一种从荞麦中提取荞麦蛋白的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于植物提取技术领域，具体涉及一种从荞麦中提取荞麦蛋白的方法。
【背景技术】
[0002]蛋白质是具有一定空间结构的生物大分子，分子间和分子内存在的氢键、离子键等较强的相互作用以及分子的疏水特性，使蛋白质难于溶解在一般的有机溶剂中。通常情况下，蛋白质可溶解在强酸、强碱、高浓度的盐溶液中，但这些溶剂容易引起蛋白质的变性、降解，进而影响蛋白质的性能。因此，寻找一种理想的具有良好溶解并稳定蛋白质的溶剂是当前蛋白质化学研究亟需解决的难题之一。
[0003]目前，蛋白质的提取方法有碱提酸沉法、酸提碱沉法、酶法提取、酶碱结合提取法以及有机溶剂沉淀法等。这些提取方法都存在一些共性缺点，如水的消耗量很大、由此而产生大量的废水；蛋白提取不完全，废液中残留较多的蛋白，而这些富含营养的废液以及酸、碱、有机溶剂对环境均造成严重污染。同时，采用这类工艺作为蛋白提取的选择性不强，提取得到的蛋白杂质含量较高，纯化处理困难，导致高纯度的蛋白获得率较低、生产成本较尚O
[0004]萃取分离技术作为一种有效的分离方法在化工、制药、食品以及天然活性物质提取分离行业有着广泛的应用，然而传统的蛋白萃取分离过程常使用如三氯乙酸、丙酮等等有毒、易燃、易挥发的有机溶剂，导致不得不对安全措施提高投入，尽管如此，仍不能保证消除有机残留物质带来的环境污染以及生产过程中的安全隐患。而膜过滤等技术虽然具有分离效果好的优点，但存在效率低、成本高等缺点，难以实现规模化生产。
[0005]天然蛋白沉淀剂，如壳聚糖、ZTC系列、聚乙二醇、丙三醇等，不仅有很好的蛋白沉淀效果，而且又因自身具有安全、无毒、环保的优点，特别适于用作蛋白提取分离剂。
[0006]离子液体(1nic liquids)，又称室温离子液体(roomorambienttemperature1nic liquids)或室温恪融盐，也称非水离子液体，有机离子液体等。离子液体是指没有电中心分子且100%由阴离子和阳离子组成，室温下为液体的物质，具有优异的化学和热力学稳定性，有较宽的温度范围，对有机及无机化合物有很好的溶解性，室温下几乎没有蒸汽压，可用于高真空条件下的反应，具有良好的导电性，较高的离子迀移和扩散速度，不燃烧，无味，是一种强极性、低配位能力的溶剂。与传统有机溶剂相比，由于其几乎不可测出的蒸汽压、不挥发、无污染，故称之为环境友好的“绿色溶剂”。目前，离子液体已引起了世界各国科学家的广泛重视。离子液体由于具有不挥发性等独特的理化性能，克服了传统有机溶剂在使用中的缺点，并且它对大多数有机物、无机物有较好的溶解能力，因此，离子液体非常适合作萃取溶剂。而且，通过改变阴、阳离子的结构，可以获得不同性质的离子液体，使之更加符合用途所需。离子液体具有特殊物理化学性质，与传统的挥发性有机溶剂相比具有一系列突出的优点:1、离子液体具有超低蒸气压，不挥发、不易燃、无色、无臭、毒性小、不易爆炸；2、离子液体具有较大的稳定温度范围、较好的化学稳定性；3、离子液体具有较宽的电化学稳定电位窗；4、离子液体可溶解无机、有机、有机金属、合成或天然高分子材料等物质，还可以溶解某些气体，如H2、CO、和02等，且溶解度相对较大；5、离子液体表现出Flanklin酸性和超酸性，其酸碱性实际上由阴离子的本质决定，且酸性可调；6、绝大多数离子液体常压下的密度比水大，在I?1.6之间；7、离子液体的粘度比一般有机溶剂或水的粘度高I?2个数量级，但仍具有良好的流动性；8、离子液体的表面张力比一般有机溶剂高、比水低，使用时可以加速相分离的过程。
[0007]蛋白质通常可溶于极性有机溶剂，但在极性有机溶剂中极易失活，而在离子液体中却能够保持生物活性和稳定性；通过选择适当的阴离子或阳离子，可以使离子液体的物理化学性质能够满足分离纯化蛋白质的需要。由于这些独特的性能，离子液体是作为提取分离蛋白质极具应用前景的新型绿色溶剂。
[0008]离子液体优良的选择性以及易于分离的特性，可以快速、简便地分离得到高纯度蛋白，从而解决现有提取技术存在的提取用水的消耗量大、大量使用强酸、强碱等造成的生产成本高、生产所产生的大量废水对环境的严重污染以及提取得到的蛋白纯度低、纯化困难等问题。
【发明内容】
[0009]有鉴于此，本发明的目的之一是为针对现有蛋白提取、分离技术存在的不足，设计一种从荞麦中提取荞麦蛋白的方法，通过采用沉淀技术与离子液体萃取技术相结合，大大简化了提取、分离工艺，提高了提取效率，并确保了在提取分离过程中蛋白的稳定和生物活性。利用沉淀技术可以快速、高效地获得富集蛋白的沉淀，大大降低后续纯化的工作量和技术难度。
[0010]本发明提供一种从荞麦中提取荞麦蛋白的方法，包括以下步骤:
[0011]取荞麦粉，加入提取液，搅拌提取，提取结束后，分离得到荞麦蛋白提取液；
[0012]将所述荞麦蛋白提取液边搅拌边加入沉淀剂，沉淀完全后，收集沉淀物；
[0013]向所述沉淀物中加入水，得到蛋白溶液，在所述蛋白溶液中加入离子液体，搅拌后静置，使液体分为两相，分尚出尚子液体相；
[0014]向所述离子液体相加入纯化水，搅拌后静置，使液体分为两相，分离出水相；
[0015]将所述水相干燥除去水分，制得荞麦蛋白。
[0016]进一步的，所述的从荞麦中提取荞麦蛋白的方法，包括以下步骤:
[0017]取荞麦粉，按重量比加入所述荞麦粉重量I?50倍量的提取液，O?80°C搅拌提取0.1?24小时，提取结束后，分离得到荞麦蛋白提取液；
[0018]将所述荞麦蛋白提取液在O?80°C边搅拌边加入沉淀剂，沉淀完全后，收集沉淀物；
[0019]向所述沉淀物中加入水，使蛋白浓度为1.00?50.00%，得到蛋白溶液，在蛋白溶液中加入离子液体，使离子液体浓度为0.01g/L?100.00g/L，在O?60°C搅拌0.1?12小时，静置0.1?12小时使液体充分分为两相，分尚出尚子液体相；
[0020]按重量比在所述离子液体相中加入0.10?20.00倍的纯化水，在O?60°C搅拌0.1?12小时，静置0.1?12小时使液体充分分为两相，分尚出水相；
[0021 ] 将所述水相喷雾干燥或冷冻干燥除去水分，制得荞麦蛋白。
[0022]进一步的，所述的提取液是浓度为O?40%的乙醇溶液。
[0023]进一步的，所述的提取液还包括提取助剂，所述提取助剂包括氯化钾、氯化铵、氯化钙、氯化钠、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、硝酸钾或硝酸钠中的任一种或几种的组合。
[0024]优选的，所述提取助剂为氯化钾、氯化铵、氯化钙、氯化钠、硫酸钠、硫酸钾、碳酸钾、碳酸钠、硝酸钾、硝酸钠中的任一种或几种的组合。
[0025]进一步的，所述提取助剂的浓度为0.01%?40.00%。
[0026]进一步的，所述沉淀剂包括壳聚糖、ZTClOl系列澄清剂、ZTC1+1系列澄清剂、聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇1500、聚乙二醇2000或丙三醇中的任一种。
[0027]优选的，所述沉淀剂为ZTC1+1系列澄清剂中的任一种。
[0028]进一步的，所述的离子液体，其组成结构中的阳离子包括烷基季铵离子、烷基季鳞阳离子、烷基咪唑离子、烷基吡啶离子中的任意一种，其结构中的阴离子可以是六氟磷酸([PF6]-)、四氟硼酸([BF4]-)、烷基磺酸盐([Cn0S03] —)、二(三氟甲酰基)酰胺([Tf2N] 一)、C1 一、Br —、I 一、硫氛酸(SCN —)、硝酸盐(N03 —)、磷酸二氢盐(H2P04 —)、醋酸盐(Ac -)、高氯酸盐(C104 -)中的任意一种。
[0029]优选的，所述离子液体中，阳离子为烷基咪唑离子和烷基吡啶离子中的任意一种，阴离子为六氟磷酸、四氟硼酸中的任一种。
[0030]本发明的有益效果在于:本发明的从荞麦中提取荞麦蛋白的方法，采用的提取剂充分利用了低浓度盐溶液对蛋白具有良好的溶解性能，具有提取率高、提取速度快、操作简单的优点，避免了使用强酸强碱对环境造成的污染以及存在的安全生产隐患；沉淀剂为纯天然或食品级材料，安全、无毒、环保，对蛋白的富集效果好。同时，沉淀剂降低蛋白在水中溶解度的特性，解决了常规离子液体萃取操作中需要使用无机盐来调节蛋白质在两相中的分配问题，本发明正是充分利用了这一特性，既大大简化了离子液体富集蛋白的操作，又避免了使用大量盐类造成的浪费和污染；离子液体具有优良的选择性以及易于分离的特性，可以快速、简便地分离得到高纯度蛋白，而且安全可靠、可回收重复利用，属环境友好型试剂。
[0031]当然，实施本申请的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。
【具体实施方式】
[0032]下文将结合具体实施例详细描述本发明。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
[0033]实施例1
[0034]本发明所述的从荞麦中提取荞麦蛋白的方法，包括以下步骤:
[0035]取荞麦粉，加入荞麦粉重量I倍量的浓度为O %的乙醇溶液(O %乙醇溶液中包括0.01 %浓度的磷酸氢二钠、磷酸二氢钠和碳酸氢钠)，(TC搅拌提取24小时，提取结束后，分离得到荞麦蛋白提取液；
[0036]将所述荞麦蛋白提取液在0°C边搅拌边加入聚乙二醇800沉淀，沉淀完全后，收集沉淀物；
[0037]向所述沉淀物中加入水，使蛋白浓度为1.00%，得到蛋白溶液，在蛋白溶液中加入离子液体(阳离子为烷基季鳞阳离子，阴离子为二(三氟甲酰基)酰胺)，使离子液体浓度