專利名稱：一種芡實蛋白及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種芡實蛋白，特別涉及一種堿提酸沉法提取芡實蛋白的制備方法，屬于食品研究開發技術領域。
背景技術：
突實含有豐富的營養物質，如蛋白質、碳水化合物、礦物質等。突實蛋白質容易被人體消化吸收和有救利用，尤其適于老人和兒童食用。芡實中蛋白質和碳水化合物含量與金針菜、銀耳、木耳等相當，高于大米、玉米、高梁等一般谷類作物；對芡實蛋白質中18種氨基酸含量測定表明，芡實中氨基酸種類齊全，配比較合理，必需氨基酸占到了氨基酸總量的24. 6%，更有利于人體的吸收和利用。因此芡實可以作為人體優質蛋白質的理想來源。
堿提酸沉法利用蛋白質的兩性特點，用稀堿液使蛋白質溶解出來，然后離心去除不溶性物質，再用酸調節浸出液的PH值至蛋白質的等電點，這時蛋白質凝聚沉淀下來，經離心分離后得到蛋白質沉淀物，再經洗滌、中和、干燥即得到分離蛋白。此法在大豆分離蛋白的提取中已廣泛應用。堿液可使蛋白質和淀粉的緊密結構變得疏松，易于分離。稀堿對蛋白質的作用很復雜，如PH值、溫度、時間、料液比等因素對蛋白質的影響都會引起提取體系及提取效率的改變。采用現代分離技術提取芡實蛋白，為充分開發利用植物性蛋白資源，提高我國居民的營養水平提供理論依據。本課題探索芡實分離蛋白提取的合理新工藝，并深入研究其功能性質和在食品中的應用價值。此研究可提高芡實的產品附加值，保護水資源環境，增加了芡實的綜合利用率，對于發展可循環綠色經濟具有十分重要的作用。有鑒于此，特提出本發明。

發明內容
本發明的目的在于提供一種氨基酸配比合理，營養全面，穩定性高，凝膠性和流變性較好的芡實蛋白及其制備方法。為實現發明目的，采用如下技術方案
一種芡實蛋白的制備方法，所述制備方法包括以下步驟
(1)制備芡實果仁漿液；
(2)用堿性pH調節劑調節芡實果仁漿液的pH值，震蕩提取，得到芡實蛋白的堿浸提
液；
(3)將芡實蛋白的堿浸提液離心，分離上清液和沉淀；
(4)取上清液透析，用鹽酸溶液調節透析液pH值，靜置，離心，取沉淀，加入蒸餾水，攪拌均勻得到芡實蛋白分散液；
(5)用堿性pH調節劑調節芡實蛋白分散液的pH值，冷凍干燥，得芡實蛋白。其中優選步驟(I)為取新鮮的芡實果仁，加入NaCl溶液浸泡溶脹后，粉碎打漿，過150-250目篩，即得芡實果仁漿液。
更優選所述NaCl溶液的體積為芡實果仁質量的6-12倍，NaCl溶液濃度為O. 1-1. Omol/L，其中含O. 02-0. 08%亞硫酸鈉，室溫下浸泡時間為l_2h。其中所述步驟2為用O. 2-0. 8mol/L的氫氧化鈉溶液將芡實果仁漿液的pH值調節至7-10，室溫下震蕩提取l_2h，震蕩頻率為30-4500r/min，得到芡實蛋白的堿浸提液。其中步驟(3)所述的離心為25°C下，以2500_4000r/min的速度離心10_30min。其中步驟(4)所述透析采用大小為MWC0:8000-12000Da的透析袋，2_6°C下透析64-86h，所述鹽酸溶液濃度為O. 8-1. 2mol/L，上清液的pH值調節至5. 8-6. 15，靜置時間為2-4h，所述離心為2-6°C下，以8000-12000r/min的速度離心10_30min，離心后得到的沉淀加入蒸餾水的質量為沉淀質量的2-5倍。其中步驟(5)中所述的堿性pH調節劑為氫氧化鈉溶液，所述氫氧化鈉溶液濃度為O. 2-0. 8mol/L，將芡實蛋白分散液的pH值調節至7_8。
其中步驟(5)中所述的冷凍干燥的凝冰溫度為-54°C，冷阱室內冷凍的擱板溫度為-20 0C ο更優選所述制備方法包括以下步驟
(1)取新鮮的芡實果仁，加入體積為芡實果仁質量8倍的NaCl溶液室溫浸泡溶脹I.5h后，粉碎打漿，過200目篩，即得芡實果仁漿液；所述NaCl溶液濃度為O. 5mol/L，其中含
0.05%亞硫酸鈉；
(2)用O.5mol/L的氫氧化鈉溶液將芡實果仁漿液的pH值調節至8. 5，室溫下震蕩提取
1.5h，得到芡實蛋白的堿浸提液；
(3)將芡實蛋白的堿浸提液在25°C下，以3200r/min的速度離心20min，分離上清液和沉淀；
(4)取上清液入MWCO:IOOOODa的透析袋，4°C下透析72h，用I. Omol/L的鹽酸溶液將上清液的pH值調節至6. O,靜置3h,在4 下，以10000r/min的速度離心20min,取沉淀,加入沉淀質量的3. 5倍的蒸餾水，攪拌均勻得到芡實蛋白分散液；
(5)用0.5mol/L的氫氧化鈉溶液將芡實蛋白分散液的pH值調節至7. 5，冷凍干燥，得芡實蛋白。此外，本發明還進一步要求保護一種以上述制備方法所制得的芡實蛋白。以下對本發明作進一步的詳細介紹
芡實蛋白是一種具有氨基酸配比合理，營養全面，穩定性高，良好凝膠性和流變性等功能特性的乳白色粉末。芡實蛋白可應用于飲料、蛋糕、火腿腸、色拉和乳制品等食品中。芡實蛋白的提取為開發利用我國植物性蛋白質資源，提高我國居民的營養水平提供理論依據。它可以提高芡實的產品附加值，保護水資源環境，增加了芡實的綜合利用率，對于發展可循環綠色經濟具有十分重要的作用，同時獲得較高的經濟效益，適合工業化生產。本發明基于芡實的具體組成，提出了一種科學合理的芡實蛋白制備方法，該制備方法包括以下步驟
(I)制備芡實果仁漿液；
該步驟可以但并不限于取新鮮的芡實果仁，加入NaCl溶液浸泡溶脹后，粉碎打漿，過150-250目篩，即得芡實果仁漿液。為了提高芡實蛋白的提取率，發明人進一步研究了芡實果仁漿液的制備，結果表明，當NaCl溶液的體積為芡實果仁質量的6-12倍，NaCl溶液濃度為O. 1-1. Omol/L，其中含O. 02-0. 08%亞硫酸鈉，室溫下浸泡時間為l_2h時，芡實果仁漿液的質量最高。(2)用堿性pH調節劑調節芡實果仁漿液的pH值，震蕩提取，得到芡實蛋白的堿浸提液；
該步驟中堿性PH調節劑可以為現有技術公開的多種堿性pH調節劑，如為氫氧化鈉、氫氧化鉀等，本發明優選采用濃度為O. 2-0. 8mol/L的氫氧化鈉溶液，將芡實果仁漿液的pH值調節至7-10，然后在室溫下震蕩提取l_2h，震蕩頻率為30-4500r/min，在此技術方案下，能夠保證堿浸體液的蛋白含量。(3)將芡實蛋白的堿浸提液離心，分離上清液和沉淀；
該步驟中離心可以采用本領域技術人員習用的技術方案，優選所述的離心為25°C下，以2500-4000r/min的速度離心10-30min,更優選以3200r/min的速度離心20min,以使突 實蛋白得到更理想的分離。(4)取上清液透析，用鹽酸溶液調節透析液pH值，靜置，離心，取沉淀，加入蒸餾水，攪拌均勻得到芡實蛋白分散液；
該步驟優選透析所用的透析袋大小為MWC0:8000-12000Da，于2_6°C下透析64_86h，所述鹽酸溶液濃度為O. 8-1. 2mol/L，上清液的pH值調節至5. 8-6. 15，靜置時間為2_4h，所述離心為2-6°C下，以8000-12000r/min的速度離心10_30min，離心后得到的沉淀加入蒸餾水的質量為沉淀質量的2-5倍。其中更優選取上清液入MWC0:10000Da的透析袋，于4°C下透析72h，用l.Omol/L的鹽酸溶液將上清液的pH值調節至6. 0，靜置3h，在4°C下，以10000r/min的速度離心20min,取沉淀,加入沉淀質量的3. 5倍的蒸懼水。本步驟中通過先透析，后用蒸餾水對芡實蛋白進行復溶的操作，進一步提高了芡實蛋白的純度和提取率。(5)用堿性pH調節劑調節芡實蛋白分散液的pH值，冷凍干燥，得芡實蛋白。該步驟中堿性pH調節劑可以為現有技術公開的多種堿性pH調節劑，如為氫氧化鈉、氫氧化鉀等，本發明優選采用濃度為0. 2-0. 8mol/L的氫氧化鈉溶液,更優選氫氧化鈉溶液濃度為0. 2-0. 8mol/L，將芡實蛋白分散液的pH值調節至7_8。優選所述的冷凍干燥的凝冰溫度為-54°C，冷阱室內冷凍的擱板溫度為_20°C，該冷凍干燥條件下，所得芡實蛋白具有良好凝膠性和流變性。為了使上述制備方法更科學合理，發明人深入研究并提出了本發明的一種最佳實施方式，使芡實蛋白的提取率和純度達到最佳值。所述最優選的制備方法包括以下步驟
(1)取新鮮的芡實果仁，加入體積為芡實果仁質量8倍的NaCl溶液室溫浸泡溶脹I.5h后，粉碎打漿，過200目篩，即得芡實果仁漿液；所述NaCl溶液濃度為0. 5mol/L，其中含
0.05%亞硫酸鈉；
(2)用0.5mol/L的氫氧化鈉溶液將芡實果仁漿液的pH值調節至8. 5，室溫下震蕩提取
1.5h，得到芡實蛋白的堿浸提液；
(3)將芡實蛋白的堿浸提液在25°C下，以3200r/min的速度離心20min，分離上清液和沉淀；
(4)取上清液入MWCO:IOOOODa的透析袋，4°C下透析72h，用I. 0mol/L的鹽酸溶液將上清液的pH值調節至6. O,靜置3h,在4 下，以10000r/min的速度離心20min,取沉淀,加入沉淀質量的3. 5倍的蒸餾水，攪拌均勻得到芡實蛋白分散液；
(5)用O. 5mol/L的氫氧化鈉溶液將芡實蛋白分散液的pH值調節至7. 5，冷凍干燥，得芡實蛋白。采用上述技術方案，本發明所得的芡實蛋白具有氨基酸配比合理，營養全面，穩定性聞等特點；同時突實蛋白提取率聞達90%,突實蛋白純度聞達93% ;本發明所提供的制備方法簡單易行，適宜廣泛推廣應用。
具體實施例方式實施例I
取芡實果仁，加入10倍于芡實果仁質量的O. 5mol/LNaCl溶液(含O. 05%亞硫酸鈉)浸泡lh，用食品打漿機打漿，過200目篩，得芡實果仁漿液；采用濃度為O. 5mol/L的氫氧化鈉 溶液調節漿液的PH值為9，25°C條件下振蕩提取lh，得到芡實蛋白的堿浸提液；將芡實蛋白的堿浸提液在3500r/min、15min、25°C離心分離得上清液和沉淀，取上清液，4°C置于去離子水中透析(MWC0:8000-12000Da)72h，中間換水數次，用lmol/L稀鹽酸調節其pH至等電點(5.8-6. 15)，室溫靜置沉淀2h，然后10000r/min、15min、4°C離心分離，再次分離沉淀物和上清液，通過將沉淀物在蒸餾水中復溶，調PH值至7. O后，冷凍干燥得到芡實蛋白，其中，芡實蛋白的收率為87%，純度為92%。實施例2
取芡實果仁，加入8倍于芡實果仁質量的0. 7mol/LNaCl溶液(含0. 02%亞硫酸鈉)浸泡lh，用食品打漿機打漿，過250目篩，得芡實果仁漿液；采用濃度為0. 5mol/L的氫氧化鈉溶液調節漿液的PH值為8，25°C條件下振蕩提取I. 5h，得到芡實蛋白的堿浸提液；將芡實蛋白的堿浸提液在3500r/min、15min、25°C離心分離得上清液和沉淀，取上清液，4°C置于去離子水中透析(MWC0:8000-12000Da) 72h，中間換水數次，用lmol/L稀鹽酸調節其pH至等電點(5.8-6. 15)，室溫靜置沉淀3h，然后10000r/min、15min、4°C離心分離，再次分離沉淀物和上清液，通過將沉淀物在蒸餾水中復溶，調PH值至7. O后，冷凍干燥得到芡實蛋白，其中，芡實蛋白的收率為86%，純度為89%。實施例3
取芡實果仁，加入6倍于芡實果仁質量的0. 7mol/LNaCl溶液(含0. 08%亞硫酸鈉)浸泡lh，用食品打漿機打漿，過150目篩，得芡實果仁漿液；采用濃度為0. 5mol/L的氫氧化鈉溶液調節漿液的PH值為9，25°C條件下振蕩提取lh，得到芡實蛋白的堿浸提液；將芡實蛋白的堿浸提液在3000r/min、20min、25°C離心分離得上清液和沉淀，取上清液，4°C置于去離子水中透析(MWC0:8000-12000Da) 72h，中間換水數次，用lmol/L稀鹽酸調節其pH至等電點(5.8-6. 15)，室溫靜置沉淀3h，然后12000r/min、10min、4°C離心分離，再次分離沉淀物和上清液，通過將沉淀物在蒸餾水中復溶，調PH值至7. O后，冷凍干燥得到芡實蛋白，其中，芡實蛋白的收率為82%，純度為87%。實施例4
取芡實果仁，加入10倍于芡實果仁質量的0. 9mol/LNaCl溶液(含0. 05%亞硫酸鈉)浸泡lh，用食品打漿機打漿，過200目篩，得芡實果仁漿液；采用濃度為0. 5mol/L的氫氧化鈉溶液調節漿液的pH值為9. 5，25°C條件下振蕩提取2h，得到芡實蛋白的堿浸提液；將芡實蛋白的堿浸提液在4000r/min、10min、25°C離心分離得上清液和沉淀，取上清液，4°C置于去離子水中透析(MWCO: 8000-12000Da) 72h，中間換水數次，用lmol/L稀鹽酸調節其pH至等電點(5.8-6. 15)，室溫靜置沉淀4h，然后10000r/min、20min、4°C離心分離，再次分離沉淀物和上清液，通過將沉淀物在蒸餾水中復溶，調PH值至7. O后，冷凍干燥得到芡實蛋白，其中，芡實蛋白的收率為90%，純度為93%。實施例5
取芡實果仁，加入10倍于芡實果仁質量的O. 5mol/LNaCl溶液(含O. 05%亞硫酸鈉)浸泡lh，用食品打漿機打漿，過250目篩，得芡實果仁漿液；采用濃度為O. 5mol/L的氫氧化鈉溶液調節漿液的PH值為8，25°C條件下振蕩提取lh，得到芡實蛋白的堿浸提液；將芡實蛋白的堿浸提液在3000r/min、20min、25°C離心分離得上清液和沉淀，取上清液，4°C置于去離子水中透析(MWCO: 8000-12000Da) 72h，中間換水數次，用lmol/L稀鹽酸調節其pH至等電點(5. 8-6. 15)，室溫靜置沉淀3h，然后8000r/min、20min、4°C離心分離，再次分離沉淀物和上清液，通過將沉淀物在蒸餾水中復溶，調PH值至7. O后，冷凍干燥得到芡實蛋白，其中，芡實 蛋白的收率為89%，純度為90%。實施例6
取芡實果仁，加入8倍于芡實果仁質量的O. 7mol/LNaCl溶液(含O. 05%亞硫酸鈉)浸泡lh，用食品打漿機打漿，過180目篩，得芡實果仁漿液；采用濃度為O. 5mol/L的氫氧化鈉溶液調節漿液的PH值為8，25°C條件下振蕩提取2h，得到芡實蛋白的堿浸提液；將芡實蛋白的堿浸提液在4000r/min、15min、25°C離心分離得上清液和沉淀，取上清液，4°C置于去離子水中透析(MWC0:8000-12000Da)72h，中間換水數次，用lmol/L稀鹽酸調節其pH至等電點(5.8-6. 15)，室溫靜置沉淀2h，然后12000r/min、15min、4°C離心分離，再次分離沉淀物和上清液，通過將沉淀物在蒸餾水中復溶，調PH值至7. O后，冷凍干燥得到芡實蛋白，其中，芡實蛋白的收率為83%，純度為85%。實施例7
(1)取新鮮的芡實果仁，加入8倍于芡實果仁質量的O.5mol/LNaCl溶液(含O. 05%亞硫酸鈉)浸泡溶脹I. 5h后，粉碎打漿，過200目篩，得芡實果仁漿液；
(2)用O.5mol/L的氫氧化鈉溶液將芡實果仁漿液的pH值調節至8. 5，室溫下震蕩提取
I.5h，得到芡實蛋白的堿浸提液；
(3)將芡實蛋白的堿浸提液在25°C下，以3200r/min的速度離心20min，分離上清液和沉淀；
(4)取上清液入MWCO:IOOOODa的透析袋，4°C下透析72h，用I. Omol/L的鹽酸溶液將上清液的pH值調節至6. O,靜置3h,在4 下，以10000r/min的速度離心20min,取沉淀,加入沉淀質量的3. 5倍的蒸餾水，攪拌均勻得到芡實蛋白分散液；
(5)用0.5mol/L的氫氧化鈉溶液將芡實蛋白分散液的pH值調節至7. 5，冷凍干燥，得芡實蛋白，其中，芡實蛋白的收率為89%，純度為92%。上述實施例中的實施方案可以進一步組合或者替換，且實施例僅僅是對本發明的優選實施例進行描述，并非對本發明的構思和范圍進行限定，在不脫離本發明設計思想的前提下，本領域中專業技術人員對本發明的技術方案作出的各種變化和改進，均屬于本發明的保 護范圍。
權利要求
1.一種芡實蛋白的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟 (1)制備芡實果仁漿液； (2)用堿性pH調節劑調節芡實果仁漿液的pH值，震蕩提取，得到芡實蛋白的堿浸提液； (3)將芡實蛋白的堿浸提液離心，分離上清液和沉淀； (4)取上清液透析，用鹽酸溶液調節透析液pH值，靜置，離心，取沉淀，加入蒸餾水，攪拌均勻得到芡實蛋白分散液； (5)用堿性pH調節劑調節芡實蛋白分散液的pH值，冷凍干燥，得芡實蛋白。
2.根據權利要求I所述的芡實蛋白制備方法，其特征在于，步驟(I)為取新鮮的芡實果仁，加入NaCl溶液浸泡溶脹后，粉碎打漿，過150-250目篩，即得芡實果仁漿液。
3.根據權利要求2所述的芡實蛋白制備方法，其特征在于，所述NaCl溶液的體積為芡實果仁質量的6-12倍，NaCl溶液濃度為O. 1-1. Omol/L，其中含O. 02-0. 08%亞硫酸鈉，室溫下浸泡時間為l_2h。
4.根據權利要求I所述的芡實蛋白制備方法，其特征在于，所述步驟2為用O.2-0. 8mol/L的氫氧化鈉溶液將芡實果仁漿液的pH值調節至7-10，室溫下震蕩提取l_2h，震蕩頻率為30-4500r/min，得到芡實蛋白的堿浸提液。
5.根據權利要求I所述的芡實蛋白制備方法，其特征在于，步驟(3)所述的離心為25°C下，以 2500-4000r/min 的速度離心 10_30min。
6.根據權利要求I所述的芡實蛋白制備方法，其特征在于，步驟(4)所述的透析使用大小為MWCO: 8000-12000Da的透析袋，2-6 °C下透析64_86h，所述鹽酸溶液濃度為O.8-1. 2mol/L，上清液的pH值調節至5. 8-6. 15，靜置時間為2_4h，所述離心為2_6°C下，以8000-12000r/min的速度離心10_30min，離心后得到的沉淀加入蒸餾水的質量為沉淀質量的2-5倍。
7.根據權利要求I所述的芡實蛋白制備方法，其特征在于，步驟(5)中所述的堿性pH調節劑為氫氧化鈉溶液，所述氫氧化鈉溶液濃度為O. 2-0. 8mol/L，將芡實蛋白分散液的pH值調節至7-8。
8.根據權利要求I所述的芡實蛋白制備方法，其特征在于，步驟(5)中所述的冷凍干燥的凝冰溫度為_54°C，冷阱室內冷凍的擱板溫度為_20°C。
9.根據權利要求I所述的芡實蛋白制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟 (1)取新鮮的芡實果仁，加入體積為芡實果仁質量8倍的NaCl溶液室溫浸泡溶脹I.5h后，粉碎打漿，過200目篩，即得芡實果仁漿液；所述NaCl溶液濃度為O. 5mol/L，其中含·0.05%亞硫酸鈉； (2)用O.5mol/L的氫氧化鈉溶液將芡實果仁漿液的pH值調節至8. 5，室溫下震蕩提取·1.5h，得到芡實蛋白的堿浸提液； (3)將芡實蛋白的堿浸提液在25°C下，以3200r/min的速度離心20min，分離上清液和沉淀； (4)取上清液入MWCO:IOOOODa的透析袋，4°C下透析72h，用I. Omol/L的鹽酸溶液將上清液的pH值調節至6. O,靜置3h,在4 下，以10000r/min的速度離心20min,取沉淀,加入沉淀質量的3. 5倍的蒸餾水，攪拌均勻得到芡實蛋白分散液； (5)用O. 5mol/L的氫氧化鈉溶液將芡實蛋白分散液的pH值調節至7. 5，冷凍干燥，得芡實蛋白。
10.權利要求1-9任一項芡實蛋白制備方法所得的芡實蛋白。
全文摘要
本發明公開了一種芡實蛋白的制備方法，所述制備方法包括以下步驟(1)制備芡實果仁漿液；(2)用堿性pH調節劑調節芡實果仁漿液的pH值，震蕩提取，得到芡實蛋白的堿浸提液；(3)將芡實蛋白的堿浸提液離心，分離上清液和沉淀；(4)取上清液透析，用鹽酸溶液調節透析液pH值，靜置，離心，取沉淀，加入蒸餾水，攪拌均勻得到芡實蛋白分散液；(5)用堿性pH調節劑調節芡實蛋白分散液的pH值，冷凍干燥，得芡實蛋白。采用上述技術方案，本發明制得的芡實蛋白產品具有氨基酸配比合理，營養全面，穩定性高，凝膠性和流變學較好等優點，可以提高產品的附加值，獲得較高的經濟效益，適合工業化生產。
文檔編號C07K14/415GK102863522SQ201210343409
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月17日 優先權日2012年9月17日
發明者齊斌, 王立梅, 朱益波 申請人:常熟理工學院