一種高產率提取甘薯蛋白的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于農產品加工領域，具體設及一種高產率提取甘馨蛋白的方法。
【背景技術】
[0002] 甘馨是我國的重要農作物，目前我國的甘馨種植面積和產量均居世界前列。甘馨 塊根中含有豐富的營養成分，其中，甘馨蛋白是甘馨中的重要營養物質。貶藏蛋白是甘馨 蛋白的重要組成部分，其中，最主要的Sporamin的含量甘馨總可溶性蛋白的60%?80%。 Sporamin在非還原條件下又可被分為Sporamin A(分子量22邸a,等電點5. 2)和Sporamin B(分子量3化Da,等電點5. 1)。研究結果表明，甘馨貶藏蛋白Sporamin具有較強的膜蛋白 酶抑制劑的作用，能夠抑制膜蛋白酶的活性。膜蛋白酶抑制劑在人體內的很多生理系統中 起關鍵性的調控作用，是維持體內環境穩定的重要因素，且具有抗腫瘤的功效。
[0003] 目前，已經有許多提取甘馨蛋白的方法。中國專利號為200810234538的發明專利 《一種從甘馨中連續提取甘馨淀粉、甘馨蛋白、膳食纖維的工藝》，公開了一種甘馨粗蛋白的 提取工藝，利用分離出淀粉乳后的濾液加入淀粉酶分解除去剩余淀粉，再通過超濾，濃縮， 干燥得甘馨粗蛋白，該方法利用酶解法去除淀粉，極易產生淀粉剩余或淀粉酶剩余的狀況， 因此所得甘馨粗蛋白的純度不高。授權專利號為CN200410068964. 6的專利《甘馨蛋白及其 生產技術》公開了一種酸提取甘馨蛋白的方法，該方法所得的蛋白的含量（60 %?90% )， 尤其是可溶性蛋白的含量（40% -70% )較低。專利申請號為201210052356. 0的發明專利 《甘馨蛋白熱沉淀法提取工藝》利用蛋白質在高溫下變性沉淀的原理提取蛋白質，該方法提 取操作較簡單，但高溫加熱的方法會影響所得蛋白質，尤其是Sporamin的活性，進而影響 其作用效果。綜合現有方法，主要有兩種思路，一種是利用甘馨鮮品或干品提取，包括W下 步驟；甘馨粉碎一浸泡一取上清液一離屯、一離屯、液堿提、酸提、有機溶劑提取或變性沉淀提 取一離屯、取固體一干燥；另一種是利用淀粉提取廢液提取廢液液提取，基本包括W下步驟： 淀粉提取廢液靜置沉淀一取上清液一離屯、一離屯、液堿提、酸提、有機溶劑提取一離屯、取固 體一干燥。現有的提取方法往往提取步驟繁多，且在提取過程中多會引入堿、酸、淀粉酶、有 機溶劑，需要繁瑣的后續處理已除去雜質，對提取液進行加熱會導致蛋白質變性失活。該些 處理方式還有可能影響蛋白質的活性，進而影響Sporamin的膜蛋白酶抑制劑作用。
[0004] 除此之外，工業上蛋白質的提取過程中往往僅用粉碎機對原料進行簡單的粉碎處 理后取其浸提液，鑒于粉碎機的粉碎極限和細胞的尺寸大小，用該種方法處理甘馨，大部分 的甘馨塊莖的細胞壁和細胞膜不能充分破裂，有很大一部分的細胞液被膜禁銅殘留在廢棄 的甘馨渣中，大大影響甘馨蛋白的產率。
【發明內容】
[0005] 本發明要解決的技術問題是；提供一種工序簡單的提取甘馨蛋白的方法，該方法 可W增加甘馨塊莖的細胞膜的破碎率，W提取更多的細胞液，在提高產率的同時提取純度 較高的甘馨蛋白，且在提取過程中，無需添加酸、堿、淀粉酶和有機溶劑，不會引起蛋白質變 性沉積，w取得活性強的甘馨蛋白。
[0006] 為了解決上述問題，本發明提供了一種高產率提取甘馨蛋白的方法，具體包括W 下步驟：
[0007] -種高產率提取甘馨蛋白的方法，具體包括W下步驟：
[000引步驟1超低溫冷凍預處理；鮮甘馨洗凈后切成小塊，放入溫度-60?-80°C的超低 溫冷庫中冷凍2-24小時；
[0009] 步驟2甘馨冰渣的制備；將步驟1中冷凍好的甘馨塊用100?200目的粉碎機在 室溫條件下粉碎成甘馨冰渣；
[0010] 步驟3甘馨浸提液的制備；將甘馨冰渣放入底部設有高壓氣體噴射裝置的容器 中，加入甘馨冰渣重量3-6倍的溫度為0?40°C的蒸饋水，用底部高壓氣體噴射裝置向容 器內持續噴射高壓氣體，待甘馨冰渣完全融化且與蒸饋水充分混合后停止噴射氣體，將混 合液靜置至上清液澄清，取上清液；再次向容器內加入甘馨冰渣重量3-6倍的溫度為0? 40°C的蒸饋水，用底部高壓氣體噴射裝置向容器內持續噴射高壓氣體，待甘馨渣與蒸饋水 完全混合后，將混合液靜置至上清液澄清，取上清液；合并兩次所得上清液，即得甘馨浸提 液；
[0011] 步驟4磁場作用下離屯、純化：用立式離屯、機對步驟3中所得甘馨浸提液進行離屯、， 甘馨浸提液在離屯、過程中同時受到磁場作用，離屯、力為2000-5000g，離屯、時間15-30分鐘， 離屯、機驅動軸位于豎直方向上，且順時針轉動；在離屯、過程中，甘馨浸提液同時受離屯、力和 磁場力作用，所述磁場的磁感線方向豎直向下，磁感應強度為0. 2-0. 5T ;離屯、后靜置待固 液分離后取上清液；
[001引步驟5膜透析純化；步驟4中所得上清液真空濃縮為原體積的10%的濃縮液，濃 縮溫度低于45°C，所得濃縮液經透析膜透析，透析膜規格要求截留分子量在15000 W上，透 析后進行濃縮，濃縮為原體積的的10%的濃縮液，濃縮溫度低于45°C ;
[0013] 步驟6真空冷凍干燥；將步驟5所得的濃縮液冷凍成固體后，置于真空冷凍干燥機 中冷凍干燥，干燥溫度為-25?-20°C、壓力為-0. 09?-0. 08Mpa，所得固體即為甘馨蛋白。
[0014] 進一步的，所述步驟1的冷凍溫度為-80°C，冷凍時間為5小時。
[0015] 進一步的，所述步驟2還包括反復凍融粉碎過程，即步驟2甘馨冰渣的制備；將步 驟1中冷凍好的甘馨塊用100?200目的粉碎機在室溫條件下粉碎成甘馨冰渣；待甘馨冰 渣在室溫下融化后，再次放入溫度-60?-80°C的超低溫冷庫中冷凍2?24小時后取出，再 次用100?200目的粉碎機在室溫條件下將其粉碎成甘馨冰渣，如此反復凍融粉碎數次。
[0016] 進一步的，所述步驟2還包括恒溫水浴解凍過程，即步驟2甘馨冰渣的制備；將步 驟1中冷凍好的甘馨塊用100?200目的粉碎機在室溫條件下粉碎成甘馨冰渣；所得甘馨 冰渣置于容器中，40°C恒溫水浴解凍，待其融化后，再次放入溫度-60?-80°C的超低溫冷 庫中冷凍2-24小時后取出，再次用100?200目的粉碎機在室溫條件下將其粉碎成甘馨冰 渣，如此反復凍融粉碎數次。
[0017] 進一步的，所述步驟3中加入的蒸饋水水溫均為40°C，底部高壓氣體噴射裝置噴 出的氣體均為空氣，噴出氣體壓強均為0. 02?0. IMPa，氣體噴射持續時間均為6小時，靜置 時間均為10小時。
[001引進一步的，所述步驟3還包括超聲波輔助提取過程，即步驟3甘馨浸提液的制備： 將甘馨冰渣放入底部設有高壓氣體噴射裝置的容器中，容器的外壁粘接超聲波發生器的換 能器振子，加入甘馨冰渣重量5倍的溫度為0?40°C的蒸饋水，開啟超聲波發生器和底部高 壓氣體噴射裝置，換能器振子向容器內液體發出超聲波，超聲頻率20曲Z，功率120W，每次 超聲30秒，間歇30秒，循環超聲8次后停止超聲，用底部高壓氣體噴射裝置向容器內持續 噴射高壓氣體，待甘馨冰渣完全融化且與蒸饋水充分混合后停止噴射氣體，將混合液靜置 至上清液澄清，取上清液；再次向容器內加入甘馨冰渣重量5倍的溫度為0?40°C的蒸饋 水，用底部高壓氣體噴射裝置向容器內持續噴射高壓氣體，待甘馨渣與蒸饋水完全混合后， 靜置至上清液澄清，取上清液；合并兩次所得上清液，即得甘馨浸提液。
[0019] 進一步的，所述步驟4中離屯、力為2500g，離屯、時間為20分鐘，甘馨浸提液在離屯、 過程中受均勻磁場作用，磁感線方向豎直向下，磁感應強度為0. 33T。
[0020] 本發明的有益效果；本發明提供一種工序簡單的提取甘馨蛋白的方法，該方法可 W增加甘馨塊莖的細胞膜的破碎率，W提取更多的細胞液，提高產率，提取純度較高的甘馨 蛋白，同時在提取過程中，無需添加酸、堿、淀粉酶和有機溶劑，不會引起蛋白質變性沉積， W取得活性強的甘馨蛋白。具體的說：
[0021] (1)本發明的提取方法相較傳統方法，在提取過程中能夠使更多的甘馨塊莖的 細胞膜破裂，從而采集到更多含有蛋白質的細胞液，可W增加甘馨蛋白的產率。步驟1采 用-60?-80°c的超低溫對甘馨塊進行冷凍預處理，-60?-80°c的超低溫會導致細胞膜流 動性下降，由液晶態轉變為固態，細胞壁也失去柔初性，變成剛性結構，該種情況下，細胞膜 和細胞壁容易受到機械損傷或者壓力而破裂。另外，極端低溫，會導致細胞內小冰晶的產 生，該會對已經變為固態的細胞膜產生機械破壞。經過步驟1的預處理后再進行步驟2的 粉碎工作，相較于直接粉碎常溫甘馨，會有更多的細胞在粉碎過程中破裂，該樣在步驟3的 浸提過程中可W提取到更多的含蛋白質的細胞液。同時，在步驟3中，甘馨冰渣在底部設 有高壓氣體噴射裝置的容器中的融化過程中，一直覺到底部噴射出的高壓