本发明涉及谷胱甘肽提取技术领域，具体为一种海水稻胚芽中谷胱甘肽的提取方法。
背景技术：
谷胱甘肽广泛存在于动植物和微生物中，是生物体内最重要的非蛋白巯基化合物之一，具有还原型谷胱甘肽(gsh)和氧化型谷胱甘肽(gssg)，生物体内大量存在并起主要作用的是gsh，广泛用于治疗肝脏疾病、肿瘤、氧中毒、衰老和内分泌疾病，并作为生物活性添加剂及抗氧化剂用于食品领域。
gsh由谷氨酸(glu)、半胱氨酸(cys)和甘氨酸(gly)经肽键缩合而成的三肽。相对分子质量为307.32，等电点为5.93，常温下为白色晶体，易溶于水、低浓度乙醇水溶液、液氨和二甲基甲酰胺。
目前谷胱甘肽的主要制备方法有：溶剂萃取法、化学合成法、生物发酵法和酶法。从谷物胚芽中提取gsh，由于gsh得率低、成本高、有机溶剂污染严重、纯度不高，而且消耗大量粮食，现已较少使用。化学合成法合成gsh，由于活性产物不易分离，需要化学拆分，产品纯度不高，难以推广。目前国内外gsh生产基本采用发酵法，原理是将编码gsh合成酶系的基因克隆到大肠杆菌或酵母中，使用微生物发酵生产gsh。酵母发酵法，工艺较成熟，但生产周期长，产量偏低，且过多的副产物使下游工艺处理复杂。
近年来酶法生产gsh技术逐步提高，使大规模生产变为可能。经典的酶法生产gsh依赖于γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(gshi)和谷胱甘肽合成酶(gshii)两种酶，gshi催化l-谷氨酸和l-半胱氨酸合成γ-谷氨酰半胱氨酸，gshii催化γ-谷氨酰半胱氨酸和甘氨酸合成gsh。在gsh合成过程中，由于gshi催化过程受到终产物gsh的反馈抑制，因此使生成γ-谷氨酰半胱氨酸的第一步反应成为整个gsh合成的限速步骤。随着进一步研究，人们在单核细胞增生李斯特菌(listeriamonocytogenes)等十几种细菌中都发现了一种双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)。该酶同时具有gshi与gshii的活性，可一步催化gsh合成，且该酶反馈抑制作用较小，非常适和应用于酶法合成谷胱甘肽。
但在目前生产过程中，l-谷氨酸、l-半胱氨酸及甘氨酸进行酶催化后得到1.5～5％的谷胱甘肽水溶液，将谷胱甘肽水溶液进行浓缩得到13～15％的溶液，再加入无水乙醇进行醇析结晶，离心后得到产品。由于浓缩时的浓缩倍数低，谷胱甘肽水溶液的浓度低，加入的无水乙醇量大，成本高，回收乙醇时能耗高，仅醇析结晶步骤的运行成本占整个工艺步骤的20％以上，为了降低生产成本，将低能耗，有必要对谷胱甘肽的提取工艺进行改进。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种物理场强化酶法从海水稻胚芽中制备谷胱甘肽的方法，从而克服现有技术中谷胱甘肽得率低、制备成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案
一种海水稻胚芽中谷胱甘肽的提取方法，其包括以下步骤：
(1)、精选海水稻，并浸泡于驯化液中；
(2)、置于发芽器中催芽，发芽后用水漂洗干净；
(3)、对海水稻胚芽进行干燥；
(4)、粉碎，对干燥胚芽进行超微粉碎；
(5)、利用物理场强化酶法制备谷胱甘肽；
①准备，将步骤(4)中制备的胚芽超微粉加入反应罐中，加入水、腺苷三磷酸(atp)；
②物理场强化酶催化，保持反应罐温度60℃-90℃，加入双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)进行催化，在催化反应中中，采用物理场强化；
③分离,谷胱甘肽和双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)的混合溶液，分离后得到质量浓度为5％-8.5％的谷胱甘肽水溶液和双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)，双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)返回系统再利用；
④低压反渗透浓缩，将步骤③得到的质量浓度为5％-8.5％的谷胱甘肽水溶液送入低压反渗透系统，控制该系统的温度为20℃-30℃，压力为1.5-2.0mpa，渗透侧得到的水回用到步骤②中，浓液侧得到质量浓度为18％-22.5％的谷胱甘肽水溶液；
⑤高压反渗透浓缩，将步骤④得到的质量浓度为18％-22.5％的谷胱甘肽水溶液送入高压反渗透系统，控制该系统的温度为20℃-35℃，压力为4.0-5.0mpa，渗透侧得到的水回用到步骤②中，浓液侧得到质量浓度为35％-65％的谷胱甘肽水溶液；
⑥醇析结晶，向步骤(3)得到的质量浓度为35％-65％的谷胱甘肽水溶液中加入无水乙醇进行醇析结晶，将结晶液进行离心分离得到谷胱甘肽产品和乙醇溶液；
⑦回收醇，将步骤⑥得到的乙醇溶液进行精馏或精馏加渗透汽化得到无水乙醇，回用到步骤⑥中。
优选地，步骤(1)中，所述驯化液其配方包括：水1000l、硝酸钙400-450g、硝酸钠320-360g、硝酸钾650-700g、过磷酸钙500-530g、磷酸二氢铵150-155g、硝酸铵75-80g、硫酸镁490-495g、硼酸2.8-2.9g、钼酸钠23-27g、硫酸锰2.1-2.2g、硫酸锌0.2-0.3g、硫酸铜0.04-0.05g、二氯化铜0.03-0.05g、硫酸铵0.55-0.65g、铁元素25-28g、生根粉0.3-0.35g。
优选地，步骤(3)中，采用真空冷冻干燥法进行干燥。
优选地，步骤(4)中，制得的超微微粉粒径低于8μm。
优选地，步骤(5)中，物理场强化酶催化的条件为65℃-75℃，ph为5.5-8。
优选地，步骤(5)中，物理场强化酶催化反应中物理场强化为括微波强化、超声波强化、电场强化、磁场强化、超重力强化中的一种或几种。
优选地，步骤(5)中，使用超声波强化和电场强化相结合的方法进行强化。
优选地，超声波频率为105hz-108hz，电场强度为100v/cm-5kv/cm。
优选地，步骤(5)中，低压反渗透浓缩、高压反渗透浓缩都采用陶氏反渗透膜。
本发明的有益效果：本物理场强化酶法制备谷胱甘肽的方法采用物理场强化，提高制备效率，缩短制备时间；由于海水稻中含有谷胱甘肽和多种氨基酸，在酶法制备的过程中同时将其含有的谷胱甘肽萃取出来，两种方法并用大大提高了谷胱甘肽的提取率；同时，由于初步分离的谷胱甘肽浓度高，在后续的处理中减少了无水乙醇的使用量，降低了制备成本；由本发明制备的谷胱甘肽营养粉食用方便、味道独特、营养丰富，保质期长，其适口性、溶解性及消化吸收性好。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种海水稻胚芽中谷胱甘肽的提取方法，其包括以下步骤：
(1)、精选海水稻，并浸泡于驯化液中；
(2)、置于发芽器中催芽，发芽后用水漂洗干净；
(3)、采用自然干燥法对海水稻胚芽进行干燥；
(4)、粉碎，对干燥胚芽进行超微粉碎，制得的3μm超微粉；
(5)、利用微波强化酶法制备谷胱甘肽；
①准备，将步骤(4)中制备的胚芽超微粉加入反应罐中，加入水、腺苷三磷酸(atp)；
②物理场强化酶催化，保持反应罐温度65℃，ph为6，加入双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)进行催化，在催化反应中中，采用物理场强化；
③分离,谷胱甘肽和双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)的混合溶液，分离后得到质量浓度为5％-8.5％的谷胱甘肽水溶液和双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)，双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)返回系统再利用；
④低压反渗透浓缩，将步骤③得到的质量浓度为6.5％的谷胱甘肽水溶液送入低压反渗透系统，控制该系统的温度为20℃，压力为1.5mpa，渗透侧得到的水回用到步骤②中，浓液侧得到质量浓度为19.5％的谷胱甘肽水溶液；
⑤高压反渗透浓缩，将步骤④得到的质量浓度为19.5％的谷胱甘肽水溶液送入高压反渗透系统，控制该系统的温度为20℃，压力为4.0mpa，渗透侧得到的水回用到步骤②中，浓液侧得到质量浓度为44.6％的谷胱甘肽水溶液；
⑥醇析结晶，向步骤(3)得到的质量浓度为44.6％的谷胱甘肽水溶液中加入无水乙醇进行醇析结晶，将结晶液进行离心分离得到谷胱甘肽产品和乙醇溶液；
⑦回收醇，将步骤⑥得到的乙醇溶液进行精馏或精馏加渗透汽化得到无水乙醇，回用到步骤⑥中。
实施例2
一种海水稻胚芽中谷胱甘肽的提取方法，其包括以下步骤：
(1)、精选海水稻，并浸泡于驯化液中；
(2)、置于发芽器中催芽，发芽后用水漂洗干净；
(3)、利用真空冷冻干燥法对海水稻胚芽进行干燥；
(4)、粉碎，对干燥胚芽进行超微粉碎，制得的5μm超微粉；
(5)、利用超声波强化酶法制备谷胱甘肽；
①准备，将步骤(4)中制备的胚芽超微粉加入反应罐中，加入水、腺苷三磷酸(atp)；
②物理场强化酶催化，保持反应罐温度70℃，ph为7，加入双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)进行催化，在催化反应中中，采用物理场强化；
③分离,谷胱甘肽和双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)的混合溶液，分离后得到质量浓度为7.8％的谷胱甘肽水溶液和双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)，双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)返回系统再利用；
④低压反渗透浓缩，将步骤③得到的质量浓度为7.8％的谷胱甘肽水溶液送入低压反渗透系统，控制该系统的温度为25℃，压力为1.8mpa，渗透侧得到的水回用到步骤②中，浓液侧得到质量浓度为21.7％的谷胱甘肽水溶液；
⑤高压反渗透浓缩，将步骤④得到的质量浓度为21.7％的谷胱甘肽水溶液送入高压反渗透系统，控制该系统的温度为25℃，压力为4.5mpa，渗透侧得到的水回用到步骤②中，浓液侧得到质量浓度为59.3％的谷胱甘肽水溶液；
⑥醇析结晶，向步骤(3)得到的质量浓度为59.3％的谷胱甘肽水溶液中加入无水乙醇进行醇析结晶，将结晶液进行离心分离得到谷胱甘肽产品和乙醇溶液；
⑦回收醇，将步骤⑥得到的乙醇溶液进行精馏或精馏加渗透汽化得到无水乙醇，回用到步骤⑥中。
实施例3
一种海水稻胚芽中谷胱甘肽的提取方法，其包括以下步骤：
(1)、精选海水稻，并浸泡于驯化液中；
(2)、置于发芽器中催芽，发芽后用水漂洗干净；
(3)、采用红外干燥法对海水稻胚芽进行干燥；
(4)、粉碎，对干燥胚芽进行超微粉碎，制得的8μm超微粉；
(5)、利用电场强化酶法制备谷胱甘肽；
①准备，将步骤(4)中制备的胚芽超微粉加入反应罐中，加入水、腺苷三磷酸(atp)；
②物理场强化酶催化，保持反应罐温度75℃，ph为7.5，加入双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)进行催化，在催化反应中中，采用物理场强化；
③分离,谷胱甘肽和双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)的混合溶液，分离后得到质量浓度为5％-8.5％的谷胱甘肽水溶液和双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)，双功能谷胱甘肽合成酶(gshf)返回系统再利用；
④低压反渗透浓缩，将步骤③得到的质量浓度为7.1％的谷胱甘肽水溶液送入低压反渗透系统，控制该系统的温度为30℃，压力为2.0mpa，渗透侧得到的水回用到步骤②中，浓液侧得到质量浓度为20.8％的谷胱甘肽水溶液；
⑤高压反渗透浓缩，将步骤④得到的质量浓度为20.8％的谷胱甘肽水溶液送入高压反渗透系统，控制该系统的温度为35℃，压力为5.0mpa，渗透侧得到的水回用到步骤②中，浓液侧得到质量浓度为51.4％的谷胱甘肽水溶液；
⑥醇析结晶，向步骤(3)得到的质量浓度为51.4％的谷胱甘肽水溶液中加入无水乙醇进行醇析结晶，将结晶液进行离心分离得到谷胱甘肽产品和乙醇溶液；
⑦回收醇，将步骤⑥得到的乙醇溶液进行精馏或精馏加渗透汽化得到无水乙醇，回用到步骤⑥中。
在实施例1-3中，步骤(1)中使用的驯化液配方包括：水1000l、硝酸钙400-450g、硝酸钠320-360g、硝酸钾650-700g、过磷酸钙500-530g、磷酸二氢铵150-155g、硝酸铵75-80g、硫酸镁490-495g、硼酸2.8-2.9g、钼酸钠23-27g、硫酸锰2.1-2.2g、硫酸锌0.2-0.3g、硫酸铜0.04-0.05g、二氯化铜0.03-0.05g、硫酸铵0.55-0.65g、铁元素25-28g、生根粉0.3-0.35g。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
最后需要说明的是，以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。