一种从苜蓿中提取氨基酸的制备方法与流程

本发明涉及氨基酸提取技术领域，更具体地说，涉及一种从苜蓿中提取氨基酸的制备方法。

背景技术：

苜蓿，也叫南苜蓿、金花菜，是豆科、苜蓿属的一、二年生草本植物，高可达90厘米。茎近四棱形，基部分枝，叶片卵状长圆形，先端渐尖，基部耳状，边缘具不整齐条裂，脉纹明显；叶柄细长柔软，花序头状伞形，总花梗腋生，纤细无毛，苞片甚小，尾尖；萼齿披针形，花冠黄色，旗瓣倒卵形，翼瓣长圆形，子房长圆形，种子长肾形，3-5月开花，5-6月结果。有叶三齿，如倒心形，先端稍圆或凹入上部有锯齿，叶的表面呈浓绿色，茎梗极短，主根长，多分枝，分布于中国长江流域以南各省区，在江浙两省生产特多，欧洲南部、西南亚，以及整个旧大陆均有分布，并引种到美洲、大洋洲。

苜蓿无法食用的茎叶中蛋白质含量较高，请参阅说明书附图中的图2，苜蓿所含蛋白质中氨基酸的种类及含量较丰富，特别是l-白氨酸、l-异白氨酸和l-精氨酸，其中l-精氨酸(即精氨酸)是维持婴幼儿生长发育必不可少的氨基酸，它是鸟氨酸循环的中间代谢物，能促使氨转变成为尿素，从而降低血氨含量，它也是精子蛋白的主要成分，有促进精子生成，提供精子运动能量的作用。此外，静注精氨酸，能刺激垂体释放生长激素，可用于垂体功能试验；l-白氨酸(即白氨酸)也叫l-亮氨酸，作用包括与l-异白氨酸(即异白氨酸)和缬氨酸一起合作修复肌肉，控制血糖，并给身体组织提供能量，其中l-白氨酸是最有效的一种支链氨基酸，可以有效防止肌肉损失，因为它能够更快的分解转化为葡萄糖。

苜蓿可食用的部分只有新鲜苜蓿靠头部寸长一段的嫩头嫩叶，其中大部分的苜蓿茎叶无法食用，在生活中都被作为厨余垃圾处理，或者晒干作为肥料，或者作为粗饲料利用，产生的经济效益极低，创造的价值也极低，产生了很大的浪费，虽然苜蓿茎叶是制取药用上l-白氨酸、l-异白氨酸和l-精氨酸的原料，经济价值高，效益十分可观，营养价值也很高，但是现有技术中还没有从苜蓿中提取l-白氨酸、l-异白氨酸和l-精氨酸的方法，在此领域处于一个空白。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种从苜蓿中提取氨基酸的制备方法，它可以实现从无食用价值的苜蓿茎叶中提取多种氨基酸，大幅提高了农业效益，制备方法简单，易于产业化，填补了国内从苜蓿茎叶中提取多种氨基酸的技术空白。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种从苜蓿中提取氨基酸的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、真空脱水：将无食用价值的苜蓿茎叶部分放入真空脱水设备进行真空脱水干燥，得到干燥物；

步骤二、破壁粉碎：将步骤一中的干燥物进行破壁粉碎，得到粉碎物；

步骤三、超声萃取：将步骤二中的粉碎物加入到超声萃取设备中，进行多次连续萃取，得到非目标产物粗纤维和萃取液；

步骤四、蛋白分解：将步骤三中的萃取液加入分解罐中，依次加入质量分数为0.1％-0.2％的生物酶、纯净水和多个酶反应辅助球，在温度为30-50℃的条件下，反应20-28小时，得到酶反应液；

步骤五、过滤：将步骤四中的酶反应液过滤，得到过滤后的液体；

步骤六、分离：将步骤五中的液体，经电泳分离膜分别得到l-白氨酸溶液、l-异白氨酸溶液和l-精氨酸溶液；

步骤七、精制提取：将步骤六中所得的l-白氨酸溶液、l-异白氨酸溶液和l-精氨酸溶液进行精制、提取，得到药用原料l-白氨酸、l-异白氨酸和l-精氨酸三个目标物。

本方案可以实现从无食用价值的苜蓿茎叶中提取多种氨基酸，大幅提高了农业效益，制备方法简单，易于产业化，填补了国内从苜蓿茎叶中提取多种氨基酸的技术空白。

进一步的，所述步骤一中，真空脱水中真空度为-0.1mpa至-0.2mpa，温度为40-50℃，干燥时间为2-3小时。

进一步的，所述步骤二中，粉碎物颗粒的目粒度为150-500目。

进一步的，所述步骤三中，萃取的温度为40-50℃。

进一步的，所述步骤四中，生物酶包括蛋白酶和肽酶。

进一步的，所述步骤四中，在萃取液中加入质量分数为0.2-0.4％的防腐剂，所述防腐剂可以是常用的防腐剂cy-1，可防止蛋白质在分解过程中发生变质。

进一步的，所述步骤四中，纯净水的体积为萃取液体积的0.8-1.2倍，可对萃取液进行稀释，利于蛋白质分解为多肽再分解为氨基酸。

进一步的，所述步骤四中，酶反应辅助球包括外壳，所述外壳包括相互卡接的一对半球壳，所述外壳上开凿有多个均匀分布的透气孔，所述外壳内填充有多个微型氮气球，所述微型氮气球内填充有氮气，所述微型氮气球内的压强大于一个标准大气压强，随着酶反应的进行，微型氮气球会依次破裂，微型氮气球内的氮气会通过透气孔进入酶反应液中，氮气可驱赶溶液中溶解的二氧化碳，减少二氧化碳或其他气体的干扰因素，维持酶反应液的ph值，利于生物酶发挥较佳的活性，同时，由于微型氮气球内存在一定的压强，微型氮气球破裂后会从透气孔喷出一定流速的气流，对酶反应液具有搅拌的作用，可使大幅提升反应的速率。

进一步的，所述外壳的外侧壁上固定连接有绒毛层，所述绒毛层为聚四氟乙烯材料，可对微型氮气球破裂喷出的氮气气流有缓冲的作用，不易造成迸溅，聚四氟乙烯材料稳定性较高，不会对酶反应产生干扰，绒毛层可吸附部分微型氮气球破裂后产生的残渣，同时聚四氟乙烯材料便于清理。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以实现从无食用价值的苜蓿茎叶中提取多种氨基酸，大幅提高了农业效益，制备方法简单，易于产业化，填补了国内从苜蓿茎叶中提取多种氨基酸的技术空白。

(2)步骤四中，分解罐中包括搅拌器，所述搅拌器在反应过程中搅拌的速度为20-30转/分钟，可增强蛋白质分解的效果，加速蛋白质分解的速率。

(3)步骤四中，在萃取液中加入质量分数为0.2-0.4％的防腐剂，所述防腐剂可以是常用的防腐剂cy-1，可防止蛋白质在分解过程中发生变质。

(4)步骤四中，纯净水的体积为萃取液体积的0.8-1.2倍，可对萃取液进行稀释，利于蛋白质分解为多肽再分解为氨基酸。

(5)步骤四中，酶反应辅助球包括外壳，外壳包括相互卡接的一对半球壳，外壳上开凿有多个均匀分布的透气孔，外壳内填充有多个微型氮气球，微型氮气球内填充有氮气，微型氮气球内的压强大于一个标准大气压强，随着酶反应的进行，微型氮气球会依次破裂，微型氮气球内的氮气会通过透气孔进入酶反应液中，氮气可驱赶溶液中溶解的二氧化碳，减少二氧化碳或其他气体的干扰因素，维持酶反应液的ph值，利于生物酶发挥较佳的活性，同时，由于微型氮气球内存在一定的压强，微型氮气球破裂后会从透气孔喷出一定流速的气流，对酶反应液具有搅拌的作用，可使大幅提升反应的速率。

(6)外壳的外侧壁上固定连接有绒毛层，绒毛层为聚四氟乙烯材料，可对微型氮气球破裂喷出的氮气气流有缓冲的作用，不易造成迸溅，聚四氟乙烯材料稳定性较高，不会对酶反应产生干扰，绒毛层可吸附部分微型氮气球破裂后产生的残渣，同时聚四氟乙烯材料便于清理。

附图说明

图1为本发明的制备流程框图；

图2为苜蓿所含蛋白质中氨基酸的含量表；

图3为本发明的三个实施例制备目标物含量表；

图4为本发明酶反应辅助球的剖面结构示意图。

图中标号说明：

1外壳、2透气孔、3绒毛层、4微型氮气球。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种从苜蓿中提取氨基酸的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、真空脱水：将1千克新鲜的无食用价值的苜蓿茎叶部分a放入真空脱水设备进行真空脱水干燥，得到干燥物，真空脱水中真空度为-0.1mpa，温度为40℃，干燥时间为2小时。

步骤二、破壁粉碎：将步骤一中的干燥物进行破壁粉碎，得到粉碎物，粉碎物颗粒的目粒度为150目。

步骤三、超声萃取：将步骤二中的粉碎物加入到超声萃取设备中，萃取的温度为40℃，进行3次连续萃取，得到非目标产物粗纤维和萃取液，超声萃取设备是利用超声波提取粉碎物中的蛋白质，如用常规搅拌法提取蛋白质，很少能达到蛋白质总含量的30％，但用超声萃取设备既能将部分蛋白质粉碎，也可将80％的蛋白质液化，便于蛋白质的与非目标产物粗纤维的分离。

步骤四、蛋白分解：将步骤三中的萃取液加入分解罐中，在萃取液中加入质量分数为0.2％的防腐剂，防腐剂可以是常用的防腐剂cy-1，可防止蛋白质在分解过程中发生变质，加入质量分数为0.1％的生物酶，生物酶包括蛋白酶和肽酶，蛋白酶和肽酶的比例为1：1，加入体积为萃取液体积的0.8倍的纯净水，纯净水可对萃取液进行稀释，利于蛋白质分解为多肽再分解为氨基酸，再加入20个酶反应辅助球，在温度为30℃的条件下，反应20小时，得到酶反应液；

酶反应辅助球包括外壳1，酶反应辅助球的直径为1-1.2厘米，外壳1包括相互卡接的一对半球壳，一对半球壳相互卡接，可拆卸进行重复利用，外壳1上开凿有多个均匀分布的透气孔2，外壳1内填充有多个微型氮气球4，微型氮气球4内填充有氮气，微型氮气球4内的压强大于一个标准大气压强，随着酶反应的进行，微型氮气球4的主材料可以为硅胶材料，辅助材料为水溶性材料，通过调整主材料和辅助材料的比例，可控制微型氮气球4在酶反应液中的破裂时间，同一个酶反应辅助球中微型氮气球4的破裂时间是存在梯度的，微型氮气球4会依次破裂，微型氮气球4内的氮气会通过透气孔2进入酶反应液中，氮气可驱赶溶液中溶解的二氧化碳，减少二氧化碳或其他气体的干扰因素，维持酶反应液的ph值，利于生物酶发挥较佳的活性，同时，由于微型氮气球4内存在一定的压强，微型氮气球4破裂后会从透气孔2喷出一定流速的气流，对酶反应液具有搅拌的作用，可使大幅提升反应的速率。

外壳1的外侧壁上固定连接有绒毛层3，绒毛层3为聚四氟乙烯材料，可对微型氮气球4破裂喷出的氮气气流有缓冲的作用，不易造成迸溅，聚四氟乙烯材料稳定性较高，不会对酶反应产生干扰，绒毛层3可吸附部分微型氮气球4破裂后产生的残渣，同时聚四氟乙烯材料便于清理。

步骤五、过滤：将步骤四中的酶反应液过滤，得到过滤后的液体；

步骤六、分离：将步骤五中的液体，经电泳分离膜分别得到l-白氨酸溶液、l-异白氨酸溶液和l-精氨酸溶液；

步骤七、精制提取：将步骤六中所得的l-白氨酸溶液、l-异白氨酸溶液和l-精氨酸溶液进行精制、提取，得到药用原料l-白氨酸、l-异白氨酸和l-精氨酸三个目标物。

本方案可以实现从无食用价值的苜蓿茎叶中提取多种氨基酸，大幅提高了农业效益，制备方法简单，易于产业化，填补了国内从苜蓿茎叶中提取多种氨基酸的技术空白。

实施例2：

请参阅图1，一种从苜蓿中提取氨基酸的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、真空脱水：将1千克新鲜的无食用价值的苜蓿茎叶部分b放入真空脱水设备进行真空脱水干燥，得到干燥物；步骤一中，真空脱水中真空度为-0.2mpa，温度为50℃，干燥时间为3小时。

步骤二、破壁粉碎：将步骤一中的干燥物进行破壁粉碎，得到粉碎物；进一步的，步骤二中，粉碎物颗粒的目粒度为500目。

步骤三、超声萃取：将步骤二中的粉碎物加入到超声萃取设备中，萃取的温度为50℃，进行连续萃取，得到非目标产物粗纤维和萃取液，超声萃取设备是利用超声波提取粉碎物中的蛋白质，如用常规搅拌法提取蛋白质，很少能达到蛋白质总含量的30％，但用超声萃取设备既能将部分蛋白质粉碎，也可将80％的蛋白质液化，便于蛋白质的与非目标产物粗纤维的分离。

步骤四、蛋白分解：将步骤三中的萃取液加入分解罐中，在萃取液中加入质量分数为0.4％的防腐剂，防腐剂可以是常用的防腐剂cy-1，可防止蛋白质在分解过程中发生变质，加入质量分数为0.2％的生物酶，生物酶包括蛋白酶和肽酶，蛋白酶和肽酶的比例为1：1.5，加入体积为萃取液体积的1.2倍的纯净水，纯净水可对萃取液进行稀释，利于蛋白质分解为多肽再分解为氨基酸，在温度为50℃的条件下，反应28小时，得到酶反应液。

酶反应辅助球包括外壳1，酶反应辅助球的直径为1-1.2厘米，外壳1包括相互卡接的一对半球壳，一对半球壳相互卡接，可拆卸进行重复利用，外壳1上开凿有多个均匀分布的透气孔2，外壳1内填充有多个微型氮气球4，微型氮气球4内填充有氮气，微型氮气球4内的压强大于一个标准大气压强，随着酶反应的进行，微型氮气球4的主材料可以为硅胶材料，辅助材料为水溶性材料，通过调整主材料和辅助材料的比例，可控制微型氮气球4在酶反应液中的破裂时间，同一个酶反应辅助球中微型氮气球4的破裂时间是存在梯度的，微型氮气球4会依次破裂，微型氮气球4内的氮气会通过透气孔2进入酶反应液中，氮气可驱赶溶液中溶解的二氧化碳，减少二氧化碳或其他气体的干扰因素，维持酶反应液的ph值，利于生物酶发挥较佳的活性，同时，由于微型氮气球4内存在一定的压强，微型氮气球4破裂后会从透气孔2喷出一定流速的气流，对酶反应液具有搅拌的作用，可使大幅提升反应的速率。

外壳1的外侧壁上固定连接有绒毛层3，绒毛层3为聚四氟乙烯材料，可对微型氮气球4破裂喷出的氮气气流有缓冲的作用，不易造成迸溅，聚四氟乙烯材料稳定性较高，不会对酶反应产生干扰，绒毛层3可吸附部分微型氮气球4破裂后产生的残渣，同时聚四氟乙烯材料便于清理。

步骤五、过滤：将步骤四中的酶反应液过滤，得到过滤后的液体；

步骤六、分离：将步骤五中的液体，经电泳分离膜分别得到l-白氨酸溶液、l-异白氨酸溶液和l-精氨酸溶液；

步骤七、精制提取：将步骤六中所得的l-白氨酸溶液、l-异白氨酸溶液和l-精氨酸溶液进行精制、提取，得到药用原料l-白氨酸、l-异白氨酸和l-精氨酸三个目标物。

本方案可以实现从无食用价值的苜蓿茎叶中提取多种氨基酸，大幅提高了农业效益，制备方法简单，易于产业化，填补了国内从苜蓿茎叶中提取多种氨基酸的技术空白。

实施例3：

请参阅图1，一种从苜蓿中提取氨基酸的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、真空脱水：将1千克新鲜的无食用价值的苜蓿茎叶部分c放入真空脱水设备进行真空脱水干燥，得到干燥物；步骤一中，真空脱水中真空度为-0.15mpa，温度为45℃，干燥时间为2.5小时。

步骤二、破壁粉碎：将步骤一中的干燥物进行破壁粉碎，得到粉碎物；进一步的，步骤二中，粉碎物颗粒的目粒度为300目。

步骤三、超声萃取：将步骤二中的粉碎物加入到超声萃取设备中，萃取的温度为45℃，进行连续萃取，得到非目标产物粗纤维和萃取液，超声萃取设备是利用超声波提取粉碎物中的蛋白质，如用常规搅拌法提取蛋白质，很少能达到蛋白质总含量的30％，但用超声萃取设备既能将部分蛋白质粉碎，也可将80％的蛋白质液化，便于蛋白质的与非目标产物粗纤维的分离。

步骤四、蛋白分解：将步骤三中的萃取液加入分解罐中，在萃取液中加入质量分数为0.3％的防腐剂，防腐剂可以是常用的防腐剂cy-1，可防止蛋白质在分解过程中发生变质，加入质量分数为0.15％的生物酶，生物酶包括蛋白酶和肽酶，蛋白酶和肽酶的比例为1：1.25，加入体积为萃取液体积的1倍的纯净水，纯净水可对萃取液进行稀释，利于蛋白质分解为多肽再分解为氨基酸，在温度为40℃的条件下，反应24小时，得到酶反应液。

酶反应辅助球包括外壳1，酶反应辅助球的直径为1-1.2厘米，外壳1包括相互卡接的一对半球壳，一对半球壳相互卡接，可拆卸进行重复利用，外壳1上开凿有多个均匀分布的透气孔2，外壳1内填充有多个微型氮气球4，微型氮气球4内填充有氮气，微型氮气球4内的压强大于一个标准大气压强，随着酶反应的进行，微型氮气球4的主材料可以为硅胶材料，辅助材料为水溶性材料，通过调整主材料和辅助材料的比例，可控制微型氮气球4在酶反应液中的破裂时间，同一个酶反应辅助球中微型氮气球4的破裂时间是存在梯度的，微型氮气球4会依次破裂，微型氮气球4内的氮气会通过透气孔2进入酶反应液中，氮气可驱赶溶液中溶解的二氧化碳，减少二氧化碳或其他气体的干扰因素，维持酶反应液的ph值，利于生物酶发挥较佳的活性，同时，由于微型氮气球4内存在一定的压强，微型氮气球4破裂后会从透气孔2喷出一定流速的气流，对酶反应液具有搅拌的作用，可使大幅提升反应的速率。

外壳1的外侧壁上固定连接有绒毛层3，绒毛层3为聚四氟乙烯材料，可对微型氮气球4破裂喷出的氮气气流有缓冲的作用，不易造成迸溅，聚四氟乙烯材料稳定性较高，不会对酶反应产生干扰，绒毛层3可吸附部分微型氮气球4破裂后产生的残渣，同时聚四氟乙烯材料便于清理。

步骤五、过滤：将步骤四中的酶反应液过滤，得到过滤后的液体；

步骤六、分离：将步骤五中的液体，经电泳分离膜分别得到l-白氨酸溶液、l-异白氨酸溶液和l-精氨酸溶液；

步骤七、精制提取：将步骤六中所得的l-白氨酸溶液、l-异白氨酸溶液和l-精氨酸溶液进行精制、提取，得到药用原料l-白氨酸、l-异白氨酸和l-精氨酸三个目标物。

本方案可以实现从无食用价值的苜蓿茎叶中提取多种氨基酸，大幅提高了农业效益，制备方法简单，易于产业化，填补了国内从苜蓿茎叶中提取多种氨基酸的技术空白。

实施例1中的1千克新鲜的无食用价值的苜蓿茎叶部分a、实施例2中的1千克新鲜的无食用价值的苜蓿茎叶部分b和实施例3中的1千克新鲜的无食用价值的苜蓿茎叶部分c，三者由3千克新鲜的无食用价值的苜蓿茎叶均匀分成，且均清理干净，排出不可抗因素和误差，可视为三个实施例中使用的材料为相同的材料。请参阅图3，是根据实施例1、实施例2和实施例3所制得的l-白氨酸、l-异白氨酸和l-精氨酸三个目标物的质量。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。