天然产物提取液中蛋白质和脂肪等杂质的去除试验毕业论文(编辑修改稿)

天然产物提取液中蛋白质和脂肪等杂质的去除试验毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

含有降血脂物质酪伐它汀 ， 作为着色剂用于食品中 ，可以有效地使人体内血脂达到正常平 衡不少以类黄酮为天 然色素的物质有抗氧化功能或软化血管功能。 我国天 然色素资源丰富 ， 进一步开发、研究、生产、应用功能性天然色素大有潜力。 (2)提高技术与装备水平 ， 促进天然色素 的生产 天 然 色素 的生产应当采用高新技术 ， 不断提高装备水平 ， 提高产品的产量和质量 ， 降低成本 ， 从而提高产品在国内外市场的竞争力。 我国 产物 生产行业虽有少数工厂拥有较好的生产技术、工艺和装备 ， 但大多数企业在技术、工艺方面比较落后 ， 设备陈旧或简陋 ，必须不断创新提高 ， 才能使产品上档次 ， 行业才有发展。 在天然 色素 的生产过程中 ， 可以采用的高新技术有 ： 基因工程、细胞工程、发 酵工程、吸附色谱、凝胶过滤、微孔过滤、超滤、电渗析、反渗透、膜分离技术、超临界流体萃取分离技术 ( 2CO 、 丙烷 )、冷冻干燥等技术。 采用了高新技术 ， 就是提高设备的装备水平 ， 这是提高天然色素的收率 ， 提高产7 量 ， 保证优质的基础。 (3)实现产品的标准化、系列化、实用化 ， 开拓国内外市场。 近年来 ， 我国天然色素产业的管理水平和规范化方面虽然有长足的进步 ， 但还应当进一步加强。 我国各天然色素生产企业一般规模都偏小 ， 产品单一 ， 在小量、低质量、高损耗中徘徊 ， 经济效益不明显 ， 抗风险能力 差。 多数工厂所生产的是原料型的天然色素 ， 一般不能直接使用 ， 因而价格低 ， 经济效益不高。 就某一个天然色素而言 ， 一个企业也没有完全做到标准化、系列化 ， 缺欠实用技术的开发。 欧洲、美国、日本等国天然色素产业的发展早于我国 ， 这些国家在管理水平、规范化、标准化、系列化、实用化等方面日臻完善。 我们应当奋进直追 ， 迎头赶上。 在天然色素的发展方面 ， 应当进一步加强天然色素实用技术的研究、开发 ， 这个课题并不亚于天然色素本身的研究、开发和生产 ， 是我国天然色素打开国内外市场的关键。 (4)进行原料的综合利用 在原料上应当走综合利用 ， 变废 为宝的道路。 一个原料多出好几个产品 ， 物尽其用 ，提高经济效益。 许多天然色素生产的原料是野生植物、农作物副产品或废弃物。 目前许多天然红色素 ， 如红高粱、酸枣色、葡萄皮红等 ， 都是从农产品的废弃物中提取的。 用高粱壳生产高粱红 ； 用葡萄皮渣生产葡 萄色素等 ， 原料低廉。 又例如生产辣椒红色素的工厂 ，用辣椒作为原料。 辣椒的种子可以提取辣椒碱及辣椒油 ， 残渣含高蛋白 ； 辣椒种皮可以提取辣椒红色素、辣椒碱 ， 残渣再配上面酱、油、鲜味剂 ， 可精制辣酱。 一个姜黄原料可以生产出姜黄油、姜黄素、姜黄油树脂、姜黄粉、乳化姜黄色素等多种产品 ， 这对于农产 品的深加工以及废弃物的处理 ， 不失为一个好方法。 这种综合利用的开发 ， 可以大大提高经济效益。 (5)立足国内市场、开拓国际市场 我国天然色素产品应当立足于国内巨大的市场 ， 开拓国际市场。 我国是一个占世界人口四分之一的、具有 13 亿人口的大国 ， 因此 ， 这样多的人口 ， 要进 入 一日三餐的加工食品时代 ， 需要的食用天然色素是很大的。 一些外国的有识之士也十分重视这个市场。 只要我们能把自己的天然色素做到标准化、系列化、实用化 ， 一定能培养出中国这个大市场 ，这已经为火腿肠使用红曲红和饼干喷涂辣椒红的中国市场所证明。 当今国际经济一体化要求 我们将中国的天然色素打人世界其它国家 ， 特别是西方发达国家 ， 它除了要开拓中国天然色素的国际市场外 ， 还有一个东方饮食文化的交流和交融的重要意义 [12]。 8 天然产物 提取液的精制 方法 随着科技的发展和生活水平的提高 ， 天然产物 以其健康、安全的特点，将越来越受人们的欢迎， 但 天然产物大多不能直接使用，而 只需要其中的某些 物质，因此需要对天然产物进行提取分离，提取后所得提取液大多数是混合物，需 利用体系中各组分物性的差别，使用 不同的方法使混合物得到分离提纯。 蛋白质分离纯化 方法 (1)根据分子大小不同进行分离纯化 蛋白质是一种 大分子物质 ， 并且不同蛋白质的分子大小不同 ， 因此可以利用一些较简单的方法使蛋白质和小分子物质分开 ， 并使蛋白质混合物也得到分离。 根据蛋白质分子大小不同进行分离的方法主要有透析、超滤、离心和凝胶过滤等。 透析和超滤是分离蛋白质时常用的方法。 透析是将待分离的混合物放入半透膜制成的透析袋中 ， 再浸入透析液进行分离。 超滤是利用离心力或压力强行使水和其它小分子通过半透膜 ， 而蛋白质被截留在半透膜上的过程。 这两种方法都可以将蛋白质大分子与以无机盐为主的小分子分开。 它们经常和盐析、盐溶方法联合使用 ， 在进行盐析或盐溶后可以利用这两 种方法除去引入的无机盐。 由于超滤过程中 ， 滤膜表面容易被吸附的蛋白质堵塞 ，以致超滤速度减慢 ， 截流物质的分子量也越来越小。 所以在使用超滤方法时要选择合适的滤膜 ， 也可以选择切向流过滤得到更理想的效果。 离心也是经常和其它方法联合使用的一种分离蛋白质的方法。 当蛋白质和杂质的溶解度不同时可以利用离心的方法将它们分开。 例如 ， 在从大米渣中提取蛋白质的实验中 ， 加入纤维素酶和  淀粉酶进行预处理后 ， 再用离心的方法将有用物质与分解掉的杂质进行初步分离 [13]。 使蛋白质在具有密度梯度的介质中离心的方法称为密度梯度 (区带 )离心。 常用的密度梯度有蔗糖梯度、聚蔗糖梯度和其它合成材料的密度梯度。 可以根据所需密度和渗透压的范围选择合适的密度梯度。 密度梯度离心曾用于纯化苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白 ， 得到的产品纯度高但产量偏低。 蒋辰等通过比较不同密度梯度介质的分离效果 ， 利用溴化钠密度梯度得到了高纯度的苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白。 凝胶过滤也称凝胶渗透层析 ， 是根据蛋白质分子大小不同分离蛋白质最有效的方法之一。 凝胶过滤的原理是当不同蛋白质流经凝胶层析柱时 ， 比凝胶珠孔径大的分子不能进入珠内网状结构 ， 而被排阻在凝胶珠之外 ， 随着溶剂在凝胶珠之间的空隙向下运动并最先流9 出柱外 ； 反之 ， 比凝胶珠孔径小的分子后流出柱外。 目前常用的凝胶有交联葡聚糖凝胶、聚丙烯酰胺凝胶和琼脂糖凝胶等。 在甘露糖蛋白提纯的过程中使用凝胶过滤方法可以得到很好的效果 ， 纯度鉴定证明产品为分子量约为 32kDa、成分是多糖 ∶ 蛋白质 (88∶ 12)、多糖为甘露糖的单一均匀糖蛋白 [14]。 凝胶过滤在抗凝血蛋白的提取过程中也被用来除去大多数杂蛋白及小分子的杂质。 (2)根据溶解度不同进行分离纯化 影响蛋白质溶解度的外部条件有很多 ， 比如溶液的 pH 值、离子强度、介电常数和温度等。 但在同一条件下 ， 不同的蛋白质因其分子结构的不同而有不同的溶解度 ， 根据蛋白质分子结构的特点 ， 适当地改变外部条件 ， 就可以选择性地控制蛋白质混合物中某一成分的溶解度 ， 达到分离纯化蛋白质的目的。 常用的方法有等电点沉淀和 pH 值调节、蛋白质的盐溶和盐析、有机溶剂法、双水相萃取法、反胶团萃取法等。 等电点沉淀和 pH 值调节是最常用的方法。 每种蛋白质都有自己的等电点 ， 而且在等电点时溶解度最低 ； 相反 ， 有些蛋白质在一定 pH 值时很容易溶解。 因而可以通过调节溶液的 pH 值来分离纯化蛋白质。 王洪新等 [15]研究茶叶蛋白质提取过程发现 ， pH 值为 4 时茶叶蛋白提取效果最好 ， 提取率达到 %， 初步纯化得率为 %。 李殿宝在从葵花脱脂粕中提取蛋白质时将蛋白溶液的 pH 值调到 3～ 4， 使目标蛋白于等电点沉淀出来。 等电点沉淀法还应用于葡萄籽中蛋白质的提取。 李凤英等测得葡萄籽蛋白质的等电点为。 他们利用碱溶法提取葡萄籽蛋白质 ， 得到了最佳的提取工艺为 ： 以 511 10 mol L的 NaOH溶液 ， 按 1∶ 5 的料液比 ， 在 40℃ 搅拌 40 min， 葡萄籽蛋 白质提取率达 %。 另外还可以利用碱法提取大米蛋白 ， 其持水性、吸油性和起泡性等均优于酶法提取。 利用酸法提取得到的鲢鱼鱼肉蛋白质无腥味、色泽洁白 ， 蛋白质产率高达 90%。 蛋白质的盐溶和盐析是中性盐显著影响球状蛋白质溶解度的现象 ， 其中 ， 增加蛋白质溶解度的现象称盐溶 ， 反之为盐析。 应当指出 ， 同样浓度的二价离子中性盐 ， 如 2MgCl 、4 2 4()NH SO 对蛋白质溶解度影响的效果 ， 要比一价离子中性盐如 NaCl 、 4NHCl 大得多。 在葡萄籽蛋白提取工艺中除了可以利用碱溶法还可以利用盐溶法来提取蛋白质 ， 其最佳提取工艺是 ： 以 10%NaCl 溶液 ， 按 1∶ 25 的料液比 ， 在 30℃ 搅拌提取 30min， 蛋白质提取率为 %。 盐析是提取血液中免疫球蛋白的常用方法 ， 如多聚磷酸钠絮凝法、硫酸铵盐析法 ， 其中硫酸铵盐析法广泛应用于生产。 由于硫酸铵在水中呈酸性 ， 为防止其对蛋白10 质的破坏 ， 应用氨水调 pH 值至中性。 为防止不同分子之间产生共沉淀现象 ， 蛋白质样品的含量一般控制在 %～ %。 利用盐溶和盐析对蛋白质进行提纯后 ， 通常要使用透析或者凝胶过滤的方法除去中性盐。 有机溶剂提取法的原理是 ： 与水互溶的有机溶剂 (如甲醇、乙醇 )能使一些蛋白质在水中的溶解度显著降低 ； 而且在一定温度、 pH 值和离子强度下 ， 引起蛋白质沉淀的有机溶剂的浓度不同 ， 因此 ， 控制有机溶剂的浓度可以分离纯化蛋白质。 例如 ， 在冰浴中磁力搅拌下 ， 在 4℃ 预冷的培养液中缓慢加入乙醇 (25℃ )， 可以使冰核蛋白析出 ， 从而纯化冰核蛋白。 由于在室温下 ， 有机溶剂不仅能引起蛋白质的沉淀 ， 而且伴随着变性。 因 此 ， 通常要将有机溶剂冷却 ， 然后在不断搅拌下加入有机溶剂防止局部浓度过高 ， 蛋白质变性问题就可以很大程度上得到解决。 对于一些和脂质结合比较牢固或分子中极性侧链较多、不溶于水的蛋白质 ， 可以用乙醇、丙酮和丁醇等有机溶剂提取 ， 它们有一定的亲水性和较强的亲脂性 ， 是理想的提取液。 冷乙醇分离法提取免疫球蛋白最早由 Cohn 于 1949 年提出 ，用于制备丙种球蛋白。 冷乙醇法也是目前 WHO 规 程和中国生物制品规程推荐的方法 ， 不仅分辨率高、提纯效果好、可同时分离多种血浆成分 ， 而且有抑菌、清除和灭病毒的作用。 萃取是分离和提纯有机化合物常 用的一种方法 ， 而双水相萃取和反胶团萃取可以用来分离蛋白质。 双水相萃取技术 (Aqueous two phase extraction， ATPE)是指亲水性聚合物水溶液在一定条件下形成双水相 ， 由于被分离物在两相中分配的不同 ， 便可实现分离 ， 被广泛用于生物化学、细胞生物学和生物化工等领域的产品分离和提取。 此方法可以在室温环境下进行 ， 双水相中的聚合物还可以提高蛋白质的稳定性 ， 收率较高。 对于细胞内的蛋白质 ， 需要先对细胞进行有效破碎。 目的蛋白常分布在上相并得到浓缩 ， 细胞碎片等固体物分布在下相中。 采用双水相系统浓缩目的蛋白 ， 受聚合物分子量及浓度、溶液 pH 值、离子强度、盐类型及浓度的影响 [16]。 反胶团萃取法是利用反胶团将蛋白质包裹其中而达到提取蛋白质的目的。 反胶团是当表面活性剂在非极性有机溶剂溶解时自发聚集而形成的一种纳米尺寸的聚集体。 这种方法的优点是萃取过程中蛋白质因位于反胶团的内部而受到反胶团的保护。 程世贤等就利用反胶团萃取法提取了大豆中的蛋白质。 (3)根据电荷不同进行分离纯化 根据蛋白质的电荷即酸碱性质不同分离蛋白质的方法有电泳和离子交换层析两类。 在外电场的作用下 ， 带电颗粒 (如不处于等电点状态的蛋白质分子 )将向着 与其电性相11 反的电极移动 ， 这种现象称为电泳。 聚丙烯酰胺电泳是一种以聚丙烯酰胺为介质的区带电泳 ， 常用于分离蛋白质。 它的优点是设备简单、操作方便、样品用量少。 等电聚焦是一种高分辨率的蛋白质分离技术 ， 也可以用于蛋白质的等电点测定。 利用等电聚焦技术分离蛋白质混合物是在具有 pH 梯度的介质中。