本发明专利技术属农产品加工领域。本发明专利技术从甘薯中分离提取的蛋白产品，其组成蛋白质为６０～９０％，水分占３～１４％，粗脂肪１～６％，粗纤维０．１～３％，灰分为０．１～３％，其蛋白粉末主要由三种不同分子量构成分别为２２０００、３１０００和５００００。本发明专利技术是一种快速简单分离提取甘薯蛋白生产技术，用粉碎、过滤、离心、沉淀、上清液调至ｐＨ３．５～６，再经膜透析、干燥处理得到蛋白粉末，该方法取得的蛋白粉末，蛋白质含量高，不用有机溶剂，安全可靠，适用于工业化生产，可作为功能食品或添加剂被进一步应用。
【技术实现步骤摘要】
甘薯蛋白及其生产技术
本专利技术属于农产品加工领域。技术背景甘薯(Ipomoea batatas)是旋花科甘薯属的一个重要栽培品种，原产于南美洲，由于其高产稳产并具有抗干旱、耐瘠薄、适应性强、营养丰富等特点，在我国被大量地种植，产量仅次于水稻、小麦和玉米，占世界甘薯产量的80％以上(约1.2亿吨)。甘薯除含丰富的淀粉和糖类外，甘薯块根中一般还含有2-10g/100g于物质的蛋白质。在我国，甘薯主要用于生产甘薯淀粉、粉丝和粉条，作为副产物的甘薯蛋白往往被作为废水而排放掉，这不仅使环境受到污染，而且还造成了资源极大的浪费[王国扣.淀粉与淀粉糖，1997，(4)：40-44.]。中国种植的甘薯品种主要是苏薯、徐薯、北京2号等品种，为适应国内市场对甘薯的需求，许多甘薯种植基地纷纷从国外引进优良品种，这些品种在营养成分上有着很大的差异。许多品种不仅含有丰富的淀粉，还含有大量的蛋白质。例如，日本“红冬”鲜薯，蛋白质含量高达3.7％。甘薯的药用价值在我国古书中曾被多次提到，如清代赵文敏《本草纲目拾遗》(1765)中写道：“尔味甘平无毒。主治补中和血，暖胃肥五脏。白皮白肉者，益肺气生津。”李时珍的中草药著作《本草纲目》中也有“甘薯补虚乏，益气力，健脾胃强肾阴”的记载，并说食用甘薯可使人长寿。尽管甘薯记载有如此多的功效，但还缺乏有系统的研究。最近有报告称，甘薯蛋白质不仅是甘薯的主要营养成分，还具有较强的抗氧化性、脱氧抗坏血酸还原酶活性和单脱氧抗坏血酸还原酶活性，这意味着甘薯蛋白能够作为一种抗衰老物质加以利用。此外，甘薯蛋白除具有增强免疫力、降血脂、降血糖、减少高血压发病率和抗癌等功效外，还有防止糖尿病、白血病等多种疾病的作用(杨立明，陈锡民.1995.国外农学-杂粮作物.(2)：44-45.；Kusano，S.et al.2001.Biosci.Biotechnol.Biochem.65(1)：109-114.)。国内有一些对甘薯糖蛋白提取方法的报道，但比较复杂(李亚娜等.2003.食品科学.24(1)：118-121.)，首先要将甘薯在40-50℃温度下烘干，经粉碎机粉碎后，用不同的有机溶剂(乙醚、丙酮)反复提取过滤，再用水提取和乙醇沉淀，最后还要经过氯-->仿、正丁醇有机溶剂的纯化和水的溶解，经透析干燥获得粗品后，还要经过DEAE-52柱层析和Sephadex-100柱层析纯化，最终只能获得蛋白质含量约10％左右，分子量为62000的甘薯糖蛋白。众所周知，乙醚、丙酮、氯仿和正丁醇均含有不同程度的毒性，不适用于食品工业化生产，而且该法提取步骤繁琐，很难满足食品企业对产品投资少效益大的要求。国外也有从甘薯中提取水溶性蛋白质(Sporamin)的报道，这种蛋白质被认为是由两种不同分子量的蛋白所构成，分别为31KDa和22KDa。虽然这两种蛋白质被推测为糖蛋白，但到目前为止仍未有实验能够予以证明(Masayoshi M.Phytochemistry.24(9)：1899-1902.1985)。综上所述，到目前为止国内外对甘薯蛋白的研究还仅仅局限于对甘薯蛋白质进行了简单的实验，既缺乏对蛋白质分离提取方法进行全面系统的分析，也没有对提取物的组分及其物化特性进行基础理论方面的研究。因此，阻碍了甘薯蛋白在食品领域中的进一步的发展和应用。
技术实现思路
本专利技术涉及一系列从甘薯中分离提取得到的蛋白产品。由于甘薯中所含化学成分因品种及其生长条件的不同而有所差异，因此从不同来源的甘薯中所获得的干燥蛋白粉末，其蛋白质含量和其它化学成分均有所不同，其范围如下：蛋白质含量为60-90％(水溶性蛋白质含量为40-70％)，水分含量为3～14％；粗脂肪含量为1～6％；粗纤维含量为0.1～3％，灰份含量为0.1～3％(以上各物质的含量均为重量比)。从SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳的图谱中可以看出，此蛋白粉末主要是由三种不同分子量的蛋白所构成，它们的分子量分别被推算为22000，31000和50000(详见图3)。而PAS染色实验则证明这三种蛋白质均为糖蛋白(详见图4)。另外本专利技术涉及一种快速简便地分离提取上述甘薯蛋白的生产技术。此方法所获得的蛋白提取物，不仅蛋白含量高，而且提取过程中不使用任何有机溶剂，所得到的产品食用安全可靠，可作为功能食品或添加剂被进一步应用。此方法操作简单，不需要复杂的仪器设备，适用于进行工业化大生产。具体制备方法如下：甘薯汁液：首先将洗净后的甘薯切成2cm见方的小块，为防止薯块褐变将薯块迅速放入亚硫酸氢钠含量至少为0.2g/Kg冰水溶液中(也可用亚硫酸或亚硫酸氢钾溶液代替)。然后用粉碎机将薯块打成浆状，再用纱布过滤，滤液用于提取蛋白质(该滤液也可-->从淀粉加工产生的废液中直接获得)。甘薯蛋白：将上述滤液在1500-10000g的离心力条件下离心，离心时间根据离心力的大小确定，最终目的使滤液中的淀粉和其他不溶性物质充分沉淀。取上清液用盐酸(也可用其它试剂，如食品工业中常用的柠檬酸或食用醋酸等)将滤液的pH调至3.5-6，静置后使蛋白质凝集沉淀下来，经离心后得到甘薯蛋白质沉淀物。膜透析：用10倍量5％(w/v)氯化钠溶液将甘薯蛋白质沉淀物稀释，再用氢氧化钠调至中性。经过透析膜(透析后产品中蛋白质含量明显提高，见实施例2结果)透析后进行浓缩(透析膜规格要求截留蛋白质分子量为8000以上)。干燥处理：本次实验主要采用了冷冻干燥(也可采用喷雾干燥、真空干燥等干燥方式)技术来获得干燥的蛋白质提取物，冻干需在低于0℃的温度条件下进行。此外，还可根据生产的需要对冷冻干燥前经过透析的蛋白溶液直接加以利用，也可将干燥后的粉末加工成不同形状的产品。附图说明图1表示用本专利技术方法所获得的红冬蛋白产品。图2表示用本专利技术方法所获得的22-5蛋白产品。图3表示玉丰甘薯蛋白的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳图谱(考马斯亮兰染色)，其中“1”为蛋白标样；“2”为pH 4处理透析后样品；“3”为pH 4.5处理透析后样品；“4”为pH4处理非透析样品；“5”为pH4.5处理非透析样品。结果表明，产品中主要含有三种不同分子量的蛋白质，分别为22,000、31,000和50,000。图4表示玉丰甘薯蛋白的SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳图谱(PAS染色)，其中“1”为pH 4处理透析后样品；“2”为pH 4.5处理透析后样品；“3”为pH4处理非透析样品；“4”为pH4.5处理非透析样品。结果表明产品中的三种主要蛋白质均为糖蛋白。具体实施方式实施例1：本实施例以红冬甘薯为例详细说明甘薯蛋白提取物的制备方法。a、将洗净后的甘薯切成2cm见方的小块，为防止薯块褐变放入0.5g/Kg亚硫酸氢钠冰水溶液中。b、将薯块用粉碎机打成浆状，过滤。-->c、将滤液在3000g(离心机型号：LXY-IIB型，上海安亭科学仪器厂)，室温下离心30min，使滤液中的淀粉充分沉淀。d、用2N盐酸(分析纯)将上清液的pH调至4。e、在3000g(离心机型号同上)，室温下离心30min。f、倾去上清液，将沉淀用10倍的5％氯化钠溶液稀释后，用2N氢氧化钠调至中性。g、经过透析膜(购于北京欣经科试剂公司，美国碳化公司产品，规格：截留分子量8000以上)透析后进行冷冻干燥获得干燥的蛋白粉末。实本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种甘薯蛋白，其特征是由下列组份重量比组成：蛋白质为６０～９０％水分３～１４％粗脂肪１～６％粗纤维０．１～３％灰份０．１～３％此蛋白粉末主要由三种不同分子量的蛋白构成，它们 的分子量分别为２２０００、３１０００和５００００，三种蛋白质均为糖蛋白。
【技术特征摘要】
1、一种甘薯蛋白，其特征是由下列组份重量比组成：蛋白质为 60～90％水分 3～14％粗脂肪 1～6％粗纤维 0.1～3％灰份 0.1～3％此蛋白粉末主要由三种不同分子量的蛋白构成，它们的分子量分别为22000、31000和50000，三种蛋白质均为糖蛋白。2、一种甘薯蛋白的生产技术，其特征为：a、甘薯汁液首先将洗净后的甘薯切成2cm见方的小块，放入含量至少为0.2g/kg的亚硫酸氢钠或亚硫酸或亚硫酸氢钾冰水溶液中，然后用粉碎机将薯块打成浆状，再用纱布过滤；b、甘薯蛋白将上述滤液在1500～10000g的离心力条件下离心至滤液中的淀粉和其它...
【专利技术属性】
技术研发人员：木泰华，孙艳丽，刘鲁林，魏益民，
申请(专利权)人：中国农业科学院农产品加工研究所，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]
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