专利名称：一种植物叶蛋白的复合提取方法及其在皇竹草上的应用的制作方法
技术领域：
本发明属于生物饲料生产和食品加工领域，具体地说涉及一种植物叶蛋白复合提取方法及该方法在皇竹草叶蛋白提取和皇竹草草汁饮料生产上的应用。
背景技术：
叶蛋白是以新鲜的青绿植物茎叶为原料，经压榨取汁、汁液中蛋白质分离和浓缩干燥而制备的蛋白质浓缩物(leaf protein concentrate.简称LPC)。大量研究表明叶蛋白制品蛋白质含量55％～72％，可利用的碳水化合物5％～20％，粗纤维0.5％～1.5％，脂肪7％～25％，灰分0.5％～1.5％，总能量平均为439kcal/100g。叶蛋白含有18种氨基酸，其中包括8种人体必需的氨基酸，且其组成比例平衡，与联合国粮农组织推荐的成人氨基酸模式基本相符，特别是赖氨酸含量较高，这对多以谷物类为主食的第三世界国家尤为重要.LPC的Ca，P，Mg，Fe，Zn的含量高，是各类种子的5～8倍，胡萝卜素和叶黄素含量比叶子分别高20～30倍和4～5倍，无动物蛋白所含的胆固醇，具有防病治病，防衰抗老，强身健体等多种生理功能。被FAO认为是一种高质量的食品，是一种具有高开发价值的新型蛋白质资源.
叶蛋白(LPC)其蛋白质含量高、水溶性强，其氨基酸组成齐全、营养丰富、生产原料来源广泛，而且由于叶蛋白是从绿色植物细胞中提取的天然产物，不含胆固醇，容易为人和动物吸收利用，同时避免了动物蛋白因各种传染性疾病如SARS病毒、禽流感、疯牛病、口蹄疫等病害带来的风险，另一方面，由于叶蛋白含有多种维生素、不饱和脂肪酸和多种酶类物质如超氧化物歧化酶(SOD)等，是世界公认的具有保健功能的食品，同时也是提高畜禽免疫力及其产品品质的优质饲料，如叶蛋白中含有的核黄素添加在禽类饲料中会使禽蛋颜色深黄风味更佳。开发植物叶蛋白取代进口鱼粉和豆粕。植物叶蛋白的研究和生产应用在欧美发达国家起步较早，现在法国、英国、比利时、美国、澳大利亚均有生产。
目前叶蛋白制备方法主要包括(1)酸性热提法；(2)乳酸发酵法；(3)盐析法；(4)凝聚剂沉淀法；(5)超滤法。这些方法生产成本高、耗能大，蛋白质提取率低(在45％以下)。
皇竹草为禾本科多年生草本植物，因植株特别高大，茎杆似竹而得名。它是由象草与美洲狼尾草杂交育成的高产优质禾本科牧草，皇竹草为四碳作物，其产草量比象草高10～40％，粗蛋白含量高11～24％，茎糖锤度高8.3％。皇竹草叶片宽阔，柔软，茎脆嫩，对家禽家畜适口性比象草好，且能适应全国多数地区的气候条件和土质条件，栽培容易。皇竹草种一次可连续收割七、八年它还可象割韭菜一样随割随长，一年四季都可采割，一年可割六、七次。每公顷可产225000-375000千克皇竹草，因此皇竹草是提取植物叶蛋白的理想植物。
发明内容
本发明目的是提供一种热能消耗少、生产成本低、蛋白质提取率高的植物叶蛋白的复合提取方法。
本发明的另一个目的是提供了该方法在皇竹草叶蛋白提取和皇竹草草汁饮料生产上的应用。
本发明通过以下技术方案实现一种植物叶蛋白的复合提取方法，将新鲜植物茎叶切碎、揉搓或打浆，然后榨汁，所得汁液通过压力膜过滤得浓缩液和透过液，所得透过液再通过压力膜过滤，所得浓缩液经加热或冷冻使蛋白质凝聚，然后再经离心分离、干燥即获得植物叶蛋白。
上述植物叶蛋白的复合提取方法，还可以包括以下步骤(1)、将新鲜植物茎叶清洗干净，然后切碎并揉搓，再利用榨汁机在10～30kg/cm2压力下进行榨汁，得草渣和榨汁；(2)、将步骤(1)中所得的榨汁用0.1～0.01u孔径纤维膜浓缩，得浓缩液和透过液；(3)、将步骤(2)所得透过液再用4000-6000道尔顿孔径纤维膜进行过滤，得浓缩液和透过液；(4)、将步骤(2)和步骤(3)所得浓缩液合并，并输送到处理罐，在45～80℃下处理5～8分钟，或在2～5℃下处理3～5分钟使蛋白质凝聚，然后再输送到叠片式离心机中在4000～7000r/m下进行离心，得液体和膏状物质；将所得液体返回纤维管膜再进行浓缩；(5)、将步骤(4)中所得膏状物质进行干燥，可得粉状植物叶蛋白。上述提取方法步骤(1)中所述的植物可以是蛋白质含量较高的牧草或其他茎叶植物，例如可以是皇竹草。
上述提取方法中步骤(1)中所述的新鲜植物茎叶一般是在其蛋白质产量最高的时期进行收割。
上述提取方法步骤(1)中所述的切碎揉搓可在切碎揉搓机中进行。
上述提取方法步骤(1)中所述的切碎是指将植物茎叶切碎成1～10cm的片段。
上述提取方法步骤(1)中所述的榨汁可在液压榨汁机或螺旋榨汁机中进行。
上述提取方法步骤(1)中切碎的植物茎叶还可以再按草水比1∶1～3比例，在打浆机中打浆，然后将浆液用板框压滤机压滤。
上述提取方法步骤(1)中所得草渣可以按照通常的方式加工成青储饲料或草粉、草粒、草饼等。
上述提取方法步骤(2)和步骤(3)中所得透过液可用于生产草汁饮料。
上述提取方法步骤(4)中所述的干燥，可以是喷雾干燥或者冷冻干燥。
上述提取方法中所述的喷雾干燥是指上述步骤(4)中所得膏状物，输送到喷雾干燥机中进行喷雾干燥，即通过泵将膏状物送入雾化器中进行雾化，雾化物在热风塔内干燥降落回收，回收粉状物既为叶蛋白产品，进行计量包装。热风进口温度180℃～250℃，出风口温度65℃～90℃。
上述提取方法中所述的冷冻干燥是指将所得膏状物送入冷冻干燥机中干燥，其过程是先将膏状物在-40℃下速冻成冰晶状，再用冷冻干燥机中用45℃～60℃蒸发干燥，干燥后的粉状产品即为植物叶蛋白。
本发明中所用的切碎揉搓机产自天津，型号为30t/h LMNK-5070-X；所用的液压榨汁机产自山东海洋市；所用的螺旋榨汁机产自江苏常州；所用的喷雾干燥塔产自江苏常州；所用的压力管纤维膜产自天津。
本发明所具有的优点和有益效果(1)、应用本发明方法植物叶蛋白质提取效率高，其蛋白质提取率可达90％以上；(2)耗能少，其浓缩液温处理部分只有原液的十分之一以下，节省能耗90％；(3)生产成本低，其原因是节约能耗，简化了工艺，生产用工少，生产成本只有其他方法的50％以下；(4)经济效益高，一公顷皇竹草可提取10500千克植物叶蛋白，目前国际市场价每公植物叶蛋白价格7000-12000元，其深加工的效益相当可观；(5)加工后的蛋白质保持原有形态不发生任何变性。
本发明采用压力膜浓缩技术与温处理蛋白质分离技术相结合的复合提取方法，用压力膜技术可将原液浓缩10倍，温处理分离后上清液可返回再提取，该复合提取工艺汁液中蛋白质的提取率可达90％以上。提取后的透过液清亮透明，除去了细菌、病毒以及大分子化合物，含丰富的矿物物质和少量的氨基酸，口味清甜，弱带竹香，是制作天然运动饮料的上佳原料。
图1为植物叶蛋白复合提取方法流程示意方框图。
具体实施例方式
实施例1将株高1.3～1.5m的皇竹草植株割下，用高压水枪冲洗灰尘和泥土，将1吨鲜草送入切碎揉搓机，将揉搓好的物料输送到液压榨汁机中榨汁，得汁液600-700kg，渣300-400kg，其草渣直接用打捆机和包膜机制作青储饲料，汁液送入孔径0.1u纤维管压力膜中过滤浓缩，透过液再经6000道耳顿孔径纤维管压力膜过滤，其透过液约540-640kg用于制作皇竹草草汁运动饮料，两次浓缩液合并在一起约60kg，输送到温处理罐进行温处理，2℃(5分钟)、45℃(10分钟)、75℃(5-8分钟)为三个最佳凝聚点，再进入叠片式高速离心机(4000-7000r/m)，离心分离，液体部分返回6000道尔顿膜中再次过滤，膏状部分进入喷雾干燥塔中干燥(进风温度190～220℃，出口风温75～85℃，烘干的产品为淡绿色到淡黄色粉状产品，重量20kg，水分含量小于3％，再进行计量包装。
实施例2将盛花期的紫花苜蓿植株割下，用高压水枪冲洗灰尘和泥土，将1吨鲜草送入切碎揉搓机，将揉搓好的物料输送入打浆机中，按1∶1草水比加水打浆，再将浆液送入板框压滤机中压滤榨汁，得汁液1600～1650kg，草渣350～400kg，其草渣直接用打捆机和包膜机制作青储饲料，汁液送入孔径0.1～0.01u纤维管压力膜中过滤浓缩，透过液再经6000道耳顿孔径纤维管压力膜过滤，其透过液约1540～1640kg用于制作皇竹草草汁运动饮料，两次浓缩液合并在一起约60kg，输送到温处理罐进行温处理，55℃(10分钟)、80℃(5～8分钟)为两个最佳凝聚点，再进入叠片式高速离心机(4000～7000r/m)，离心分离，液体部分返回6000道尔顿膜中再次过滤，膏状部分进入喷雾干燥塔中干燥(进风温度180-200℃，出口风温70-80℃)，烘干的产品为淡绿色到淡黄色粉状产品，重量30kg，水分含量小于3％，再进行计量包装。
权利要求
1.一种植物叶蛋白的复合提取方法，将新鲜植物茎叶切碎、揉搓或打浆，然后榨汁，所得汁液通过压力膜过滤得浓缩液和透过液，所得透过液再通过压力膜过滤，所得浓缩液经加热或冷冻使蛋白质凝聚，再经离心分离、干燥即获得植物叶蛋白。
2.按照权利要求1所述的提取方法，还可以包括以下步骤(1)、将新鲜植物茎叶清洗干净，然后切碎并揉搓，再利用榨汁机在10～30kg/cm2压力下进行榨汁，得草渣和榨汁；(2)、将步骤(1)中所得的榨汁用0.1-0.01u孔径纤维膜浓缩，得浓缩液和透过液；(3)、将步骤(2)所得透过液再用4000-6000道尔顿孔径纤维膜进行过滤，得浓缩液和透过液；(4)、将步骤(2)和步骤(3)所得浓缩液合并，并输送到处理罐，并在45～80℃下处理5～8分钟，或在2～5℃下处理3～5分钟使蛋白质凝聚，然后再输送到叠片式离心机中在4000～7000r/m下进行离心，得液体和膏状物质；将所得液体返回纤维管膜再进行浓缩；(5)、将步骤(4)中所得膏状物质进行干燥，可得粉状植物叶蛋白。
3.按照权利要求2所述的提取方法，其特征在于步骤(1)中切碎的植物茎叶还可以再按草水比1∶1～3比例，在打浆机中打浆，然后将浆液用板框压滤机压滤。
4.按照权利要求1或2所述的提取方法，其特征在于所述的植物可以是牧草或其他茎叶植物。
5.按照权利要求4所述的提取方法，其特征在于所述的植物是皇竹草。
6.按照权利要求1或2所述的提取方法，其特征在于所述的切碎揉搓在切碎揉搓机中进行。
7.按照权利要求1或2所述的提取方法，其特征在于切碎的茎叶片段长度为1～10cm。
8.按照权利要求2所述的提取方法，其特征在于所得草渣可以按照通常的方式加工成青储饲料或草粉、草粒、草饼。
9.按照权利要求2所述的提取方法，其特征在于所得透过液可用于生产草汁饮料。
10.按照权利要求2所述的复合提取方法，其特征在于所述的干燥是喷雾干燥或者冷冻干燥。
全文摘要
本发明公开了一种植物叶蛋白的复合提取方法，属于生物饲料生产和食品加工领域。本发明主要是将新鲜植物茎叶切碎、揉搓或打浆，然后榨汁，所得汁液通过压力膜过滤得浓缩液和透过液，所得浓缩液再经加热或冷冻使蛋白质凝聚，再经离心分离、干燥即获得植物叶蛋白。其所得滤渣可以加工成青储饲料或草粉、草粒、草饼，所得透过液可以加工成草汁饮料。利用本发明方法提取的植物叶蛋白(LPC)的蛋白质含量可达30％－60％，并含有丰富的脂肪、Vc、Ve及类胡萝卜素，而且本发明方法耗能少、生产成本低，经济效益高。
文档编号A23L2/02GK1943391SQ20061013836
公开日2007年4月11日 申请日期2006年11月9日 优先权日2006年11月9日
发明者李双来, 郑炎光, 胡诚, 乔艳, 范林, 王治喜 申请人:武汉光盛生物工程技术开发有限公司, 湖北省农业科学院植保土肥研究所