CN101942014A - 一种食品级藻蓝蛋白及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种食品级藻蓝蛋白制备方法，步骤包括：螺旋藻粉破壁；向破壁后的螺旋藻粉中加入弱酸盐缓冲液浸提；将螺旋藻粉浸提液进行固液分离，并提取上清液；过滤上清液，得到粗提液；纯化粗提液，得到浓缩液；将浓缩液喷雾干燥。本发明还公开了一种根据上述方法制备的食品级藻蓝蛋白，其纯度(OD620/OD280)大于1.0，并且其中藻蓝蛋白的含量大于50％，别藻蓝蛋白的含量大于10％，藻红蛋白的含量大于2％，其他蛋白的含量小于2％。本方法生产成本低，简单有效，适合大量制备食品级藻蓝蛋白。

Description

一种食品级藻蓝蛋白及其制备方法
技术领域
本发明属于生化分离纯化技术领域，特别涉及一种藻蓝蛋白的分离纯化方法。
背景技术
螺旋藻是微藻中的蓝藻，它具有高蛋白、低脂肪、低糖、低胆固醇的特点，含有多种维生素、蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质和微量元素，而且各种比例科学合理，其中很多成分达到药物的含量和强度，使它的药用功能十分广泛，在促进人体新陈代谢，提高机体免疫力，提高身体素质，抗辐射，辅助癌症放、化疗，降低放疗、化疗副作用等多方面都有积极作用，是一种理想的纯天然生物活性健康食品。
藻胆蛋白是由脱辅基蛋白和藻蓝素(开链的四毗咯发色团)通过一个或两个硫醚键共价连接而成的结(缀)合蛋白。每种藻胆蛋白由等摩尔量的α和β亚基构成，α亚基的大小约为13kD～20kD，β亚基约为14kD～24kD。藻蓝蛋白的α亚基含1个藻蓝素，β亚基含2个藻蓝素，而别藻蓝蛋白的每个亚基中皆只有1个藻蓝素。螺旋藻藻胆蛋白能够刺激机体免疫系统产生免疫球蛋白，保持或促进正常的细胞功能，全面增强机体的防病、抗病能力，可防止肿瘤或抑制肿瘤的生长和复发，具有抗肿瘤的功效；它还是一种天然色素，可以取代人工合成色素，用作食品和化妆品等方面，是理想安全的添加剂。螺旋藻藻胆蛋白中所含的藻蓝蛋白含量高达17％，是植物中之最。
藻蓝蛋白是一种纯天然色素，可用作食物色素，也可用于化妆品工业，不会对人造成伤害，是安全的添加剂，同时，藻蓝蛋白也是活性物质，能极大地提高淋巴系统的免疫功能，增强免疫细胞活力，杀伤癌细胞。目前，可从数种海藻中提取藻蓝蛋白，但高纯度的藻蓝蛋白价格十分昂贵，且价格还在迅速上涨。
传统的螺旋藻藻蓝蛋白制备方法一般包括反复冻融，冷冻离心，硫酸按盐析，透析，上柱脱盐，多次梯度洗脱，冷冻干燥等，工艺繁琐、得率低、成本高，价格昂贵，并且无法大量制备，严重限制了螺旋藻藻蓝蛋白制品的推广使用。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种生产成本低，简单有效，并且适合大量制备食品级藻蓝蛋白的方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种食品级藻蓝蛋白制备方法，包括如下步骤：
A.螺旋藻粉破壁；
B.向破壁后的螺旋藻粉中加入弱酸盐缓冲液浸提；
C.将螺旋藻粉浸提液进行固液分离，并提取上清液；
D.过滤所述上清液，得到粗提液；
E.纯化所述粗提液，得到浓缩液；
F.将所述浓缩液喷雾干燥。
进一步地，步骤A是先将螺旋藻粉和4℃磷酸盐缓冲液投入到混合颗粒机中湿混，湿混完毕后，通过5-16目尼龙网摇摆颗粒机制成颗粒，再用胶体磨循环研磨。
进一步地，磷酸盐缓冲溶液为0.01～0.05M，pH6.0～7.0。
进一步地，步骤B中的弱酸盐缓冲液为0.01～0.05M，pH6.0～7.0的磷酸盐缓冲溶液。
进一步地，步骤C是将所述螺旋藻粉浸提液依次进行转速为5000-8000转/分的卧式离心和转速为8000-12000转/分的管式离心。
进一步地，步骤D是将上清液依次通过200-500目的袋式过滤和0.22-0.45微米的平板过滤，得到粗提液。这样，可以使浸提液与细胞碎片有效分离，制得粗提液。
进一步地，步骤E是将粗提液依次用300-200KD、100-50KD两级超滤分级纯化，得到浓缩液。通过超滤纯化，可以充分洗出杂蛋白。
进一步地，步骤F中的喷雾干燥的进风温度为180-220℃，出风温度为60-90℃。
本发明的另一个目的在于提供一种成本低，产量大，适合工业化应用的食品级藻蓝蛋白。
为实现上述目的，本发明提供了一种依据上述方法制备的食品级藻蓝蛋白。
进一步地，该食品级藻蓝蛋白的纯度(OD620/OD280)大于1.0，并且其中藻蓝蛋白的含量大于50％，别藻蓝蛋白的含量大于10％，藻红蛋白的含量大于2％，其他蛋白的含量小于2％。
本发明提供的食品级藻蓝蛋白制备方法具有蛋白提取率高，工艺简单有效、生产成本低廉、适合工业化生产等特点。本方法的蛋白提取率≥16％(鲜藻干重)，是目前常用的藻胆蛋白分离方法得率的10倍。同时，本方法操作简便，对设备要求低，流程简单，生产周期短，尤其是生产成本低，初步估算仅为国外同类产品成本的二十分之一。由本方法制备的藻蓝蛋白具有纯度高和活性高的特点，纯度已达到食品级(OD620/OD280)要求，同时，该藻蓝蛋白生物水溶性好，容易被人体的消化和吸收。因此，本发明提供的食品级藻蓝蛋白制备方法为藻蓝蛋白的广泛应用提供了基础。
附图说明
图1为本发明的食品级藻蓝蛋白制备方法流程图。
具体实施方式
图1为本发明的食品级藻蓝蛋白制备方法流程图。步骤S1，向市售的螺旋藻粉中加入弱酸盐缓冲液，并利用胶体磨进行破壁处理；步骤S2，向经过破壁处理后的螺旋藻粉中再加入弱酸盐缓冲液，并浸提8小时以上；步骤S3，对步骤S2中的螺旋藻粉浸提液进行固液分离，并提取上清液；步骤S4，将S3中提取的上清液依次经过袋式过滤和平板过滤，将藻渣弃去，得到粗提液；步骤S5，将粗提液进行超滤处理，得到藻蓝蛋白浓缩液；步骤S6，将藻蓝蛋白浓缩液进行喷雾干燥；步骤S7，制得食品级藻蓝蛋白粉。
实施例1：
食品级藻蓝蛋白制备方法步骤如下：
(1)取螺旋藻粉5公斤，将配置好的4℃等量的磷酸盐缓冲液投入到混合颗粒机中，调整时间继电器，设定湿混时间为3分钟，开启搅拌电机和切碎电机，将搅拌桨转速设为I速，切碎刀转速均设为II速，进行湿混。湿混完毕后，打开出料活塞，开启搅拌浆，出料，用16目尼龙网摇摆颗粒机制成螺旋藻湿粒，再将螺旋藻湿粒用胶体磨循环研磨，充分粉碎。在研磨过程中，温度不超过4℃。
(2)向经胶体磨研磨过的螺旋藻粉中再加入25升0.01～0.05M，pH6.0～7.0磷酸盐缓冲液，并置于冷柜中浸提8小时以上；
(3)浸提液依次进行转速为5000转/分的卧式离心和转速为8000转/分的管式离心，离心后提取上清液。
(4)将离心后提取的上清液依次经过200目的袋式过滤和0.22微米的平板过滤，过滤后得到蓝藻蛋白粗提液
(5)将蓝藻蛋白粗提液用超滤膜层析，选用截留分子量300KD、100KD的中空纤维超滤器两级超滤分级纯化，控制压力在0.1Mpa，流量为20升/小时，与蠕动泵配套使用，以恒体积洗滤的方式得到藻蓝蛋白超滤浓缩液。
(6)将藻蓝蛋白超滤浓缩液直接喷雾干燥，喷雾干燥机进风温度为220℃，出风温度为90℃。
依据上述方法，制得的藻蓝蛋白为宝石蓝色的水溶性粉剂，藻蓝蛋白的纯度(OD620/OD280)大于1.0，达到食品级，并且其中藻蓝蛋白的含量大于50％，别藻蓝蛋白的含量大于10％，藻红蛋白的含量大于2％，其他蛋白的含量小于2％。
实施例2：
食品级藻蓝蛋白制备方法步骤如下：
(1)取螺旋藻粉10公斤，将配置好的4℃等量的磷酸盐缓冲液投入到混合颗粒机中，调整时间继电器，设定湿混时间为3分钟，开启搅拌电机和切碎电机，将搅拌桨转速设为I速，切碎刀转速均设为II速，进行湿混。湿混完毕后，打开出料活塞，开启搅拌浆，出料，用16目尼龙网摇摆颗粒机制成螺旋藻湿粒，再将螺旋藻湿粒用胶体磨循环研磨，以充分粉碎。在研磨过程中，温度不超过4℃。
(2)向经胶体磨研磨过的螺旋藻粉中再加入50升0.01～0.05M，pH6.0～7.0磷酸盐缓冲液，并置于冷柜中浸提8小时以上；
(3)浸提液依次进行转速为8000转/分的卧式离心和转速为12000转/分的管式离心，离心后提取上清液。
(4)将离心后提取的上清液依次经过500目的袋式过滤和0.45微米的平板过滤，过滤后得到蓝藻蛋白粗提液
(5)将蓝藻蛋白粗提液用超滤膜层析，选用截留分子量200KD、50KD的中空纤维超滤器两级超滤分级纯化，控制压力在0.1Mpa，流量为20升/小时，与蠕动泵配套使用，以恒体积洗滤的方式得到藻蓝蛋白超滤浓缩液。
(6)将藻蓝蛋白超滤浓缩液直接喷雾干燥，喷雾干燥机进风温度为220℃，出风温度为90℃。
依据上述方法，制得的藻蓝蛋白为宝石蓝色的水溶性粉剂，藻蓝蛋白的纯度(OD620/OD280)大于1.0，达到食品级，并且其中藻蓝蛋白的含量大于50％，别藻蓝蛋白的含量大于10％，藻红蛋白的含量大于2％，其他蛋白的含量小于2％。
实施例3：
食品级藻蓝蛋白制备方法步骤如下：
(1)取螺旋藻粉15公斤，将配置好的4℃等量的磷酸盐缓冲液投入到混合颗粒机中，调整时间继电器，设定湿混时间为3分钟，开启搅拌电机和切碎电机，将搅拌桨转速设为I速，切碎刀转速均设为II速，进行湿混。湿混完毕后，打开出料活塞，开启搅拌浆，出料，用5目尼龙网摇摆颗粒机制成螺旋藻湿粒，再将螺旋藻湿粒用胶体磨循环研磨，充分粉碎。在研磨过程中，温度不超过4℃。
(2)向经胶体磨研磨过的螺旋藻粉中再加入75升0.01～0.05M，pH6.0～7.0磷酸盐缓冲液，并置于冷柜中浸提8小时以上；
(3)浸提液依次进行转速为6000转/分的卧式离心和转速为10000转/分的管式离心，离心后提取上清液。
(4)将离心后提取的上清液依次经过500目的袋式过滤和0.45微米的平板过滤，过滤后得到蓝藻蛋白粗提液
(5)将蓝藻蛋白粗提液用超滤膜层析，选用截留分子量300KD、100KD的中空纤维超滤器两级超滤分级纯化，控制压力在0.02Mpa，流量为20升/小时，与蠕动泵配套使用，以恒体积洗滤的方式得到藻蓝蛋白超滤浓缩液。
(6)将藻蓝蛋白超滤浓缩液直接喷雾干燥，喷雾干燥机进风温度为180℃，出风温度为60℃。
依据上述方法，制得的藻蓝蛋白为宝石蓝色的水溶性粉剂，藻蓝蛋白的纯度(OD620/OD280)大于1.0，达到食品级，并且其中藻蓝蛋白的含量大于50％，别藻蓝蛋白的含量大于10％，藻红蛋白的含量大于2％，其他蛋白的含量小于2％。
应当指出，虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述，然而本发明还可有其它多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及其等效物所保护的范围内。

Claims (10)

1.一种食品级藻蓝蛋白的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.螺旋藻粉破壁；
B.向破壁后的螺旋藻粉中加入弱酸盐缓冲液浸提；
C.将螺旋藻粉浸提液进行固液分离，并提取上清液；
D.过滤所述上清液，得到粗提液；
E.纯化所述粗提液，得到浓缩液；
F.将所述浓缩液喷雾干燥。
2.如权利要求1所述的藻蓝蛋白制备方法，其特征在于，所述的步骤A是先将螺旋藻粉和4℃磷酸盐缓冲液投入到混合颗粒机中湿混，湿混完毕后，通过5-16目尼龙网摇摆颗粒机制成颗粒，再用胶体磨循环研磨。
3.如权利要求2所述的藻蓝蛋白制备方法，其特征在于，所述的磷酸盐缓冲溶液为0.01～0.05M，pH6.0～7.0。
4.如权利要求1所述的藻蓝蛋白制备方法，其特征在于，所述步骤B中的弱酸盐缓冲液为0.01～0.05M，pH6.0～7.0的磷酸盐缓冲溶液。
5.如权利要求1所述的藻蓝蛋白制备方法，其特征在于，所述步骤C是将所述螺旋藻粉浸提液依次进行转速为5000-8000转/分的卧式离心和转速为8000-12000转/分的管式离心。
6.如权利要求1所述的藻蓝蛋白制备方法，其特征在于，所述步骤D是将所述上清液依次通过200-500目的袋式过滤和0.22-0.45微米的平板过滤，得到所述粗提液。
7.如权利要求1所述的藻蓝蛋白制备方法，其特征在于，所述步骤E是将所述粗提液依次用300-200KD、100-50KD两级超滤分级纯化，得到所述浓缩液。
8.如权利要求1所述的藻蓝蛋白制备方法，其特征在于，所述步骤F中，喷雾干燥的进风温度为180-220℃，出风温度为60-90℃。
9.一种食品级藻蓝蛋白，其特征在于，所述食品级藻蓝蛋白是依据权利要求1所述方法制备的。
10.如权利要求9所述的食品级藻蓝蛋白，其特征在于，所述食品级藻蓝蛋白的纯度(OD620/OD280)大于1.0，并且其中藻蓝蛋白的含量大于50％，别藻蓝蛋白的含量大于10％，藻红蛋白的含量大于2％，其他蛋白的含量小于2％。
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