一种从莲子磨皮粉中分步提取蛋白质、淀粉的方法技术领域
本发明涉及食品加工和副产物综合利用领域，具体涉及一种从莲子磨皮粉中分步提取蛋白质、淀粉的方法。
技术背景
莲子是我国特有的种质资源，属睡莲科多年水生草本植物莲的成熟种子，自古以来就是公认的老少皆宜的鲜美滋补佳品，除具有镇静、强心、抗衰老、抗氧化、抗肿瘤等作用外，还是一种营养价值很高的食物，含有丰富的糖类、蛋白质、维生素及钙、铁、磷等多种人体所必需的矿质元素，深受广大消费者喜爱。莲子的加工一般要经过干燥、分级、去壳、除皮、去心等工序，其中去皮是指脱除莲子表层的一层红色种皮，目前国内工厂主要使用机械磨皮的方式脱除。机械磨皮过程中会产生占莲子总质量15~20%的磨皮粉，包括全部种皮和部分莲肉等；若按全国莲子年产量40万吨计算，每年约产生莲子磨皮粉6~8万吨。研究表明，莲子磨皮粉中含有丰富的营养成分，其中蛋白质含量为20%左右，淀粉含量达40%以上。然而，目前莲子磨皮粉尚无有效的利用方式，由于味涩甚至不能作为牲畜饲料，只能用作低效肥料或当作垃圾被直接废弃，造成了极大的资源浪费和环境污染，成为困扰莲子加工企业和监管部门的一大难题。因此，开发一种有效的莲子磨皮粉高值化利用技术，变废为宝，对于提高莲子产业的经济效益，保护环境和资源的充分利用都有着重要的实际意义。
发明内容
本发明旨在解决莲子磨皮粉利用率低、资源浪费的问题，通过提取制备其蛋白质、淀粉实现莲子磨皮粉综合利用，提出了一种从莲子磨皮粉中分步提取蛋白质、淀粉的方法。
为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
所述从莲子磨皮粉中分步提取蛋白质、淀粉的方法包括以下步骤：
（1）原料处理：用超微粉碎设备将莲子磨皮粉粉碎后过100~200目筛；
（2）蛋白质提取、浓缩和干燥：将过筛的莲子磨皮粉中加入Na2CO3提取液中，充分搅拌后以500W超声波处理器超声处理5~10min，然后于37~42℃抽提60~90min；再于10000r/min离心10~15min，得上清液和沉淀，收集的上清液即为蛋白质提取液；其中，所述莲子磨皮粉与Na2CO3提取液的质量体积比为1：（15~18），所述质量单位为g，体积单位为mL；将蛋白质提取液利用透析袋和聚乙二醇干粉进行浓缩，再经冷冻或喷雾干燥后得到莲子磨皮粉蛋白质；
（3）淀粉提取：将步骤（2）所得沉淀加入Na2CO3提取液中，充分搅拌后于48~50℃抽提5~6h；然后于3000r/min离心10~15min，得上清液和残渣，弃去上清液，残渣用蒸馏水洗涤后过400目尼龙滤布，得滤液；将滤液静置1~2h，得上清液和沉淀，轻轻吸去上清液，将沉淀用蒸馏水重悬浮，再静置，弃去上清液，重复2~3次，得到最终沉淀；其中，步骤（2）所述的沉淀与Na2CO3提取液的质量体积比为1：（3~5），所述质量单位为g，体积单位为mL；优选地，将步骤（2）所得沉淀按质量体积比1:4加入Na2CO3提取液中，充分搅拌后于50℃抽提5h；然后于3000r/min离心15min，得上清液和残渣，弃去上清液，残渣用体积10~12倍于Na2CO3提取液体积的蒸馏水洗涤后过400目尼龙滤布，得滤液；将滤液移入不锈钢铁盘静置1.5h，得上清液和沉淀，弃去上清液，将沉淀用体积20~25倍于Na2CO3提取液体积的蒸馏水重悬浮，再静置，弃去上清，重复3次，得到最终沉淀；
（4）淀粉干燥：将步骤（3）所得的最终沉淀置于90~100℃，优选100℃干燥3~5h，再调温度至60~65℃，优选60℃干燥至恒重，即得莲子磨皮粉粗淀粉。
优选地，所述步骤（3）中蛋白质浓缩和干燥的方法是将蛋白质提取液装入截留分子量500~1000Da的透析袋中，再将聚乙二醇6000干粉覆盖于透析袋表面，待蛋白质提取液浓缩至原体积的2/5~1/4后，再进行冷冻或喷雾干燥得到莲子磨皮粉蛋白质。
优选地，所述Na2CO3提取液是用蒸馏水配制的浓度为0.02~0.05mol/L的Na2CO3溶液，再用相应摩尔浓度的NaHCO3溶液调节Na2CO3溶液pH值为10~10.5。
优选地，所述Na2CO3提取液是用蒸馏水配制的浓度为0.03mol/L的Na2CO3溶液，再用相应摩尔浓度的NaHCO3溶液调节Na2CO3溶液pH值为10.5。
本发明方法的主要步骤概括为：莲子磨皮粉经超微粉碎后加入Na2CO3提取液，超声波辅助抽提，离心，上清液浓缩、干燥即为蛋白质；离心后的沉淀加入Na2CO3提取液抽提，离心，沉淀洗涤过滤，滤液静置沉淀，烘干即得淀粉。
本发明以莲子加工的副产物磨皮粉为原料，经超微粉碎后加入Na2CO3提取液，超声波辅助抽提，离心，上清液浓缩、干燥即为蛋白质；离心后的沉淀加入Na2CO3提取液抽提，离心，沉淀洗涤过滤，滤液静置沉淀，烘干即得淀粉。该提取工艺的主要指标有：莲子磨皮粉蛋白质提取率（凯氏定氮法）≥93.0%、粗淀粉提取率≥95.0%，蛋白质（冷冻干燥）纯度≥90.0%、淀粉纯度≥92.0%
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）以莲子加工副产物磨皮粉为原料提取制备优质的莲子蛋白质和莲子淀粉，实现了莲子加工的副产物的变废为宝和高值化利用。
（2）采用Na2CO3溶液按优化条件分步提取蛋白质、淀粉，仅用一种提取液实现两种营养组分的联产制备，提取率均达93%以上。
（3）该提取工艺操作简单，条件温和，提取试剂安全无毒，成本低廉，整个工艺过程中仅使用一种提取液提取制备两种营养成分，不使用酸碱、SDS、还原剂和有机溶剂等，符合绿色环保要求，同时特别适于大规模工业化生产。
（4）该工艺提取获得的蛋白质、淀粉液纯度均达90%以上，可直接用于后续含莲子蛋白质、淀粉的系列产品加工。
具体实施方式：
实施例1
将莲子磨皮粉以超微粉碎设备粉碎后过200目筛，未过筛的粗粉继续以超微粉碎设备粉碎，过筛的细粉加入浓度为0.03mol/L的Na2CO3提取液（以0.03mol/L的NaHCO3溶液调pH10.5）中，细粉与Na2CO3提取液的质量体积比为1：18，所述质量单位为g，体积单位为mL，充分搅拌后以500W超声波处理器超声处理7.5min，于42℃抽提60min；10000r/min离心15min，得上清液和沉淀，收集的上清液即为蛋白质提取液，转入截留分子量1000Da的透析袋中，透析袋表面覆盖聚乙二醇6000（PEG6000）干粉进行浓缩，浓缩液冷冻干燥，即为莲子磨皮粉蛋白质。将离心所得沉淀加入上述Na2CO3提取液中，沉淀与Na2CO3提取液的质量体积比为1：4，所述质量单位为g，体积单位为mL，充分搅拌后于50℃抽提6h；3000r/min离心15min，得上清液和残渣，弃去上清液，残渣用体积10倍于Na2CO3提取液体积的蒸馏水分3次洗涤过400目尼龙滤布，滤液转移入不锈钢铁盘静置1.5h，得上清液和沉淀，弃去上清液；沉淀加体积20倍于Na2CO3提取液体积的蒸馏水重悬浮，同法静置沉淀，重复3次。所得最终沉淀置于热风干燥箱，100℃干燥5h，再调温度至60℃干燥至恒重，得莲子磨皮粉粗淀粉。以本方法提取制备的莲子磨皮粉蛋白质提取率（凯氏定氮法）≥93.0%、纯度≥90.0%，粗淀粉提取率≥95.0%、纯度≥92.0%。
实施例2
将莲子磨皮粉以超微粉碎设备粉碎后过200目筛，未过筛的粗粉继续以超微粉碎设备粉碎，过筛的细粉加入浓度为0.05mol/L的Na2CO3提取液（以0.05mol/L的NaHCO3溶液调pH10.5），细粉与Na2CO3提取液的质量体积比为1：15，所述质量单位为g，体积单位为mL，充分搅拌后以500W超声波处理器超声处理10min，于37℃抽提90min；10000r/min离心15min，得上清液和沉淀，收集的上清液即为蛋白质提取液，转入截留分子量1000Da的透析袋中，透析袋表面覆盖聚乙二醇6000（PEG6000）干粉进行浓缩，浓缩液经喷雾干燥，即为莲子磨皮粉蛋白质。将离心所得沉淀按质量体积比加入上述Na2CO3提取液中，沉淀与Na2CO3提取液的质量体积比为1：4，所述质量单位为g，体积单位为mL，充分搅拌后于55℃抽提5h；3000r/min离心15min，得上清液和残渣，弃去上清液，残渣用12倍于Na2CO3提取液体积的蒸馏水分3次洗涤过400目尼龙滤布，滤液转移入不锈钢铁盘静置1.0h，弃去上清液；沉淀加体积25倍于Na2CO3提取液体积的蒸馏水重悬浮，同法静置沉淀，重复3次。所得最终沉淀置于热风干燥箱，100℃干燥5h，再调温度至60℃干燥至恒重，得莲子磨皮粉粗淀粉。以本方法提取制备的莲子磨皮粉蛋白质提取率（凯氏定氮法）≥93.0%、纯度≥90.0%，粗淀粉提取率≥95.0%、纯度≥92.0%。