[发明专利]从甘薯的水溶性提取液中分离和制备多酚氧化酶、β-淀粉酶和储藏蛋白的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蛋白质分离和制备技术，尤其涉及一种从甘薯的水溶性提取液中分离和制备多酚氧化酶、β-淀粉酶和储藏蛋白的方法。 

背景技术

我国是世界上最大的甘薯生产国，年产甘薯1亿吨以上，占世界总产量的80%以上。据统计，我国甘薯约50%用于生产淀粉及其加工产品。甘薯用于淀粉的生产，不仅产品附加值低、经济效益差，淀粉生产过程中会排放大量含可溶性蛋白和糖类的废水，浪费资源和造成严重的环境污染。甘薯可溶性蛋白中含多酚氧化酶、β-淀粉酶、储藏蛋白等多种功能活性蛋白质。多酚氧化酶可用于红茶发酵和催化合成茶黄素与茶红素等药用成分，也可用于有机废水处理和生物传感器等领域。β-淀粉酶广泛应用于啤酒、面包、酱油、麦芽糖的生产，在医药领域作为消化剂使用。甘薯储藏蛋白具有胰蛋白酶抑制剂的活性，有广泛的研究与应用价值。此外，甘薯中还含有占干物质15%的水溶性糖类，是丰富的营养源。目前甘薯产业缺乏综合开发和利用的技术和方法。 

目前甘薯产业存在的问题是： 

1）甘薯资源利用率低、产品经济经济值低。 

2）甘薯生产淀粉过程中排放大量的废水，不仅浪费资源，而且造成环境污染。 

3）甘薯高附加值产品开发落后，特别是缺少系统的综合利用技术。 

发明内容

本发明的目的是，提供一种简单、高效、低成本和节能环保的从甘薯和甘薯生产淀粉的废水中同时提取、分离和生产多酚氧化酶、β-淀粉酶和储藏蛋白等的方法。 

为达到以上技术目的，本发明采用的技术方案如下： 

一种从甘薯的水溶性提取液中分离和制备多酚氧化酶、β-淀粉酶和储藏蛋白的方法，其特征在于，其包括以下步骤： 

（1）获取甘薯的水溶性提取液； 

（2）将（1）中的所述提取液调节pH值至包括多酚氧化酶的等电点的范围，静置，分离沉淀和上清； 

（3）所述（2）的沉淀用不超过获得该沉淀的甘薯鲜重的水或缓冲液溶解后，加入丙酮至丙酮终浓度为30%～60%，静置，分离沉淀和上清，其沉淀为甘薯的多酚氧化酶； 

（4）所述（2）的上清加入丙酮至丙酮终浓度为30%～60%，静置，分离沉淀和上清，其沉淀为甘薯的β-淀粉酶； 

（5）合并所述（3）和（4）的上清，加入丙酮至丙酮终浓度为70%～90%，静置，分离沉淀和上清，其沉淀为甘薯的储藏蛋白； 

（6）将所述（3）至（5）得到的组分分别浓缩和干燥保存。 

进一步地，所述步骤（1）至（5）在4℃至室温下进行。 

进一步地，所述（1）的提取液为甘薯生产淀粉过程中产生的废水或浓缩液。 

可选择地，所述（1）的提取液通过以下制备方法获得： 

（a）将洗净的新鲜甘薯打碎至糜状； 

（b）用所述（a）中甘薯鲜重一倍至数倍体积的自来水、饮用水、蒸馏水或缓冲液将所述（a）的糜状甘薯浸泡0.5小时； 

（c）分离所述（b）中的沉淀和上清，其上清为甘薯的水溶性提取液。 

更进一步地，所述（2）中的pH值调节至3.0～5.0；静置时间为0.5～1.0小时。所述步骤（3）、（4）和（5）中的静置时间为1小时。 

所述步骤（6）的干燥方法为真空冷冻干燥、真空干燥或喷雾干燥。 

进一步地，还包括步骤（7），回收所述（5）中的上清的丙酮，得甘薯的小分子有机物，干燥后保存。具体地，所述步骤（7）采用减压蒸馏回收丙酮。 

与现有技术相比较，本发明具有如下优势： 

1）采用等电点沉淀和丙酮的分级沉淀技术，分离出多酚氧化酶、β-淀粉酶和储藏蛋白，步骤简单、设备投资少、生产成本低，适合批量 处理，可用于生产实践中； 

2）分离得到的多酚氧化酶和β-淀粉酶能保持高的酶活性，有利于该分离产物的高效利用； 

3）系统地从新鲜甘薯中提取分离或从甘薯的生产废水中回收全部水溶性成分，使甘薯资源得到高效和综合利用，既减少了污染，又增加了甘薯附加值； 

4）提取用的丙酮可完全回收重复利用，实现了生产过程中的无污染和零排放。 

附图说明

图1为本发明从甘薯的水溶性提取液中分离和制备多酚氧化酶、β-淀粉酶和储藏蛋白的方法的流程图。 

图2为本发明从甘薯的水溶性提取液中分离和制备多酚氧化酶、β-淀粉酶和储藏蛋白的方法中在不同pH值条件下多酚氧化酶和β-淀粉酶的沉淀情况。