效破碎酵母的细胞壁并且具有更高的提取效果,提取得到的碱性蛋白表现出的护发功效也更为优异;
(2)本发明进一步发现采用柠檬酸和抗坏血酸提取得到的酵母蛋白中,分子量≥10kDa且≤50kDa的酵母蛋白发挥出的护发功效更强,而分子量不在此区间的酵母蛋白发挥出的护发功效显著下降;
(3)本发明提供了一种酵母蛋白的提取方法,采用柠檬酸和抗坏血酸水解提取得到护发功效优异的酵母蛋白,并通过分离、超滤等手段分离得到分子量≥10kDa且≤50kDa的酵母蛋白,进一步提高了护发功效;
(4)本发明在提取、分离、过滤得到分子量≥10kDa且≤50kDa的酵母蛋白的基础上,通过吐温80和甘油作为酵母蛋白的增溶体系,降低了酵母蛋白在溶剂中不稳定的情况,有效提高酵母蛋白的活性,发挥出最佳的护发功效;
(5)本发明提取得到的酵母蛋白来自于面包酵母或酿酒酵母,相较于使用羊毛与蚕丝蛋白水解得到的成品而言其成本更低,更适宜于广泛的应用;同时,相较于大豆与小麦蛋白而言,发生敏感反应的情况也更低;
(6)本发明得到的酵母蛋白可用于头发的洗护产品中,能够起到减少头发受损、增强发质的功效。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明作进一步的描述,但不构成对本发明的任何限制,任何在本发明权利要求范围所做的有限次的修改,仍在本发明的权利要求范围内。
为了详细说明本发明的技术内容,以下结合实施方式作进一步说明。
在以下实施例和对比例中,面包酵母和酿酒酵母均采用安琪酵母集团出售的面包酵母和酿酒酵母,其形态是粉体,因此是酵母粉。
需要说明的是,本发明的技术方案可通过其他市售产品实现,而不仅仅限于上述说明得到的原料。
以下实施例和对比例所述的热水解工艺为常规的热水解工艺,本发明所限定的水解工艺不仅仅限于实施例和对比例所述的热水解工艺。
实施例1
一种酵母蛋白,由以下步骤提取得到:
步骤1:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g面包酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入64g柠檬酸和8g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
步骤2:将混合提取液水冷降温至50℃后,加入至管式离心机中,管式离心机转速为12000r/min,控制流速0.2L/min,离心得到3kg粗提取液。
步骤3:将粗提取液冷却至室温后,加入至50KDa的陶瓷膜超滤设备中,控制超滤压力0.3MPa,超滤温度27℃,收集超滤的流出液,得到2.6kg流出液;将流出液加入至10KDa的陶瓷膜超滤设备中,边超滤边加入5.2kg的纯水,持续超滤至超滤罐内体积2L时放出,收集截留液得到2kg含有分子量≥10kDa且≤50kDa的酵母蛋白的滤液。
实施例2
步骤1:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g面包酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入64.8g柠檬酸和7.2g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
步骤2:将混合提取液水冷降温至50℃后,加入至管式离心机中,管式离心机转速为12000r/min,控制流速0.2L/min,离心得到3kg粗提取液。
步骤3:将粗提取液冷却至室温后,加入至50KDa的陶瓷膜超滤设备中,控制超滤压力0.3MPa,超滤温度27℃,收集超滤的流出液,得到2.6kg流出液;将流出液加入至10KDa的陶瓷膜超滤设备中,边超滤边加入5.2kg的纯水,持续超滤至超滤罐内体积2L时放出,收集截留液得到2kg含有分子量≥10kDa且≤50kDa的酵母蛋白的滤液。
实施例3
步骤1:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g面包酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入48g柠檬酸和8g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
步骤2:将混合提取液水冷降温至50℃后,加入至管式离心机中,管式离心机转速为12000r/min,控制流速0.2L/min,离心得到3kg粗提取液。
步骤3:将粗提取液冷却至室温后,加入至50KDa的陶瓷膜超滤设备中,控制超滤压力0.3MPa,超滤温度27℃,收集超滤的流出液,得到2.6kg流出液;将流出液加入至10KDa的陶瓷膜超滤设备中,边超滤边加入5.2kg的纯水,持续超滤至超滤罐内体积2L时放出,收集截留液得到2kg含有分子量≥10kDa且≤50kDa的酵母蛋白的滤液。
实施例4
步骤1:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g酿酒酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入72g柠檬酸和8g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
步骤2:将混合提取液水冷降温至50℃后,加入至管式离心机中,管式离心机转速为12000r/min,控制流速0.2L/min,离心得到3kg粗提取液。
步骤3:将粗提取液冷却至室温后,加入至50KDa的陶瓷膜超滤设备中,控制超滤压力0.3MPa,超滤温度27℃,收集超滤的流出液,得到2.6kg流出液;将流出液加入至10KDa的陶瓷膜超滤设备中,边超滤边加入5.2kg的纯水,持续超滤至超滤罐内体积2L时放出,收集截留液得到2kg含有分子量≥10kDa且≤50kDa的酵母蛋白的滤液。
对比例1
大体与实施例1相同,不同之处在于,所述步骤1改为:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g面包酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入72g柠檬酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
对比例2
大体与实施例1相同,不同之处在于,所述步骤1改为:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g面包酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入72g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
对比例3
大体与实施例1相同,不同之处在于,所述步骤1改为:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g面包酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入64g草酸和8g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
对比例4
大体与实施例1相同,不同之处在于,所述步骤1改为:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g面包酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入64g酒石酸和8g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
对比例5
大体与实施例1相同,不同之处在于,所述步骤1改为:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g面包酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入66g柠檬酸和6g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
对比例6
大体与实施例1相同,不同之处在于,所述步骤1改为:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g面包酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入60g柠檬酸和12g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
对比例7
大体与实施例3相同,不同之处在于,所述步骤1改为:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g面包酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入36g柠檬酸和6g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
性能测试
理化性质测试:将实施例1-4和对比例1-7得到的滤液从外观上观察滤液的颜色,结果如表1所示,从而看出滤液应用于护发产品上的问题:护发产品应用可行性可以初步从颜色判断,颜色越深所能适配的护发产品配方就越少;颜色过浅则表示得到的滤液没有提取到足够的酵母蛋白,难以应用于护发产品中。
表1 实施例1-4和对比例1-7得到的滤液理化性质测试结果
名称 | 外观 |
实施例1 | 淡黄色 |
实施例2 | 淡黄色 |
实施例3 | 淡黄色 |
实施例4 | 淡黄色 |
对比例1 | 棕黄色 |
对比例2 | 淡黄色接近无色 |
对比例3 | 棕黄色 |
对比例4 | 淡黄色接近无色 |
对比例5 | 淡黄色 |
对比例6 | 淡黄色 |
对比例7 | 淡黄色 |
根据表1结果可知:
实施例1-4得到的滤液其呈现的颜色为淡黄色,说明提取得到了足够的酵母蛋白,并且不会颜色过深,能够适配的护发产品较多,适配性高。
对比例1由于缺少了抗坏血酸对于易氧化成分的保护,成品颜色明显变深,无法很好的应用于实际产品中,会导致最终成品颜色难以控制。
而对比例2只加入抗坏血酸后,由于抗坏血酸酸性较柠檬酸更弱,导致提取得到的成品提取率可能较低,呈现接近无色的状态。
对比例3由于草酸酸性较柠檬酸更强,导致其提取时得到的成品颜色呈现棕黄色,加入至成品中的应用价值较低。
对比例4相比于实施例1,采用酒石酸来替换柠檬酸,提取得到的成品接近无色,推测可能是提取不完全。
说明本发明采用不同有机酸的性质,更有效地水解提取得到酵母蛋白成分;需要说明的是,本发明得到的酵母蛋白并不是采用固定的pH值提取得到的,本发明提取酵母蛋白的要点是不同有机酸搭配形成的提取体系而非酸碱环境;
加入确定重量的有机酸能够在提取初期达到一个相对恒定的pH,但在提取过程中pH会随着酵母菌的活性成分溶出产生变化,同时由于提取的高温也容易导致pH探头的损伤或测量不准确,所以控制pH去提取的方法并不适宜于该方法中。
应用实施例1
一种酵母蛋白成品,由一下步骤制备得到:
步骤1:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入64g柠檬酸和8g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
步骤2:将混合提取液水冷降温至50℃后,加入至管式离心机中,管式离心机转速为12000r/min,控制流速0.2L/min,离心得到3kg粗提取液。
步骤3:将粗提取液冷却至室温后,加入至50KDa的陶瓷膜超滤设备中,控制超滤压力0.3MPa,超滤温度27℃,收集超滤的流出液,得到2.6kg流出液;将流出液加入至10KDa的陶瓷膜超滤设备中,边超滤边加入5.2kg的纯水,持续超滤至超滤罐内体积2L时放出,收集截留液得到2kg含有分子量≥10kDa且≤50kDa的酵母蛋白的滤液;
步骤4:将步骤3得到的滤液加入至旋转蒸发仪中,控制浓缩温度65℃,浓缩压力-0.08MPa,浓缩至400ml得到浓缩液A;然后往浓缩液A内加入16g吐温80和64g甘油增溶得到酵母蛋白浓缩液;
步骤5:往步骤4得到的酵母蛋白浓缩液中加入4.8g己二醇和2.4g的对羟基苯乙酮,加热灭菌后得到酵母蛋白成品。
应用实施例2
大体与应用实施例1相同,不同之处在于,所述步骤4往浓缩液A内加入12g吐温80和56g甘油增溶得到酵母蛋白浓缩液。
应用实施例3
大体与应用实施例1相同,不同之处在于,所述步骤4往浓缩液A内加入20g吐温80和72g甘油增溶得到酵母蛋白浓缩液。
应用对比例1
大体与应用实施例1相同,不同之处在于,所述步骤1改为:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入72g柠檬酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
应用对比例2
大体与应用实施例1相同,不同之处在于,所述步骤1改为:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入72g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
应用对比例3
大体与应用实施例1相同,不同之处在于,所述步骤1改为:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入64g草酸和8g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
应用对比例4
大体与应用实施例1相同,不同之处在于,所述步骤1改为:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入64g酒石酸和8g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
应用对比例5
大体与应用实施例1相同,不同之处在于,所述步骤4改为:将步骤3得到的滤液加入至旋转蒸发仪中,控制浓缩温度65℃,浓缩压力-0.08MPa,浓缩至400nl得到浓缩液A;然后往浓缩液A内加入80g吐温80增溶得到酵母蛋白浓缩液。
应用对比例6
大体与应用实施例1相同,不同之处在于,所述步骤4改为:将步骤3得到的滤液加入至旋转蒸发仪中,控制浓缩温度65℃,浓缩压力-0.08MPa,浓缩至400nl得到浓缩液A;然后往浓缩液A内加入80g甘油增溶得到酵母蛋白浓缩液。
应用对比例7
大体与应用实施例1相同,不同之处在于,所述步骤4改为:将步骤3得到的滤液加入至旋转蒸发仪中,控制浓缩温度65℃,浓缩压力-0.08MPa,浓缩至400nl得到浓缩液A;然后往浓缩液A内加入16g泊洛沙姆188和64g甘油增溶得到酵母蛋白浓缩液。
应用对比例8
大体与应用实施例1相同,不同之处在于,所述步骤4改为:将步骤3得到的滤液加入至旋转蒸发仪中,控制浓缩温度65℃,浓缩压力-0.08MPa,浓缩至400nl得到浓缩液A;然后往浓缩液A内加入16g吐温80和64g1,3-丁二醇增溶得到酵母蛋白浓缩液。
应用对比例9
大体与应用实施例1相同,不同之处在于,所述步骤4改为:将步骤3得到的滤液加入至旋转蒸发仪中,控制浓缩温度65℃,浓缩压力-0.08MPa,浓缩至400nl得到浓缩液A;然后往浓缩液A内加入16g吐温80和64g1,3-丙二醇增溶得到酵母蛋白浓缩液。
应用对比例10
大体与应用实施例1相同,不同之处在于,所述步骤4改为:将步骤3得到的滤液加入至旋转蒸发仪中,控制浓缩温度65℃,浓缩压力-0.08MPa,浓缩至400nl得到浓缩液A;然后往浓缩液A内加入16g吐温20和64g甘油增溶得到酵母蛋白浓缩液。
应用对比例11
大体与应用实施例1相同,不同之处在于,所述步骤4往浓缩液A内加入10g吐温80和64g甘油增溶得到酵母蛋白浓缩液。
应用对比例12
大体与应用实施例1相同,不同之处在于,所述步骤4往浓缩液A内加入16g吐温80和52g甘油增溶得到酵母蛋白浓缩液。
应用对比例13
大体与应用实施例1相同,不同之处在于,所述步骤1改为:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g面包酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入66g柠檬酸和6g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
应用对比例14
大体与实施例1相同,不同之处在于,所述步骤1改为:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g面包酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入60g柠檬酸和12g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
应用对比例15
大体与实施例3相同,不同之处在于,所述步骤1改为:5L烧杯中加入水3.6kg,初步水浴加热至60℃,开启搅拌后加入400g面包酵母粉,缓慢加入避免成团,之后加入36g柠檬酸和6g抗坏血酸,加热至90℃后,搅拌提取3小时得到混合提取液。
性能测试
1、稳定性测试
将应用实施例1-3和应用对比例1-15得到的酵母蛋白成品静置14天,然后观察有无沉淀析出,结果如表2所示;
表2 应用实施例1-3和应用对比例1-15得到的酵母蛋白稳定性测试结果
名称 | 14天稳定性 |
应用实施例1 | 无变色与析出 |
应用实施例2 | 无变色与析出 |
应用实施例3 | 无变色与析出 |
应用对比例1 | 无变色与析出 |
应用对比例2 | 无变色与析出 |
应用对比例3 | 无变色与析出 |
应用对比例4 | 无变色与析出 |
应用对比例5 | 有些许沉淀析出 |
应用对比例6 | 有大量沉淀析出 |
应用对比例7 | 有些许沉淀析出 |
应用对比例8 | 有大量沉淀析出 |
应用对比例9 | 有大量沉淀析出 |
应用对比例10 | 有些许沉淀析出 |
应用对比例11 | 有些许沉淀析出 |
应用对比例12 | 有些许沉淀析出 |
应用对比例13 | 无变色与析出 |
应用对比例14 | 无变色与析出 |
应用对比例15 | 无变色与析出 |
根据表2结果可知:
根据应用实施例1和应用对比例1-4的14天稳定性结果可知,采用吐温80和甘油搭配的技术方案,可以有效提高酵母蛋白的稳定性。
应用对比例5仅仅采用吐温80对酵母蛋白进行增溶时,其具有一定的增溶效果,但是效果显著弱于吐温80和甘油复配形成的增溶剂;而应用对比例6仅仅采用甘油对酵母蛋白增溶由于缺少了表面活性剂的增溶并没有显示出有增溶效果,仅仅采用甘油的技术方案并不能有效提高酵母蛋白的稳定性;说明吐温80和甘油具有协同增溶效果,能够显著提高酵母蛋白的稳定性,本发明采用对酵母蛋白有一定增溶效果的吐温80配搭对酵母蛋白没有增溶效果的甘油协同增溶,发挥出了显著的酵母蛋白增溶稳定功效。
同样的,应用对比例7采用另一种常用的蛋白质类增溶剂泊洛沙姆188和甘油复配增溶酵母蛋白,结果发现依旧有些许的沉淀析出,说明本发明采用吐温80和甘油复配产生的协同增溶效果显著,可有效提高酵母蛋白的稳定性;其可能原因在于,由于酵母蛋白自身的性质,导致在吐温-80与甘油复配体系中更稳定,而泊洛沙姆-188会有少量析出出现,并且与甘油没有能够产生协同增溶的作用,或者说其与甘油的协同增效效果较弱。
应用对比例8和应用对比例9分别采用1,3-丁二醇增和1,3-丙二醇来替换甘油,但是结果发现有大量沉淀析出,说明1,3-丁二醇增和1,3-丙二醇同样没有酵母蛋白增溶效果,并且1,3-丁二醇增、1,3-丙二醇分别与吐温80复配并不能表现出协同增溶功效,其可能的原因在于,可能在溶剂极性、粘度与表面张力上,甘油与吐温80复配形成的体系更能够提高酵母蛋白的稳定性。
应用对比例10采用吐温20和甘油复配对酵母蛋白进行增溶,但是其增溶效果显著差于吐温80和甘油复配的技术方案,并且结果也和应用对比例5一样有些许沉淀析出,说明吐温20具有一定的酵母蛋白增溶效果,但是吐温20和甘油的复配并不能产生协同增溶作用。
本发明通过吐温80和甘油复配形成的增溶体系能够协同提高酵母蛋白的稳定性,增溶效果显著提高。
根据应用对比例11和应用对比例12的结果可知,在本发明的增溶体系中,吐温80和甘油的用量也起到较为重要的作用,吐温80和甘油的用量过低也会导致增溶体系的不完整,从而使得增溶效果显著下降,出现些许沉淀。
需要说明的是,本发明的技术方案中,所述步骤3的超滤步骤也尤为重要,如果不进行超滤步骤,会产生大量的沉淀导致提取物不能应用于产品中,并且分子量超出本发明范围外的酵母蛋白,其稳定性也弱,静置14天后会形成沉淀,采用本发明的吐温80和甘油协同增溶体系也不能提高该部分酵母蛋白的稳定性。
2、头发修护功效测试
(一)原理
毛小皮是头发发的最外层,受损的毛小皮边综会轻度翘起或破裂,令头发表面变得粗糙、无光泽,从而头发表面的摩擦力变大、手感毛躁。正常头发的毛小皮形态完整,与毛干贴合表面光滑,摩擦力小。本方法是在头发梳理仪器上使带有200N砝码的特定轮子从发根至发档上等速移动,根据数据计算摩擦力。
SEN是应用电子束在样品表面扫描激发二次电子成像的电子显微技术。由于它的高分辨率,运用其对头发表面的形貌进行分析,可以直观检测头发受损程度。
(二)测试环境条件
温度要求:23±2℃;相对湿度要求:60±10%。
(三)仪器与设备
头发梳理仪(XJ810);
电子天平(精确至0.01g)。
(四)试剂与材料
样品:10%生产成品稀释液;
清洗液: 10% K12 水溶液;
移液器: 5mL;
发束: 轻度受损;
无粉乳胶手套;
温度计。
(五)实验流程
5.1 仪器测试
头发梳理仪(XJ810): 每个测试循环前根据设备需求进行参数初始化(如载荷、位移调零等)。
5.2摩擦力测试
5.2.1 基线干发测试
待测发束用流动恒温清水 (38士1C) 充分润湿,按每克发束0.2克清洗液的用量,在发束表面均匀使用,使用时间30秒,静置3-5分钟,然后冲洗30秒;
发束放入恒温恒湿箱稳定4小时以上,取出并固定在测试位置,进行摩擦循环测试(每束发束循环摩擦5~10次)。
5.2.2 样品干发测试
待测发束用流动恒温清水(381C) 充分润湿,按每克发束0.2克样品或符合样品使用方法的用量,在发束表面均匀使用,使用时间30秒,静置3-5分钟,然后冲洗30秒或免于冲洗将使用样品后的发束放入恒温恒湿箱稳定4小时以上,取出并固定在测试位置,进行摩擦循环测试《循环摩擦5~10次)。
(六)结果计算
6.1 对测量参数进行描述性统计,包括均值、标准差、中位数等;
6.2 计算测量参数的初始值/空白组与其他测量时间点/其他组间的数值,使用专业统计软件进行分析;
6.3 如数据呈正态分布,采用 t 验或方差分析方法进行数据分析统计:如数据呈非正态分布,采用秩和检验方法进行统计;
6.4 统计方法均采用双尾检验,检验水平a=0.05。
将应用实施例1-3和应用对比例1-15得到的酵母蛋白成品按照上述测试方法进行头发修护功效测试,结果如表3所示,其中由于应用对比例6、8、9有大量沉淀无法复溶,无法完成该实验;
表3 应用实施例1-3和应用对比例1-15得到的酵母蛋白成品头发修护功效测试结果
名称 | 改善率/% | p值 |
应用实施例1 | 17.586% | 0.033 |
应用实施例2 | 16.284% | 0.043 |
应用实施例3 | 17.252% | 0.034 |
应用对比例1 | 14.521% | 0.019 |
应用对比例2 | 5.453% | 0.030 |
应用对比例3 | 10.761% | 0.042 |
应用对比例4 | 7.230% | 0.014 |
应用对比例5 | 14.594% | 0.022 |
应用对比例7 | 14.036% | 0.034 |
应用对比例10 | 12.257% | 0.018 |
应用对比例11 | 14.227% | 0.016 |
应用对比例12 | 15.214% | 0.036 |
应用对比例13 | 15.751% | 0.032 |
应用对比例14 | 15.574% | 0.029 |
应用对比例15 | 10.521% | 0.033 |
根据表3结果可知:
根据应用实施例1和应用对比例1的数据对比可知,仅仅采用柠檬酸作为酵母蛋白的水解提取剂相比于柠檬酸和抗坏血酸复配水解提取的技术方案,其得到的酵母蛋白成品头发修护功效会有较为明显的下降,说明本发明采用柠檬酸和抗坏血酸复配形成的酵母蛋白提取用水解剂能够产生协同提高酵母蛋白的头发修护功效,其原因在于,柠檬酸和抗坏血酸的复配能够有效提取酵母蛋白的同时还能够避免酵母蛋白活性成分的损失和氧化变色。
同样根据表1的结果可知,本发明采用柠檬酸和抗坏血酸复配形成的酵母蛋白提取用水解剂提取得到的酵母蛋白在护发产品中适配性更高,因此本发明采用柠檬酸和抗坏血酸复配形成的酵母蛋白提取用水解剂不仅能够有效提高酵母蛋白的头发修护功效,还能够增加提取得到的酵母蛋白的护发产品适配性。
根据应用实施例1和应用对比例2的数据对比可知,仅仅采用抗坏血酸水解提取酵母蛋白能够发挥出的头发修护功效有限,并不是一个可用的酵母蛋白提取用水解剂。
根据应用实施例1和应用对比例3、应用对比例4的数据对比可知,使用草酸和抗坏血酸复配或者使用酒石酸和抗坏血酸复配的技术方案提取得到的酵母蛋白发挥出的头发修护功效显著下降,说明本发明采用柠檬酸和抗坏血酸复配能够有效协同提取得到头发修护功效优异的酵母蛋白,并且其能够适配的护发产品多,具有极高的应用价值。
根据应用实施例1和应用对比例5、应用对比例7、应用对比例10的数据对比可知,本发明采用吐温80和甘油复配形成的增溶体系,能够有效提高酵母蛋白成品的头发修护功效,根据表2的结果对比可知,酵母蛋白成品的头发修护功效的提高有部分原因是因为增溶体系对酵母蛋白稳定性的提高;但是酵母蛋白稳定性并不是影响酵母蛋白成品头发修护功效的唯一因素,根据应用对比例5和应用对比例10的稳定性结果可知应用对比例5和应用对比例10的酵母蛋白稳定性相差无几,但是其表现出来的头发修护功效却有明显的差异,其可能的原因在于,吐温20和甘油的复配影响了酵母蛋白的性质从而导致头发修护功效下降,说明本发明采用吐温80和甘油复配不仅仅协同提高了酵母蛋白的稳定性,还有效调节酵母蛋白的性质从而发挥出酵母蛋白最大的头发修护功效;而应用对比例7的头发修护功效也明显低于应用实施例1,幅度相对应用对比例5还要低一些,可能的原因是:吐温80和泊洛沙姆188单独增溶酵母蛋白的效果有较少的差距,或者应用对比例5吐温80使用量较多,而应用对比例7泊洛沙姆188较少且与甘油没有产生协同作用,导致应用对比例7的技术方案发挥出的头发修护功效较弱;说明吐温80和甘油的复配增溶体系是最佳的增溶技术方案。
同时根据应用对比例11和应用对比例12的数据可知,在本发明的增溶体系中,吐温80和甘油的用量对酵母蛋白的头发修护功效的发挥也具有较大的影响,吐温80或甘油的用量降低会导致增溶效果下降,从而导致酵母蛋白的头发修护功效显著下降;而应用对比例11、应用对比例12和应用对比例7的数据对比表明,即使吐温80或甘油的用量减少,其产生的协同作用也会提高增溶体系的增溶效果,比应用对比例7泊洛沙姆188和甘油的复配方案头发修护功效有所提升。
根据表1和表2的结果可知,应用对比例13采用了柠檬酸和抗坏血酸比例为11:1的配比来形成酵母蛋白的水解提取剂,应用对比例14采用了柠檬酸和抗坏血酸的比例为5:1的配比来形成酵母蛋白的水解提取剂,两者均能够有效提取得到产品应用性较好的酵母蛋白,但是根据表3的结果可知,由于柠檬酸与抗坏血酸的比例失衡,导致酵母蛋白的头发修护功效有一定程度下降,其原因在于,适宜比例的柠檬酸与抗坏血酸能够共同促进酵母蛋白的提取,但比例变化时,其共同促进的效果减弱,导致提取量下降。
同样的,应用对比例15采用了较少量的酵母蛋白提取用水解剂,虽然柠檬酸和抗坏血酸的配比在合理的范围内,但是其实际的提取效果有所下降,导致酵母蛋白的头发修护功效显著下降,主要是因为水解剂浓度问题,浓度不够导致提取效果很弱,无法实际应用。
本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合选择的实施方式。
Claims (6)
1.一种酵母蛋白的提取方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:将酵母粉重量8~10BV的水加入至提取罐中,开启搅拌后加入酵母粉,加入酵母粉重量14-20%的酵母蛋白提取用水解剂,加热液体至90℃并搅拌热水解提取3小时,得到混合提取液;酵母蛋白提取用水解剂由柠檬酸和抗坏血酸组成,所述柠檬酸和抗坏血酸的质量比为6~9:1;
步骤2:将混合提取液进行离心分离得到酵母残渣与粗提取液;
步骤3:将粗提取液进行超滤得到含有分子量≥10kDa且≤50kDa的酵母蛋白的滤液;
步骤4:将步骤3得到的滤液进行浓缩得到浓缩液A,往浓缩液A内加入吐温80和甘油增溶得到酵母蛋白浓缩液;所述吐温80的加入量为每100ml浓缩液A加入3~5g吐温80,所述甘油的加入量为每100ml浓缩液A加入14~18g甘油;
步骤5:往步骤4得到的酵母蛋白浓缩液中加入防腐体系,得到酵母蛋白成品;所述防腐体系为酵母蛋白浓缩液重量0.5~1.5%的己二醇和酵母蛋白浓缩液重量0.3~0.5%的对羟基苯乙酮。
2.根据权利要求1所述的酵母蛋白的提取方法,其特征在于,所述酵母粉为面包酵母粉或酿酒酵母粉。
3.根据权利要求1所述的酵母蛋白的提取方法,其特征在于,所述步骤3的具体操作为:将粗提取液加入至超滤设备中,先使用50KDa陶瓷膜柱,调节超滤压力0.25~0.35MPa,超滤温度25~30℃,收集超滤的流出液,之后将收集的流出液继续加入10KDa陶瓷膜柱的超滤设备中,调节超滤压力0.25~0.35MPa,超滤温度25~30℃,边超滤边加入流出液2倍重量的纯水,继续超滤至剩余酵母粉重量5BV的截留液,停止超滤,收集截留液得到含有分子量≥10kDa且≤50kDa的酵母蛋白的滤液。
4.根据权利要求1所述的酵母蛋白的提取方法,其特征在于,所述步骤4的具体操作为:将步骤3得到的滤液加入至浓缩设备中,控制浓缩温度60~70℃,浓缩压力-0.07~-0.09MPa,浓缩至酵母粉重量1BV的量得到浓缩液A;然后往浓缩液A内加入吐温80和甘油增溶得到酵母蛋白浓缩液。
5.一种采用权利要求1-4任一所述的酵母蛋白的提取方法提取得到的酵母蛋白,其特征在于,所述酵母蛋白的分子量≥10kDa且≤50kDa。
6.采用如权利要求5所述的酵母蛋白制备应用于头发的洗护产品的用途。
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