[发明专利]抗冻蛋白及从谷朊粉中提取抗冻蛋白的方法

说明书

技术领域

本发明涉及食品工程技术领域，特别是涉及一种抗冻蛋白及从谷朊粉中提取抗冻蛋白的方法。

背景技术

低温胁迫是一种严重的自然灾害，它对大多数生物体都是致死性的，它导致细胞内环境脱水、结晶，造成细胞物理性的损害或死亡，每年因低温胁迫造成的损失高达数千亿美元。

另一方面，目前的冰淇淋等速冻食品在凝结、冷冻、运输、储存及销售的过程中，冷量消耗的越多，产品的冰晶体才能保证越小，即使冷量供应很大，但是温度的上下波动照样会造成冰晶体的长大以致口感粗糙。如果有种物质能将水分子的流动性从开始就控制住，并且随温度的波动，水分子的运动难以进行则不但保证了产品的质量，而且能降低耗冷量，减少用电，降低能耗，节约成本，符合低碳经济的发展。

抗冻蛋白（anti-freezing proteins,AFP）是一类具有特殊功能的蛋白质，其存在于各种生命体中。它通过与冰晶结合来降低冰晶生长的温度和改变冰晶形成的大小和形态，从而起到重结晶抑制效应；而且它能以非依数性形式降低水溶液的冰点而对其熔点影响甚微，于是导致水溶液的熔点(melting point,MP)和冰点(freezing point,FP)之间出现一定的热滞活性(thermal hysteresis activity,THA)而产生热滞效应，从而帮助各种生物体抵御寒冷的环境。

抗冻蛋白以其独特的功能在低温冷链的众多食品加工和运输过程中、在医学器官移植等各个领域都发挥着重要作用。

已有植物性抗冻蛋白的提取主要集中在高山高寒地区的高山雪莲、黑麦草、内蒙古沙冬青等植物性原材料，但这些原材料不易得到，并且其提取方法以“冰手指法”为主，不适合大规模的生产。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种操作简单，易于产业化大规模生产的抗冻蛋白及其提取方法。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种抗冻蛋白，所述抗冻蛋白的分子量为43.14KDa，经差示扫描量热仪测定的热滞活性为0.08℃，采用下述方法制备：以谷朊粉为原料，经碱性溶液浸提后离心、透析除盐、冷冻干燥得到抗冻蛋白粗品；所述碱性溶液的浓度为0.01-0.09mol/L、pH值为8-11。

一种从谷朊粉中提取抗冻蛋白的方法，其特征在于，包括下述步骤：以谷朊粉为原料，以碱性溶液作为浸提液浸提，再经离心、透析和冷冻干燥得到抗冻蛋白粗品；所述碱性溶液的浓度为0.01-0.09mol/L、pH值为8-11。

所述碱性溶液为NaOH溶液。

浸提的温度为10-55℃。

浸提的提取时间为1-4h。

所得抗冻蛋白粗品经分离纯化得到高纯度的抗冻蛋白；所述抗冻蛋白粗品分离纯化的手段为凝胶层析。

抗冻蛋白粗品分离纯化的具体工艺为：浸提的抗冻蛋白粗品利用SepHadex G-100凝胶色谱进行分离，一次上样量为100-300μL，洗脱液为含0.1-0.2mol/L的NaCl、浓度为5-15mmol/L、pH值为8-9的Tris-HcL缓冲液，流速为0.1-0.3ml/min，在检测波长为280nm的条件下收集洗脱峰，即可得到高纯度的抗冻蛋白。

所述离心的条件为：4-10℃下以6000-10000r/min的速率离心10-30min。

谷朊粉的质量浓度为3-10%。

上述的抗冻蛋白在农业、医学、生物技术和食品领域的抗冻方面的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明的抗冻蛋白以小麦淀粉生产的副产物谷朊粉为原料，与其它植物性抗冻蛋白提取的原材料相比，谷朊粉来源广发、廉价易得、蛋白质含量丰富，能够降低抗冻蛋白的成本。

2、本发明的抗冻蛋白的制备过程中未添加任何有毒有害的物质，同时，谷朊粉本身就是一种可食用性的植物性原材料，所得抗冻蛋白为天然产品，因此可以以添加剂的形式大规模的应用于食品行业。

3、本发明通过碱液粗提、凝胶层析纯化、透析除盐、冷冻干燥等方法从谷朊粉中将抗冻蛋白提取出来，操作过程简单，易于实现大规模生产。而且，显著的提高了谷朊粉的利用价值，为小麦谷朊粉的深加工提供了新的途径。

4、本发明的抗冻蛋白的提取方法通过合理确定碱性溶液的浓度为0.01-0.09mol/L、pH值为8-11时，使得抗冻蛋白能够最大程度的保留其原有活性。

附图说明