一種同步高效制備川明參蛋白和多糖的方法
【專利摘要】本發明屬于食品加工【技術領域】，具體涉及一種從川明參渣中同步高效提取蛋白和多糖的方法。將乙醇提取后的川明參渣脫脂后，按液料比20:1加堿溶液（用氫氧化鈉調pH12.5），在超聲功率225W、超聲時間38min、超聲溫度49℃超聲波輔助提取條件下提取兩次，合并上清液，用鹽酸調pH至2.0沉淀蛋白，離心得沉淀物和上清液，沉淀物洗滌中和后冷凍干燥，得川明參蛋白粉。上清液減壓濃縮，醇沉，離心，洗滌沉淀，冷凍干燥，得川明參堿提多糖。采用本發明所述的方法，川明參蛋白和多糖提取率分別為（2.42±0.84）%和（25.92±0.67）%。本方法具有提取時間短，操作簡單，生產成本低的優點。
【專利說明】一種同步高效制備川明參蛋白和多糖的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于食品加工【技術領域】，具體涉及一種從川明參中同步超聲波輔助提取蛋白和多糖的方法。
【背景技術】
[0002]川明參又名明參、明沙參、土明參，是傘形科(Umbel I if erae)植物川明參屬“chuanminshen v1laceum Sheh et Shan”的根,是我國特有的單種屬植物,是四川產道地藥材。主產區為四川(青北江、金堂、簡陽、蒼溪、威遠、北川、平武、巴中、南川)、湖北(宜昌、當陽)等地。具有滋陰補肺，健脾等功效，主治熱病傷陰，肺熱咳嗽，脾虛食少，病后體弱。川明參中含有多糖、蛋白質、香豆素、萜類、留醇、類脂、苷類、游離有機物或酚性化合物和鞣質等成分。川明參中多糖含量最高，高達80%以上，具有抗突變作用，鎮咳、祛痰，免疫調節作用，抗疲勞、抗氧化作用以及抗病毒作用等。粗蛋白含量高達5%以上，其水解氨基酸總含量超過3%，各類氨基酸達13種以上，尤其是人體必需的7種氨基酸，占總氨基酸含量的40%以上，它們可能是川明參的主要功能成分之一。可廣泛應用于醫藥和保健食品領域，市場前景廣闊，因此高效提取川明參蛋白和多糖具有重要意義。
[0003]目前，川明參多糖和川明參蛋白多數被單獨提取，但由于川明參中的蛋白的總量較低，單獨提取必然增加產品開發的成本。而川明參多糖含量較高，可分類提取，采用堿提法，可以將川明參蛋白和堿性多糖同時提取出來，剩余殘渣仍可用于提取水溶性多糖。而用95%乙醇提取川明參有效成分后的殘渣含有大部分多糖及幾乎全部的蛋白，因此，以95%乙醇提取川明參有效成分后的殘渣為原料，采用超聲波輔助堿提法同步提取川明參中蛋白和多糖有利于川明參資源綜合利用和進一步開發。
[0004]我國工業提取分離蛋白質和多糖主要采用堿提酸沉和水提(堿提)醇沉的方法，目前除了研究更多新的分離方法外，各種輔助分離技術逐漸受到人們的重視，超聲波在化學領域的廣泛應用使其在應用于各種組分分離中顯示了許多突出優勢。本發明在堿提酸沉法結合水提(堿提)醇沉法的基礎上，采用超聲波輔助提取法對川明參渣中蛋白和多糖進行同步提取，并對提取工藝進行優化，最終確定最佳工藝條件。
【發明內容】
[0005]為解決以上技術問題，本發明提供一種簡單、高效的從川明參渣中同步提取蛋白的有效方法。
[0006]本發明采用以下技術方案來實現:
在結合堿提酸沉和堿提醇沉的基礎上采用超聲波輔助法方法從川明參中同步提取川明參蛋白和多糖。
[0007]本發明川明參蛋白和多糖的制備方法如下:
將乙醇提取后的川明參渣石油醚索氏回流脫脂2次，每次6小時，50°C恒溫烘干至質量恒定，粉碎，過80目篩。
[0008]取適量上述川明參粉，堿溶均勻，超聲提取，離心，二次超聲提取，合并上清液，酸沉，離心得沉淀物和上清液，取沉淀物，醇洗，水洗，真空冷凍干燥，得川明參蛋白粉；取上清液濃縮，醇沉，醇洗，真空冷凍干燥，得川明參堿提多糖。所剩固體殘渣用蒸餾水提取可得川明參水提多糖。
[0009]本發明優選的川明參蛋白和多糖制備條件為:
川明參粉按液料比20:1加堿溶液(用氫氧化鈉調pH12.5)，超聲提取，離心，二次超聲提取，合并上清液，用鹽酸調pH至2.0沉淀蛋白，離心得沉淀物A和上清液B，取A，用95%乙醇洗滌2次，再用超純水洗，調pH7.0, 300Pa, _70°C冷凍干燥，川明參蛋白粉。取B減壓濃縮至原體積1/4，加無水乙醇至含醇量80%，4°C靜置過夜使沉淀析出，離心，沉淀用乙醇洗滌3次，300Pa, _70°C冷凍干燥，得川明參堿提多糖。
[0010]超聲波輔助同步提取川明參蛋白和多糖的最佳條件為:超聲功率225W、超聲時間38min、液料比20:1、超聲溫度49 V。
[0011]蛋白含量的測定采用考馬斯亮藍染色法。蛋白提取率采用公式(I)計算:
蛋白提取率Y I (%)=(蛋白干品質量X干品蛋白純度/原料質量)X 100% (I) 多糖含量的測定采用苯酚-硫酸法以葡萄糖為標準品制作標準曲線測定多糖含量。多糖提取率采用公式(2)計算:
多糖提取率Y 2 (%)=(多糖干品質量X干品多糖純度/原料質量)X 100% (2)采用本發明所述的方法，川明參蛋白和多糖提取率分別為(2.42±0.84)%和(25.92±0.67) %。本方法具有提取時間短，操作簡單，生產成本低的優點。
【發明內容】
[0012]圖1川明參蛋白等電點的確定
圖2堿液pH對川明參蛋白和多糖提取率的影響圖3超聲功率對川明參蛋白和多糖提取率的影響圖4超聲時間對川明參蛋白和多糖提取率的影響圖5液料比對川明參蛋白和多糖提取率的影響圖6超聲溫度對川明參蛋白提取率的影響實驗例實驗例I
川明參蛋白等電點的確定。稱取1 g川明參粉固定其他提取條件(堿液P H12.5、超聲功率200W、超聲時間30min、液料比20: 1、超聲溫度60°C )制備川明參蛋白提取液，離心(8000r/min、20min)得上清液，分別取上清液6份各1mL,加鹽酸調節pH值至1.0,2.0、
3.0、4.0、5.0、6.0,靜置30min,離心(8000r/min、20min),測定上清液中蛋白質的含量,并計算蛋白沉淀率，由結果(圖1)可知，川明參蛋白在pH2.0時沉淀率最高，為79.63%。因此，確定川明參蛋白的等電點為PH2.0。
[0013]實驗例2
堿液PH對川明參蛋白和多糖提取率的影響。固定其他條件，考察不同堿液pH對川明參蛋白和多糖提取率的影響，由實驗結果(圖2)可知，pH在10-13之間時，蛋白和多糖的提取率均呈先增加后下降趨勢，蛋白提取率在PH值12.5時達到最大，之后提取率變化不大。后續試驗選擇PH12.5進一步優化提取條件。
[0014]實驗例3
超聲功率對川明參蛋白和多糖提取率的影響。固定其他條件，考察不同超聲功率對川明參蛋白和多糖提取率的影響，由結果(圖3)可知，隨著超聲功率的增加，川明參蛋白和多糖的提取率逐漸增加，功率達到200W和225W時，多糖和蛋白提取率分別達到最大值，隨后提取率開始下降。因此超聲功率以175~225W為宜。
[0015]實驗例4
超聲時間對川明參蛋白和多糖提取率的影響。固定其他條件，考察不同超聲時間對川明參蛋白和多糖提取率的影響，由結果(圖4)可知，在1(T30 min時，蛋白和多糖的提取率隨著超聲時間的增加而明顯提高，隨后提取率呈下降趨勢。因此超聲波作用時間以30 min為且。
[0016]實驗例5
液料比對川明參蛋白和多糖提取率的影響。固定其他條件，考察不同液料比對川明參蛋白和多糖提取率的影響，由結果(圖5)可知，液料比20:1時，川明參蛋白和多糖提取率均達到最大值，隨后提取率明顯下降，因此料液比應不大于20:1。
[0017]實驗例6
超聲溫度對川明參蛋白和多糖提取率的影響。固定其他條件，考察不同超聲溫度對川明參蛋白和多糖提取率的影響，由結果(圖6)可知，隨著溫度的升高，川明參蛋白和多糖的提取率均呈先升高后下降的趨勢。綜合蛋白和多糖提取率，超聲溫度應控制在4(T60°C之間。
[0018]實驗例7
響應面法優化川明參蛋白和多糖超聲提取工藝參數。在單因素試驗的基礎上，根據Box-Behnken設計原理，采用四因素三水平，選擇超聲功率(XI )、超聲時間(X2 )、液料比(X3)、和超聲溫度(X4)為自變量，以蛋白提取率(Y1)和多糖提取率(Y2)為響應值，對超聲波輔助同步提取川明參蛋白和堿溶性多糖的工藝參數進行優化。對表1中數據進行多元回歸擬合，得超聲輔助提取)I丨明參蛋白和多糖提取率對超聲功率(X1)，超聲時間(X2)，液料比(X3)與溫度(X4)的二次多項式回歸模型分別為:
Υ!=23.14+1.87Χ.+0.60Χ2+0.65Χ3_1.52Χ4_0.2IX1X2-0.80Χ1Χ3+0.24ΧΑ+0.35Χ2Χ3_0.46Χ2X4-0.1OX3X4-L 20Χ/-0.62Χ22-1.54Χ32_2.09Χ42
Υ2=25.26+1.78Χ.+0.49Χ2+0.8IX3-0.34Χ4_0.045Χ1Χ2-0.ΘΙΧ^+Ο.175Χ2Χ3_0.3
7Χ2Χ4+0.1X3X4-L 34 Xi2-0.068Χ22_0.94Χ32_1.13Χ42
運用Design Expert 8.0.5b數據統計分析軟件可以預測出蛋白和多糖提取率兩個響應值均達到最大時各因素的最佳值，得到最佳超聲輔助提取工藝條件組合為:超聲功率225W、超聲時間38min、液料比20: 1、超聲溫度49°C。采用上述優化條件進行3次驗證實驗，川明參蛋白和多糖提取率實測值分別為(2.42±0.84) %和(25.92±0.67) %。
[0019]
【具體實施方式】
[0020]以下結合實施例對本發明進行詳細描述。實施例1
川明參粉，以PH12.5堿溶液為提取劑，在超聲功率225W、超聲時間38min、液料比20: 1、超聲溫度49°C條件下超聲提取。提取液過濾調pH2.0沉淀蛋白，離心，沉淀洗滌300pa，-70°C冷凍干燥得川明參蛋白；上清液減壓濃縮原體積1/4，加無水乙醇至含醇量80%，4°C靜置過夜使沉淀析出，離心，沉淀用乙醇洗滌3次，300Pa，_70°C冷凍干燥，得川明參堿提多糖。所得川明參蛋白和多糖提取率分別為(2.42±0.84) %和(25.92±0.67) %。
[0021]
【權利要求】
1.一種以川明參渣同步提取蛋白和多糖的有效方法，采用如下步驟: 將乙醇提取后的川明參渣石油醚索氏回流脫脂2次，每次6小時，50°C恒溫烘干至質量恒定，粉碎，過80目篩；取適量上述川明參粉，堿溶均勻，超聲提取，離心，二次超聲提取，合并上清液，酸沉，離心得沉淀物和上清液，取沉淀物，醇洗，水洗，真空冷凍干燥，得川明參蛋白粉；取上清液濃縮，醇沉，醇洗，真空冷凍干燥，得川明參堿提多糖；所剩固體殘渣用蒸餾水提取可得川明參中性多糖。
2.根據權利要求1中所述的以川明參渣同步提取蛋白和多糖的有效方法，其特征在于，提取效果由以下因素決定: NaOH溶液ρΗ10~13，超聲功率125~250W，超聲時間l(T50min，液料比10:1~50: 1，超聲溫度 30~80°C。
3.根據權利要求1中所述的以川明參渣同步提取蛋白和多糖的有效方法，其特征在于，所述的超聲波條件為: 超聲功率225W、超聲時間38min、液料比20: 1、超聲溫度49°C。
4.根據權利要求1中所述的一種以川明參渣同步提取蛋白和多糖的有效方法，其特征在于，所述的制備方法如下: 步驟一:將川明參經乙醇提取藥效成分后殘渣60°C干燥至恒重，粉碎得川明參粉A ; 步驟二:將川明參粉A按液料比20:1加入pH12.5的NaOH溶液混合均勻，超聲輔助提取，提取液離心后得上清液B及下層殘渣C ； 步驟三:下層殘渣C按步驟二操作，超聲輔助提取，提取液離心后得上清液D及下層殘渣E ; 步驟四:合并上清液B和上清液D，使用鹽酸調PH至2.0沉淀蛋白，離心后得沉淀物F和上清液G ； 步驟五:沉淀物F經95%乙醇清洗真空冷凍干燥后即得川明參蛋白粉； 步驟六:上清液G減壓濃縮至原體積1/4，加無水乙醇至含醇量80%，4°C靜置過夜使沉淀析出，離心，沉淀用乙醇洗滌3次，300Pa，_70°C冷凍干燥，得川明參堿提多糖； 步驟七:殘渣E用蒸餾水超聲輔助提取，提取液過濾后操作同上清液G可得川明參中性水提多糖。
5.根據權利要求1中所述的一種以川明參渣同步提取蛋白和多糖的有效方法，其特征在于:高效利用川明參藥材資源。
【文檔編號】C07K1/30GK104177483SQ201410276556
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年6月20日 優先權日:2014年6月20日
【發明者】秦文, 董紅敏, 牛小勇, 劉繼, 沈麗雯, 李路, 李玉 申請人:四川農業大學