一种无患子皂苷水提取液中蛋白质的分离方法
阅读说明：本技术 一种无患子皂苷水提取液中蛋白质的分离方法 (Method for separating protein in soapberry saponin water extract ) 是由 熊远钦 孙拥军 李官跃 于 2021-09-14 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种无患子皂苷水提取液中蛋白质的分离方法,属于化工分离工程领域,涉及日化原料中杂质分离技术问题。该分离方法包括以下步骤：⑴在无患子皂苷的水提取液中,加入葡萄糖酸-δ-内酯溶液、熟石膏溶液,充分搅拌、分散均匀；⑵加热处理液至50℃～60℃、保温,调慢搅拌速度,继续缓慢搅拌10～60分钟,⑶冷却至室温,同时静置150～180min后,用虹吸法抽取上部澄清液,再做离心沉降；二次沉降静置后虹吸的澄清液即为成品。⑷将各次虹吸上清液后剩余的“沉降渣”掏出,用板框压滤机压榨,此压滤液作为第⑴步水提取液复用。⑸压榨得到的滤饼,可作为有机肥料或土壤改良剂,提供给农资、园艺部门有效利用。(The invention provides a method for separating protein from a soapberry saponin water extracting solution, belongs to the field of chemical separation engineering, and relates to the technical problem of impurity separation in daily chemical raw materials. The separation method comprises the following steps: the preparation method comprises the steps of adding a gluconic acid-delta-lactone solution and a plaster of paris solution into a water extracting solution of sapindus saponin, fully stirring and uniformly dispersing; heating the treatment fluid to 50-60 ℃, preserving heat, slowing down the stirring speed, continuously and slowly stirring for 10-60 minutes, cooling to room temperature, standing for 150-180 minutes, extracting upper clear liquid by a siphoning method, and performing centrifugal sedimentation; standing for the second time, and siphoning to obtain the final product. And fourthly, taking out residual 'settled slag' after each siphoning of the supernatant, and squeezing the residual 'settled slag' by using a plate-and-frame filter press, wherein the pressure filtrate is reused as the water extracting solution in the first step. The filter cake obtained by the squeezing can be used as an organic fertilizer or a soil conditioner and is provided for effective utilization by agricultural and horticultural departments.)
技术领域
本发明提供了一种无患子皂苷水提取液中蛋白质的分离方法。属于生物资源利用、轻化工应用领域，涉及化工分离工程、蛋白质分离技术问题。
技术背景
无患子亦被称为洗手果、油罗树、肥皂果树。相传以无患树制成的木棒可以驱魔杀鬼，因此名为无患。在我国福建、广东、广西、江西、浙江等地区均有栽培，其生长较快，抗风力强，对土壤要求不严，具水土保持功能，并且对二氧化硫抗性较强，因此常被用来作为城市绿化树种。无患子皂苷提取物以三萜类结构皂甙为主要成分，来自于大自然，易受天然微生物降解，资源的有效利用和循环回归周期短。作为一种天然表面活性剂，在日用化工、生物农药、三次采油、工业清洗等众多领域获得了广阔的应用。
无患子皂苷的提取工艺，目前以乙醇、水、甲醇、丁醇做溶剂提取为主。由于溶解性的差异，醇类提取的产品较之水提取产品，其中蛋白质和糖类杂质含量较低，颜色也更浅；但总皂苷的收得率偏低，生产成本偏高，生产过程的危险性和环保问题也更突出。所以，近几年的趋势倾向于水法工艺提取。
无患子皂苷和蛋白质、糖类的分子结构里都含有极性的亲水基团，在水中的溶解性能很接近，因此，在水法提取的无患子皂苷溶液原液中，它们三类物质的含量基本接近(依次约为7％、6％、8％)。虽然在很多无患子皂苷的应用场合，蛋白质和糖类的共存引入也是可以容忍的，但在产品的储存、配方设计、防腐防菌防污染方面却是不利的，需要尽可能地降低无患子皂苷水提取液中的蛋白质和糖类含量。
葡萄糖酸-δ-内酯简称内酯或GDL，分子式C6H10O6，相对分子质量178.14。白色结晶或白色结晶性粉末，几乎无臭，呈味先甜后酸。易溶于水(60g/100mL)。葡萄糖酸-δ-内酯可用做蛋白质凝固剂。其毒理学试验数据为：LD50兔静脉注射7.63g/kg体重，GRAS FDA-21CFR184.1318，ADI不做要求(FAO/WHO， 1994)，成人志愿者服用本品(剂量为167mg/kg体重)，7h后代谢由尿排出7.7％～15％，未发现尿有异常。作为一种食品添加剂，我国《食品添加剂使用卫生标准》(GB2760-2011)规定，用于鱼虾保鲜时的最大使用量为0.1g/kg，用于香肠(肉肠)、肉糜制品、葡萄汁、豆制品(豆腐、豆花)中的最大用量3.0g/kg。
烧石膏Ca[SO4]·0.5H2O，也称熟石膏或半水石膏。我国食品添加剂使用卫生标准将其列入食品添加剂序列，可用作豆制品生产中的蛋白质助凝剂，用量可按正常生产需要添加。
发明内容
本专利发明的一种无患子皂苷水提取液中蛋白质的分离方法，基于葡萄糖酸-δ-内酯对蛋白质的絮凝作用，辅以熟石膏做助凝剂，经过混合、分散，与无患子皂苷水提取液中的蛋白质分子充分接触，使蛋白质以絮凝形态聚集，经过沉降(或离心)操作分离出来。它包含但不限于如下工艺步骤：向1000份(重量份，下同)初步沉降(或离心)分离过的无患子皂苷水提取液中加入浓度为20％～50％的葡萄糖酸-δ-内酯水溶液 5～100份、浓度为10％～40％的熟石膏水溶液2～50份，边加料边搅拌。加完凝固剂和助凝剂后，加热处理液至50℃～60℃、保温，调慢搅拌速度，继续缓慢搅拌10～60分钟，使无患子皂苷水提取液中的蛋白质与葡萄糖酸-δ-内酯及熟石膏达到分子级的充分接触，形成絮凝形态而聚集。缓慢搅拌有利于蛋白质的凝固团聚，并使那些可能夹裹在絮凝团中的无患子皂苷“游离”回到提取液中。将处理液冷却至室温，静置150～180min，用虹吸法抽取上部澄清液再做(离心)沉降；二次沉降后再虹吸得到的澄清液即为成品。把各次虹吸上清液后剩余的“沉降渣”掏出，用板框压滤机压榨，该压滤液回复作为无患子皂苷水提取液复用。压榨得到的滤饼，可作为有机肥料或土壤改良剂，提供给园艺、农资部门有效利用。
本发明具有如下有益的效果：
1.葡萄糖酸-δ-内酯和熟石膏都属于食品添加剂，无毒无害，他们协同作用可以增强蛋白质的凝结效果，提高蛋白质的分离效率。
2.加完凝固剂和助凝剂后，加热处理液，同时缓慢搅拌，可促进蛋白质的凝固团聚，并使那些可能夹裹在絮凝团中的无患子皂苷“游离”回到提取液中，提高无患子皂苷的收率。
3.处理液后期的静置和虹吸抽取，能够有效减缓絮凝物对后续压滤过程中滤布的堵塞，减少过滤工作量和滤饼中对无患子皂苷的夹带损失。
附图说明
：附图1为本专利“实施例”与“比较例”的技术数据比较。
具体实施方式
：
下面结合实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
预先在两个配料桶中，分别溶解、配制出浓度为38％的葡萄糖酸-δ-内酯水溶液以及浓度为25％的熟石膏水溶液各10kg，备用。再在1吨容积的混料釜中，投入800kg初步沉降(或离心)过的无患子皂苷水提取液，开启搅拌，搅拌下加入上述葡萄糖酸-δ-内酯水溶液10kg、熟石膏水溶液3kg。加完凝固剂和助凝剂后，加热使处理液升温至50℃～60℃，然后调慢搅拌速度，缓慢搅拌40分钟，使无患子皂苷水提取液中的蛋白质与葡萄糖酸-δ-内酯及熟石膏达到分子级的充分接触，形成絮凝形态而聚集。进而将处理液冷却至室温，静置180min，用虹吸法抽取上部澄清液转入另一个料槽里再做沉降分离；二次沉降后再虹吸得到的澄清液即为无患子皂苷水提取液成品。经检测，该成品液中，蛋白质含量为0.58％(分离处理之前提取液的蛋白质含量为6.7％)，颜色澄清、稳定，符合中华人民共和国林业行业标准LY/T 3105-2019“无患子皂苷”的质量要求。
实施例2
类似于实施例1，事先在两个配料桶中，分别溶解、配制出浓度为38％的葡萄糖酸-δ-内酯水溶液以及浓度为25％的熟石膏水溶液，备用。按照下述配比依次往混料釜中加入1000份(重量份，下同)的待分离蛋白质的无患子皂苷水提取液、上述的葡萄糖酸-δ-内酯水溶液18份、熟石膏水溶液5.5份，边加料边搅拌。加完上述物料后，加热处理液至50℃～60℃、保温，调慢搅拌速度，继续缓慢搅拌60分钟，使无患子皂苷水提取液中的蛋白质形成絮凝形态而聚集。然后将处理液冷却至室温，静置150min，用虹吸法抽取上部澄清液导入离心机中做离心沉降；二次沉降后再虹吸得到的澄清液即为无患子皂苷溶液产品。把各次虹吸上清液后剩余的“沉降渣”掏出，用板框压滤机压榨，该压滤液回复作为无患子皂苷水提取液复用。压榨得到的滤饼，可作为有机肥料或土壤改良剂，提供给园艺、农资部门有效利用。
经检测，该成品液中，蛋白质含量为0.76％(分离处理之前提取液的蛋白质含量为6.7％)，颜色澄清、稳定，符合中华人民共和国林业行业标准LY/T 3105-2019“无患子皂苷”的技术要求。
比较例1
此比较例以中国发明专利201510126843.0(专利申请号)“一种含澄清稳定复配物的无患子皂苷液及其制备方法”进行举例。该方法包括以下步骤：(1)在无患子果皮的酶解皂苷提取液中，加入复合澄清剂，静置30～60min；(2)往皂苷提取液中加入复合抗氧化剂，加热至90～100℃，保温30～40min；(3) 待皂苷提取液冷却至室温，密封，静置2～4h，通过虹吸方法取得上清液；(4)将上清液通过硅藻土过滤器，制得初步澄清液；(5)将初步澄清液离心后，加入澄清稳定复配物，制得澄清、稳定的无患子皂苷液。步骤(1)中所述的复合澄清剂其组成为：单宁50～60wt％、海藻胶10～20wt％、明胶20～30wt％；复合澄清剂的加入量为皂苷提取液重量的5～8％。步骤(2)中所述的复合抗氧化剂其组成为：异抗坏血酸钠 50～55wt％，β-胡萝卜素35～40wt％，植酸2～4wt％，聚乙烯吡咯烷酮3～6wt％；复合抗氧化剂的加入量为皂苷提取液重量的3～5％。步骤(4)中所述的硅藻土过滤器为在抽滤容器上端连接有布氏漏斗，所述布氏漏斗内铺设有滤纸，在滤纸上铺设有1～2cm厚的硅藻土；硅藻土经去离子水洗涤抽滤，在滤纸上方形成硅藻土过滤沫。步骤(5)中所述的澄清稳定复配物其组成为：异抗坏血酸钠10～15wt％，异构十三醇聚氧乙烯醚10～15wt％，聚甘油10 5～8wt％，一缩二丙二醇40～50wt％，丙二醇18～25wt％，甲基异噻唑啉酮0.001～0.005wt％；其加入量为初步澄清液重量的5～10％。
为了便于做对比，本申请人以上述中国发明专利201510126843.0中各原料组成范围的“中值”为配比，按照其制备程序对待分离蛋白质的无患子皂苷水提取液进行处理，得到澄清、稳定的无患子皂苷液。同样按照中华人民共和国林业行业标准LY/T 3105-2019“无患子皂苷”进行检测，同样符合其技术要求，其相关数据结果，也归列在表1中。
表1 本专利“实施例”与“比较例”的技术数据比较
比较上述2个实施例和比较例的测试技术数据，不难看出，采用本发明的技术方案，生产出的产品均符合现行的中华人民共和国林业行业标准LY/T 3105-2019“无患子皂苷”的规定；在总皂苷含量、临界胶束浓度、水不溶物含量、1％水溶液的pH值、固形物含量几项指标上，与中国发明专利201510126843.0“一种含澄清稳定复配物的无患子皂苷液及其制备方法”的仿制过程品(即比较例)都能满足行业标准的技术要求，数据上略有优势(属于同一级别的测量范围之内)。本专利实施例相对于“比较例”的明显优点是，所得处理液的外观品相颜色浅，不易出现浑浊现象，固形物含量和蛋白质含量更低，发泡力更高。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。