一种稻米中镉结合蛋白的提取分离方法技术

本发明专利技术公开一种稻米中镉结合蛋白的提取分离方法，包括以下步骤：对镉污染稻米进行脱脂处理，得到脱脂稻米粉；使用去离子水对脱脂稻米粉进行搅拌提取，获得清蛋白提取物和第一沉淀物；使用NaCl溶液对第一沉淀物进行搅拌提取，获得球蛋白提取物和第二沉淀物；使用NaOH溶液对第二沉淀物进行搅拌提取，获得谷蛋白提取物和第三沉淀物；使用乙醇溶液对第三沉淀物进行搅拌提取，获得醇溶蛋白提取物。本发明专利技术提供的技术方案中，采用Osborne分级提取与等电点沉淀相结合的方法提取镉污染稻米中的镉结合蛋白，具有提取的蛋白种类更全面、蛋白纯度更高的优点，且提取效率高、操作简单。

Extraction and separation method of cadmium binding protein in Rice

The invention discloses a method for extracting and separating cadmium-binding protein from rice, which comprises the following steps: degreasing the cadmium-contaminated rice to obtain degreased rice flour; stirring and extracting the degreased rice flour with deionized water to obtain albumin extract and the first precipitate; stirring the first precipitate with NaCl solution The second precipitate was stirred with NaOH solution to obtain glutenin extract and the third precipitate. The third precipitate was stirred with ethanol solution to obtain gliadin extract. In the technical scheme provided by the invention, the method combining Osborne fractional extraction with isoelectric point precipitation is adopted to extract cadmium binding protein from cadmium polluted rice, which has the advantages of more comprehensive protein types, higher protein purity, high extraction efficiency and simple operation.

【技术实现步骤摘要】
一种稻米中镉结合蛋白的提取分离方法
本专利技术涉及食品加工
，特别涉及一种稻米中镉结合蛋白的提取分离方法。
技术介绍
研究表明，在稻米中重金属镉主要和蛋白质以络合物的形式存在。目前对于稻米中镉结合蛋白的提取形式众多，如Osborne分级提取法、组织化学及溶剂提取法、碱液提取法和Tris-HCl提取法等。然而，上述稻米中镉结合蛋白的提取方法主要存在蛋白粗提物中杂质含量较高、蛋白纯度较低、以及蛋白种类较为单一、使用范围较窄的缺点。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提出一种稻米中镉结合蛋白的提取分离方法，旨在解决现有稻米中镉结合蛋白的提取方法存在蛋白纯度较低、蛋白种类较为单一的问题。为实现上述目的，本专利技术提出一种稻米中镉结合蛋白的提取分离方法，包括以下步骤：将镉污染稻米粉碎成稻米粉，然后将稻米粉加入到正己烷中，进行第一次搅拌提取后离心、干燥，得到脱脂稻米粉；使用去离子水对脱脂稻米粉进行第二次搅拌提取后离心，获得第一上清液和第一沉淀物，将第一上清液的pH值调节至清蛋白对应的等电点，使清蛋白沉降，然后再次离心并收集清蛋白沉淀，获得清蛋白提取物；使用NaCl溶液对第一沉淀物进行第三次搅拌提取后离心，获得第二上清液和第二沉淀物，将第二上清液的pH值调节至球蛋白对应的等电点，使球蛋白沉降，然后再次离心并收集球蛋白沉淀，获得球蛋白提取物；使用NaOH溶液对第二沉淀物进行第四次搅拌提取后离心，获得第三上清液和第三沉淀物，将第三上清液的pH值调节至谷蛋白对应的等电点，使谷蛋白沉降，然后再次离心并收集谷蛋白沉淀，获得谷蛋白提取物；使用乙醇溶液对第三沉淀物进行第五次搅拌提取后离心，收集滤液，将滤液的pH值调节至醇溶蛋白对应的等电点，使醇溶蛋白沉降，然后再次离心并收集醇溶蛋白沉淀，获得醇溶蛋白提取物。优选地，所述镉污染稻米中的镉含量为0.5～1.0mg/kg。优选地，所述NaCl溶液的质量浓度为4～6％；所述NaOH溶液的摩尔浓度为0.01～0.03M，所述NaOH溶液的pH值为11；所述乙醇溶液的体积分数为65～75％。优选地，所述第一次搅拌提取至第五次搅拌提取的固液比均为1g：3～5mL，提取温度为20～28℃；所述第一次搅拌提取至第三次搅拌提取、以及第五次搅拌提取的提取时间为3～5h，所述第四次搅拌提取的提取时间为0.3～0.7h。优选地，将第一上清液、第二上清液、第三上清液及滤液的pH值对应调节至清蛋白、球蛋白、谷蛋白、醇溶蛋白对应的等电点的步骤，均采用HCl溶液调节溶液的pH值。优选地，所述清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白对应的等电点pI分别为4.13、2.32、6.32和4.98。优选地，所有所述离心的条件均为：离心转速2500～3500rpm，离心时间25～35min。优选地，对应收集清蛋白沉淀、球蛋白沉淀、谷蛋白沉淀和醇溶蛋白沉淀的步骤之后，对应获得清蛋白提取物、球蛋白提取物、谷蛋白提取物和醇溶蛋白提取物的步骤之前，还包括：蛋白沉淀经水洗后，使用HCl溶液调节蛋白沉淀的pH值至7.0，然后将蛋白沉淀置于-22～18℃冻存，冻存后的蛋白沉淀再于-50～-40℃、20～30Pa条件下进行真空冷冻干燥3.5～4.5d。本专利技术提供的技术方案中，采用Osborne分级提取与等电点沉淀相结合的方法提取镉污染稻米中的镉结合蛋白，能有效提取镉污染稻米中的清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白这四种主要的蛋白质，蛋白种类更全面，且蛋白纯度更高，提取效率高、操作简单，对蛋白特性和结构影响较小，为后续研究镉污染稻米中镉结合蛋白的分离纯化、鉴定及结合机理研究等提供了基础，有利于镉污染稻米的再利用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术提供的稻米中镉结合蛋白的提取分离方法的一实施例的流程示意图；图2为实施例1中清蛋白提取物中清蛋白等电点的测定结果图；图3为实施例1中球蛋白提取物中球蛋白等电点的测定结果图；图4为实施例1中谷蛋白提取物中谷蛋白等电点的测定结果图；图5为实施例1中醇溶蛋白提取物中醇溶蛋白等电点的测定结果图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。Osborne分级提取法是提取大米蛋白的经典方法，例如，按照去离子水、NaCl(5％)、乙醇(75％)和NaOH(0.05mol/L)的顺序，可分别提取镉污染大米中的清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。基于上述基础，本专利技术提出一种稻米中结合蛋白的提取分离方法，是通过如下原理实现的：采用Osborne分级提取和等电点沉淀相结合的方法，先依次通过去离子水、NaCl(5％)、NaOH(0.05mol/L)和乙醇(75％)的顺序对应提取清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白，然后将清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白对应调节至与蛋白对应的等电点(由于蛋白质表面离子化侧链的存在，蛋白质带净电荷，而这些侧链都是可以滴定的，对于每个蛋白都存在一个pH使它的表面净电荷为零，即等电点pI)，使蛋白沉降，进而获得纯度较高的提取蛋白。本专利技术提出一种稻米中镉结合蛋白的提取分离方法，图1为本专利技术提供的稻米中镉结合蛋白的提取分离方法的一实施例。请参阅图1，在本实施例中，所述稻米中镉结合蛋白的提取分离方法包括以下步骤：步骤S10、将镉污染稻米粉碎成稻米粉，然后将稻米粉加入到正己烷中，进行第一次搅拌提取后离心、干燥，得到脱脂稻米粉；所述镉污染稻米可以是镉污染的大米或糙米，先将镉污染稻米通过球磨机或湿法磨粉等方式制备成稻米粉，过100目筛，然后将稻米粉以1g：3～5mL的固液比加入到正己烷中搅拌提取3～5h，再于2500～3500rpm转速下离心25～35min，使固液分离并收集沉淀，将沉淀放置在通风处静置过夜(也可用鼓风干燥箱等常规方式进行干燥处理)即可得到干燥的脱脂稻米粉，其中，在步骤S10中，搅拌提取时的固液比优选为1g：4mL，搅拌提取的时间优选为4h，离心转速优选为3000rpm，离心时间优选为30min；所述镉污染稻米中的镉含量优选为0.5～1.0mg/kg。步骤S20、使用去离子水对脱脂稻米粉进行第二次搅拌提取后离心，获得第一上清液和第一沉淀物，将第一上清液调节至清蛋白对应的等电点，使清蛋白沉降，然后再次离心并收集清蛋白沉淀，获得清蛋白提取物；以去离子水为提取溶剂，对脱脂稻米粉进行第一阶段的的蛋白提取，即提取其中的清蛋白，具体操作时优选为通过如下方式进行：将脱脂稻米粉以1g：3～5mL的固液比加入到去离子水中，于20～28℃温度下搅拌提取3～5h，再于2500～3500rpm转速下离心25～35min，使固液分离而获得上清液和沉淀物，然后对沉淀物再重复一次搅拌提取和离心处理，将两次提取的上清液和沉淀物分别混合，即获得第一上清液和第一沉淀物；然后使用HCl溶液(例如浓度为lm本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稻米中镉结合蛋白的提取分离方法，其特征在于，包括以下步骤：将镉污染稻米粉碎成稻米粉，然后将稻米粉加入到正己烷中，进行第一次搅拌提取后离心、干燥，得到脱脂稻米粉；使用去离子水对脱脂稻米粉进行第二次搅拌提取后离心，获得第一上清液和第一沉淀物，将第一上清液的pH值调节至清蛋白对应的等电点，使清蛋白沉降，然后再次离心并收集清蛋白沉淀，获得清蛋白提取物；使用NaCl溶液对第一沉淀物进行第三次搅拌提取后离心，获得第二上清液和第二沉淀物，将第二上清液的pH值调节至球蛋白对应的等电点，使球蛋白沉降，然后再次离心并收集球蛋白沉淀，获得球蛋白提取物；使用NaOH溶液对第二沉淀物进行第四次搅拌提取后离心，获得第三上清液和第三沉淀物，将第三上清液的pH值调节至谷蛋白对应的等电点，使谷蛋白沉降，然后再次离心并收集谷蛋白沉淀，获得谷蛋白提取物；使用乙醇溶液对第三沉淀物进行第五次搅拌提取后离心，收集滤液，将滤液的pH值调节至醇溶蛋白对应的等电点，使醇溶蛋白沉降，然后再次离心并收集醇溶蛋白沉淀，获得醇溶蛋白提取物。

【技术特征摘要】
1.一种稻米中镉结合蛋白的提取分离方法，其特征在于，包括以下步骤：将镉污染稻米粉碎成稻米粉，然后将稻米粉加入到正己烷中，进行第一次搅拌提取后离心、干燥，得到脱脂稻米粉；使用去离子水对脱脂稻米粉进行第二次搅拌提取后离心，获得第一上清液和第一沉淀物，将第一上清液的pH值调节至清蛋白对应的等电点，使清蛋白沉降，然后再次离心并收集清蛋白沉淀，获得清蛋白提取物；使用NaCl溶液对第一沉淀物进行第三次搅拌提取后离心，获得第二上清液和第二沉淀物，将第二上清液的pH值调节至球蛋白对应的等电点，使球蛋白沉降，然后再次离心并收集球蛋白沉淀，获得球蛋白提取物；使用NaOH溶液对第二沉淀物进行第四次搅拌提取后离心，获得第三上清液和第三沉淀物，将第三上清液的pH值调节至谷蛋白对应的等电点，使谷蛋白沉降，然后再次离心并收集谷蛋白沉淀，获得谷蛋白提取物；使用乙醇溶液对第三沉淀物进行第五次搅拌提取后离心，收集滤液，将滤液的pH值调节至醇溶蛋白对应的等电点，使醇溶蛋白沉降，然后再次离心并收集醇溶蛋白沉淀，获得醇溶蛋白提取物。2.如权利要求1所述的稻米中镉结合蛋白的提取分离方法，其特征在于，所述镉污染稻米中的镉含量为0.5～1.0mg/kg。3.如权利要求1所述的稻米中镉结合蛋白的提取分离方法，其特征在于，所述NaCl溶液的质量浓度为4～6％；所述NaOH溶液的摩尔浓度为0.01～0.03M，所述NaOH溶液的pH值为11；所述乙醇溶液的体积分数...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫智勇，王蕾，陈雨薇，吴永宁，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42