本發(fā)明屬于辣木籽深加工領域,具體涉及一種從辣木籽中提取辣木籽蛋白肽的方法。
背景技術:
人的每個細胞每天大約可受到自由基103-104次的攻擊。而當體內的氧化增強系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)之間的平衡向氧化增強方向變化時,就會造成氧化脅迫(亦稱氧化應激)。當細胞處于氧化應激態(tài)時,自由基會與機體內脂類、糖類、蛋白質、dna等,發(fā)生各種氧化反應,引起變性、交聯(lián)、斷裂等氧化傷害。在正常情況下,人體具有多層次的抗氧化防御系統(tǒng),嚴格控制著體內自由基的氧化效應,以維持體內環(huán)境的相對穩(wěn)定??寡趸烙到y(tǒng)由兩類物質構成:一類是能捕獲自由基的酶系,如谷胱甘肽過氧化物酶、超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等;另一類是具還原能力的抗氧化物質,如維生素e、維生素c及其他抗氧化物質等。這些物質攝入不足,就會使機體捕獲自由基的能力下降,從而導致自由基在體內的堆積,造成機體在分子水平、細胞水平及組織器官水平的各種損傷,加速機體的衰老、疲勞并誘發(fā)阿爾茨海默氏癥,老齡化進程,白內障,急性肝毒性,心血管疾病,動脈硬化,腎炎,糖尿病,風濕病,炎癥過程,dna損傷所致癌變等。
肽類物質是眾多研究者公認的安全性較高的一類抗氧化劑。肽的抗氧化活性與其氨基酸的組成及排列順序、疏水性、空間體積大小及酸堿性等有關:(1)肽的抗氧化活性主要是由于其序列中tyr、trp、cys或met等具有供質子或供電子能力的氨基酸殘基存在;(2)肽序列中的疏水性氨基酸如leu、pro、phe及val對肽的抗氧化活性具有重要貢獻;(3)肽序列中的酸性氨基酸殘基對肽的抗氧化活性起到關鍵作用。
辣木,是辣木科辣木屬的植物,原產于印度北部的喜馬拉雅山地區(qū),廣泛種植在亞洲和非洲熱帶和亞熱帶地區(qū),辣木共有14個種,印度傳統(tǒng)辣木(moringaoleiferalam.)生長快,分布廣,是栽培面積最大、研究最多的辣木種。我國對辣木的引種種植和開發(fā)研究主要集中在云南、廣西、廣東、福建、貴州、臺灣等省份。2012年,辣木葉被國家衛(wèi)生和計劃生育委員會批準作為新資源食品。辣木全身都是寶,其葉片、花朵、種子及嫩芽、嫩莖、根等均可食用,是藥食同源的植物。印度和非洲國家常用辣木來治療高血壓、糖尿病、心血管疾病、風濕、關節(jié)炎等高發(fā)疾病。辣木籽中含有豐富的油脂以及蛋白質,是優(yōu)質的蛋白質來源。辣木籽蛋白含有較豐富的供質子或供電子能力的氨基酸包括:tyr、met、cys;較豐富的疏水性氨基酸包括:leu、pro、phe及val;以及豐富的酸性氨基酸:glu。因此,采用酶法可以制備得到具有強抗氧化活性的辣木籽肽。辣木籽肽可作為高效的抗氧化劑用于食品工業(yè),具有較強的社會與經濟效益。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種從辣木籽中提取辣木籽蛋白肽的方法。該方法通過高溫蒸煮、高壓均質、堿法提取的前處理方法,通過蛋白酶酶解、離心去油、分級醇沉、大孔樹脂富集處理方法,提取得到辣木籽蛋白肽。
本發(fā)明方法得到的辣木籽蛋白肽中,蛋白質含量>90%,水分含量<8%,orac值>1450μmoltroloxequiv/g。
本發(fā)明的目的通過如下技術方案實現(xiàn)。
一種從辣木籽中提取辣木籽蛋白肽的方法,采用高溫蒸煮、高壓均質、堿法提取、酶解、分級醇沉、大孔樹脂富集聯(lián)合處理,具體包括如下步驟:
(1)高溫蒸煮:將新鮮辣木籽烘干后去殼、粉碎,過篩,得到的辣木籽粉進行高溫蒸煮;
(2)高壓均質:取經高溫蒸煮后的辣木籽粉,加入去離子水,高速剪切后過膠體磨,再進行高壓均質,得到辣木籽勻漿液;
(3)減法提取:在辣木籽粉勻漿液中加入氫氧化鈉,調節(jié)ph值,加熱提取后,冷卻至室溫,得到混懸液;
(4)酶解:調節(jié)混懸液的ph值,加入蛋白酶進行酶解后,滅酶,離心分離,去除上層油脂,取上清液;
(5)分級醇沉:將步驟(4)得到的上清液進行初步真空濃縮后,加入預冷后的無水乙醇,勻速攪拌后,離心,得到上清液a;將上清液a再次真空濃縮后,加入預冷后的無水乙醇,勻速攪拌,離心,在得到的沉淀物中加入去離子水溶解后,真空濃縮,冷凍干燥,得到粉末;
(6)大孔樹脂富集:將步驟(5)得到的粉末溶于水中,過大孔樹脂柱,采用乙醇溶液梯度洗脫,收集洗脫液,冷凍干燥,得到辣木籽蛋白肽。
進一步地,步驟(1)中,所述過篩是過60目篩。
進一步地,步驟(1)中,所述高溫蒸煮是在100-120℃的條件下蒸煮30-50min。
進一步地,步驟(2)中,高溫蒸煮后的辣木籽粉與去離子水的料液比為1:6~8g/ml。
進一步地,步驟(2)中,所述高速剪切是在8000~10000rpm的速率剪切10~20分鐘。
進一步地,步驟(2)中,所述過膠體磨的次數(shù)為2~3次。
進一步地,步驟(2)中,所述高壓均質的壓力為20~40mpa。
進一步地,步驟(2)中,所述過高壓均質的次數(shù)為2~3次。
進一步地,步驟(3)中,所述調節(jié)ph值是調節(jié)值ph值為7.0~9.0。
進一步地,步驟(3)中,所述加熱提取是在40~60℃的條件下提取40~60min。
進一步地,步驟(4)中,調節(jié)混懸液的ph值至7.0~8.0。
進一步地,步驟(4)中,所述蛋白酶的加入量為辣木籽質量的1~3%。
進一步地,步驟(4)中,所述蛋白酶為胰酶和堿性蛋白酶,胰酶的加入量占總酶量的40-60%,堿性蛋白酶的加入量占總酶量的40-60%。
更進一步地,步驟(4)中,所述堿性蛋白酶包括型號為ns37071的蛋白酶。
進一步地,步驟(4)中,所述酶解是在50~56℃的條件下酶解18~24小時。
進一步地,步驟(4)中,所述滅酶是在90~96℃滅酶30-50min。
進一步地,步驟(4)中,所述離心分離是8000~10000g離心20-30min。
進一步地,步驟(5)中,所述初步真空濃縮和再次真空濃縮均為濃縮至固形物含量為30~40%。
進一步地,步驟(5)中,所述預冷的無水乙醇為預冷至4~8℃的無水乙醇。
進一步地,步驟(5)中,步驟(4)得到的上清液濃縮后,預冷的無水乙醇的加入量為使體系中乙醇含量達到10~20wt%。
進一步地,步驟(5)中,所述勻速攪拌均為室溫下200-400r/min轉速攪拌4~6h。
進一步地,步驟(5)中,所述離心均為4000~6000g離心20~30min。
進一步地,步驟(5)中,上清液a濃縮后,預冷的無水乙醇的加入量為使體系中乙醇含量達到40~60wt%。
進一步地,步驟(5)中,沉淀物中加入去離子水的量為沉淀物濕重的8~10倍。
進一步地,步驟(6)中,所述粉末溶于水后的濃度為100-200mg/ml。
進一步地,步驟(6)中,所述大孔樹脂為安伯萊特xad-16大孔樹脂。
進一步地,步驟(6)中,所述梯度洗脫為采用0-60vol%乙醇溶液梯度洗脫,具體為:1-3個柱體積采用100vol%水洗脫,4-6個柱體積采用100-50vol%水、0-50vol%乙醇洗脫,6-7個柱體積采用50-40vol%水、50-60vol%乙醇洗脫,7-8個柱體積采用40vol%水、60vol%乙醇洗脫,收集60vol%乙醇洗脫液。
進一步地,提取得到的辣木籽蛋白肽中,蛋白質含量>90%,水分含量<8%,且具有強抗氧化性,orac值>1450μmoltroloxequiv/g。
提取得到的辣木籽蛋白肽可用于藥品、保健品和食品中。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有如下優(yōu)點和有益效果:
(1)本發(fā)明方法通過高溫蒸煮、高壓均質、堿法提取的前處理方法,聯(lián)合蛋白酶酶解、離心去油處理方法,實現(xiàn)控制酶解,提高了原料利用率,釋放抗氧化肽,最大程度地提取辣木籽蛋白肽;
(2)本發(fā)明方法采用分級醇沉、大孔樹脂富集處理方法去除抗氧化性較弱的組分,高效富集抗氧化性較強的組分;
(3)本發(fā)明工藝操作簡單、生產成本低、無污染,所得辣木籽蛋白肽中,抗氧化肽蛋白含量>90%,水分含量<8%,orac值>1450μmoltroloxequiv/g,可用于藥品、保健品和食品中。
具體實施方式
本發(fā)明用下列實施例來進一步說明本發(fā)明,但本發(fā)明的保護范圍并不限于下列實施例。
以下實施例中,氧自由基吸收能力(oyxgenradicalabsorbancecapacity,orac)測定方法如下:
在96孔熒光板各微孔中分別加入20μl待測樣品(將各酶解產物用75mmol/l磷酸鹽緩沖液做適當稀釋,每個樣品待測液濃度為0.05mg/ml),然后添加60μl70nmol/l熒光素,在37℃下預置15min后,用多道移液器迅速在各孔中加入120μl40mmol/laaph(2,2'-azobis(2-methylpropionamidine)dihydrochloride)啟動反應,并將微孔板置于酶標儀中在37℃下以激發(fā)波長485nm,發(fā)射波長538nm進行連續(xù)測定,每1min測定1次各孔熒光強度,測定時間設定在熒光衰減呈基線后為止,樣品的orac值越高則其抗氧化能力越強。
實施例1
從辣木籽中提取辣木籽蛋白肽的方法,包括以下步驟:
(1)高溫蒸煮:將新鮮辣木籽烘干后去殼粉碎,過60目篩,在100℃條件下高溫蒸煮辣木籽粉30min;
(2)高壓均質:取經高溫蒸煮后的辣木籽粉,按照料液比1:6g/ml加入去離子水,以8000rpm的速率剪切10分鐘,過膠體磨2次,得辣木籽勻漿液,20mpa高壓均質2次;
(3)堿法提取:在辣木籽粉勻漿液中加入氫氧化鈉,調節(jié)ph值至7.0,在溫度為40℃的條件下,提取40min,冷卻至室溫,得混懸液;
(4)酶解:調節(jié)混懸液ph值至7.0,加入質量為辣木籽質量1%的蛋白酶(胰酶和ns37071蛋白酶的質量比為2:3),在50℃的條件下酶解18小時,90℃滅酶30min,8000g離心20min;分離,去除上層油脂,所得上清液為富含辣木籽蛋白肽的酶解液;
(5)分級醇沉:真空濃縮辣木籽酶解液至固形物含量30%,加入預冷至4℃的無水乙醇,使得體系中乙醇含量達到10%(按質量計),200r/min室溫勻速攪拌4h后,4000g離心20min,得到上清液;將上清液濃縮至固形物含量30%,加入預冷至4℃的無水乙醇,使得體系中乙醇含量達到40%(按質量計),200r/min室溫勻速攪拌4h后,4000g離心20min,得到沉淀;加入沉淀濕重8倍的去離子水,溶解后,真空濃縮,冷凍干燥,得到粉末;
(6)大孔樹脂富集:將粉末溶于水中,濃度為100mg/ml,過安伯萊特xad-16大孔樹脂柱,采用0-60vol%乙醇溶液進行8個柱體積梯度洗脫,流速為2ml/min,具體為:1-5個柱體積采用100vol%水、0vol%乙醇洗脫;6-7個柱體積采用50vol%水、50vol%乙醇洗脫;7-8個柱體積采用40vol%水、60vol%乙醇洗脫;收集60%(v/v)乙醇洗脫液,冷凍干燥,得具有強抗氧化活性的辣木籽蛋白肽1。
所得蛋白肽1中,蛋白質含量為92%,水分含量為7%,orac值為1455μmoltroloxequiv/g。
實施例2
從辣木籽中提取辣木籽蛋白肽的方法,包括以下步驟:
(1)高溫蒸煮:將新鮮辣木籽烘干后去殼粉碎,過60目篩,在105℃條件下高溫蒸煮辣木籽粉40min;
(2)高壓均質:取經高溫蒸煮后的辣木籽粉,按照料液比1:7g/ml加入去離子水,以9000rpm的速率剪切15分鐘,過膠體磨3次,得辣木籽勻漿液,30mpa高壓均質3次;
(3)堿法提?。涸诶蹦咀逊蹌驖{液中加入氫氧化鈉,調節(jié)ph值至8.0,在溫度為50℃的條件下,提取50min,冷卻至室溫,得混懸液;
(4)酶解:調節(jié)混懸液ph值至7.5,加入質量為辣木籽質量2%的蛋白酶(胰酶和ns37071蛋白酶的質量比為1:1),在53℃的條件下酶解21小時,93℃滅酶40min,9000g離心25min,分離,去除上層油脂,所得上清液為富含辣木籽蛋白肽的酶解液;
(5)分級醇沉:真空濃縮辣木籽酶解液至固形物含量35%,加入預冷至6℃的無水乙醇,使得體系中乙醇含量達到15%(按質量計),300r/min室溫勻速攪拌5h后,5000g離心25min,得到上清液;將上清液濃縮至固形物含量35%,加入預冷至6℃的無水乙醇,使得體系中乙醇含量達到50%(按質量計),300r/min室溫勻速攪拌5h后,5000g離心25min,得到沉淀;加入沉淀濕重9倍的去離子水,溶解后,真空濃縮,冷凍干燥,得到粉末;
(6)大孔樹脂富集:將粉末溶于水中,濃度為150mg/ml,過安伯萊特xad-16大孔樹脂柱,采用0-60vol%乙醇溶液進行8個柱體積梯度洗脫,流速為2ml/min,具體為:1-3個柱體積采用100vol%水洗脫;4-6個柱體積采用75vol%水、25vol%乙醇洗脫;6-7個柱體積采用45vol%水、55vol%乙醇洗脫;7-8個柱體積采用40vol%水、60vol%乙醇洗脫;收集60%(v/v)乙醇洗脫液,冷凍干燥,得具有強抗氧化活性的辣木籽蛋白肽2。
所得蛋白肽2中,蛋白質含量為91%,水分含量為7%,orac值為1500μmoltroloxequiv/g。
實施例3
從辣木籽中提取強抗氧化蛋白肽的方法,包括以下步驟:
(1)高溫蒸煮:將新鮮辣木籽烘干后去殼粉碎,過60目篩,在110℃條件下高溫蒸煮辣木籽粉50min;
(2)高壓均質:取經高溫蒸煮后的辣木籽粉,按照料液比1:8g/ml加入去離子水,以10000rpm的速率剪切20分鐘,過膠體磨2次,得辣木籽勻漿液,40mpa高壓均質2次;
(3)堿法提?。涸诶蹦咀逊蹌驖{液中加入氫氧化鈉,調節(jié)ph值至9.0,在溫度為60℃的條件下,提取60min,冷卻至室溫,得混懸液;
(4)酶解:調節(jié)混懸液ph值至8.0,加入質量為辣木籽質量3%的蛋白酶(胰酶和ns37071蛋白酶的質量比為3:2),在56℃的條件下酶解24小時,96℃滅酶50min,10000g離心30min,分離,去除上層油脂,所得上清液為富含辣木籽蛋白肽的酶解液;
(5)分級醇沉:真空濃縮辣木籽酶解液至固形物含量40%,加入預冷至8℃的無水乙醇,使得體系中乙醇含量達到20%(按質量計),400r/min室溫勻速攪拌6h后,6000g離心30min,得到上清液;將上清液濃縮至固形物含量40%,加入預冷至8℃的無水乙醇,使得體系中乙醇含量達到60%(按質量計),400r/min室溫勻速攪拌6h后,6000g離心30min,得到沉淀;加入沉淀濕重10倍的去離子水,溶解后,真空濃縮,冷凍干燥,得到粉末;
(6)大孔樹脂富集:將粉末溶于水中,濃度為200mg/ml,過安伯萊特xad-16大孔樹脂柱,采用0-60vol%乙醇溶液進行8個柱體積梯度洗脫,具體為:1-3個柱體積采用100vol%水洗脫;4-6個柱體積采用50vol%水、50vol%乙醇洗脫;7-8個柱體積采用40vol%水、60vol%乙醇洗脫。收集60%(v/v)乙醇洗脫液,冷凍干燥,得具有強抗氧化活性的辣木籽蛋白肽3。
所得蛋白肽3中,蛋白質含量為93%,水分含量為6%,orac值為1550μmoltroloxequiv/g。
對比例1
從辣木籽中提取辣木籽蛋白肽的方法,包括以下步驟:
(1)高溫蒸煮:將新鮮辣木籽烘干后去殼粉碎,過60目篩,在110℃條件下高溫蒸煮辣木籽粉50min;
(2)高壓均質:取經高溫蒸煮后的辣木籽粉,按照料液比1:8g/ml加入去離子水,以10000rpm的速率剪切20分鐘,過膠體磨2次,得辣木籽勻漿液,40mpa高壓均質2次;
(3)堿法提?。涸诶蹦咀逊蹌驖{液中加入氫氧化鈉,調節(jié)ph值至9.0,在溫度為60℃的條件下,提取60min,冷卻至室溫,得混懸液;
(4)酶解:調節(jié)混懸液ph值至8.0,加入質量為辣木籽質量3%的蛋白酶(胰酶和ns37071蛋白酶的質量比為3:2),在55℃的條件下酶解24小時,95℃滅酶50min,8000g離心30min,分離,去除上層油脂,所得上清液為富含辣木籽蛋白肽的酶解液;
(5)分級醇沉:真空濃縮辣木籽酶解液至固形物含量40%,加入預冷至4℃的無水乙醇,使得體系中乙醇含量達到20%(按質量計),400r/min室溫勻速攪拌4h后,4000g離心20min,得到上清液;將上清液濃縮至固形物含量40%,加入預冷至4℃的無水乙醇,使得體系中乙醇含量達到60%(按質量計),400r/min室溫勻速攪拌4h后,4000g離心20min,得到沉淀;加入沉淀濕重10倍的去離子水,溶解后,真空濃縮,冷凍干燥,得到辣木籽蛋白肽4。
所得蛋白肽4中,蛋白質含量為68%,水分含量為7%,orac值為540μmoltroloxequiv/g。
由實施例1~3和對比例1可知,實施例與對比例最大區(qū)別在于:實施例使用了大孔樹脂富集技術,通過實施例1~3制備的辣木籽肽蛋白含量高、抗氧化能力強,辣木籽肽蛋白含量以及orac值分別對比例的1.35倍和2.70~2.87倍。
本發(fā)明通過高溫蒸煮、高壓均質、堿法提取、酶解、分級醇沉、大孔樹脂富集去雜聯(lián)合處理,可獲得蛋白含量高、抗氧化活性強的辣木籽肽,可廣泛應用于食品領域中。