一種從香料煙廢棄煙籽中提取蛋白質(zhì)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蛋白質(zhì)提取方法，具體涉及一種從香料煙廢棄煙籽中提取蛋白質(zhì)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煙籽是煙草的種子。香料煙是生產(chǎn)混合型卷煙和英式烤煙型卷煙的重要原料。香料煙每年都會(huì)產(chǎn)生大量的煙籽，如僅云南保山一個(gè)縣每年就會(huì)產(chǎn)生150?300噸煙籽。煙籽于秋季成熟，成熟后被采集下來(lái)，經(jīng)晾曬、脫粒、揚(yáng)凈，再曬干至含水量約9%以下即得，其顆粒較小，直徑約0.5毫米。在過(guò)去的400多年里，煙草作為一種重要的經(jīng)濟(jì)作物被廣泛種植。我國(guó)的煙草種植面積(目前全國(guó)種植烤煙達(dá)兩千余萬(wàn)畝)和產(chǎn)量均居世界首位，煙草種植與產(chǎn)品加工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用。在我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品收入中，煙草僅次于稻、麥、棉、大豆、玉米，居第6位。作為煙草生產(chǎn)大國(guó)，除用于卷煙生產(chǎn)的煙葉外，每年有大量的低等和等外級(jí)煙葉、煙桿、煙梗、煙莖、煙草花蕾和煙籽等資源未能得到有效利用，或丟棄于田間地頭，或被曬干焚燒，給環(huán)境帶來(lái)污染的同時(shí)也造成了自然資源的極大浪費(fèi)。目前我國(guó)面臨著嚴(yán)峻的環(huán)境形勢(shì)，環(huán)境污染已成為全民高度關(guān)注的問(wèn)題，資源的高效利用和循環(huán)利用必將是今后各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，也必將是煙草行業(yè)發(fā)展的方向。我國(guó)煙草廢棄資源數(shù)量巨大，因此，對(duì)煙草廢棄資源進(jìn)行利用具有十分重要的意義。
[0003]蛋白質(zhì)是人類活動(dòng)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著世界人口的不斷增長(zhǎng)和日益減少的耕地面積，蛋白質(zhì)供給出現(xiàn)了嚴(yán)重不足。為了解決這一問(wèn)題，世界各國(guó)尤其是不發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，積極采取措施，試圖從可以得到的可食用物質(zhì)中獲得有營(yíng)養(yǎng)和廉價(jià)的蛋白質(zhì)。在世界范圍的蛋白質(zhì)資源供給中，大部分為植物蛋白，占蛋白質(zhì)總量的70%，而動(dòng)物蛋白僅占30%。另外，具有經(jīng)濟(jì)性、營(yíng)養(yǎng)性、功能性等優(yōu)點(diǎn)的植物蛋白在建立健康的飲食結(jié)構(gòu)方面所起的作用也越來(lái)越受到人們的重視。目前常見(jiàn)的用于制取植物蛋白質(zhì)的植物主要有大豆、花生、油菜籽、棉籽、葵花籽等。煙籽中除脂肪油含量較高外，蛋白質(zhì)含量亦較高，是一種很好的蛋白質(zhì)來(lái)源，從中提取出來(lái)的蛋白質(zhì)可以食用，也可用于動(dòng)物飼料。但目前除少部分煙籽用于育種外，大部分煙籽沒(méi)有得到合理利用，造成了極大的浪費(fèi)。近年來(lái)對(duì)廢棄煙葉、煙末、煙梗等資源進(jìn)行利用研宄的報(bào)道較多，但對(duì)廢棄煙籽進(jìn)行利用研宄的報(bào)道卻很少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004][要解決的技術(shù)問(wèn)題]
[0005]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，提出一種新型的從香料煙廢棄煙籽中提取蛋白質(zhì)的方法。
[0006][技術(shù)方案]
[0007]為了達(dá)到上述的技術(shù)效果，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0008]本發(fā)明利用閃式提取技術(shù)從香料煙廢棄煙籽中提取出蛋白質(zhì)，是一種新型的種子蛋白提取方法。
[0009]一種從香料煙廢棄煙籽中提取蛋白質(zhì)的方法，它包括以下步驟:
[0010]A，脫色脫脂
[0011]首先，取篩選過(guò)的廢棄煙籽置于容器中，然后加入有機(jī)溶劑浸泡0.8?1.2h，所述煙籽與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:4?6 ;接著，將浸泡在有機(jī)溶劑中的煙籽置于閃式提取器上，設(shè)定提取電壓、轉(zhuǎn)速、提取次數(shù)和每次提取時(shí)間；提取完畢后過(guò)濾，濾渣低溫干燥備用；濾液回收利用；
[0012]B，蛋白質(zhì)的提取
[0013]將步驟A得到的濾渣置于容器中，加入磷酸鹽緩沖液浸泡一段時(shí)間后，置于閃式提取器上，設(shè)定提取電壓、轉(zhuǎn)速、提取次數(shù)和每次提取時(shí)間；提取完畢后過(guò)濾，濾液離心去除沉淀，分取上清液備用；濾渣回收利用；
[0014]C，蛋白質(zhì)的沉淀及其干燥
[0015]將中性鹽加入到步驟B得到的上清液中至鹽溶液呈飽和狀態(tài)，靜置一定時(shí)間使蛋白質(zhì)充分沉淀后，離心，沉淀采用透析法脫鹽后，置于真空干燥箱中低溫干燥，即得所述蛋白質(zhì)。
[0016]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟A中，采用有機(jī)溶劑脫除煙籽中的色素及脂溶性成分，所述的有機(jī)溶劑選自正己烷、石油醚或乙酸乙酯。
[0017]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟A中，所述提取電壓為120V，提取轉(zhuǎn)速為6000rpm/min,提取5次，每次提取時(shí)間為45s。
[0018]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟A中，所述廢棄煙籽浸泡在有機(jī)溶劑中的時(shí)間為Ih，所述廢棄煙籽和有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:5。
[0019]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟B中，所述磷酸鹽緩沖液的濃度為0.02?0.05mol/L，pH值為6.8?8.0 ;所述濾渣與磷酸鹽緩沖液的質(zhì)量比為1:10?30 ;加入磷酸鹽緩沖液后浸泡的時(shí)間為10?20h。
[0020]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟B中，所述提取電壓為100?150V，提取轉(zhuǎn)速為5000?10000rpm/min，提取5?10次，每次提取時(shí)間為30?90s。
[0021]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟C中，所述中性鹽選自無(wú)水硫酸銨或無(wú)水氯化鈉；所述飽和狀態(tài)的飽和度為25?70% ;所述的靜置時(shí)間為10?20h。
[0022]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟A和C中，所述的低溫干燥是指在溫度不高于50°C的條件下進(jìn)行的干燥。
[0023]下面將詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
[0024]一種從香料煙廢棄煙籽中提取蛋白質(zhì)的方法，它包括以下步驟:
[0025]A，脫色脫脂
[0026]首先，取篩選過(guò)的廢棄煙籽置于容器中，然后加入有機(jī)溶劑浸泡0.8?1.2h，所述煙籽與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:4?6 ;接著，將浸泡在有機(jī)溶劑中的煙籽置于閃式提取器上，設(shè)定提取電壓、轉(zhuǎn)速、提取次數(shù)和每次提取時(shí)間；提取完畢后過(guò)濾，濾渣低溫干燥備用；濾液回收利用；
[0027]本發(fā)明中所述的篩選是指除去泥沙等雜物，清洗干凈并低溫干燥備用。
[0028]有機(jī)溶劑脫色脫脂是利用有機(jī)溶劑對(duì)色素和脂溶性成分的溶解作用達(dá)到脫色脫脂的目的。本發(fā)明步驟A中的濾液基本是有機(jī)溶劑，可以回收用于提取脂肪油等。
[0029]閃式提取技術(shù)是近幾年最新研發(fā)的一種提取技術(shù)。此技術(shù)依據(jù)組織破碎提取的原理，利用適當(dāng)溶劑在閃式提取器里將物料快速破碎至適當(dāng)粒度，同時(shí)伴有高速攪拌、超強(qiáng)振動(dòng)、負(fù)壓滲濾等功能來(lái)達(dá)到提取目的，最大限度保留植物有效成分不會(huì)受熱破壞，具有提取速度快、提取條件溫和、提取效率高、操作簡(jiǎn)單和易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。
[0030]B，蛋白質(zhì)的提取
[0031]將步驟A得到的濾渣置于容器中，加入磷酸鹽緩沖液浸泡一段時(shí)間后，置于閃式提取器上，設(shè)定提取電壓、轉(zhuǎn)速、提取次數(shù)和每次提取時(shí)間；提取完畢后過(guò)濾，濾液離心去除沉淀，分取上清液備用；濾渣回收利用；
[0032]本發(fā)明利用磷酸鹽緩沖液進(jìn)行蛋白質(zhì)的提取主要是因?yàn)樵摼彌_液系統(tǒng)對(duì)蛋白質(zhì)穩(wěn)定性好、溶解度大。并且在步驟B中進(jìn)行濾渣的回收可以使其用于制備動(dòng)物飼料或肥料。
[0033]C，蛋白質(zhì)的沉淀及其干燥
[0034]將中性鹽加入到步驟B得到的上清液中至鹽溶液呈飽和狀態(tài)，靜置一定時(shí)間使蛋白質(zhì)充分沉淀后，離心，沉淀采用透析法脫鹽后，置于真空干燥箱中低溫干燥，即得所述蛋白質(zhì)。
[0035]在步驟C中，加入中性鹽是因?yàn)橹行喳}與水分子的親和力大于蛋白質(zhì)，致使蛋白質(zhì)分子周圍的水化層減弱乃至消失。同時(shí)，中性鹽加入蛋白質(zhì)溶液后，由于離子強(qiáng)度發(fā)生改變，蛋白質(zhì)表面的電荷大量被中和，更加導(dǎo)致蛋白質(zhì)溶解度降低，之后蛋白質(zhì)分子之間聚集而沉淀。
[0036]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟A中，采用有機(jī)溶劑脫除煙籽中的色素及脂溶性成分，所述的有機(jī)溶劑選自正己烷、石油醚或乙酸乙酯。
[0037]本發(fā)明所述石油醚的沸程范圍為60?90°C。
[0038]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟A中，所述提取電壓為120V，提取轉(zhuǎn)速為6000rpm/min,提取5次，每次提取時(shí)間為45s。
[0039]本發(fā)明在步驟A中使用的閃式提取參數(shù)是脫色脫脂效果最好，并且對(duì)煙籽中蛋白質(zhì)影響最小的參數(shù)。
[0040]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟A中，所述煙籽浸泡在有機(jī)溶劑中的時(shí)間為lh，所述煙籽和有機(jī)溶劑的質(zhì)量比為1:5。本發(fā)明在煙籽質(zhì)量倍數(shù)5倍的有機(jī)溶劑中浸泡lh，是為了使脫色脫脂的效果更好。
[0041]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟B中，所述磷酸鹽緩沖液的濃度為0.02?0.05mol/L，pH值為6.8?8.0 ;所述濾渣與磷酸鹽緩沖液的質(zhì)量比為1:10?30 ;加入磷酸鹽緩沖液后浸泡的時(shí)間為10?20h。
[0042]選擇該濃度、pH值的鹽溶液沉淀蛋白的原因是蛋白質(zhì)在不同鹽溶液中的溶解度不同，并且蛋白質(zhì)在等電點(diǎn)時(shí)溶解度最小，最易形成沉淀物；因此選擇該飽和度、PH值的鹽溶液是為了使本發(fā)明要提取的蛋白質(zhì)從其他物質(zhì)中分離出來(lái)。因此，本發(fā)明只有在濃度為0.02?0.05mol/L，pH值為6.8?8.0的磷酸鹽緩沖液中浸泡10?20h，才能沉淀出純度和量上最佳的蛋白質(zhì)。
[0043]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟B中，所述提取電壓為100?150V，提取轉(zhuǎn)速為5000?10000rpm/min，提取5?10次，每次提取時(shí)間為30?90s。
[0044]本發(fā)明在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，提取電壓和提取轉(zhuǎn)速過(guò)小時(shí)提取率偏低，而提取電壓和提取轉(zhuǎn)速過(guò)大則接近或超出儀器規(guī)定的工作范圍，從而影響儀器的使用壽命。提取次數(shù)過(guò)少和每次提取時(shí)間過(guò)短時(shí)提取率不高，而提取次數(shù)過(guò)多對(duì)進(jìn)一步提高提取率的作用不大，每次提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則有可能導(dǎo)致高速電機(jī)燒壞。因此在上述參數(shù)下進(jìn)行的蛋白質(zhì)提取，得到蛋白量較多的同時(shí)不會(huì)過(guò)多的損耗儀器。
[0045]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟C中，所述中性鹽選自無(wú)水硫酸銨或無(wú)水氯化鈉；所述飽和狀態(tài)的飽和度為25?70% ;所述的靜置時(shí)間為10?20h。
[0046]選擇該飽和度的鹽溶液沉淀蛋白的原因是不同飽和度的鹽溶液沉淀的蛋白質(zhì)不同，選擇該飽和度的鹽溶液是為了使本發(fā)明要提取的蛋白質(zhì)從中分離出來(lái)。在飽和度為25?70%的中性鹽溶液中靜置10?20h，可以得到量和純度最佳的蛋白質(zhì)。
[0047]本發(fā)明更進(jìn)一步的技術(shù)方案，在步驟A和C中，所述的低溫干燥是指在溫度不高于50°C的條件下進(jìn)行的干燥。
[0048]低溫干燥的原因是蛋白易在高溫下變性。為了使蛋白不變性，需要保證在