一种超声辅助碱提酸沉法制备食用菌蛋白的方法及其应用与流程

文档序号:33933562发布日期:2023-04-22 13:34阅读:55来源:国知局

本发明涉及蛋白质制备,尤其涉及ipc a23j1领域,更具体地,涉及一种超声辅助碱提酸沉法制备食用菌蛋白的方法及其应用。


背景技术:

1、蛋白质是建造和修复身体的重要原料,约占细胞干重的50%以上。蛋白质的食物来源主要是肉、蛋、奶,还有菌菇、豆类、坚果等。相比于动物蛋白,植物蛋白可能更具有优势,其脂肪、胆固醇含量低。据研究表明,每天摄入热量的3%用植物蛋白来替代动物蛋白,可以降低心血管死亡风险。

2、现有专利cn202010491197.9公开了一种速溶型大豆蛋白粉的制备方法,选择饱满的黄豆,预处理,磨浆,酶解,增溶,灭菌闪蒸,配料,均质,干燥,混料,最终得到速溶大豆蛋白粉。但大豆蛋白属于不完整蛋白,即无人体所需的全部氨基酸,大豆蛋白还含有的抗营养物质和过酶源,可能导致人体难以吸收其他营养物质和产生过敏现象等问题。

3、菌菇类作为植物蛋白代表之一,其所含的蛋白质约占干重的30~45%,优于一般畜禽肉中的10~20%。不仅如此,菌菇所含蛋白质的种类也十分齐全,约有十七八种,其中人体所需8种必须氨基酸大多数菌菇都含有,因此,对菌菇蛋白的提取就显得十分重要。

4、现有专利cn201710256166.3公开了一种制备食用菌蛋白粉的方法,将食用菌烘干并制成粉末;用碱水浸提食用菌干粉,使蛋白溶于碱水;调节溶液ph至等电点使蛋白沉淀,然后取沉淀蛋白加入少量水并中和蛋白液,最后低温喷雾干燥得到蛋白粉。

5、但这种方法还存在提取率较低,提取纯度不高等问题。因此,需要开发一种提取率高,提取纯度高的制备食用菌蛋白的方法。


技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足,本发明第一方面提供了一种超声辅助碱提酸沉法制备食用菌蛋白的方法,包括以下步骤:

2、s1:将0.5~2.0kg食用菌鲜品和水混合,进行匀浆,得到浆液;

3、s2:将浆液注入超声提取罐,加入碱调节所述菌菇浆液的ph为8.5~14,调节超声波发生器的反应温度为32~38℃,反应时间为20~40min,搅拌转速为600~1000r/min,使真菌细胞破碎、蛋白质溶出,得到混合溶液;

4、s3:将混合溶液冷却到15~25℃,放入离心机进行固液分离,调节离心机转速为3600~4000r/min,控制离心时间为22~27min,固液分离,得到上清液和滤渣;

5、s4:将上清液放入沉淀罐中进行搅拌,加入酸调节ph至2.0~4.0,搅拌转速为300~600r/min,时间为5~10min,得到蛋白质提取液;

6、s5:将蛋白质提取液冷却,静置沉淀40~60min,收集沉淀物和滤液;

7、s6:将沉淀物置于40~60℃下进行干燥,时间为12~24h,得到菌菇蛋白1;

8、s7:收集s3步骤中的滤渣和s5步骤中的滤液于超声提取罐中,用碱调节ph至7.8~8.3,进行二次提取,得到菌菇蛋白2;食用菌蛋白质量为菌菇蛋白1的质量和菌菇蛋白2的质量总和。

9、优选地,所述的食用菌包括香菇、茶树菇、金针菇中的一种或多种;进一步优选地,为金针菇。

10、优选地,所述食用菌与水的质量比为1:(3~7);进一步优选地,为1:5。

11、优选地,所述匀浆的机器为胶体磨。

12、优选地,所述胶体磨的磨齿间隙为20~40μm;进一步优选地,为25~30μm。

13、本技术中,通过胶体磨进行匀浆,在提高蛋白质纯度的同时,也降低了粉尘污染。本技术人推测,胶体磨是带水粉碎,水能较好地降低高速剪切、研磨、搅拌时的热量,减少蛋白质变性的可能,充分使食用菌粉碎,同时,胶体磨中自带的冷循环系统较好的控制整个研磨过程中的温度,防止蛋白质变性,从而提高蛋白质与其他杂质的分离率,进而得到较纯的蛋白质。胶体磨匀浆是在密封的机器中进行,可以有效的降低粉尘污染,操作简单,方便快捷。且食用菌和水的比例为1:5,能较好地控制其粘性和流量,达到最优的粉碎效果。

14、通过超声波提取罐,既提高了了食用菌中的提取效率,又缩短了提取时间。本技术人推测,利用超声波提取罐进行食用菌中的蛋白质提取,其通过压电换能器产生的快速机械振动波能使真菌细胞破壁或者变性,超声波能量作用于液体中的蛋白质而使之获得巨大的加速度和动能,迅速逸出真菌细胞而游离于水中,从而加速蛋白质成分的浸出提取,提高了提取效率。同时,超声波提取罐可以控制罐中低温度,减少蛋白质的变性。除此之外,超声波提取罐可以优化蛋白质提取,在20~40min获得最佳的提取率,从而缩短浸泡时间。

15、超声波发生器使用的超声波频率为20k hz,能提高蛋白质的浸提率。本技术人推测,超声波频率为20k hz时,处于低频阶段,在液体中容易产生空化,产生的力度大,作用强,且穿透力也较强,能较好地使蛋白质从菌菇细胞中溢出,提高蛋白质的浸提率。频率过高,波长过短,空炮直径小,爆炸压力低,可能减弱蛋白质振出效果。

16、优选地,所述s2和s7步骤中的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙中的一种或多种;进一步优选地,为氢氧化钠。

17、优选地,所述s2步骤中超声波发生器使用的超声波频率为20k hz、25k hz、28k hz中的一种;进一步优选地,为20k hz。

18、优选地,所述酸为柠檬酸、醋酸、稀盐酸中的一种或多种;进一步优选地,为1mol/l的稀盐酸。

19、优选地,所述s5步骤中的冷却温度为0~15℃;进一步优选地,为4~10℃。

20、优选地,所述二次提取的步骤为:将s7步骤中ph调为7.8~8.3的混合液注入超声提取罐,调节超声波发生器的反应温度为32~38℃,反应时间为20~40min,搅拌转速为600~1000r/min,使真菌细胞破碎、蛋白质溶出,得到混合溶液;重复s3~s6步骤。

21、本技术中,在s2和s3步骤中,控制温度分别在32~38℃和15~25℃,蛋白质提取液的冷却温度为4~10℃,能够提高蛋白质的纯度。本技术人推测,大多数蛋白质的溶解度随着温度的升高而增大,但温度升高也容易使蛋白质变性失活。在s2和s3步骤中,控制温度分别在32~38℃和15~25℃,能使蛋白质较多地溶于液体中,与杂质分离。在s5步骤中控制体系中蛋白质的冷却温度为4~10℃,能使蛋白质的溶解度较好,但又不易失活,防止变性的蛋白质结构改变与溶液中的杂质结合,从而降低蛋白质的纯度。

22、收集s3步骤中的滤渣和s5步骤中的滤液于超声提取罐中,用碱调节ph至7.8~8.3,进行二次提取,提高了蛋白质的提取率。本技术人推测,滤渣和滤液的二次提取,使残余蛋白溶于新的溶液中。一次提取中,蛋白质的溶解度可能已经达到饱和,一部分蛋白质无法溶于一次提取的溶液中,而能溶于新的溶液中。进行二次提取,能够收集一次提取中不能溶解的蛋白质。但提取次数过多,则收集到的蛋白质质量过少,浪费溶剂和损耗机器,造成成本增加。

23、本发明第二方面提供了一种超声辅助碱提酸沉法制备食用菌蛋白方法的应用,应用于金针菇蛋白的提取。

24、有益效果

25、1、通过胶体磨进行匀浆,在提高蛋白质纯度的同时,也降低了粉尘污染。

26、2、通过超声波提取罐,既提高了了食用菌中的提取效率,又缩短了提取时间。

27、3、超声波发生器使用的超声波频率为20k hz,能提高蛋白质的浸提率。

28、4、在s2和s3步骤中,控制温度分别在32~38℃和15~25℃,蛋白质提取液的冷却温度为4~10℃,能够提高蛋白质的纯度。

29、5、收集s3步骤中的滤渣和s5步骤中的滤液于超声提取罐中,用碱调节ph至7.8~8.3,进行二次提取,提高了蛋白质的提取率。

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