一种超声辅助提取玉米蛋白的方法技术

本发明专利技术涉及玉米蛋白提取工艺，具体涉及一种超声辅助提取玉米蛋白的方法。该方法包括以下步骤：步骤1：将玉米发酵醪进行第一固液分离，收集酒糟固体，并加入含有有机溶剂的提取液，使体系pH范围为7‑11，然后加入还原剂；步骤2：将上述体系进行超声处理；步骤3：超声处理后，进行第二固液分离，得到富含玉米蛋白的提取液，减压蒸馏回收部分有机溶剂，得到浓缩液；步骤4：调节所述浓缩液的pH至蛋白等电点，收集沉淀出的目标蛋白，洗涤至中性，干燥得到玉米蛋白成品。该方法能够同时对玉米发酵醪中的醇溶蛋白和谷蛋白进行提取，且溶剂消耗量低、时间短，蛋白收率和纯度高。

【技术实现步骤摘要】
一种超声辅助提取玉米蛋白的方法
本专利技术涉及玉米蛋白提取工艺，具体涉及一种超声辅助提取玉米蛋白的方法。
技术介绍
玉米是世界上分布最广泛得三大粮食作物之一，种植面积仅次于小麦和水稻，我国玉米年均产量和消费量均居世界第二，仅次于美国。随着玉米酒精工业的发展，将会产生大量的副产物玉米发酵醪，但其易变质，不易长期储存，如果未能有效处理，不仅污染环境，还会造成资源的极大浪费。目前，玉米发酵醪多用于动物饲料的配制，例如，作为燃料乙醇的副产物的玉米干酒糟及可溶物(DDGS)，其以玉米为原料，经过液化、同步糖化发酵、蒸馏出酒精后得到的玉米发酵醪，经固液分离后形成湿糟和清液，再经过蒸发浓缩及干燥处理后的产物。由于玉米中的淀粉发酵转化为酒精，使玉米DDGS的营养成分约为玉米的3倍，因此玉米DDGS含有丰富的粗蛋白质、粗脂肪及有效磷。但利用率和经济价值仍然较低，因此，对玉米酒糟及酒糟液进行综合利用开发，创造出具有更多经济效益的产品，是促进玉米燃料乙醇产业发展的有效途径。根据玉米蛋白质的溶解性不同，可分为四种主要组分：白蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白，其中玉米醇溶蛋白的含量最高，占玉米蛋白中的60％以上，其次是谷蛋白。醇溶蛋白的提取多采用普通的溶剂萃取方法，收率较低、纯度低。提取过程需要消耗大量的溶剂，生产成本较高且时间较长，同时溶剂的回收也需要消耗大量的能量，因此改变传统工艺、降低生产成本为当务之急。玉米谷蛋白的提取多采用稀酸或稀碱溶液，采用低浓度的氢氧化钠提取谷蛋白时，不同浓度的氢氧化钠溶液会影响肽链中某些氨基酸残基的解离程度，一定浓度的氢氧化钠溶液可以加快玉米谷蛋白的溶解，而过高浓度的氢氧化钠溶液又会破坏蛋白中的某些氨基酸残基的结构，从而破坏了蛋白质分子的空间构象，导致蛋白质变性，降低提取率和纯度。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的醇溶蛋白提取溶剂消耗量大、成本高、时间长且收率和纯度低，谷蛋白提取由于蛋白质变性导致提取率和纯度低的问题，提供一种超声辅助提取玉米蛋白的方法，该方法能够同时对玉米发酵醪中的醇溶蛋白和谷蛋白进行提取，且溶剂消耗量低、时间短，蛋白收率和纯度高。为了实现上述目的，本专利技术提供一种从玉米发酵醪中提取玉米蛋白的方法，该方法包括以下步骤：步骤1：将玉米发酵醪进行第一固液分离，收集酒糟固体，并加入含有有机溶剂的提取液，使体系pH范围为7-13，然后加入还原剂；步骤2：将上述体系进行超声处理；步骤3：超声处理后，进行第二固液分离，得到富含玉米蛋白的提取液，减压蒸馏回收部分有机溶剂，得到浓缩液；步骤4：调节所述浓缩液的pH至蛋白等电点，收集沉淀出的目标蛋白，洗涤至中性，干燥得到玉米蛋白成品。本专利技术提供的超声辅助提取玉米蛋白的方法具备以下优势：(1)本专利技术采用在7-13的pH值下，并且在还原剂存在下，以有机溶剂，优选醇溶剂作为提取剂，同时提取得到了富含玉米醇溶蛋白和谷蛋白的提取液，一方面，大大提高了蛋白的提取率和纯度，使发酵醪中的有效成分得到了充分的利用，提高了发酵醪的利用价值；另一方面，减少了溶剂的用量。(2)本专利技术采用超声法辅助提取蛋白，能够有效促进提取液的穿透，降低提取液的用量，同时提高有效成分的提取，大大缩短了提取时间，降低了提取所需的能耗，具有超高的经济效益和工业化前景。附图说明图1为本专利技术一种具体的超声辅助提取玉米蛋白的工艺流程图。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本专利技术的专利技术人在研究中发现，玉米醇溶蛋白可溶于高浓度得有机溶剂，例如，60-95体积％的醇溶液或70-80体积％的酮溶液，和含有还原剂的低浓度有机溶液(β和γ玉米醇溶蛋白溶于加入还原剂的30体积％有机溶液)。玉米谷蛋白能溶于稀酸和稀碱溶液，加热后凝固，因其特殊溶解性可利用稀碱液浸提玉米谷蛋白，在加入还原剂的低浓度有机溶液中提取醇溶蛋白时谷蛋白也可溶解。专利技术人巧妙的在pH值为7-13以及加入还原剂的条件下，利用有机溶剂在超声下进行玉米蛋白的萃取，能够同时对玉米发酵醪中的醇溶蛋白和谷蛋白进行提取，且溶剂消耗量低、时间短，蛋白收率和纯度高。基于如上的发现，本专利技术提供一种从玉米发酵醪中提取玉米蛋白的方法，该方法包括以下步骤：步骤1：将玉米发酵醪进行第一固液分离，收集酒糟固体，并加入含有有机溶剂的提取液，使体系pH范围为7-13，然后加入还原剂；步骤2：将上述体系进行超声处理；步骤3：超声处理后，进行第二固液分离，得到富含玉米蛋白的提取液，减压蒸馏回收部分有机溶剂，得到浓缩液；步骤4：调节所述浓缩液的pH至蛋白等电点，收集沉淀出的目标蛋白，洗涤至中性，干燥得到玉米蛋白成品。根据本专利技术，所述玉米发酵醪为以玉米为原料进行酒精生产过程中的副产物，具体的，玉米原料经液化、同步糖化，然后接入菌种进行酒精发酵，发酵结束后蒸馏出酒精，所剩余的残液即为所述玉米发酵醪，其含有大量的粗蛋白、丰富的氨基酸、微生物和多种微量元素。所述玉米发酵醪的来源不受特别的限制，可以商购获得，或者在具有玉米酒精生产能力的条件下，自行制备获得。根据本专利技术一种优选实施方式，所述玉米发酵醪含有3-4重量％的粗蛋白。根据本专利技术，步骤1中，所述第一固液分离的方法可以为常规的各种将混合液中的固相和液相进行分离的方法，例如，可以为过滤、离心等。根据本专利技术一种优选的实施方式，所述第一固液分离为离心。其中，所述离心的条件可以在较宽的范围内进行选择，优选的，所述离心条件为：转速为3000-10000rpm，例如，可以为3000rpm、3500rpm、4000rpm、4500rpm、5000rpm、6000rpm、7000rpm、8000rpm、9000rpm、10000rpm，优选为3000-8000rpm，更优选为3500-4500rpm；时间为5-30min，例如，5min、10min、15min、20min、25min、30min，优选为15-25min。根据本专利技术，步骤1中，所述体系的料液比可以在较宽的范围内选择，但优选的，为了进一步提高蛋白收率和纯度高，所述体系的料液比为1:5-1:30，例如，可以为1:5、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30。优选的，所述料液比为1:10-20，例如，可以为1:11、1:13、1:15、1:17、1:19、1:20。其中，所述提取液中有机溶剂的含量不受特别的限制，优选的，有机溶剂的含量为30-95体积％，例如，可以为30体积％、40体积％、50体积％、60体积％、70体积％、80体积％、90体积％、95体积％。根据本专利技术，步骤1中，所述有机溶剂可以为任意的能够溶解玉米发酵醪中蛋白本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种从玉米发酵醪中提取玉米蛋白的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：/n步骤1：将玉米发酵醪进行第一固液分离，收集酒糟固体，并加入含有有机溶剂的提取液，使体系pH范围为7-13，然后加入还原剂；/n步骤2：将上述体系进行超声处理；/n步骤3：超声处理后，进行第二固液分离，得到富含玉米蛋白的提取液，减压蒸馏回收部分有机溶剂，得到浓缩液；/n步骤4：调节所述浓缩液的pH至蛋白等电点，收集沉淀出的目标蛋白，洗涤至中性，干燥得到玉米蛋白成品。/n

【技术特征摘要】
1.一种从玉米发酵醪中提取玉米蛋白的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1：将玉米发酵醪进行第一固液分离，收集酒糟固体，并加入含有有机溶剂的提取液，使体系pH范围为7-13，然后加入还原剂；
步骤2：将上述体系进行超声处理；
步骤3：超声处理后，进行第二固液分离，得到富含玉米蛋白的提取液，减压蒸馏回收部分有机溶剂，得到浓缩液；
步骤4：调节所述浓缩液的pH至蛋白等电点，收集沉淀出的目标蛋白，洗涤至中性，干燥得到玉米蛋白成品。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤1中，所述第一固液分离和第二固液分离各自独立地为离心，所述离心条件为：转速为3000-10000rpm，时间为5-30min。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，步骤1中，所述体系的料液比为1:5-1:30。


4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其种，步骤1中，所述有机溶剂为醇和/或酮；
优选的，所述醇为C2-C4的醇；
优选的，所述酮为丙酮；
优选的，所述提取液中，有机溶剂的含量为30-95体积％。

【专利技术属性】
技术研发人员：石飞虹，邓立康，刘晓峰，范新龙，高雷，刘新颖，张志凌，刘志国，林海龙，刘劲松，熊强，
申请(专利权)人：国投生物科技投资有限公司，吉林省博大生化有限公司，国投生物能源铁岭有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31