專(zhuān)利名稱(chēng)：一種采用膜分離技術(shù)從谷物籽粒中分離蛋白質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物化工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種蛋白質(zhì)的分離提取工藝，尤其涉 及一種用膜分離技術(shù)從青稞/燕麥/莜麥等谷物的籽粒中分離蛋白質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
青稞/燕麥/莜麥等谷物的籽粒均中含有大量的清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白、
谷蛋白、P-葡聚糖，其中青稞的蛋白質(zhì)含量10 15%左右，P-葡聚糖含量 3.5 8.6%左右；燕麥的蛋白質(zhì)含量最高可達(dá)17.92%,最低為8.7%，多數(shù)在 10% 15%之間，(3-葡聚糖含量為2.0%~7.5%;莜麥蛋白質(zhì)含量在 11.35% 19.94%，卩-葡聚糖含量為3% 6%。
目前，蛋白質(zhì)組分的提取方法有很多，如溶劑提取法、鹽析法、超濾法、 凝膠過(guò)濾法、等電點(diǎn)沉淀法、離子交換層析、親和層析、吸附層析、逆流分溶、 酶解法等，采用較多的是溶劑提取法，是將提取液沉淀、過(guò)濾、烘干、消化而 得，存在原料浪費(fèi)大、收率低(一般在3~7%)、產(chǎn)品純度不高等缺陷；鹽析 法、超濾法、凝膠過(guò)濾法、等電點(diǎn)沉淀法、離子交換層析、親和層析、吸附層 析、逆流分溶、酶解法等主要用于實(shí)驗(yàn)室提取，存在提取量較小、成本較高、 要求使用特定的設(shè)備等缺點(diǎn)。
膜分離技術(shù)是一種新的分離方法，其具有能耗低，單級(jí)分離效率高，分離 過(guò)程簡(jiǎn)單，不污染環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于生物制備和醫(yī)藥生產(chǎn)中的分離、 濃縮和純化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種膜分離技術(shù)從青稞/燕麥/莜麥等谷物的籽粒中分 離蛋白質(zhì)的方法。
本發(fā)明采用膜分離技術(shù)從谷物籽粒中分離蛋白質(zhì)的方法，包括以下工藝歩
驟
① 將谷物籽粒粉碎成80 ~200目的細(xì)粉；
② 將谷物細(xì)粉溶于4 20倍體積量的50% 95%乙醇中，用0.5 5mol/L氫
氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至8 13，攪拌2 10小時(shí)，使谷物細(xì)粉中醇溶蛋白溶解， 同時(shí)滅活谷物細(xì)粉中的各種酶；離心分離，收集濾液l;
③ 將離心分離所得沉淀溶于5~15倍體積量的水中，用O.5~5mol/L氫氧化 鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7 12，加熱至30 6(TC，攪拌2 8小時(shí)，使谷物細(xì)粉中水溶 蛋白質(zhì)溶解，離心分離，收集濾液2;
④ 合并濾液1、濾液2，采用孔徑為200-500目的膜濃縮分離設(shè)備濃縮濾 液至原體積的1/8 1/15，再用0.5 5mol/L鹽酸溶液調(diào)節(jié)濾液pH至2 6，然后 采用孔徑為200-800目的濾膜過(guò)濾，得固體濾餅；
(D將固體濾餅于20 6(TC下干燥，粉碎得蛋白質(zhì)、(3-葡聚糖混合物，加入 2 20倍體積量得去離子水，加熱至30 60。C，攪拌溶解，使卩-葡聚糖溶解； 離心分離，沉淀于20 6(TC下干燥，粉碎，得全價(jià)蛋白。在提取液中加異丙醇， 離心分離，然后將分離所得的沉淀于低溫脫溶劑，過(guò)篩，還可制得卩-葡聚糖。
上述的谷物籽?？梢允乔囡?、燕麥或油麥的籽粒。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、 本發(fā)明利用蛋白質(zhì)在堿性、近常溫時(shí)溶解度最大，并可在酸性條件下 析出的原理，分別用乙醇和水提取谷物籽粒中的醇溶蛋白和水溶蛋白，提取液 經(jīng)離心分離，濾液采用膜分離技術(shù)進(jìn)行富集后酸沉，離心分離，濾餅于低溫下 千燥，粉碎，即制得青稞/燕麥/莜麥等谷物的蛋白、P-葡聚糖混合物；然后在 混合物中加水加熱溶解P-葡聚糖，離心分離得全價(jià)蛋白。本發(fā)明制備的蛋白質(zhì) 純度較高，用凱氏定氮法-GB/T 5009.5進(jìn)行分析測(cè)定，以粗蛋白含量(NX6.25， 干基)計(jì)》75%，得率為6-15%。
2、 本發(fā)明副產(chǎn)大量的(3-葡聚糖(^-葡聚糖的產(chǎn)率在3~10%)，有利于原料 的充分利用。
3、 本發(fā)明的濾液可作為工藝用水循環(huán)使用，大大降低了耗水量和廢水處理量。
4、 本發(fā)明的工藝簡(jiǎn)單，操作易于控制，成本低，易于工業(yè)化。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l、從青稞籽粒中分離蛋白質(zhì)的方法
① 將青稞籽粒粉碎成80 200目的細(xì)粉；
② 將青稞細(xì)粉溶于4 20倍體積量的50% 95%乙醇中，用0.5~5mol/L氫 氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至8 13，攪拌2 10小時(shí)，使青稞細(xì)粉中醇溶蛋白溶解，
同時(shí)滅活青稞細(xì)粉中各種酶；離心分離(轉(zhuǎn)速1000~9000轉(zhuǎn)/分)，收集濾液； 分離沉淀可用50% 95%乙醇繼續(xù)提取，并合并濾液得濾液1;
③ 將離心分離所得沉淀溶于5 15倍體積量的水中，用O.5~5mol/L氫氧化 鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7 12，加熱至30 6(TC，攪拌2 8小時(shí)，使青稞細(xì)粉中水溶 蛋白質(zhì)溶解，離心分離(轉(zhuǎn)速1000 9000轉(zhuǎn)/分)，收集濾液2;分離沉淀可用 水繼續(xù)提取，并合并濾液得濾液2;
④ 合并濾液1、濾液2，采用濾膜的孔徑為200 500目的膜濃縮分離設(shè)備 濃縮濾液(濾液做為工藝用水循環(huán)使用)至原體積的1/8~1/15，再用0.5 5mol/L 鹽酸溶液調(diào)節(jié)濾液pH至2~6，然后采用孔徑為200-800目的濾膜過(guò)濾，得固 體濾餅；
⑤ 將固體濾餅于20 6(TC下干燥，粉碎得蛋白質(zhì)、|3-葡聚糖混合物，加入 2 20倍體積量的去離子水，加熱至30 6(TC，攪拌溶解，使(3-葡聚糖溶解； 離心分離，沉淀于20 6(TC下干燥，粉碎，得全價(jià)蛋白。在提取液中加異丙醇， 離心分離(轉(zhuǎn)速1000~9000轉(zhuǎn)/分)，然后將分離所得的沉淀于低溫脫溶劑，過(guò) 篩，還可制得(3-葡聚糖。
經(jīng)雙酶法(葡萄糖氧化酶/過(guò)氧化物酶/GOPOD)分析測(cè)定，蛋白質(zhì)的純度 以粗蛋白含量(NX6.25，干基)計(jì)>75%，得率>10%。(3-葡聚糖的純度》70%， (3-葡聚糖的得率》8%。
實(shí)施例2、從燕麥籽粒中分離蛋白質(zhì)的方法
① 將燕麥籽粒粉碎成80 200目的細(xì)粉；
② 將燕麥粉溶于4~20倍體積量的50%~95%乙醇中，用0.5 5mol/L氫氧 化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至8 13，攪拌2 10小時(shí)，使燕麥粉中醇溶蛋白溶解，同 時(shí)滅活燕麥粉中的各種酶；離心分離(轉(zhuǎn)速1000 9000轉(zhuǎn)/分)，收集濾液；分 離沉淀可用50%~95%乙醇繼續(xù)提取，并合并濾液得濾液1;
③ 將離心分離所得沉淀溶于5 15倍體積量的水中，用0.5 5mol/L氫氧化 鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7 12，加熱至30 6(TC，攪拌2 8小時(shí)，使燕麥粉中水溶蛋 白質(zhì)溶解，離心分離(轉(zhuǎn)速1000 9000轉(zhuǎn)/分)，收集濾液2;分離沉淀可用水 繼續(xù)提取，并合并濾液得濾液2;
④ 合并濾液1、濾液2，采用濾膜的孔徑為200-500目的膜濃縮分離設(shè)備 濃縮濾液(濾液做為工藝用水循環(huán)使用)至原體積的1/8~1/15，再用0.5~5mol/L 鹽酸溶液調(diào)節(jié)濾液pH至2 6，然后采用孔徑為200-800目的濾膜過(guò)濾，得固 體濾餅；
⑤將固體濾餅于20 6(TC下干燥，粉碎得蛋白質(zhì)、P-葡聚糖混合物，加入 2 20倍體積量的去離子水，加熱至30 6(TC，攪拌溶解，使(3-葡聚糖溶解； 離心分離，沉淀于20 6(TC下干燥，粉碎，得全價(jià)蛋白。在提取液中加異丙醇， 離心分離(轉(zhuǎn)速1000~9000轉(zhuǎn)/分)，然后將分離所得的沉淀于低溫脫溶劑，過(guò) 篩，還可制得卩-葡聚糖。
經(jīng)雙酶法(葡萄糖氧化酶/過(guò)氧化物酶/GOPOD)分析測(cè)定，蛋白質(zhì)的純度 以粗蛋白含量(NX6.25，干基)計(jì)>75%，得率》10%。 (3-葡聚糖的純度>700/0， 卩-葡聚糖的得率》5%。
實(shí)施例3、從莜麥籽粒中分離蛋白質(zhì)的方法
① 將莜麥籽粒粉碎成80 ~200目的細(xì)粉；
② 將莜麥粉溶于4 20倍體積量的50% 95%乙醇中，用0.5 5mol/L氫氧 化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至8 13，攪拌2 10小時(shí)，使莜麥粉中醇溶蛋白溶解，同 時(shí)滅活莜麥粉中的各種酶；離心分離(轉(zhuǎn)速1000 9000轉(zhuǎn)/分)，收集濾液；分 離沉淀可用50% 95%乙醇繼續(xù)提取，并合并濾液得濾液1;
③ 將離心分離所得沉淀溶于5 15倍體積量的水中，用0.5 5mol/L氫氧化 鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7 12，加熱至30 6(TC，攪拌2 8小時(shí)，使莜麥粉中水溶蛋 白質(zhì)溶解，離心分離(轉(zhuǎn)速1000 9000轉(zhuǎn)/分)，收集濾液2;分離沉淀可用水 繼續(xù)提取，并合并濾液得濾液2;
④ 合并濾液1、濾液2，采用濾膜的孔徑為200 500目的膜濃縮分離設(shè)備 濃縮濾液(濾液做為工藝用水循環(huán)使用)至原體積的1/8~1/15，再用0.5~5md/L 鹽酸溶液調(diào)節(jié)濾液pH至2 6，然后采用孔徑為200-800目的濾膜過(guò)濾，得固 體濾餅；
⑤ 將固體濾餅于20 6(TC下干燥，粉碎得蛋白質(zhì)、P-葡聚糖混合物，加入 2 20倍體積量的去離子水，加熱至30 6(TC，攪拌溶解，使卩-葡聚糖溶解； 離心分離，沉淀于20 60。C下干燥，粉碎，得全價(jià)蛋白。在提取液中加異丙醇， 離心分離(轉(zhuǎn)速1000 卯00轉(zhuǎn)/分)，然后將分離所得的沉淀于低溫脫溶劑，過(guò) 篩，還可制得(3-葡聚糖。
經(jīng)雙酶法(葡萄糖氧化酶/過(guò)氧化物酶/GOPOD)分析測(cè)定，蛋白質(zhì)的純度 以粗蛋白含量(NX6.25，干基)計(jì)>85%，得率》12%。 (3-葡聚糖的純度>70%， 卩-葡聚糖的得率>8%。
權(quán)利要求
1、一種采用膜分離技術(shù)從谷物籽粒中分離蛋白質(zhì)的方法，包括以下工藝步驟①將谷物籽粒粉碎成80～200目的細(xì)粉；②將谷物細(xì)粉溶于4～20倍體積量的50％～95％乙醇中，用0.5～5mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值至8～13，攪拌2～10小時(shí)，離心分離，收集濾液1；③將離心分離所得沉淀溶于5～15倍體積量的水中，用0.5～5mol/L氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH至7～12，加熱至30～60℃，攪拌2～8小時(shí)，離心分離，收集濾液2；④合并將濾液1、濾液2，采用膜濃縮分離設(shè)備濃縮濾液至原體積的1/8～1/15，再用0.5～5mol/L鹽酸溶液調(diào)節(jié)濾液pH至2～6，然后采用孔徑為200～800目的濾膜過(guò)濾，得固體濾餅；⑤將固體濾餅于20～60℃干燥，粉碎，加入2～20倍體積量的去離子水，加熱至30～60℃，攪拌溶解，離心分離，沉淀于20～60℃下干燥，粉碎，得全價(jià)蛋白。
2、 如權(quán)利要求1所述的從谷物籽粒中分離蛋白質(zhì)的方法，其特征在于 所述谷物籽粒為青稞、燕麥或莜麥的籽粒。
3、 如權(quán)利要求1所述的從谷物籽粒中分離蛋白質(zhì)的方法，其特征在于所述離心分離的轉(zhuǎn)速為1000~9000轉(zhuǎn)/分。
4、 如權(quán)利要求1所述的從谷物籽粒中分離蛋白質(zhì)的方法，其特征在于步驟②所述工藝重復(fù)進(jìn)行，并合并濾液。
5、 如權(quán)利要求1所述的從谷物籽粒中分離蛋白質(zhì)的方法，其特征在于步驟③所述工藝重復(fù)進(jìn)行，并合并濾液。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種采用膜分離技術(shù)從谷物籽粒中分離蛋白質(zhì)的方法，該方法利用蛋白質(zhì)在堿性、近常溫時(shí)溶解度最大，并可在酸性條件下析出的原理，分別用乙醇和水提取谷物籽粒中的醇溶蛋白和水溶蛋白，提取液經(jīng)離心分離，濾液采用膜分離技術(shù)進(jìn)行富集后酸沉，離心分離，濾餅于低溫下干燥，粉碎，即制得青稞/燕麥/莜麥等谷物的蛋白、β-葡聚糖混合物；然后在混合物中加水加熱溶解β-葡聚糖，離心分離得全價(jià)蛋白。本發(fā)明制備的蛋白質(zhì)純度高、得率高，同時(shí)副產(chǎn)大量的β-葡聚糖(β-葡聚糖的產(chǎn)率在3-10％)。本發(fā)明大大降低了耗水量和廢水處理量。
文檔編號(hào)A23J1/00GK101095454SQ20071001823
公開(kāi)日2008年1月2日 申請(qǐng)日期2007年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月23日
發(fā)明者張宇宏 申請(qǐng)人:西藏宇妥藏藥研究有限公司