本发明涉及天然产物提取领域，具体涉及一种罗汉果卧螺离心渣的综合利用方法。
背景技术：
果胶是一种天然高分子化合物，具有良好的胶凝化和乳化稳定作用，是一种高档的天然食品添加剂和保健品，已广泛用于食品、医药、日化及纺织行业。
天然纤维素为无味的白色丝状物，与人体健康密切有关，在预防人体某些疾病如冠心病、糖尿病、结肠癌和便秘等方面起着重要作用。
植物蛋白是蛋白质的一种，来源于植物，营养全面，与动物蛋白相比，不含胆固醇和饱和脂肪，易被人体消化吸收，具有多种生理保健功能。
罗汉果，葫芦科多年生藤本植物的果实，是国家首批批准的药食两用材料之一，其主要功效是能止咳化痰，并起到防治冠心病、血管硬化、肥胖症的作用。其果实营养价值很高，含丰富的维生素c以及甜苷、果糖、葡萄糖、蛋白质、脂类等，其中罗汉果甜苷比蔗糖甜300倍，不产生热量，是饮料、糖果行业的名贵原料，是蔗糖的最佳替代品。在提取罗汉果甜苷的过程中，会有大量的果胶、粗纤维、蛋白质等物质悬浮在提取液中，通过卧螺离心的方法可将这些悬浮物除去，得到罗汉果卧螺离心渣。许多生产企业往往都将这些离心渣废弃，既污染环境又造成损耗浪费。目前还没有关于罗汉果卧螺离心渣回收利用的相关文件报道，因此对罗汉果卧螺离心渣的研究有一定的可行性意义。
cn106832050a公开了一种从罗汉果生产废渣中分离果胶的办法，具体是以罗汉果生产废渣为原料，经热水提取、微滤、纳滤、脱色、浓缩干燥等操作步骤，可得罗汉果果胶。
cn110028541a公开了一种罗汉果综合利用的提取方法，具体是以罗汉果果实为原料，经室温水提、加热水提、煮沸、醇提、水洗等方法，可初步获得水溶性糖成分、罗汉果甜苷、黄酮和酚类提取物、罗汉果蛋白、罗汉果膳食纤维等物质。
cn109674843a公开了一种干罗汉果综合利用的提取纯化办法，具体是以罗汉果干果为原料，经乙醇水溶液提取，加沉淀剂沉淀离心，过膜，滤液上吸附树脂，再梯度醇水洗脱，依次可得罗汉果糖浆（果糖含量37%-42%，葡萄糖含量28%-31%）、棕色色素、罗汉果苷v（含量30%-35%），离心沉淀和过膜滤渣合并后用酸溶解，过纳滤膜，可得多酚（含量27%-34%）。
上述这些方法或从罗汉果生产废渣中提取单一物质，或以罗汉果果实为原料粗步提取多种物质，而关于罗汉果卧螺离心渣的综合利用并没有相关文件报道，这也是一种资源的浪费。因此，目前需要一种有效合理的方法将罗汉果卧螺离心渣中的可利用成分高效、高品质的分离出来，实现其经济效益。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是，克服以上不足。本发明提供了一种罗汉果卧螺离心渣的综合利用方法，本发明方法可分离出多种成分，且各种成分含量及收率高，实现罗汉果卧螺离心渣的高效综合利用，避免资源的浪费。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：
（1）干燥、水洗：将湿罗汉果卧螺离心渣烘干，粉碎，再用温水浸泡果渣，离心得沉淀；
（2）酶解：将步骤（1）所得沉淀加水分散，加入蛋白水解酶，保温水解，得水解液；
（3）离心、灭酶：将步骤（2）所得水解液离心，得上清液i和沉淀i，将上清液i经高温使酶灭活；
（4）超滤、干燥：将步骤（3）中经灭活的上清液i超滤浓缩，干燥，得蛋白质；
（5）酸提：将步骤（3）所得沉淀i用水分散，加酸调ph值，高温水浴搅拌提取，趁热过滤，得上清液ii和沉淀ii；
（6）脱色、浓缩：向步骤（5）所得上清液ii中加入活性炭保温脱色，过滤，浓缩，得浓缩液；
（7）醇析、干燥：待步骤（6）所得浓缩液冷却后用稀氨水调ph值，再加入乙醇，使果胶析出，再用乙醇洗涤，干燥，粉碎，得果胶粉末；
（8）碱水除杂：水洗步骤（5）所得沉淀ii，再加入碱水，搅拌煮沸，冷却过滤得滤饼；
（9）h2o2脱色、干燥：向步骤（8）所得滤饼中加入h2o2溶液，调ph值，加热搅拌，冷却过滤得滤饼，水洗滤饼至中性，干燥，粉碎，得纤维素粉末；
优选地，步骤（1）中，所述卧螺离心渣干燥的程度为水分小于5%，干燥的目的是延长罗汉果卧螺离心渣的保质期，减少果渣的储存空间。所述粉碎的程度为80-120目，粉碎的目的是使果渣能充分和溶剂接触，但颗粒过小会给后续的过滤离心造成困难，若颗粒过大则接触不充分。所述温水的温度为40-50℃，温水的体积为罗汉果卧螺离心渣干重的3-5倍（v/w），浸泡时间5-10min，浸泡次数为2-4次。水洗离心渣的目的是除去果渣中残留的糖苷以及水溶性色素等，避免为后续的分离增加困难。水洗的温度过低，时间过短，次数过少都会导致去除的不彻底；若温度过高，时间过长，次数过少都会导致时间和能源的浪费。离心保证固液分离即可，转速为5000-8000rpm，时间为5-10min。
优选地，步骤（2）中，所述水的体积可为罗汉果卧螺离心渣干重的5-10倍（v/w），所述的蛋白水解酶为木瓜蛋白酶、碱性蛋白酶或中性蛋白酶，所述蛋白水解酶的用量为罗汉果卧螺离心渣干重的1%-4%（w/w），水解的时间为4-8h，水解的温度为35-60℃。水解目的是卧螺离心渣中大部分都是不溶于水的变性蛋白，加入蛋白水解酶可将不溶性蛋白水解成可溶的多肽和氨基酸，从而使蛋白质分离出来。料液比、酶的用量、酶解时间、酶解温度都直接影响了蛋白质水解的效果。
优选地，步骤（3）中，灭活的温度为70-90℃，时间为5-10min，使蛋白水解酶失活，终止蛋白质的水解反应。
优选地，步骤（4）中，所述超滤中超滤膜的分子截流量的大小为0.5kda-1kda，超滤压力为0.1mpa-0.3mpa。超滤的主要目的是将蛋白质提取液进行浓缩，除掉溶液中的水分子和可溶性盐类。相较于其他浓缩方式如，盐析沉淀法需要使用大量硫酸铵等盐类，造成浪费和污染；透析袋吸附法处理量少且效率低、时间长；凝胶吸附法适用于分子量较大的蛋白质且方法复杂；超滤浓缩法操作方便，处理量大，且不会造成其他的资源浪费。所述干燥为喷雾干燥，由于本发明提取的多为变性蛋白，对于喷雾干燥能使蛋白质失活这一缺点可忽略，且喷雾干燥操作简单、效率快捷。
优选地，步骤（5）中，所述酸为盐酸、硫酸或亚硫酸，分散用水的体积为罗汉果卧螺离心渣干重的4-8倍（v/w），加酸调ph值至1.5-3.0，所述提取温度85-95℃，提取时间45-60min。酸水高温提取原因是不溶性的原果胶可在酸性条件下水解成可溶性果胶，从而与果渣分离得到果胶提取液。酸水的ph值对果胶提取率有着重要影响，ph值过高，果胶的稳定性降低，容易分解成果胶酸，提取率下降；ph值过低，原果胶水解反应过于强烈，果胶酯化降解使提取率下降。若用水量过少，提取温度过低，提取时间过短都将直接影响果胶的提取率；若用水量过多，提取温度过高，提取时间过长都会造成资源和能源的浪费。
优选地，步骤（6）中，所述活性炭的用量为上清液ii中固形物总重的0.3%-0.5%，脱色的时间为30-40min，脱色的温度为55-65℃，边保温边搅拌，搅拌转速为40-60rpm。加入活性炭的目的是吸附溶液中的色素，过滤时采用硅藻土作为助滤剂。浓缩方式采用减压浓缩法，浓缩至固形物含量为5%-10%。浓缩的目的其一是提高溶液中果胶的含量，有利于下一步的析出；其二是减少下一步析出过程中乙醇的用量，降低分离成本。
优选地，步骤（7）中，冷却至5-10℃，调ph值至3-4，在此条件下，可溶性果胶最易形成凝胶。加入乙醇的体积为浓缩液体积的1.2-1.8倍（v/v），再用乙醇洗涤析出沉淀2-3次，除去凝胶中的溶液残留，所述乙醇的体积百分浓度为95%。加入乙醇的目的是果胶不溶于有机溶剂，在乙醇中易析出。乙醇终浓度过低，果胶沉淀中水分含量相对较高，在干燥时颜色变深；乙醇终浓度过高，水分含量少，果胶色泽浅、品质好，但成本高、提取率低。过滤后，55-65℃烘干，烘干温度过高，容易变色；温度过低，造成时间浪费。
优选地，步骤（8）中，所述水洗沉淀ii，可用纯水反复洗涤多次，至最后一遍洗涤水的ph为6-7，水洗的目的是除去沉淀中的酸液，避免与碱中和，产生盐分。所述碱液为naoh溶液，所述naoh溶液的浓度为0.5-1.0mol/l，所述naoh溶液的体积为罗汉果卧螺离心渣干重的6-9倍（v/w），所述煮沸时间为40-60min。用碱液浸提的目的是除去沉淀ii中残留的蛋白质，并使脂肪皂化而除去。naoh溶液的浓度过低，则达不到除杂的目的。
优选地，步骤（9）中，所述h2o2的浓度为5%-8%（w/w），体积为罗汉果卧螺离心渣干重的5-8倍（v/w），用naoh溶液调ph值至10-14，加热的温度为80-90℃，脱色的时间为60-90min。用h2o2处理的目的是增加纤维素的白度，提高纤维素的品质。h2o2在碱性条件下能对纤维起氧化作用，使样品中的发色基团氧化而脱色。
本发明综合利用方法的原理是：
首先，采用温水浸泡除去可溶性糖类；然后选用蛋白酶水解不溶于水的蛋白质，使之形成溶于水的小分子多肽和氨基酸，从而分离出来，并采用超滤浓缩得到蛋白产品；再采用高温搅拌酸提剩余果渣，使不溶性的原果胶水解成可溶性果胶（纤维素不溶于酸），离心分离得果胶溶液，醇析得果胶产品；最后加碱煮沸剩余果渣，使果渣中的脂肪皂化溶解，而纤维素不溶于碱，最终剩余不溶物即为纤维素产品。
本发明综合利用方法的有益效果如下：
（1）本发明可得三种产品，且三种产品主要成分的含量和收率都较高。具体而言，罗汉果渣蛋白质的含量在71%以上，收率在63%以上；罗汉果渣果胶的含量在55%以上，收率在19%以上；罗汉果渣纤维素的含量在60%以上，收率在58%以上。
（2）本发明提供一种对罗汉果卧螺离心渣进行综合利用的方法。通过连续化操作，依次可得到高品质的蛋白质、果胶、纤维素，实现的罗汉果渣的回收利用，避免了资源的浪费，创造了一定的经济效益。
（3）本发明的方法不采用有毒有害试剂，无污染，成本低，可操作性强。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例所使用的罗汉果卧螺离心渣为湖南华诚生物资源股份有限公司某批罗汉果提取过程中得到的卧螺离心渣。取15000g湿罗汉果卧螺离心渣烘干至水分为4.22%，干重为2730g，其中，蛋白质、果胶和纤维素的含量分别为14.6%、15.3%、18.9%。本发明实施例所使用的蛋白酶购于河南艾立姆生物科技有限公司；发明实施例所使用的活性炭购于天津市科密欧化学试剂有限公司；本发明实施例中所使用的化学试剂，若无特殊说明，均通过常规商业途径获得。
实施例1
（1）干燥、水洗：取罗汉果卧螺离心渣干重500g，粉碎，过80目筛。加入2500ml温水（50℃）搅拌5min，再5000rpm离心10min，得离心沉淀，重复上述步骤一次；
（2）酶解：向步骤（1）所得沉淀中加入5000ml水，再加入20g木瓜蛋白酶，60℃恒温水浴酶解2h；
（3）离心、灭酶：将步骤（2）所得水解液5000rpm离心10min，得上清液i和沉淀i，将上清液i水浴升温至90℃并保持5min，灭活蛋白酶；
（4）超滤、干燥：将步骤（3）所得经灭活的上清液i过截留分子量为0.5kda的超滤膜，超滤的压力为0.3mpa，超滤浓缩后再通过喷雾干燥得蛋白质粗品，重量为66.92g；
（5）酸提：取步骤（3）所得沉淀i，加入4000ml水分散，再用稀盐酸调ph为2.5，95℃水浴保温45min，边提取边搅拌。纱布趁热过滤得上清液ii和沉淀ii，测得上清液ii中固形物总量为38.22g（上清液ii体积3900ml*固形物含量0.98%）；
（6）脱色、浓缩：向上步骤（5）所得上清液ii中加入1.76g活性炭，55℃水浴保温，并以60rpm的转速搅拌40min，过滤去掉活性炭，再减压浓缩得浓缩液，浓缩液中固形物含量为7.25%；
（7）醇析、干燥：将步骤（6）所得浓缩液冷却至5℃，再用稀氨水调ph为4.0，量得浓缩液体积为488ml，再向其中缓慢加入95%乙醇溶液586ml，边加边搅拌。抽滤，得果胶滤饼，滤饼用95%乙醇少量反复洗涤3次，再用55℃的干燥箱烘干，得果胶粗品31.10g；
（8）碱水除杂：取步骤（5）所得沉淀ii，用纯水反复洗涤滤渣至最后一次洗涤水的ph为6.1，再加入浓度为0.5mol/l的naoh溶液4000ml，煮沸并保持60min，冷却至常温后过滤得滤饼；
（9）h2o2脱色、干燥：向步骤（8）所得滤饼中加入2500ml且浓度为8%的h2o2溶液，用稀naoh溶液调ph为11.1，90℃恒温水浴搅拌60min，冷却至常温后过滤，用纯水反复水洗至最后一次水洗液ph为7.2，干燥，得纤维素粗品88.10g。
经凯式定氮法测定，本实施例中所得蛋白质的含量为73.63%，蛋白质的收率为67.50%；经咔唑比色法测定，本实施例中所得果胶的含量为62.28%，果胶的收率为25.32%；经范式测定法（vansoest）测定，本实施例中所得纤维素的含量64.52%，纤维素的收率为60.15%。
实施例2
（1）干燥、水洗：取罗汉果卧螺离心渣干重600g，粉碎，过100目筛。加入2400ml温水（45℃）搅拌8min，再7000rpm离心8min，得离心沉淀，重复上述步骤两次；
（2）酶解：向步骤（1）所得沉淀中加入4200ml水，再加入18g碱性蛋白酶，55℃恒温水浴酶解4h；
（3）离心、灭酶：将步骤（2）所得水解液7000rpm离心8min，得上清液i和沉淀i。将上清液ⅰ水浴升温至80℃并保持8min灭活蛋白酶；
（4）超滤、干燥：将步骤（3）所得经灭活的上清液i过截留分子量为0.8kda的超滤膜，超滤的压力为0.2mpa，超滤浓缩后再通过喷雾干燥得到蛋白质粗品，重量为72.79g；
（5）酸提：取步骤（3）所得沉淀i，加入3600ml水分散，再用稀硫酸调ph为2.0，90℃水浴保温55min，边提取边搅拌。纱布趁热过滤得过滤上清液ii和沉淀ii，测得上清液ii中固形物总量为40.72g（上清液ii体积3510ml*固形物含量1.16%）；
（6）脱色、浓缩：向步骤（5）所得上清液ii中加入1.62g活性炭，60℃水浴保温，并以50rpm的转速搅拌35min，过滤去掉活性炭，再减压浓缩得浓缩液，浓缩液中固形物含量为5.32%；
（7）醇析、干燥：将步骤（6）所得浓缩液冷却至7℃，再用稀氨水调ph为3.5，量得浓缩液体积为717ml，再向其中缓慢加入95%乙醇溶液1076ml，边加边搅拌。抽滤，得果胶滤饼，滤饼用95%乙醇少量反复洗涤2次，再用60℃的干燥箱烘干，得果胶粗品32.09g；
（8）碱水除杂：取步骤（5）所得沉淀ii，用纯水反复洗涤滤渣至最后一次洗涤水的ph为6.6，再加入浓度为0.7mol/l的naoh溶液4200ml，煮沸并保持50min，冷却至常温后过滤得滤饼；
（9）h2o2脱色、干燥：向步骤（8）所得滤饼加入4200ml且浓度为6%的h2o2，再用稀naoh溶液调ph为12.3，85℃恒温水浴搅拌75min，冷却至常温后过滤，用纯水反复水洗至最后一次水洗液ph为7.9，干燥，得纤维素粗品110.10g。
经凯式定氮法测定，本实施例中所得蛋白质的含量为78.34%，蛋白质的收率为65.10%；经咔唑比色法测定，本实施例中所得果胶的含量为64.37%，果胶的收率为22.50%；经范式测定法（vansoest）测定，本实施例中所得纤维素的含量60.56%，纤维素的收率为58.80%。
实施例3
（1）干燥、水洗：取罗汉果卧螺离心渣干重700g，粉碎，过120目筛。加入2100ml温水（40℃）搅拌10min，再用8000rpm离心5min，得离心沉淀，重复上述步骤三次；
（2）酶解：向步骤（1）所得沉淀中加3500ml水，再加入14g中性蛋白酶，50℃恒温水浴酶解6h；
（3）离心、灭酶：将步骤（2）所得水解液8000r/min离心5min，得上清液i和沉淀i。将上清液i水浴升温至70℃并保持10min；
（4）超滤、干燥：将步骤（3）所得经灭活的上清液i过截留分子量为1kda的超滤膜，超滤的压力为0.1mpa，超滤浓缩后再通过喷雾干燥得到蛋白质粗品，重量为91.25g；
（5）酸提：取步骤（3）所得沉淀ii，加入2800ml水分散，再用稀亚硫酸调ph为1.5，85℃水浴保温60min，边提取边搅拌。纱布趁热过滤得上清液ii和沉淀ii，测得上清液ii中固形物总量为45.21g（上清液ii体积2740ml*固形物含量1.65%）；
（6）脱色、浓缩：向步骤（5）所得上清液ii中加入1.36g活性炭，65℃水浴保温，并以40rpm的转速搅拌30min，过滤去掉活性炭，再减压浓缩得浓缩液，浓缩液中固形物含量为9.56%；
（7）醇析、干燥：将步骤（6）所得浓缩液冷却至10℃，再用稀氨水调ph为3.0，量得浓缩液体积为421ml，再向其中缓慢加入95%乙醇溶液758ml，边加边搅拌。抽滤，得果胶滤饼，滤饼用95%乙醇少量反复洗涤2次，再用56℃的干燥箱烘干，得果胶粗品37.92g；
（8）碱水除杂：取步骤（5）所得沉淀ii，用纯水反复洗涤至最后一次洗涤水的ph为6.2，再加入浓度为1.0mol/l的naoh溶液4200ml，煮沸并保持40min，冷却至常温后过滤得滤饼；
（9）h2o2脱色、干燥：向步骤（8）所得滤饼中加入5600ml且浓度为5%的h2o2溶液，再用稀naoh溶液调ph为13.0，80℃恒温水浴搅拌90min，冷却至常温后过滤，用纯水反复水洗至最后一次水洗液ph为7.8，干燥，得纤维素粗品97.66g。
经凯式定氮法测定，本实施例中所得蛋白质的含量为71.37%，蛋白质的收率为63.72%；经咔唑比色法测定，本实施例中所得果胶的含量为55.92%，果胶的收率为19.80%；经范式测定法（vansoest）测定，本实施例中所得纤维素的含量69.55%，纤维素的收率为51.34%。
上述详细说明是针对本发明其中之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本发明技术方案的范围内。