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CN103509763A - 一种从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法 - Google Patents

一种从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法 Download PDF

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CN103509763A CN201310472971.1A CN201310472971A CN103509763A CN 103509763 A CN103509763 A CN 103509763A CN 201310472971 A CN201310472971 A CN 201310472971A CN 103509763 A CN103509763 A CN 103509763A
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superoxide
leaf protein
plant
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衣悦涛
靳志明
冯大伟
刘胜一
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Yantai Institute of Coastal Zone Research of CAS
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Yantai Institute of Coastal Zone Research of CAS
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Abstract

本发明公开了一种从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法,包括以下具体步骤:按料液比(W/V)为1:2~1:3,加入pH为7~8的磷酸缓冲液并捣碎成浆;浆液进行一次压榨,收集汁液;加水二次压榨,两次汁液合并;汁液经高速离心后经过0.05μm~0.2μm的滤芯过滤粗滤;粗滤液先经过截留分子量为40000~60000的超滤膜,得到浓缩液和透过液;浓缩液经喷雾干燥后得到叶蛋白固体粉末;透过液再经过截留分子量为2000~6000的超滤膜分离浓缩;得到的液体进一步纯化、减压浓缩后冷冻干燥,得到超氧化物歧化酶固体粉末。叶蛋白纯度达50%~55%,SOD活性达1000u/毫克蛋白以上。本发明充分利用超滤的方法,同时生产出叶蛋白和超氧化物歧化酶两种产品,该工艺路线耗能少,各种条件易于达到,可有效节约生产成本。

Description

一种从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法
技术领域
本发明涉及到一种叶蛋白和一种酶的提取制备方法,具体涉及到一种从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法。
背景技术
植物叶蛋白是存在于植物茎叶内一种多聚合物质,属于功能性蛋白质类。叶蛋白营养价值很高,含有17~18种氨基酸,包含了人体所必需的8种氨基酸,有别于动物肌肉蛋白质附带的饱和脂肪酸和胆固醇,是人类膳食中蛋白质的重要补充。叶蛋白的开发,已经经历了一个世纪,目前叶蛋白的提取方法很多,但是都存在一些不足之处。直接加热法耗能比较高,成本高,在升温过程中还可能造成部分蛋白变性损失;酸热法和碱热法均会造成一定程度的环境污染,而且使最终得到的叶蛋白产品的气味颜色等方面发生变化,这两种方法仍存在消耗能量的问题;有机溶剂法在提取过程中有机溶剂回收难度大,残存问题严重;发酵法则耗时较长,工艺较复杂。
超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase),简称:SOD,是广泛存在于生物体内的一种抗氧化酶,能够催化超氧阴离子发生歧化反应,而现已证实,由氧阴离子引发的疾病多达60多种。超氧化物歧化酶在生物界的分布极广,几乎从动物到植物,甚至从人到单细胞生物,都有它的存在。现在国内外市场上的超氧化物歧化酶产品绝大部分是从动物血液中提取而来的,但是从动物血液中提取超氧化物歧化酶具有很大的缺陷,动物性超氧化物歧化酶的排他性、不易常温保存、艾滋病等血液病毒的交叉感染及其它潜在危险。SOD的提取方法,传统一般用硫酸铵盐析,这会造成一定的化学污染;用有机试剂沉淀法提取,而有机试剂本身就存在一定的毒性,提取过程中很可能对人体造成危害,并且很容易在产品中残留;用高温热变,离心分离等提取方法提取,对温度和离心转速要求较高,相应的会提高制备成本,难以实现工业化生产。
目前同时提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺报道较少。中国专利申请号201010195957.8和中国申请号200510011365.5,虽然都提供一种提取叶蛋白和SOD的工艺方法,但是这两种工艺,过程都相对比较复杂,耗时耗能,不适合大规模的生产;中国专利申请号200710119528.0提到用超滤来分离,从而得到两种产品,但是该方法前期处理较为简单,导致最终产品的纯度不高。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术的不足,提供一种从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法。本发明在同时提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的同时,保持较高的提取率,较高的叶蛋白纯度和较高的超氧化物歧化酶活性,此外,该工艺原料来源广,天然,无危害,工艺相对简单,可大规模生产。
为了实现本发明的上述目的,本发明采取如下技术方案:
一种从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法,包括如下具体步骤:
1)取植物新鲜茎叶,按一定料液比加入磷酸缓冲液,用打浆机打成浆液;
2)将得到的浆液进行压榨,收集汁液,加水进行二次压榨,两次汁液合并,弃去废渣;
3)合并后的汁液经高速离心机离心,去除废渣,汁液经过滤芯进行粗滤;
4)过滤后的汁液经过截留分子量为40000~60000的超滤膜,分别收取浓缩液和透过液;
5)得到的浓缩液经过喷雾干燥后得到叶蛋白粉末;
6)得到的透过液再经过截留分子量为2000~6000的超滤膜,得到超氧化物歧化酶粗提液;
7)粗提液经过葡聚糖凝胶柱进一步纯化,得到超氧化物歧化酶精制液;
8)得到超氧化物歧化酶成品液,可经过冷冻干燥法得到固体超氧化物歧化酶粉末成品。
其中,步骤1)中料液比为(W/V)为1:2~1:3。磷酸缓冲液用磷酸二氢钠和磷酸氢二钠配制而成,pH为7~8,温度控制在40~50℃。
其中,步骤2)中采用采用孔径为140-390微米的带式压滤机进行压榨,压力条件为0.4~0.8MPa/cm2,二次压榨所用去离子水温度控制在40~50℃。
其中,步骤3)中高速离心转速为4000rpm~6000rpm,滤芯规格为0.05μm~0.2μm。
其中,步骤5)中喷雾干燥进风温度控制在130~150℃,出风温度在75~90℃。
其中,步骤7)中葡聚糖凝胶柱为SephadexG-50。
其中,步骤8)中冷冻干燥过程中温度在﹣45~﹣60℃。
本发明的有益效果:
本发明旨在提供一种从植物中同时提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法。该工艺方法最大的优点就是将叶蛋白和超氧化物歧化酶两种产品的提取结合在一起,简化了两者的提取工艺,还保持了较高的提取率、纯度和酶活性;该工艺方法采用二次压榨,提高了产品的提取率,采用三次过滤分离,提高产品纯度;叶蛋白的提取减少了耗能和污染,超氧化物歧化酶结合膜分离和柱层析两种方法,大大提高了纯度和活性;该工艺方法优化了两种产品的提取方法,并结合在一起,减少耗能、耗时,再加上原料来源广,这为大规模生产提供了基础。
附图说明
图1是本发明从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺生产流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施实例对本发明作进一步详细说明。
实施例1从新鲜鲁梅克斯中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶
称取50kg清洗干净的新鲜鲁梅克斯茎叶,加入100kg,pH为7的磷酸缓冲溶液(用磷酸二氢钠和磷酸氢二钠配制而成),用打浆机打碎匀浆,打浆时维持温度在50℃。将浆液进入带式压滤机进行压榨,滤带孔径140微米,压力为0.8MPa/cm2,收集汁液142kg,将滤渣加入25kg温度为40℃的去离子水采用相同的条件进行压榨,弃去废渣,将两次滤液合并共165kg。汁液经5000rpm高速离心,去除废渣。滤液先经过0.05μm的滤芯,去除截留液。滤液经过截留分子量为50000的超滤膜,得到大于50000分子量的液体12kg,减压浓缩后,用喷雾干燥法,在进风温度在130℃,出风温度在90℃条件下喷雾干燥,得到固体叶蛋白粉末产品1.85kg。5万透过液再经过截留分子量为4000的超滤膜,得到超氧化物歧化酶粗提液7.5kg.粗提液经过葡聚糖凝胶柱(SephadexG-50)用4%(重量百分比)低度乙醇进行洗脱,得到超氧化物歧化酶精制液。减压浓缩后,在﹣45℃条件下冷冻干燥,得到固体超氧化物歧化酶粉末产品103.8g。
实施例2从新鲜碱蓬中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶
称取50kg清洗干净的新鲜碱蓬,加入150kg,pH为8的磷酸缓冲溶液,用打浆机打碎匀浆,打浆时维持温度在40℃。将浆液进入带式压滤机进行压榨,滤带孔径390微米,压力为0.4MPa/cm2,收集汁液190kg,将滤渣加入30kg温度为45℃的去离子水采用相同的条件进行压榨,弃去废渣,将两次滤液合并共221kg。汁液经6000rpm高速离心,去除废渣。滤液先经过0.2μm的滤芯,去除截留液。滤液经过截留分子量为40000的超滤膜,得到大于40000分子量的液体11.5kg,减压浓缩后,用喷雾干燥法,在进风温度在150℃,出风温度在75℃条件下喷雾干燥,得到固体叶蛋白粉末产品1.48kg。4万透过液再经过截留分子量为6000的超滤膜,得到超氧化物歧化酶粗提液8.7kg.粗提液经过葡聚糖凝胶柱(SephadexG-50)用5%(重量百分比)低度乙醇进行洗脱,得到超氧化物歧化酶精制液。减压浓缩后,在﹣56℃条件下冷冻干燥,得到固体超氧化物歧化酶粉末产品97.4g。
实施例3从新鲜菠菜中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶
称取50kg清洗干净的新鲜菠菜茎叶,加入100kg,pH为7.0的磷酸缓冲溶液,用打浆机打碎匀浆,打浆时维持温度在50℃。将浆液进入带式压滤机进行压榨,滤带孔径250微米,压力为0.6MPa/cm2,收集汁液140kg,将滤渣加入35kg温度为50℃的去离子水采用相同的条件进行压榨,弃去废渣,将两次滤液合并共174kg。汁液经4000rpm高速离心,去除废渣。滤液先经过0.15μm的滤芯,去除截留液。滤液经过截留分子量为60000的超滤膜,得到大于60000分子量的液体10.7kg,减压浓缩后,用喷雾干燥法,在进风温度在135℃,出风温度在80℃条件下喷雾干燥,得到固体叶蛋白粉末产品2.15kg。6万透过液再经过截留分子量为2000的超滤膜,得到超氧化物歧化酶粗提液8.0kg.粗提液经过葡聚糖凝胶柱(SephadexG-50)用6%(重量百分比)低度乙醇进行洗脱,得到超氧化物歧化酶精制液。减压浓缩后,在﹣50℃条件下冷冻干燥,得到固体超氧化物歧化酶粉末产品113.8g。
从以上实施例可知,本发明的工艺参数设置可以保证将叶蛋白和超氧化物歧化酶两种产品的提取有机地结合在一起,简化了两者的提取工艺,还保持了较高的提取率、纯度和酶活性。

Claims (8)

1.一种从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法,包括以下具体步骤:
1)取植物新鲜茎叶,按一定料液比加入磷酸缓冲液,用打浆机打成浆液;
2)将得到的浆液进行压榨,收集汁液,加水进行二次压榨,两次汁液合并,弃去废渣;
3)合并后的汁液经高速离心机离心,去除废渣,汁液经过滤芯进行粗滤;
4)过滤后的汁液经过截留分子量为40000~60000的超滤膜,分别收取浓缩液和透过液;
5)得到的浓缩液经过喷雾干燥后得到叶蛋白粉末;
6)得到的透过液再经过截留分子量为2000~6000的超滤膜,得到超氧化物歧化酶粗提液;
7)粗提液经过葡聚糖凝胶柱进一步纯化,得到超氧化物歧化酶精制液;
8)得到超氧化物歧化酶成品液,可经过冷冻干燥法得到固体超氧化物歧化酶粉末成品。
2.如权利要求1所述的一种从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法,其特征在于,步骤1)中料液比为(W/V)为1:2~1:3。
3.如权利要求1所述的一种从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法,其特征在于,步骤1)中磷酸缓冲液用磷酸二氢钠和磷酸氢二钠配制而成,pH为7~8,温度控制在40~50℃。
4.如权利要求1所述的一种从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法,其特征在于,步骤2)中采用采用孔径为140-390微米的带式压滤机进行压榨,压力条件为0.4~0.8MPa/cm2,二次压榨所用去离子水温度控制在40~50℃。
5.如权利要求1所述的一种从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法,其特征在于,步骤3)中高速离心转速为4000rpm~6000rpm,滤芯规格为0.05μm~0.2μm。
6.如权利要求1所述的一种从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法,其特征在于,步骤5)中喷雾干燥进风温度控制在130~150℃,出风温度在75~90℃。
7.如权利要求1所述的一种从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法,其特征在于,步骤7)中葡聚糖凝胶柱为SephadexG-50。
8.如权利要求1所述的一种从植物中提取叶蛋白和超氧化物歧化酶的工艺方法,其特征在于,步骤8)中冷冻干燥过程中温度在﹣45~﹣60℃。
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