CN103951728B - 一种选择性提取酵母细胞蛋白质的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种选择性提取酵母细胞蛋白质的方法，包括以下步骤：(1)将酵母进行活化，得到酵母悬浮液；(2)对步骤(1)得到的酵母悬浮液采用脉冲电场处理，得到酵母提取液；(3)步骤(2)得到的酵母提取液，经离心取沉淀、水洗后得到细胞碎片；(4)将步骤(3)所得细胞碎片制成细胞碎片悬浮液；(5)将步骤(4)所得细胞碎片悬浮液输送到高压均质机进行高压均质处理，得到富含蛋白质的提取液。本发明的方法成本低，效率高，避免了细胞破壁率过高，细胞溶出物复杂，后续繁琐的蛋白质分离工艺。
Description
技术领域
本发明涉及从酵母中提取活性组分的技术领域，特别涉及一种选择性提取酵母细胞蛋白质的方法。
背景技术
我国啤酒工业发展迅速，每年可产生的啤酒废酵母达60～80万吨。目前，啤酒废酵母大部分作为肥料、饲料，利用率很低，部分企业把废酵母直接作为废弃物排入啤酒废水，增加了啤酒废水的处理负荷和难度，造成很大的浪费。如何更好的利用酵母资源是目前广大研究学者研究的一个热点问题。酵母细胞中含有极为丰富的营养物质，蛋白质48％～60％、核酸4.5％～11.3％，2％的维生素，1％的谷胱甘肽及辅酶A，此外还有丰富的氨基酸。如果能将这些功能活性物质从废酵母中充分提取出来，则可以回收大量高附加值的资源。酵母破壁是通过各种工艺方法将酵母细胞壁破碎使细胞内容物溶出从而得到一种富含蛋白质、核酸及其它营养物质的提取物。近年来，国内外陆续开展了大量酵母破壁提取活性物质提取的综合研究，中国专利CN201210062093.1公布了一种酵母中RNA的快速提取方法；中国专利CN01106512.5公布了一种从啤酒废酵母中提取核苷酸的方法；中国专利CN200910263480.X公布了一种从啤酒酵母中提取核酸的方法；中国专利CN200710302411.6公布了一种高效提取啤酒废酵母中蛋白质与核酸的方法等。但综合来看，以上技术存在以下不足之处：
(1)传统的物理破壁法需要消耗较大能量，产生的热降低了蛋白质和核酸的生物活性。
(2)化学处理法易引起蛋白质和核酸变性，后续处理土艺繁琐。
(3)机械破壁法虽然提取率较高但缺乏选择性，并且产生大量细胞碎片,给下游蛋白质等活性物质的分离造成困难。
所以有必要设计一种既能保证高度选择性又不影响功能物质提取率和活性的方法。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种选择性提取啤酒酵母细胞蛋白质的方法，成本低，效率高，避免了细胞破壁率过高，细胞溶出物复杂，后续繁琐的蛋白质分离工艺。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种选择性提取酵母细胞蛋白质的方法，包括以下步骤：
(1)将酵母进行活化，得到酵母悬浮液；
(2)对步骤(1)得到的酵母悬浮液采用脉冲电场处理，得到酵母提取液；
(3)步骤(2)得到的酵母提取液，经离心取沉淀、水洗后得到细胞碎片；
(4)将步骤(3)所得细胞碎片制成细胞碎片悬浮液；
(5)将步骤(4)所得细胞碎片悬浮液输送到高压均质机进行高压均质处理，得到富含蛋白质的提取液。
所述高压均质处理，具体为：
在压力为60～80MPa下均质3～10次。
步骤(2)所述对步骤(1)得到的酵母悬浮液采用脉冲电场处理，具体为：
脉冲电场为指数衰减波，电极距离为10～40cm，脉冲电压为10～40kV，频率50～200Hz，脉冲宽度为40～100μs，脉冲数为500～1000次，脉冲电处理时间为1～20s。
步骤(3)所述离心，具体为：
离心速度为4000～5000r/min，离心时间为8～10min。
所述酵母为干燥的啤酒废酵母，蛋白含量48～50％，核酸含量6％～9％。
步骤(1)所述将酵母进行活化，得到酵母悬浮液，具体为：
将干酵母按1:10～20的比例投放于35～38℃的温水中复水15～20min制成酵母悬浮液。
步骤(4)所述将步骤(3)所得细胞碎片制成细胞碎片悬浮液，具体为：
将细胞碎片按1:10～20的比例投放于25℃的蒸馏水中搅拌15～20min制成细胞碎片悬浮液。
与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
本发明通过脉冲电场电穿孔机理在瞬间使细胞破壁，促进小分子核酸的释放后采用高压均质对细胞碎片进行蛋白质强化提取，成本低，效率高，避免了细胞破壁率过高，细胞溶出物复杂，后续繁琐的蛋白质分离工艺。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的选择性提取啤酒酵母细胞蛋白质的方法，包括以下步骤：
将10g啤酒干酵母(蛋白含量48～50％，核酸含量6％～9％)按1:10的比例投放于35℃的温水中复活15min制成酵母悬浮液，将制备的啤酒酵母悬浮液移入脉冲电场处理室进行处理，脉冲电压为10kV、电极距离为10cm、频率50Hz、脉冲宽度为40μs、脉冲数为500次、脉冲电处理时间为1s。得到酵母提取液，离心取沉淀、水洗、再离心，重复5次，离心速度为5000r/min，离心时间为8min，分离出核酸上清液和细胞碎片。将所得细胞碎片按1:10的比例投放于25℃的蒸馏水中搅拌15min制成细胞碎片悬浮液。将细胞碎片悬浮液输送到高压均质机，60Mpa压力下均质10次，得到富含蛋白质的提取液。
对比未经过脉冲电场前处理直接采用高压均质处理结果，本实施例的方法可使提取的蛋白质纯度提高8.7％。
实施例2
本实施例的选择性提取啤酒酵母细胞蛋白质的方法，其操作步骤如下：
将20g啤酒干酵母(蛋白含量48～50％，核酸含量6％～9％)按1:20的比例投放于38℃的温水中复活20min制成酵母悬浮液，将制备的啤酒酵母悬浮液移入脉冲电场处理室进行处理，脉冲放电电压为40kV、电极距离为40mm、频率200Hz、脉冲宽度为100μs、脉冲数为1000次、脉冲电处理时间为20s。得到酵母提取液，离心取沉淀、水洗、再离心，重复8次，离心速度为4000r/min，离心时间为10min，分离出核酸上清液和细胞碎片。将所得细胞碎片按1:20的比例投放于25℃的蒸馏水中搅拌20min制成细胞碎片悬浮液。将细胞碎片悬浮液输送到高压均质机，80Mpa压力下均质3次，得到富含蛋白质的提取液。
对比未经过脉冲电场前处理直接采用高压均质处理结果，本实施例的方法可使提取的蛋白质纯度提高9.4％。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种选择性提取酵母细胞蛋白质的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将酵母进行活化，得到酵母悬浮液；
(2)对步骤(1)得到的酵母悬浮液采用脉冲电场处理，得到酵母提取液；所述脉冲电场处理，具体为：
脉冲电场为指数衰减波，电极距离为10～40cm，脉冲电压为10～40kV，频率50～200Hz，脉冲宽度为40～100μs，脉冲数为500～1000次，脉冲电处理时间为1～20s；
(3)步骤(2)得到的酵母提取液，经离心取沉淀、水洗后得到细胞碎片；
(4)将步骤(3)所得细胞碎片制成细胞碎片悬浮液；
(5)将步骤(4)所得细胞碎片悬浮液输送到高压均质机进行高压均质处理，得到富含蛋白质的提取液。
2.根据权利要求1所述的选择性提取酵母细胞蛋白质的方法，其特征在于，所述高压均质处理，具体为：
在压力为60～80MPa下均质3～10次。
3.根据权利要求1所述的选择性提取酵母细胞蛋白质的方法，其特征在于，步骤(3)所述离心，具体为：
离心速度为4000～5000r/min，离心时间为8～10min。
4.根据权利要求1所述的选择性提取酵母细胞蛋白质的方法，其特征在于，所述酵母为干燥的啤酒废酵母，蛋白含量48～50％，核酸含量6％～9％。
5.根据权利要求1所述的选择性提取酵母细胞蛋白质的方法，其特征在于，步骤(1)所述将酵母进行活化，得到酵母悬浮液，具体为：
将干酵母按1:10～20的比例投放于35～38℃的温水中复水15～20min制成酵母悬浮液。
6.根据权利要求1所述的选择性提取酵母细胞蛋白质的方法，其特征在于，步骤(4)所述将步骤(3)所得细胞碎片制成细胞碎片悬浮液，具体为：
将细胞碎片按1:10～20的比例投放于25℃的蒸馏水中搅拌15～20min制成细胞碎片悬浮液。
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