一种从小麦胚芽中提取谷胱甘肽的方法
【专利摘要】本发明提供了一种从小麦胚芽中提取谷胱甘肽的方法，其特征在于，包括:(1)第一次提取：将小麦胚芽加水浸提，然后固液分离；(2)第二次提取：将步骤1)分离的固体加水浸提，然后固液分离；(3)分离谷胱甘肽：使步骤(1)和(2)分离的液体合并，通过金属螯合亲和层析介质，用洗脱缓冲液进行洗脱，收集洗脱液；(4)浓缩干燥：将步骤(3)收集的洗脱液，浓缩、干燥，得到谷胱甘肽。该方法工艺稳定、操作简便、设备标准化、成本低廉，无污染，便于推广应用。
【专利说明】一种从小麦胚芽中提取谷胱甘肽的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物化工【技术领域】，特别涉及从小麦胚芽中提取谷胱甘肽的方法
【背景技术】
[0002]谷胱甘肽(GSH)是由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成的三肽，能帮助保持正常的免疫系统功能，并具有抗氧化作用和整合解毒作用。谷胱甘肽不仅能消除人体自由基，还可以提高人体免疫力。谷胱甘肽还可以保护血红蛋白不受过氧化氢氧化、自由基等氧化从而使它持续正常发挥运输氧的能力。谷胱甘肽具有广谱解毒作用，不仅可用于药物，更可作为功能性食品的基料，在延缓衰老、增强免疫力、抗肿瘤等功能性食品广泛应用。
[0003]目前，谷胱甘肽的主要是通过微生物发酵或动物血液提取等方法获得，来源受限，过程复杂。在小麦胚芽中，谷胱甘肽的含量可达0.1%，易于提取。我国是世界上最大的小麦生产国，年小麦产量达1.2亿吨，其中70%以上用于面粉加工。小麦胚芽是面粉加工的主要副产物，约占小麦籽粒的3%。按照我国年加工0.8?0.9亿吨小麦计算，那么产生的小麦胚芽达270万吨，来源丰富。这些小麦胚芽主要与麸皮一起用于动物饲料，造成资源的极大浪费。因此，开发从小麦胚芽中提取谷胱甘肽的方法，有非常重要的社会价值和经济价值。
[0004]现有的谷胱甘肽提取工艺主要集中在如何从发酵液中提取谷胱甘肽。如专利(CN201210111271.5)利用阴离子交换树脂和非极性吸附剂处理发酵液，经浓缩、结晶、干燥得到谷胱甘肽产品。再如专利(CN200610040606.3)将发酵液经过离心、沸水破壁沉淀蛋白、阳离子交换等步骤得到提取率80.2%的谷胱甘肽产品。缺少从小麦胚芽中提取谷胱甘肽的方法，无法充分利用小麦胚芽资源。
【发明内容】
[0005]本发明目的在于提供一种从小麦胚芽中提取谷胱甘肽的技术，利用谷胱甘肽上的半胱氨酸能与金属离子结合的性质，实现谷胱甘肽的分离。首先用水对小麦胚芽进行两次提取，合并两次提取液，经金属螯合层析将谷胱甘肽提取出来，浓缩、干燥得谷胱甘肽产品。该方法操作工艺简单、容易控制、适合放大，能充分利用小麦胚芽资源。
[0006]本发明的目的是这样实现的:以小麦胚芽为原料，通过两次提取、金属螯合层析、浓缩、干燥等步骤得到高纯度谷胱甘肽产品，具体方法步骤如下:
[0007]I) 一次提取
[0008]按小麦胚芽重量:水体积比为1:4?1:10的比例，将小麦胚芽和水放置于容器中，25?85°C下搅拌浸提10?30分钟，提取完成后离心分离，分别收集上清液和沉淀。
[0009]具体实施过程中，优选地，所述小麦胚芽柏与水的按g/ml的重量体积比为1:5?1:8，所述浸提温度为30°C?80°C，所述浸提时间为10?20分钟。
[0010]2) 二次提取
[0011 ] 按沉淀重量:水体积比为1:3?8的比例，将步骤I)中收集的沉淀和水放置于容器中，25?85°C下搅拌浸提20?70分钟，提取完成后离心分离，分别收集上清液和沉淀。
[0012]具体实施过程中，优选地，所述小麦胚芽柏与水的按g/ml的重量体积比为1:4?1:6，所述浸提温度为30°C?80°C，所述浸提时间为30?60分钟。
[0013]3)金属螯合层析
[0014]将步骤I)和2)收集的上清液合并，导入平衡过的金属螯合层析柱中，进料完毕后，用2?5倍柱体积的水进行淋洗，再用10?50%的乙醇溶液洗脱，收集洗脱液。
[0015]具体实施过程中，所述金属螯合亲和层析介质优选为铜离子螯合亲和层析介质；
[0016]具体实施过程中，优选地，所述洗脱缓冲液为20?40%的乙醇溶液。
[0017]4)浓缩干燥
[0018]将步骤3)收集的洗脱液通过减压蒸馏浓缩，蒸馏出的乙醇回收利用，浓缩液经冷冻干燥得到谷胱甘肽产品。
[0019]本发明提供的小麦胚芽中谷胱甘肽技术具有以下优点:
[0020](I)谷胱甘肽回收率高。采用本发明的方法小麦胚芽中的谷胱甘肽回收率高达90%以上；
[0021](2)方法不使用有机溶剂，涉及的少量乙醇可回收利用，环境友好，无污染；
[0022](3)工艺稳定、操作简便、设备标准化、成本低廉，便于推广应用。
[0023]采用本发明方法能够将面粉加工产业的副产物小麦胚芽高值化利用，制备出高附加值的谷胱甘肽产品，可广泛应用于食品、营养保健、生化等行业，有利于提高产业的竞争力。
【具体实施方式】
[0024]以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。
[0025]实施例1
[0026]I)称取小麦胚芽1kg放置于搅拌罐中，加水50L，30°C下搅拌浸提20分钟，提取完成后1000g离心15分钟，分别收集上清液和沉淀，得上清液38.6L，沉淀19.2kg。
[0027]2)将步骤I)中收集的19.2kg沉淀和76.8L水放置于容器中，30°C下搅拌浸提30分钟，提取完成后1000g离心15分钟，得上清液75.7L，沉淀20.2kg。
[0028]3)将步骤2)和3)得到上清液合并，导入5L金属螯合层析柱，进料完成后，用1L水淋洗，然后用30%乙醇溶液洗脱，收集洗脱液8.6L。
[0029]4)将步骤3)中收集的洗脱液进行减压蒸馏，蒸发出的乙醇回收，得1.2L浓缩液，将浓缩液冷冻干燥得9.2g谷胱甘肽产品，回收率达92%。
[0030]实施例2
[0031]I)称取小麦胚芽1kg放置于搅拌罐中，加水100L，80°C下搅拌浸提30分钟，提取完成后1000g离心15分钟，分别收集上清液和沉淀，得上清液89.7L，沉淀19.5kg。
[0032]2)将步骤I)中收集的19.5kg沉淀和156L水放置于容器中，60°C下搅拌浸提60分钟，提取完成后1000g离心15分钟，得上清液151.3L，沉淀21.2kg。
[0033]3)将步骤2)和3)得到上清液合并，导入5L金属螯合层析柱，进料完成后，用1L水淋洗，然后用50%乙醇溶液洗脱，收集洗脱液9.1L。
[0034]4)将步骤3)中收集的洗脱液进行减压蒸馏，蒸发出的乙醇回收，得1.3L浓缩液，将浓缩液冷冻干燥得9.6g谷胱甘肽产品，回收率达96%。
[0035]实施例3
[0036]I)称取小麦胚芽1kg放置于搅拌罐中，加水40L，30°C下搅拌浸提10分钟，提取完成后1000g离心15分钟，分别收集上清液和沉淀，得上清液38.7L，沉淀19.3kg。
[0037]2)将步骤I)中收集的19.3kg沉淀和77.2L水放置于容器中，30°C下搅拌浸提20分钟，提取完成后1000g离心15分钟，得上清液74.9L，沉淀20.1kgo
[0038]3)将步骤2)和3)得到上清液合并，导入5L金属螯合层析柱，进料完成后，用1L水淋洗，然后用20%乙醇溶液洗脱，收集洗脱液8.8L。
[0039]4)将步骤3)中收集的洗脱液进行减压蒸馏，蒸发出的乙醇回收，得1.1L浓缩液，将浓缩液冷冻干燥得9.0g谷胱甘肽产品，回收率达90%。
[0040] 申请人:声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的技术方案，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属【技术领域】的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
【权利要求】
1.一种从小麦胚芽中提取谷胱甘肽的方法，其特征在于，包括: (1)第一次提取:将小麦胚芽加水浸提，然后固液分离； (2)第二次提取:将步骤(I)分离的固体加水浸提，然后固液分离； (3)分离谷胱甘肽:使步骤(I)和(2)分离的液体合并，通过金属螯合亲和层析介质，用洗脱缓冲液进行洗脱，收集洗脱液； (4)浓缩干燥:将步骤(3)收集的洗脱液，浓缩、干燥，得到谷胱甘肽。
2.根据权利要求1所述的从小麦胚芽中提取谷胱甘肽的方法，其特征在于，步骤(I)中，所述小麦胚芽柏与水的按g/ml的重量体积比为1:4?1:10，所述浸提温度为25 V?85°C，所述浸提时间为10?30分钟； 优选地，所述小麦胚芽柏与水的按g/ml的重量体积比为1:5?1:8，所述浸提温度为30°C?80°C，所述浸提时间为10?20分钟。
3.根据权利要求1或2所述的从小麦胚芽中提取谷胱甘肽的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述小麦胚芽柏与水的按g/ml的重量体积比为1:3?1:8，所述浸提温度为25°C?85°C，所述浸提时间为20?70分钟； 优选地，所述小麦胚芽柏与水的按g/ml的重量体积比为1:4?1:6，所述浸提温度为30°C?80°C，所述浸提时间为30?60分钟。
4.根据权利要求1或2所述的从小麦胚芽中提取谷胱甘肽的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述金属螯合亲和层析介质优选为铜离子螯合亲和层析介质； 步骤(3)中，所述洗脱缓冲液为10%?50%的乙醇溶液，优选为20?40%的乙醇溶液。
5.根据权利要求1或2所述的从小麦胚芽中提取谷胱甘肽的方法，其特征在于，步骤(4)中，将步骤(3)收集的洗脱液，进行减压蒸馏浓缩，浓缩液经冷冻干燥，得到谷胱甘肽。
【文档编号】C07K1/36GK104262454SQ201410561926
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】孔英俊, 杨子丰, 张贵锋, 马啸宇, 张泽玉, 陈静, 康跻耀 申请人:河北子丰生物科技有限公司