一种从新鲜植物中高效提取SOD的装置及方法与流程

一种从新鲜植物中高效提取sod的装置及方法
技术领域
1.本发明属于生物技术领域，具体涉及一种从新鲜植物中高效提取 sod的装置及方法。


背景技术：

2.sod是生物体内一种重要的氧自由基清除酶，广泛存在于自然界 中。由于sod具有较强的氧自由基清除能力，因此具有较高的医疗 价值。过往主要从动物血液红细胞中提取，因传染病问题，目前已逐 步停用。利用转基因技术超量表达sod，但因工程菌的安全问题， 使用范围受到限制。目前sod的提取，逐步转移到以植物为来源的 sod提取法。主要流程是对待提取植物在低温条件下进行匀浆处理， 然后用缓冲液分离提取及纯化。由于是在低温条件下进行，导致提取 时间长且提取不充分，造成了一定的物料浪费；
3.目前从植物中提取sod主要流程是对待提取植物在低温条件下进 行处理，然后加缓冲液低温浸提，离心后加硫酸铵除去杂蛋白，最后 用丙酮沉淀sod蛋白。虽然提取过程对sod活性有较强的保护作用， 但整个操作过程极其耗时，仍会引起降解。
4.鉴于上述因素，本技术人公开一种利用能水解植物细胞壁中纤维素 的酶来破坏植物的细胞壁，从而降低细胞中sod溶出的阻力，从而 可以高效提取sod的装置及方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种从新鲜植物中高效提取sod的装置及 方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：一种从新鲜植物中高 效提取sod的装置，包括第一处理阶段及与所述第一处理阶段串联 设置的第二处理阶段，所述第一处理阶段与所述第二处理阶段通过连 接管道连接第一处理器，所述第一处理器通过连接管道连接着第二处 理器，所述第二处理器通过连接管连接着超声提取罐，所述超声提取 罐连接管连接着收集器，所述收集器连接着第一离心机，所述第一离 心机连接着第一存储罐，所述存储罐连接着第二离心机，所述第二离 心机通过连接管连接着第二存储罐，所述第二存储罐通过连接管连接 着第三离心机，所述第三离心机连接着脱盐装置，所述脱盐装置连接 着干燥器。
7.进一步地，所述第一处理阶段包括第一混合仓、第一搅拌仓，所述 第一混合仓与第一搅拌仓串联，所述第一搅拌仓内设有搅拌柱，搅拌 柱与控制电机连接带动搅拌柱旋转，所述搅拌柱上固定间隔设有搅拌 叶；
8.所述第一混合仓与第一搅拌仓之间的连接管道上设有循环泵。
9.进一步地，所述第二处理阶段包括第二混合仓、第二搅拌仓，所述 第二混合仓、第二搅拌仓串联，所述第二搅拌仓内设有搅拌柱，搅拌 柱与控制电机连接带动搅拌柱旋转，所述搅拌柱上固定间隔设有搅拌 叶；
10.所述第二混合仓、第二搅拌仓之间的连接管道上设有循环泵。
30％；本法因工艺减化，可节省20％-35％的生 产用水，可节省5％-15％的能源，对过程6压榨后的滤渣用提取用水 清洗并合并过程9的滤液，用于下一轮产品的提取，还可节省 60％-90％的(nh4)2so4。
附图说明
29.图1是本发明整体流程示意图；
30.图2是本发明第一处理阶段与第二处理阶段局部放大示意图。
具体实施方式
31.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。
32.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”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连 接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以 通过中间媒介间接相连。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。
33.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、
ꢀ“
后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
34.如图1-2所示，一种从新鲜植物中高效提取sod的装置，包括 第一处理阶段1及与所述第一处理阶段1串联设置的第二处理阶段2， 且所述第一处理阶段1与第二处理阶段2之间设有控制阀门，所述第 一处理阶段1与所述第二处理阶段2通过连接管道连接第一处理器7， 所述第一处理器7通过连接管道连接着第二处理器8，所述第二处理 器8通过连接管连接着超声提取罐9，所述超声提取罐9连接管连接 着收集器10，所述收集器10连接着第一离心机11，所述第一离心机 11连接着第一存储罐12，所述存储罐12连接着第二离心机13，所 述第二离心机13通过连接管连接着第二存储罐14，所述第二存储罐 14通过连接管连接着第三离心机15，所述第三离心机15连接着脱盐 装置16，所述脱盐装置16连接着干燥器17。
35.本发明进一步优选的实施例是，所述第一处理阶段1包括第一混合 仓3、第一搅拌仓4，所述第一混合仓3与第一搅拌仓4串联，所述 第一搅拌仓4内设有搅拌柱，搅拌柱与控制电机连接带动搅拌柱旋 转，所述搅拌柱上固定间隔设有搅拌叶；
36.所述第一混合仓3与第一搅拌仓4之间的连接管道上设有循环泵。
37.本发明进一步优选的实施例是，所述第二处理阶段2包括第二混合 仓5、第二搅拌仓6，所述第二混合仓5、第二搅拌仓6串联，所述 第二搅拌仓6内设有搅拌柱，搅拌柱与控制电机连接带动搅拌柱旋 转，所述搅拌柱上固定间隔设有搅拌叶；
38.所述超声提取罐9采用tq型多功能直筒式提取罐药植物常压加压 水煎温浸提取浓缩设备。
39.所述干燥器采用jt-8000y型号的喷雾干燥器进行干燥处理。
40.所述第二混合仓5、第二搅拌仓6之间的连接管道上设有循环泵。
41.本发明进一步优选的实施例是，所述第一处理器7为缓冲仓，且所 述第一处理器7为具有夹壁内层设置的罐体结构。
42.本发明进一步优选的实施例是，所述第二处理器8为中空的腔体结 构，所述第二处理器8底部固定设有加热板或是间隔设置的加热管。
43.本发明进一步优选的实施例是，所述第一离心机11、第二离心机 13、第三离心机15采用相同结构设置，所述第一离心机11、第二离 心机13、第三离心机15采用立式或是卧式管式离心机。
44.本发明进一步优选的实施例是，采用半透膜或层析柱法脱去离心后 上清液中的硫酸铵。
45.本发明进一步优选的实施例是，所述脱盐装置16为半透膜脱盐采 用醋酸纤维膜或聚酰胺膜的半透膜进行扩散脱盐。
46.本发明进一步优选的实施例是，所述脱盐装置16为层析柱结构， 其型号采用pd-10脱盐层析柱。
47.一种从新鲜植物中高效提取sod的方法，包括一下步骤：
48.第一步，第一混合仓3内存储的自来水或纯化水通过循环泵导入第 一搅拌仓4，在第一搅拌仓4内直接加入过量的(nh4)2so4固体，搅拌 后备用；
49.第二步，所述第二混合仓5内设有喷淋冲洗头，将sod来源植物 投放至所述第二混合仓5内，将第一步中的混合液体投放第二搅拌仓 6内进行搅拌，备用；
50.第三步，第二步搅拌混合的混合物料进入所述第一处理器7经过缓 冲通入到第二处理器8；
51.加入0.2％-2％的纤维素酶，使酶解时温度保持在28℃-40℃之间， 酶解30min-6h；
52.将酶解后的匀浆液加热灭活纤维素酶，温度为40℃-60℃，保温时 间30s-30min。
53.第四步，所述第二处理器8与超声提取罐9连通，通过超声提取罐 9对步骤三中的匀浆液进行超声以缩短提取时间，超声输出功率为 100～800w之间；
54.第五步，对步骤四中保温结束后的匀浆液通过第一离心机11进行 第一次离心，压榨滤液并合并滤液；
55.第六步，第五步中的过滤收集滤液进入第一存储罐12留存送入到 第二离心机合并滤液并离心；
56.第七步，第六步中的离心液进入第二存储罐14，取上清液留存并 加入适量的硫酸铵；
57.第八步，第七步中的混合液经过第三离心机15再次离心，收集沉 淀；
58.第九步，第三离心机15连接着脱盐装置16，所述脱盐装置16连 接着干燥器17，第三离心机15离心后通过透析膜透析或是层析柱除 去硫酸铵，经过干燥器17干燥后即得sod精品。
59.本方法对刺梨果等sod来源植物进行清洗、打浆后，加热灭活后 用纤维素酶进行酶解，再依次进行超声、离心、加盐、离心、脱盐及 干燥后即得到sod精品
60.所述sod为植物源的超氧化物歧化酶。
61.所述sod种类包含含铜与锌超氧化物歧化酶(cu-znsod)、含锰 超氧化物歧化酶(mn-sod)和含铁超氧化物歧化酶fe-sod。
62.所述sod来源包括但不限于刺梨、小麦苗等富含sod的植物。
63.所述超声输出功率为100-800w。
64.所述加盐为向溶液中加入硫酸铵或硫酸铵的浓溶液。
65.所述脱盐是指用利用醋酸纤维膜或聚酰胺膜等半透膜进行扩散脱 盐，或者利用各类微球层析柱进行脱盐。
66.本发明旨在开发一种能从植物源材料中快速提取sod的方法，该 法能大幅缩短sod的提取时间，且所得产物纯度高。sod是一种广 泛存在于动植物体的酶，能清除生物体内的氧自由基，具有较强的抗 氧化作用，在医药及化妆品领域具有较高的应用价值。sod具有较 高的热稳定性，当温度在70℃以下时，温度对其活性不会产生明显 影响。而植物体内的其他蛋白，多随温度的升高而发生变性，从而出 现聚沉。植物体内的蛋白多数在中低浓度的(nh4)2so4溶液中就会因 盐析而沉淀，而sod仅在高浓度的(nh4)2so4溶液中才会盐析，且盐 析不影响sod的活性。同时(nh4)2so4的溶解度随温度的升高会大幅 上升，因此本专利利用在低温下饱和的(nh4)2so4溶液为提取溶剂， 对植物材料进行提取，然后加热使植物组织中的杂蛋白变性沉淀，趁 热离心去除杂蛋白。
67.通过升温杀死植物细胞，改变细胞膜的通透性，变性细胞中的杂 蛋白，同时保留sod的活性，冷却后再用纤维酶水解植物细胞的细 胞壁，降低细胞壁对sod溶出的阻力，随后再通过加热的方法灭活 纤维酶，同时超声提取，过滤后离心并收集滤液。向滤液中加入适量 的硫酸铵，沉淀溶液中的杂蛋白，继续加入硫酸铵沉淀sod并再次 离心，收集沉淀物，溶解后用半透膜脱盐，干燥后即为sod纯品。
68.一种从植物中高效提取sod的操作过程是：
69.将新鲜或冰鲜的sod来源植物加水后进行匀浆，然后加热灭活植 物细胞后，冷却至40℃以下，添加纤维素酶水解植物细胞壁。加热 灭活纤维素酶，同时超声提取促进sod的溶出，过滤收集滤液并压 榨滤渣，合并滤液并离心，取上清并加入适量的硫酸铵，二次离心后 取上清，并添加过量硫酸铵，再次离心，收集沉淀，用透析膜透析除 去硫酸铵，干燥后即得sod精品。
70.具体操作如下：每1份新鲜植物或冰鲜植物0.5-5份的加水，然后 匀浆。
71.将匀浆后的植物匀浆液加热，以灭活植物组织，温度为40℃-60℃， 保温时间30s-30min。
72.将加热后的匀浆液冷却至40℃以下，然后加入0.2％-2％的纤维素 酶，使酶解时温度保持在28℃-40℃之间，酶解30min-6h。
73.将酶解后的匀浆液加热灭活纤维素酶，温度为40℃-60℃，保温时 间30s-30min。
74.将酶解后的匀浆液过滤，压榨滤渣后合并滤液，对滤进行离心， 离心机转速为2000rpm-15000rpm.收集上清液。
75.向收集液中加入硫酸铵，使硫酸铵的饱和度达10-60％，然后离心， 收集上清。
76.向上清液中继续加入硫酸铵，使饱和度达60％至饱和，再次离心， 收集沉淀。
77.将沉淀放于半透膜袋中，透析除去硫酸铵。
78.透析完成后，收集透析袋内液体，干燥即为sod纯品。
79.具体实施例一：
80.具体操作如下：每1份新鲜植物或冰鲜植物5份的加水，然后匀浆。
81.将匀浆后的植物匀浆液加热，以灭活植物组织，温度为60℃，保 温时间30min。
82.将加热后的匀浆液冷却至40℃以下，然后加入2％的纤维素酶， 使酶解时温度保持在40℃之间，酶解6h。
83.将酶解后的匀浆液加热灭活纤维素酶，温度60℃，保温时间 30min。
84.将酶解后的匀浆液过滤，压榨滤渣后合并滤液，对滤进行离心， 离心机转速为15000rpm.收集上清液。
85.向收集液中加入硫酸铵，使硫酸铵的饱和度达60％，然后离心， 收集上清。
86.向上清液中继续加入硫酸铵，使饱和度达60％至饱和，再次离心， 收集沉淀。
87.将沉淀放于半透膜袋中，透析除去硫酸铵。
88.透析完成后，收集透析袋内液体，干燥即为sod纯品。
89.具体实施例二：
90.具体操作如下：每1份新鲜植物或冰鲜植物2份的加水，然后匀浆。
91.将匀浆后的植物匀浆液加热，以灭活植物组织(第二处理器中运 行操作)，温度为50℃，保温时间20min。
92.将加热后的匀浆液冷却至40℃以下，然后加入1％的纤维素酶， 使酶解时温度保持在32℃之间，酶解2h。
93.将酶解后的匀浆液加热灭活纤维素酶，温度为45℃，保温时间 30min。
94.将酶解后的匀浆液过滤，压榨滤渣后合并滤液，对滤进行离心， 离心机转速为2000rpm.收集上清液。
95.向收集液中加入硫酸铵，使硫酸铵的饱和度达30％，然后离心， 收集上清。
96.向上清液中继续加入硫酸铵，使饱和度达60％至饱和，再次离心， 收集沉淀。
97.将沉淀放于半透膜袋中，透析除去硫酸铵。
98.透析完成后，收集透析袋内液体，干燥即为sod纯品。
99.具体实施例三：
100.具体操作如下：每1份新鲜植物或冰鲜植物4份的加水，然后匀浆。
101.将匀浆后的植物匀浆液加热，以灭活植物组织，温度为45℃，保 温时间2min。
102.将加热后的匀浆液冷却至40℃以下，然后加入0.2％的纤维素酶， 使酶解时温度保持在28℃之间，酶解30min。
103.将酶解后的匀浆液加热灭活纤维素酶，温度为50℃，保温时间 15min。
104.将酶解后的匀浆液过滤，压榨滤渣后合并滤液，对滤进行离心， 离心机转速为15000rpm.收集上清液。
105.向收集液中加入硫酸铵，使硫酸铵的饱和度达60％，然后离心， 收集上清。
106.向上清液中继续加入硫酸铵，使饱和度达60％至饱和，再次离心， 收集沉淀。
107.将沉淀放于半透膜袋中，透析除去硫酸铵。
108.透析完成后，收集透析袋内液体，干燥即为sod纯品。
109.具体实施例四：
110.具体操作如下：每1份新鲜植物或冰鲜植物3份的加水，然后匀浆。
111.将匀浆后的植物匀浆液加热，以灭活植物组织，温度为40℃-60℃， 保温时间30smin。
112.将加热后的匀浆液冷却至40℃以下，然后加入1.2％的纤维素酶， 使酶解时温度保持在30℃之间，酶解1.5h。
113.将酶解后的匀浆液加热灭活纤维素酶，温度为48℃，保温时间15min。
114.将酶解后的匀浆液过滤，压榨滤渣后合并滤液，对滤进行离心， 离心机转速为10000rpm.收集上清液。
115.向收集液中加入硫酸铵，使硫酸铵的饱和度达40％，然后离心， 收集上清。
116.向上清液中继续加入硫酸铵，使饱和度达60％至饱和，再次离心， 收集沉淀。
117.将沉淀放于半透膜袋中，透析除去硫酸铵。
118.透析完成后，收集透析袋内液体，干燥即为sod纯品。
119.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的 细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他 的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看 作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而 不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范 围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记 视为限制所涉及的权利要求。
120.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非 每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅 仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实 施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解 的其他实施方式。