專利名稱：一種植物葉蛋白的復合提取方法及其在皇竹草上的應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于生物飼料生產和食品加工領域，具體地說涉及一種植物葉蛋白復合提取方法及該方法在皇竹草葉蛋白提取和皇竹草草汁飲料生產上的應用。
背景技術：
葉蛋白是以新鮮的青綠植物莖葉為原料，經壓榨取汁、汁液中蛋白質分離和濃縮干燥而制備的蛋白質濃縮物(leaf protein concentrate.簡稱LPC)。大量研究表明葉蛋白制品蛋白質含量55％～72％，可利用的碳水化合物5％～20％，粗纖維0.5％～1.5％，脂肪7％～25％，灰分0.5％～1.5％，總能量平均為439kcal/100g。葉蛋白含有18種氨基酸，其中包括8種人體必需的氨基酸，且其組成比例平衡，與聯合國糧農組織推薦的成人氨基酸模式基本相符，特別是賴氨酸含量較高，這對多以谷物類為主食的第三世界國家尤為重要.LPC的Ca，P，Mg，Fe，Zn的含量高，是各類種子的5～8倍，胡蘿卜素和葉黃素含量比葉子分別高20～30倍和4～5倍，無動物蛋白所含的膽固醇，具有防病治病，防衰抗老，強身健體等多種生理功能。被FAO認為是一種高質量的食品，是一種具有高開發價值的新型蛋白質資源.
葉蛋白(LPC)其蛋白質含量高、水溶性強，其氨基酸組成齊全、營養豐富、生產原料來源廣泛，而且由于葉蛋白是從綠色植物細胞中提取的天然產物，不含膽固醇，容易為人和動物吸收利用，同時避免了動物蛋白因各種傳染性疾病如SARS病毒、禽流感、瘋牛病、口蹄疫等病害帶來的風險，另一方面，由于葉蛋白含有多種維生素、不飽和脂肪酸和多種酶類物質如超氧化物歧化酶(SOD)等，是世界公認的具有保健功能的食品，同時也是提高畜禽免疫力及其產品品質的優質飼料，如葉蛋白中含有的核黃素添加在禽類飼料中會使禽蛋顏色深黃風味更佳。開發植物葉蛋白取代進口魚粉和豆粕。植物葉蛋白的研究和生產應用在歐美發達國家起步較早，現在法國、英國、比利時、美國、澳大利亞均有生產。
目前葉蛋白制備方法主要包括(1)酸性熱提法；(2)乳酸發酵法；(3)鹽析法；(4)凝聚劑沉淀法；(5)超濾法。這些方法生產成本高、耗能大，蛋白質提取率低(在45％以下)。
皇竹草為禾本科多年生草本植物，因植株特別高大，莖桿似竹而得名。它是由象草與美洲狼尾草雜交育成的高產優質禾本科牧草，皇竹草為四碳作物，其產草量比象草高10～40％，粗蛋白含量高11～24％，莖糖錘度高8.3％。皇竹草葉片寬闊，柔軟，莖脆嫩，對家禽家畜適口性比象草好，且能適應全國多數地區的氣候條件和土質條件，栽培容易。皇竹草種一次可連續收割七、八年它還可象割韭菜一樣隨割隨長，一年四季都可采割，一年可割六、七次。每公頃可產225000-375000千克皇竹草，因此皇竹草是提取植物葉蛋白的理想植物。
發明內容
本發明目的是提供一種熱能消耗少、生產成本低、蛋白質提取率高的植物葉蛋白的復合提取方法。
本發明的另一個目的是提供了該方法在皇竹草葉蛋白提取和皇竹草草汁飲料生產上的應用。
本發明通過以下技術方案實現一種植物葉蛋白的復合提取方法，將新鮮植物莖葉切碎、揉搓或打漿，然后榨汁，所得汁液通過壓力膜過濾得濃縮液和透過液，所得透過液再通過壓力膜過濾，所得濃縮液經加熱或冷凍使蛋白質凝聚，然后再經離心分離、干燥即獲得植物葉蛋白。
上述植物葉蛋白的復合提取方法，還可以包括以下步驟(1)、將新鮮植物莖葉清洗干凈，然后切碎并揉搓，再利用榨汁機在10～30kg/cm2壓力下進行榨汁，得草渣和榨汁；(2)、將步驟(1)中所得的榨汁用0.1～0.01u孔徑纖維膜濃縮，得濃縮液和透過液；(3)、將步驟(2)所得透過液再用4000-6000道爾頓孔徑纖維膜進行過濾，得濃縮液和透過液；(4)、將步驟(2)和步驟(3)所得濃縮液合并，并輸送到處理罐，在45～80℃下處理5～8分鐘，或在2～5℃下處理3～5分鐘使蛋白質凝聚，然后再輸送到疊片式離心機中在4000～7000r/m下進行離心，得液體和膏狀物質；將所得液體返回纖維管膜再進行濃縮；(5)、將步驟(4)中所得膏狀物質進行干燥，可得粉狀植物葉蛋白。上述提取方法步驟(1)中所述的植物可以是蛋白質含量較高的牧草或其他莖葉植物，例如可以是皇竹草。
上述提取方法中步驟(1)中所述的新鮮植物莖葉一般是在其蛋白質產量最高的時期進行收割。
上述提取方法步驟(1)中所述的切碎揉搓可在切碎揉搓機中進行。
上述提取方法步驟(1)中所述的切碎是指將植物莖葉切碎成1～10cm的片段。
上述提取方法步驟(1)中所述的榨汁可在液壓榨汁機或螺旋榨汁機中進行。
上述提取方法步驟(1)中切碎的植物莖葉還可以再按草水比1∶1～3比例，在打漿機中打漿，然后將漿液用板框壓濾機壓濾。
上述提取方法步驟(1)中所得草渣可以按照通常的方式加工成青儲飼料或草粉、草粒、草餅等。
上述提取方法步驟(2)和步驟(3)中所得透過液可用于生產草汁飲料。
上述提取方法步驟(4)中所述的干燥，可以是噴霧干燥或者冷凍干燥。
上述提取方法中所述的噴霧干燥是指上述步驟(4)中所得膏狀物，輸送到噴霧干燥機中進行噴霧干燥，即通過泵將膏狀物送入霧化器中進行霧化，霧化物在熱風塔內干燥降落回收，回收粉狀物既為葉蛋白產品，進行計量包裝。熱風進口溫度180℃～250℃，出風口溫度65℃～90℃。
上述提取方法中所述的冷凍干燥是指將所得膏狀物送入冷凍干燥機中干燥，其過程是先將膏狀物在-40℃下速凍成冰晶狀，再用冷凍干燥機中用45℃～60℃蒸發干燥，干燥后的粉狀產品即為植物葉蛋白。
本發明中所用的切碎揉搓機產自天津，型號為30t/h LMNK-5070-X；所用的液壓榨汁機產自山東海洋市；所用的螺旋榨汁機產自江蘇常州；所用的噴霧干燥塔產自江蘇常州；所用的壓力管纖維膜產自天津。
本發明所具有的優點和有益效果(1)、應用本發明方法植物葉蛋白質提取效率高，其蛋白質提取率可達90％以上；(2)耗能少，其濃縮液溫處理部分只有原液的十分之一以下，節省能耗90％；(3)生產成本低，其原因是節約能耗，簡化了工藝，生產用工少，生產成本只有其他方法的50％以下；(4)經濟效益高，一公頃皇竹草可提取10500千克植物葉蛋白，目前國際市場價每公植物葉蛋白價格7000-12000元，其深加工的效益相當可觀；(5)加工后的蛋白質保持原有形態不發生任何變性。
本發明采用壓力膜濃縮技術與溫處理蛋白質分離技術相結合的復合提取方法，用壓力膜技術可將原液濃縮10倍，溫處理分離后上清液可返回再提取，該復合提取工藝汁液中蛋白質的提取率可達90％以上。提取后的透過液清亮透明，除去了細菌、病毒以及大分子化合物，含豐富的礦物物質和少量的氨基酸，口味清甜，弱帶竹香，是制作天然運動飲料的上佳原料。
圖1為植物葉蛋白復合提取方法流程示意方框圖。
具體實施例方式
實施例1將株高1.3～1.5m的皇竹草植株割下，用高壓水槍沖洗灰塵和泥土，將1噸鮮草送入切碎揉搓機，將揉搓好的物料輸送到液壓榨汁機中榨汁，得汁液600-700kg，渣300-400kg，其草渣直接用打捆機和包膜機制作青儲飼料，汁液送入孔徑0.1u纖維管壓力膜中過濾濃縮，透過液再經6000道耳頓孔徑纖維管壓力膜過濾，其透過液約540-640kg用于制作皇竹草草汁運動飲料，兩次濃縮液合并在一起約60kg，輸送到溫處理罐進行溫處理，2℃(5分鐘)、45℃(10分鐘)、75℃(5-8分鐘)為三個最佳凝聚點，再進入疊片式高速離心機(4000-7000r/m)，離心分離，液體部分返回6000道爾頓膜中再次過濾，膏狀部分進入噴霧干燥塔中干燥(進風溫度190～220℃，出口風溫75～85℃，烘干的產品為淡綠色到淡黃色粉狀產品，重量20kg，水分含量小于3％，再進行計量包裝。
實施例2將盛花期的紫花苜蓿植株割下，用高壓水槍沖洗灰塵和泥土，將1噸鮮草送入切碎揉搓機，將揉搓好的物料輸送入打漿機中，按1∶1草水比加水打漿，再將漿液送入板框壓濾機中壓濾榨汁，得汁液1600～1650kg，草渣350～400kg，其草渣直接用打捆機和包膜機制作青儲飼料，汁液送入孔徑0.1～0.01u纖維管壓力膜中過濾濃縮，透過液再經6000道耳頓孔徑纖維管壓力膜過濾，其透過液約1540～1640kg用于制作皇竹草草汁運動飲料，兩次濃縮液合并在一起約60kg，輸送到溫處理罐進行溫處理，55℃(10分鐘)、80℃(5～8分鐘)為兩個最佳凝聚點，再進入疊片式高速離心機(4000～7000r/m)，離心分離，液體部分返回6000道爾頓膜中再次過濾，膏狀部分進入噴霧干燥塔中干燥(進風溫度180-200℃，出口風溫70-80℃)，烘干的產品為淡綠色到淡黃色粉狀產品，重量30kg，水分含量小于3％，再進行計量包裝。
權利要求
1.一種植物葉蛋白的復合提取方法，將新鮮植物莖葉切碎、揉搓或打漿，然后榨汁，所得汁液通過壓力膜過濾得濃縮液和透過液，所得透過液再通過壓力膜過濾，所得濃縮液經加熱或冷凍使蛋白質凝聚，再經離心分離、干燥即獲得植物葉蛋白。
2.按照權利要求1所述的提取方法，還可以包括以下步驟(1)、將新鮮植物莖葉清洗干凈，然后切碎并揉搓，再利用榨汁機在10～30kg/cm2壓力下進行榨汁，得草渣和榨汁；(2)、將步驟(1)中所得的榨汁用0.1-0.01u孔徑纖維膜濃縮，得濃縮液和透過液；(3)、將步驟(2)所得透過液再用4000-6000道爾頓孔徑纖維膜進行過濾，得濃縮液和透過液；(4)、將步驟(2)和步驟(3)所得濃縮液合并，并輸送到處理罐，并在45～80℃下處理5～8分鐘，或在2～5℃下處理3～5分鐘使蛋白質凝聚，然后再輸送到疊片式離心機中在4000～7000r/m下進行離心，得液體和膏狀物質；將所得液體返回纖維管膜再進行濃縮；(5)、將步驟(4)中所得膏狀物質進行干燥，可得粉狀植物葉蛋白。
3.按照權利要求2所述的提取方法，其特征在于步驟(1)中切碎的植物莖葉還可以再按草水比1∶1～3比例，在打漿機中打漿，然后將漿液用板框壓濾機壓濾。
4.按照權利要求1或2所述的提取方法，其特征在于所述的植物可以是牧草或其他莖葉植物。
5.按照權利要求4所述的提取方法，其特征在于所述的植物是皇竹草。
6.按照權利要求1或2所述的提取方法，其特征在于所述的切碎揉搓在切碎揉搓機中進行。
7.按照權利要求1或2所述的提取方法，其特征在于切碎的莖葉片段長度為1～10cm。
8.按照權利要求2所述的提取方法，其特征在于所得草渣可以按照通常的方式加工成青儲飼料或草粉、草粒、草餅。
9.按照權利要求2所述的提取方法，其特征在于所得透過液可用于生產草汁飲料。
10.按照權利要求2所述的復合提取方法，其特征在于所述的干燥是噴霧干燥或者冷凍干燥。
全文摘要
本發明公開了一種植物葉蛋白的復合提取方法，屬于生物飼料生產和食品加工領域。本發明主要是將新鮮植物莖葉切碎、揉搓或打漿，然后榨汁，所得汁液通過壓力膜過濾得濃縮液和透過液，所得濃縮液再經加熱或冷凍使蛋白質凝聚，再經離心分離、干燥即獲得植物葉蛋白。其所得濾渣可以加工成青儲飼料或草粉、草粒、草餅，所得透過液可以加工成草汁飲料。利用本發明方法提取的植物葉蛋白(LPC)的蛋白質含量可達30％－60％，并含有豐富的脂肪、Vc、Ve及類胡蘿卜素，而且本發明方法耗能少、生產成本低，經濟效益高。
文檔編號A23L2/02GK1943391SQ20061013836
公開日2007年4月11日 申請日期2006年11月9日 優先權日2006年11月9日
發明者李雙來, 鄭炎光, 胡誠, 喬艷, 范林, 王治喜 申請人:武漢光盛生物工程技術開發有限公司, 湖北省農業科學院植保土肥研究所