专利名称：一种芡实蛋白及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种芡实蛋白，特别涉及一种碱提酸沉法提取芡实蛋白的制备方法，属于食品研究开发技术领域。
背景技术：
突实含有丰富的营养物质，如蛋白质、碳水化合物、矿物质等。突实蛋白质容易被人体消化吸收和有救利用，尤其适于老人和儿童食用。芡实中蛋白质和碳水化合物含量与金针菜、银耳、木耳等相当，高于大米、玉米、高梁等一般谷类作物；对芡实蛋白质中18种氨基酸含量测定表明，芡实中氨基酸种类齐全，配比较合理，必需氨基酸占到了氨基酸总量的24. 6%，更有利于人体的吸收和利用。因此芡实可以作为人体优质蛋白质的理想来源。
碱提酸沉法利用蛋白质的两性特点，用稀碱液使蛋白质溶解出来，然后离心去除不溶性物质，再用酸调节浸出液的PH值至蛋白质的等电点，这时蛋白质凝聚沉淀下来，经离心分离后得到蛋白质沉淀物，再经洗涤、中和、干燥即得到分离蛋白。此法在大豆分离蛋白的提取中已广泛应用。碱液可使蛋白质和淀粉的紧密结构变得疏松，易于分离。稀碱对蛋白质的作用很复杂，如PH值、温度、时间、料液比等因素对蛋白质的影响都会引起提取体系及提取效率的改变。采用现代分离技术提取芡实蛋白，为充分开发利用植物性蛋白资源，提高我国居民的营养水平提供理论依据。本课题探索芡实分离蛋白提取的合理新工艺，并深入研究其功能性质和在食品中的应用价值。此研究可提高芡实的产品附加值，保护水资源环境，增加了芡实的综合利用率，对于发展可循环绿色经济具有十分重要的作用。有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氨基酸配比合理，营养全面，稳定性高，凝胶性和流变性较好的芡实蛋白及其制备方法。为实现发明目的，采用如下技术方案
一种芡实蛋白的制备方法，所述制备方法包括以下步骤
(1)制备芡实果仁浆液；
(2)用碱性pH调节剂调节芡实果仁浆液的pH值，震荡提取，得到芡实蛋白的碱浸提
液；
(3)将芡实蛋白的碱浸提液离心，分离上清液和沉淀；
(4)取上清液透析，用盐酸溶液调节透析液pH值，静置，离心，取沉淀，加入蒸馏水，搅拌均匀得到芡实蛋白分散液；
(5)用碱性pH调节剂调节芡实蛋白分散液的pH值，冷冻干燥，得芡实蛋白。其中优选步骤(I)为取新鲜的芡实果仁，加入NaCl溶液浸泡溶胀后，粉碎打浆，过150-250目筛，即得芡实果仁浆液。
更优选所述NaCl溶液的体积为芡实果仁质量的6-12倍，NaCl溶液浓度为O. 1-1. Omol/L，其中含O. 02-0. 08%亚硫酸钠，室温下浸泡时间为l_2h。其中所述步骤2为用O. 2-0. 8mol/L的氢氧化钠溶液将芡实果仁浆液的pH值调节至7-10，室温下震荡提取l_2h，震荡频率为30-4500r/min，得到芡实蛋白的碱浸提液。其中步骤(3)所述的离心为25°C下，以2500_4000r/min的速度离心10_30min。其中步骤(4)所述透析采用大小为MWC0:8000-12000Da的透析袋，2_6°C下透析64-86h，所述盐酸溶液浓度为O. 8-1. 2mol/L，上清液的pH值调节至5. 8-6. 15，静置时间为2-4h，所述离心为2-6°C下，以8000-12000r/min的速度离心10_30min，离心后得到的沉淀加入蒸馏水的质量为沉淀质量的2-5倍。其中步骤(5)中所述的碱性pH调节剂为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液浓度为O. 2-0. 8mol/L，将芡实蛋白分散液的pH值调节至7_8。
其中步骤(5)中所述的冷冻干燥的凝冰温度为-54°C，冷阱室内冷冻的搁板温度为-20 0C ο更优选所述制备方法包括以下步骤
(1)取新鲜的芡实果仁，加入体积为芡实果仁质量8倍的NaCl溶液室温浸泡溶胀I.5h后，粉碎打浆，过200目筛，即得芡实果仁浆液；所述NaCl溶液浓度为O. 5mol/L，其中含
0.05%亚硫酸钠；
(2)用O.5mol/L的氢氧化钠溶液将芡实果仁浆液的pH值调节至8. 5，室温下震荡提取
1.5h，得到芡实蛋白的碱浸提液；
(3)将芡实蛋白的碱浸提液在25°C下，以3200r/min的速度离心20min，分离上清液和沉淀；
(4)取上清液入MWCO:IOOOODa的透析袋，4°C下透析72h，用I. Omol/L的盐酸溶液将上清液的pH值调节至6. O,静置3h,在4 下，以10000r/min的速度离心20min,取沉淀,加入沉淀质量的3. 5倍的蒸馏水，搅拌均匀得到芡实蛋白分散液；
(5)用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将芡实蛋白分散液的pH值调节至7. 5，冷冻干燥，得芡实蛋白。此外，本发明还进一步要求保护一种以上述制备方法所制得的芡实蛋白。以下对本发明作进一步的详细介绍
芡实蛋白是一种具有氨基酸配比合理，营养全面，稳定性高，良好凝胶性和流变性等功能特性的乳白色粉末。芡实蛋白可应用于饮料、蛋糕、火腿肠、色拉和乳制品等食品中。芡实蛋白的提取为开发利用我国植物性蛋白质资源，提高我国居民的营养水平提供理论依据。它可以提高芡实的产品附加值，保护水资源环境，增加了芡实的综合利用率，对于发展可循环绿色经济具有十分重要的作用，同时获得较高的经济效益，适合工业化生产。本发明基于芡实的具体组成，提出了一种科学合理的芡实蛋白制备方法，该制备方法包括以下步骤
(I)制备芡实果仁浆液；
该步骤可以但并不限于取新鲜的芡实果仁，加入NaCl溶液浸泡溶胀后，粉碎打浆，过150-250目筛，即得芡实果仁浆液。为了提高芡实蛋白的提取率，发明人进一步研究了芡实果仁浆液的制备，结果表明，当NaCl溶液的体积为芡实果仁质量的6-12倍，NaCl溶液浓度为O. 1-1. Omol/L，其中含O. 02-0. 08%亚硫酸钠，室温下浸泡时间为l_2h时，芡实果仁浆液的质量最高。(2)用碱性pH调节剂调节芡实果仁浆液的pH值，震荡提取，得到芡实蛋白的碱浸提液；
该步骤中碱性PH调节剂可以为现有技术公开的多种碱性pH调节剂，如为氢氧化钠、氢氧化钾等，本发明优选采用浓度为O. 2-0. 8mol/L的氢氧化钠溶液，将芡实果仁浆液的pH值调节至7-10，然后在室温下震荡提取l_2h，震荡频率为30-4500r/min，在此技术方案下，能够保证碱浸体液的蛋白含量。(3)将芡实蛋白的碱浸提液离心，分离上清液和沉淀；
该步骤中离心可以采用本领域技术人员习用的技术方案，优选所述的离心为25°C下，以2500-4000r/min的速度离心10-30min,更优选以3200r/min的速度离心20min,以使突 实蛋白得到更理想的分离。(4)取上清液透析，用盐酸溶液调节透析液pH值，静置，离心，取沉淀，加入蒸馏水，搅拌均匀得到芡实蛋白分散液；
该步骤优选透析所用的透析袋大小为MWC0:8000-12000Da，于2_6°C下透析64_86h，所述盐酸溶液浓度为O. 8-1. 2mol/L，上清液的pH值调节至5. 8-6. 15，静置时间为2_4h，所述离心为2-6°C下，以8000-12000r/min的速度离心10_30min，离心后得到的沉淀加入蒸馏水的质量为沉淀质量的2-5倍。其中更优选取上清液入MWC0:10000Da的透析袋，于4°C下透析72h，用l.Omol/L的盐酸溶液将上清液的pH值调节至6. 0，静置3h，在4°C下，以10000r/min的速度离心20min,取沉淀,加入沉淀质量的3. 5倍的蒸懼水。本步骤中通过先透析，后用蒸馏水对芡实蛋白进行复溶的操作，进一步提高了芡实蛋白的纯度和提取率。(5)用碱性pH调节剂调节芡实蛋白分散液的pH值，冷冻干燥，得芡实蛋白。该步骤中碱性pH调节剂可以为现有技术公开的多种碱性pH调节剂，如为氢氧化钠、氢氧化钾等，本发明优选采用浓度为0. 2-0. 8mol/L的氢氧化钠溶液,更优选氢氧化钠溶液浓度为0. 2-0. 8mol/L，将芡实蛋白分散液的pH值调节至7_8。优选所述的冷冻干燥的凝冰温度为-54°C，冷阱室内冷冻的搁板温度为_20°C，该冷冻干燥条件下，所得芡实蛋白具有良好凝胶性和流变性。为了使上述制备方法更科学合理，发明人深入研究并提出了本发明的一种最佳实施方式，使芡实蛋白的提取率和纯度达到最佳值。所述最优选的制备方法包括以下步骤
(1)取新鲜的芡实果仁，加入体积为芡实果仁质量8倍的NaCl溶液室温浸泡溶胀I.5h后，粉碎打浆，过200目筛，即得芡实果仁浆液；所述NaCl溶液浓度为0. 5mol/L，其中含
0.05%亚硫酸钠；
(2)用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将芡实果仁浆液的pH值调节至8. 5，室温下震荡提取
1.5h，得到芡实蛋白的碱浸提液；
(3)将芡实蛋白的碱浸提液在25°C下，以3200r/min的速度离心20min，分离上清液和沉淀；
(4)取上清液入MWCO:IOOOODa的透析袋，4°C下透析72h，用I. 0mol/L的盐酸溶液将上清液的pH值调节至6. O,静置3h,在4 下，以10000r/min的速度离心20min,取沉淀,加入沉淀质量的3. 5倍的蒸馏水，搅拌均匀得到芡实蛋白分散液；
(5)用O. 5mol/L的氢氧化钠溶液将芡实蛋白分散液的pH值调节至7. 5，冷冻干燥，得芡实蛋白。采用上述技术方案，本发明所得的芡实蛋白具有氨基酸配比合理，营养全面，稳定性闻等特点；同时突实蛋白提取率闻达90%,突实蛋白纯度闻达93% ;本发明所提供的制备方法简单易行，适宜广泛推广应用。
具体实施例方式实施例I
取芡实果仁，加入10倍于芡实果仁质量的O. 5mol/LNaCl溶液(含O. 05%亚硫酸钠)浸泡lh，用食品打浆机打浆，过200目筛，得芡实果仁浆液；采用浓度为O. 5mol/L的氢氧化钠 溶液调节浆液的PH值为9，25°C条件下振荡提取lh，得到芡实蛋白的碱浸提液；将芡实蛋白的碱浸提液在3500r/min、15min、25°C离心分离得上清液和沉淀，取上清液，4°C置于去离子水中透析(MWC0:8000-12000Da)72h，中间换水数次，用lmol/L稀盐酸调节其pH至等电点(5.8-6. 15)，室温静置沉淀2h，然后10000r/min、15min、4°C离心分离，再次分离沉淀物和上清液，通过将沉淀物在蒸馏水中复溶，调PH值至7. O后，冷冻干燥得到芡实蛋白，其中，芡实蛋白的收率为87%，纯度为92%。实施例2
取芡实果仁，加入8倍于芡实果仁质量的0. 7mol/LNaCl溶液(含0. 02%亚硫酸钠)浸泡lh，用食品打浆机打浆，过250目筛，得芡实果仁浆液；采用浓度为0. 5mol/L的氢氧化钠溶液调节浆液的PH值为8，25°C条件下振荡提取I. 5h，得到芡实蛋白的碱浸提液；将芡实蛋白的碱浸提液在3500r/min、15min、25°C离心分离得上清液和沉淀，取上清液，4°C置于去离子水中透析(MWC0:8000-12000Da) 72h，中间换水数次，用lmol/L稀盐酸调节其pH至等电点(5.8-6. 15)，室温静置沉淀3h，然后10000r/min、15min、4°C离心分离，再次分离沉淀物和上清液，通过将沉淀物在蒸馏水中复溶，调PH值至7. O后，冷冻干燥得到芡实蛋白，其中，芡实蛋白的收率为86%，纯度为89%。实施例3
取芡实果仁，加入6倍于芡实果仁质量的0. 7mol/LNaCl溶液(含0. 08%亚硫酸钠)浸泡lh，用食品打浆机打浆，过150目筛，得芡实果仁浆液；采用浓度为0. 5mol/L的氢氧化钠溶液调节浆液的PH值为9，25°C条件下振荡提取lh，得到芡实蛋白的碱浸提液；将芡实蛋白的碱浸提液在3000r/min、20min、25°C离心分离得上清液和沉淀，取上清液，4°C置于去离子水中透析(MWC0:8000-12000Da) 72h，中间换水数次，用lmol/L稀盐酸调节其pH至等电点(5.8-6. 15)，室温静置沉淀3h，然后12000r/min、10min、4°C离心分离，再次分离沉淀物和上清液，通过将沉淀物在蒸馏水中复溶，调PH值至7. O后，冷冻干燥得到芡实蛋白，其中，芡实蛋白的收率为82%，纯度为87%。实施例4
取芡实果仁，加入10倍于芡实果仁质量的0. 9mol/LNaCl溶液(含0. 05%亚硫酸钠)浸泡lh，用食品打浆机打浆，过200目筛，得芡实果仁浆液；采用浓度为0. 5mol/L的氢氧化钠溶液调节浆液的pH值为9. 5，25°C条件下振荡提取2h，得到芡实蛋白的碱浸提液；将芡实蛋白的碱浸提液在4000r/min、10min、25°C离心分离得上清液和沉淀，取上清液，4°C置于去离子水中透析(MWCO: 8000-12000Da) 72h，中间换水数次，用lmol/L稀盐酸调节其pH至等电点(5.8-6. 15)，室温静置沉淀4h，然后10000r/min、20min、4°C离心分离，再次分离沉淀物和上清液，通过将沉淀物在蒸馏水中复溶，调PH值至7. O后，冷冻干燥得到芡实蛋白，其中，芡实蛋白的收率为90%，纯度为93%。实施例5
取芡实果仁，加入10倍于芡实果仁质量的O. 5mol/LNaCl溶液(含O. 05%亚硫酸钠)浸泡lh，用食品打浆机打浆，过250目筛，得芡实果仁浆液；采用浓度为O. 5mol/L的氢氧化钠溶液调节浆液的PH值为8，25°C条件下振荡提取lh，得到芡实蛋白的碱浸提液；将芡实蛋白的碱浸提液在3000r/min、20min、25°C离心分离得上清液和沉淀，取上清液，4°C置于去离子水中透析(MWCO: 8000-12000Da) 72h，中间换水数次，用lmol/L稀盐酸调节其pH至等电点(5. 8-6. 15)，室温静置沉淀3h，然后8000r/min、20min、4°C离心分离，再次分离沉淀物和上清液，通过将沉淀物在蒸馏水中复溶，调PH值至7. O后，冷冻干燥得到芡实蛋白，其中，芡实 蛋白的收率为89%，纯度为90%。实施例6
取芡实果仁，加入8倍于芡实果仁质量的O. 7mol/LNaCl溶液(含O. 05%亚硫酸钠)浸泡lh，用食品打浆机打浆，过180目筛，得芡实果仁浆液；采用浓度为O. 5mol/L的氢氧化钠溶液调节浆液的PH值为8，25°C条件下振荡提取2h，得到芡实蛋白的碱浸提液；将芡实蛋白的碱浸提液在4000r/min、15min、25°C离心分离得上清液和沉淀，取上清液，4°C置于去离子水中透析(MWC0:8000-12000Da)72h，中间换水数次，用lmol/L稀盐酸调节其pH至等电点(5.8-6. 15)，室温静置沉淀2h，然后12000r/min、15min、4°C离心分离，再次分离沉淀物和上清液，通过将沉淀物在蒸馏水中复溶，调PH值至7. O后，冷冻干燥得到芡实蛋白，其中，芡实蛋白的收率为83%，纯度为85%。实施例7
(1)取新鲜的芡实果仁，加入8倍于芡实果仁质量的O.5mol/LNaCl溶液(含O. 05%亚硫酸钠)浸泡溶胀I. 5h后，粉碎打浆，过200目筛，得芡实果仁浆液；
(2)用O.5mol/L的氢氧化钠溶液将芡实果仁浆液的pH值调节至8. 5，室温下震荡提取
I.5h，得到芡实蛋白的碱浸提液；
(3)将芡实蛋白的碱浸提液在25°C下，以3200r/min的速度离心20min，分离上清液和沉淀；
(4)取上清液入MWCO:IOOOODa的透析袋，4°C下透析72h，用I. Omol/L的盐酸溶液将上清液的pH值调节至6. O,静置3h,在4 下，以10000r/min的速度离心20min,取沉淀,加入沉淀质量的3. 5倍的蒸馏水，搅拌均匀得到芡实蛋白分散液；
(5)用0.5mol/L的氢氧化钠溶液将芡实蛋白分散液的pH值调节至7. 5，冷冻干燥，得芡实蛋白，其中，芡实蛋白的收率为89%，纯度为92%。上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保 护范围。
权利要求
1.一种芡实蛋白的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤 (1)制备芡实果仁浆液； (2)用碱性pH调节剂调节芡实果仁浆液的pH值，震荡提取，得到芡实蛋白的碱浸提液； (3)将芡实蛋白的碱浸提液离心，分离上清液和沉淀； (4)取上清液透析，用盐酸溶液调节透析液pH值，静置，离心，取沉淀，加入蒸馏水，搅拌均匀得到芡实蛋白分散液； (5)用碱性pH调节剂调节芡实蛋白分散液的pH值，冷冻干燥，得芡实蛋白。
2.根据权利要求I所述的芡实蛋白制备方法，其特征在于，步骤(I)为取新鲜的芡实果仁，加入NaCl溶液浸泡溶胀后，粉碎打浆，过150-250目筛，即得芡实果仁浆液。
3.根据权利要求2所述的芡实蛋白制备方法，其特征在于，所述NaCl溶液的体积为芡实果仁质量的6-12倍，NaCl溶液浓度为O. 1-1. Omol/L，其中含O. 02-0. 08%亚硫酸钠，室温下浸泡时间为l_2h。
4.根据权利要求I所述的芡实蛋白制备方法，其特征在于，所述步骤2为用O.2-0. 8mol/L的氢氧化钠溶液将芡实果仁浆液的pH值调节至7-10，室温下震荡提取l_2h，震荡频率为30-4500r/min，得到芡实蛋白的碱浸提液。
5.根据权利要求I所述的芡实蛋白制备方法，其特征在于，步骤(3)所述的离心为25°C下，以 2500-4000r/min 的速度离心 10_30min。
6.根据权利要求I所述的芡实蛋白制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的透析使用大小为MWCO: 8000-12000Da的透析袋，2-6 °C下透析64_86h，所述盐酸溶液浓度为O.8-1. 2mol/L，上清液的pH值调节至5. 8-6. 15，静置时间为2_4h，所述离心为2_6°C下，以8000-12000r/min的速度离心10_30min，离心后得到的沉淀加入蒸馏水的质量为沉淀质量的2-5倍。
7.根据权利要求I所述的芡实蛋白制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述的碱性pH调节剂为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液浓度为O. 2-0. 8mol/L，将芡实蛋白分散液的pH值调节至7-8。
8.根据权利要求I所述的芡实蛋白制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述的冷冻干燥的凝冰温度为_54°C，冷阱室内冷冻的搁板温度为_20°C。
9.根据权利要求I所述的芡实蛋白制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤 (1)取新鲜的芡实果仁，加入体积为芡实果仁质量8倍的NaCl溶液室温浸泡溶胀I.5h后，粉碎打浆，过200目筛，即得芡实果仁浆液；所述NaCl溶液浓度为O. 5mol/L，其中含·0.05%亚硫酸钠； (2)用O.5mol/L的氢氧化钠溶液将芡实果仁浆液的pH值调节至8. 5，室温下震荡提取·1.5h，得到芡实蛋白的碱浸提液； (3)将芡实蛋白的碱浸提液在25°C下，以3200r/min的速度离心20min，分离上清液和沉淀； (4)取上清液入MWCO:IOOOODa的透析袋，4°C下透析72h，用I. Omol/L的盐酸溶液将上清液的pH值调节至6. O,静置3h,在4 下，以10000r/min的速度离心20min,取沉淀,加入沉淀质量的3. 5倍的蒸馏水，搅拌均匀得到芡实蛋白分散液； (5)用O. 5mol/L的氢氧化钠溶液将芡实蛋白分散液的pH值调节至7. 5，冷冻干燥，得芡实蛋白。
10.权利要求1-9任一项芡实蛋白制备方法所得的芡实蛋白。
全文摘要
本发明公开了一种芡实蛋白的制备方法，所述制备方法包括以下步骤(1)制备芡实果仁浆液；(2)用碱性pH调节剂调节芡实果仁浆液的pH值，震荡提取，得到芡实蛋白的碱浸提液；(3)将芡实蛋白的碱浸提液离心，分离上清液和沉淀；(4)取上清液透析，用盐酸溶液调节透析液pH值，静置，离心，取沉淀，加入蒸馏水，搅拌均匀得到芡实蛋白分散液；(5)用碱性pH调节剂调节芡实蛋白分散液的pH值，冷冻干燥，得芡实蛋白。采用上述技术方案，本发明制得的芡实蛋白产品具有氨基酸配比合理，营养全面，稳定性高，凝胶性和流变学较好等优点，可以提高产品的附加值，获得较高的经济效益，适合工业化生产。
文档编号C07K14/415GK102863522SQ201210343409
公开日2013年1月9日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者齐斌, 王立梅, 朱益波 申请人:常熟理工学院