专利名称：一种超声波辅助酶法提取苜蓿叶蛋白的方法
技术领域：
本发明涉及提取蛋白质的方法，尤其涉及一种超声波辅助酶法提取苜蓿叶蛋白的方法。具体涉及一种以紫花苜蓿叶为原料，提取苜蓿叶蛋白的技术，属于植物蛋白技术领域。
背景技术：
叶蛋白是以新鲜的绿色植物茎叶为原料，经压榨取汁、分离汁液中蛋白质和浓缩干燥而制备的蛋白质浓缩物(leaf protein concentration，简称LPC)。苜蓿中含有丰富的叶蛋白，其营养丰富，具有防病、治病、防衰抗老、强身健体等多种生理功能；同时，苜蓿叶蛋白的氨基酸组成齐全且配比合理，与联合国粮农组织推荐的成人氨基酸模式基本相符， 可作为儿童和成人的食用蛋白源和食品添加剂，被FAO认为是一种高质量的食品。但目前苜蓿叶蛋白提取方法大多为加热絮凝法、酸法、碱法、有机溶剂法、酶法及发酵酸法等，加热絮凝法易使蛋白质高温发生变性，溶解度差，使其用途受到限制；酸法、碱法、有机溶剂法易使制得的叶蛋白产品存在大量的酸、碱和有机溶剂污染，给后续工作带来很多麻烦；酶法提取条件较温和，但提取率不高，提取速度较慢；发酵酸法提取是利用发酵产生的有机酸使蛋白质沉淀，条件温和，但缺点是提取时间长且操作繁琐。上述几种方法的局限，使得叶蛋白的提取成本高，品质不够稳定，需要进一步的精制。超声波是一种弹性波，它能产生并传递强大的能量。超声波技术可大大提高提取率和提取速度，是由于超声波具有一系列的力学、热学、电磁学和化学的超声效应，如机械效应、空化效应、热效应和化学效应等。其中超声波的空化效应促使溶剂更大程度的渗入细胞中，在振动处于稀疏状态时，超声波在植物组织细胞里比电磁波穿透更深，停留时间也更长，提高物质传递速度；而且它的次级效应如机械振动、乳化、扩散、击碎和化学效应等可使细胞壁破裂，而加速植物中有效成分的扩散和释放。被浸提的有效成分在被破碎瞬间生物活性保持不变，同时提高破碎速度和提取率。超声波能够产生增溶作用而被广泛应用于有效成分的强化提取，具有成本低、设备简单、操作容易、提取率高等优点。酶法提取反应条件较温和，且能更多地保留蛋白质的营养价值。因此，利用超声波辅助酶法提取叶蛋白可以比较高效、节能和快速地从苜蓿叶中提取优质蛋白质。超声波辅助提取工艺已应用于植物性蛋白的制备中，如CN 102002111A的发明专利提供了采用超声波辅助稀碱液提取紫菜蛋白和多糖。但是到目前为止，还没有应用超声波辅助酶法提取苜蓿叶蛋白的成熟规范化技术。
发明内容
为了解决我国植物蛋白资源匮乏，苜蓿等大量优质牧草仅用作饲料而造成资源浪费的问题，本发明实施方式提供一种超声波辅助酶法提取苜蓿叶蛋白的方法，即采用超声辅助酶法提取苜蓿叶蛋白，优化提取工艺，达到以低耗能、无污染及低成本提取叶蛋白。实现上述目的技术方案为
本发明实施方式提供一种超声波辅助酶法提取苜蓿叶蛋白的方法，该方法包括(1)加工原料采用新鲜的初花期紫花苜蓿，取其植株叶片为加工原料；苜蓿刈割后应尽快加工处理，若需要短时间保存，应装入保鲜袋封口，并置于5°C左右冷藏，以免由于叶子本身的呼吸作用和微生物的污染而使苜蓿叶蛋白产量和品质降低。
(2)清洗、粉碎用自来水清洗2 3次，清洗过程中去除苜蓿叶原料中枯萎、变黄、腐烂和有病虫害的叶子。将清洗好的叶子切成Icm的小段；(3)打浆按重量比苜蓿叶水=1 2的比例加水，放入组织捣碎机中均勻打浆，打浆时间为3分钟。采用140目尼龙滤布过滤，得苜蓿汁液；(4)超声波辅助酶解提取叶蛋白的酶采用纤维素酶，将纤维素酶加入(3)得到的苜蓿汁液中，加酶量为每100毫升所述汁液用3 4克纤维素酶，用食品酸味剂调汁液PH 为4. 5 5. 5，充分搅拌混勻后放入超声波提取器中超声处理，得到提取液；(5)灭酶将(4)得到的提取液在85°C下灭酶IOmin ；(6)絮凝、叶蛋白凝聚物分离在灭酶后溶液中加入食品酸味剂调节其PH值为 4. 0，静置5小时。然后在4000 5000r/min的离心作用下持续处理15 20min，得到叶蛋白粗提物和上清液；(7)干燥将步骤(6)叶蛋白凝聚物干燥至恒重。即得到苜蓿叶蛋白产品。步骤(1)所述初花期苜蓿包括刈割后第二茬或第三茬初花期新鲜苜蓿。步骤(4)所述的纤维素酶的活力为8000U/g，纤维素酶活力单位定义为在37°C，pH 值为5. 5的条件下，每分钟从浓度为4mg/mL的羧甲基纤维素钠溶液中降解释放Iumol还原糖所需的酶量为一个酶活力单位(U)。步骤(4)所述的超声波提取条件为超声功率100 250W，频率为20 40kHz，温度50 60°C，超声持续作用，时间30 40min。步骤(6)所述的食品酸味剂为柠檬酸、苹果酸和酒石酸中的一种。步骤(7)中的干燥方法为热风干燥、真空干燥和冷冻干燥中的一种。本发明与现有技术相比，具有以下有益效果1、超声波辅助酶法与加热絮凝法相比，条件温和，蛋白质提取率高，尤其是所得到的苜蓿叶蛋白产品质量高，不会发生蛋白质变性，溶解度高，适于作为食品添加剂应用在食品工业中。2、超声波辅助酶法与酸法、碱法及有机溶剂法相比，不会使蛋白产品因加入大量酸、碱及有机溶剂造成污染，得到的蛋白产品适于作为食品添加剂应用在食品工业中。3、超声波辅助酶法与酶法相比，可快速、高效、节能地从苜蓿叶中提取蛋白质，所得的蛋白质提取率高、色泽较浅、稳定性好。4、超声波辅助酶法与发酵酸法相比，工艺过程简单，周期短，提取速度快，提取率较高。5、本发明原料来源广泛，且成本较低，采用超声波辅助酶法提取苜蓿叶蛋白，为缓解国内植物蛋白资源的短缺和现有资源的有效利用提供了一条新的途径。
图1超声波辅助酶法提取苜蓿叶蛋白的工艺流程图
具体实施例方式实施例 1(1)加工原料采用新鲜的初花期苜蓿，取其植株叶片为加工原料，所述初花期苜蓿包括刈割后第二茬或第三茬初花期新鲜苜蓿。苜蓿刈割后应尽快加工处理，若需要短时间保存，应装入保鲜袋封口，并置于5°C左右冷藏，以免由于叶子本身的呼吸作用和微生物的污染而使苜蓿叶蛋白产量和品质降低。(2)清洗、粉碎用自来水清洗3次，清洗过程中去除苜蓿叶原料中枯萎、变黄、腐烂和有病虫害的叶子。将清洗好的叶子切成Icm的小段；(3)打浆、榨汁按重量比苜蓿叶7jC= 1 2的比例加水，放入组织捣碎机中均勻打浆，打浆时间为3分钟。采用140目尼龙滤布分离法过滤，得苜蓿汁液；(4)超声波辅助酶解提取叶蛋白的酶采用纤维素酶，将纤维素酶加入(3)得到的苜蓿汁液中，加酶量为每100毫升所述汁液用4克纤维素酶，用柠檬酸调汁液PH为5，充分搅拌混勻后放入超声波提取器中超声提取，超声波提取条件为超声功率220W，频率为 30kHz，温度50°C，超声持续作用，时间40min，得到提取液；上述提取液中含有酶活力为8000U/g的纤维素酶，纤维素酶活力单位定义为在 37°C，pH值为5. 5的条件下，每分钟从浓度为4mg/mL的羧甲基纤维素钠溶液中降解释放 Iumol还原糖所需的酶量为一个酶活力单位(U)。(5)灭酶将(4)得到的提取液在85°C下灭酶IOmin ；(6)絮凝、叶蛋白凝聚物分离在灭酶后溶液中加入柠檬酸调节其PH值为4.0，静置5小时。然后在4000r/min的离心作用下持续处理20min，得到叶蛋白粗提物和上清液；(7)干燥将步骤(6)叶蛋白凝聚物在50°C下的恒温烘箱中干燥至恒重。即得到苜蓿叶蛋白产品。实施例2(1)加工原料同实施例1(2)清洗、粉碎同实施例1(3)打浆、榨汁同实施例1(4)超声波辅助酶解提取叶蛋白的酶采用纤维素酶，将纤维素酶加入(3)得到的苜蓿汁液中，加酶量为每100毫升所述汁液用3克纤维素酶，用苹果酸调汁液PH为4. 5，充分搅拌混勻后放入超声波提取器中超声提取，超声波提取条件为超声功率200W，频率为 30kHz，温度55°C，超声持续作用，时间30min，得到提取液；上述提取液中含有酶活力为8000U/g的纤维素酶，纤维素酶活力单位定义为在 37°C，pH值为5. 5的条件下，每分钟从浓度为4mg/mL的羧甲基纤维素钠溶液中降解释放 Iumol还原糖所需的酶量为一个酶活力单位(U)。(5)灭酶同实施例1(6)絮凝、叶蛋白凝聚物分离在灭酶后溶液中加入苹果酸调节其PH值为4.0，静置5小时。其它步骤同实施例1(7)干燥将步骤(6)叶蛋白凝聚物用真空干燥法干燥至恒重。即得到苜蓿叶蛋
白广品。
实施例3(1)加工原料同实施例1(2)清洗、粉碎同实施例1(3)打浆、榨汁同实施例1(4)超声波辅助酶解提取叶蛋白的酶采用纤维素酶，将纤维素酶加入(3)得到的苜蓿汁液中，加酶量为每100毫升所述汁液用3. 5克纤维素酶，用酒石酸调汁液PH为5，充分搅拌混勻后放入超声波提取器中超声提取，超声波提取条件为超声功率250W，频率为 30kHz，温度50°C，超声持续作用，时间40min，得到提取液；上述提取液中含有酶活力为8000U/g的纤维素酶，纤维素酶活力单位定义为在 37°C，pH值为5. 5的条件下，每分钟从浓度为4mg/mL的羧甲基纤维素钠溶液中降解释放 Iumol还原糖所需的酶量为一个酶活力单位(U)。(5)灭酶同实施例1(6)絮凝、叶蛋白凝聚物分离在灭酶后溶液中加入酒石酸调节其PH值为4.0，静置5小时。然后在5000r/min的离心作用下持续处理15min，得到叶蛋白粗提物和上清液；(7)干燥将步骤(6)叶蛋白凝聚物用冷冻干燥法干燥至恒重。即得到苜蓿叶蛋
白广品。
权利要求
1.一种超声波辅助酶法提取苜蓿叶蛋白的方法，其特征在于包括列下步骤(1)加工原料采用新鲜的苜蓿，取其植株叶片为加工原料；(2)清洗、粉碎用自来水清洗2 3次，清洗过程中去除苜蓿叶原料中枯萎、变黄、腐烂和有病虫害的叶子。将清洗好的叶子切成Icm的小段；(3)打浆按重量比苜蓿叶水=1 2的比例加水，放入组织捣碎机中均勻打浆，打浆时间为3分钟。采用140目尼龙滤布过滤，得苜蓿汁液；(4)超声波辅助酶解提取叶蛋白的酶采用纤维素酶，将纤维素酶加入(3)得到的苜蓿汁液中，加酶量为每100毫升所述汁液用3 4克纤维素酶，用食品酸味剂调汁液pH为 4. 5 5. 5，充分搅拌混勻后放入超声波提取器中超声处理，得到提取液；(5)灭酶将⑷得到的提取液在85°C下灭酶IOmin；(6)絮凝、叶蛋白凝聚物分离在灭酶后溶液中加入食品酸味剂调节其PH值为4.0，静置5小时。然后在4000 5000r/min的离心作用下持续处理15 20min，得到叶蛋白粗提物和上清液；(7)干燥将步骤(6)叶蛋白凝聚物干燥至恒重。即得到苜蓿叶蛋白产品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述苜蓿包括刈割后第二茬或第三茬初花期新鲜苜蓿。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述的纤维素酶的活力为 8000U/g，纤维素酶活力单位定义为在37°C，pH值为5. 5的条件下，每分钟从浓度为4mg/mL 的羧甲基纤维素钠溶液中降解释放Iumol还原糖所需的酶量为一个酶活力单位(U)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)所述超声波提取条件为超声功率100 250W，频率为20 40kHz，温度50 60°C，超声持续作用，时间30 40min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(6)所述的食品酸味剂为柠檬酸、苹果酸和酒石酸中的一种。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(7)中的干燥方法为热风干燥、真空干燥和冷冻干燥中的一种。
全文摘要
本发明公开了一种超声波辅助酶法提取苜蓿叶蛋白的方法，属于植物蛋白技术领域。该方法包括以初花期苜蓿的苜蓿叶为原料，清洗后进行打浆，过滤后得到汁液和浆渣；对汁液进行超声波辅助酶法处理。在汁液中加入纤维素酶并同步超声波提取得提取液。具体条件为加酶量为每100毫升所述汁液用3～4克纤维素酶，超声功率100～250W，频率20～40kHz，温度50～55℃，超声持续作用，时间30～40min，得到提取液；在灭酶后溶液絮凝。然后在4000～5000r/min的离心作用下持续处理15～20min，得到叶蛋白粗提物和上清液；将叶蛋白粗提物提取后进行干燥至恒重，即得到苜蓿叶蛋白产品。本发明工艺过程简单，条件温和，能耗低，提取时间短，提取率高，操作控制容易，便于大规模工业化生产。
文档编号C07K1/14GK102351944SQ20111034361
公开日2012年2月15日 申请日期2011年11月3日 优先权日2011年11月3日
发明者吴红艳, 江成英, 许英一 申请人:齐齐哈尔大学