CN102532256B - 利用乙醇双水相法提取紫菜藻胆蛋白的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用乙醇双水相法提取紫菜藻胆蛋白的方法，依次包括以下步骤：(1)将干紫菜粉碎后加蒸馏水浸泡；(2)利用胶体磨处理浆状紫菜悬浮液，分离，分别得上清液I和沉淀；(3)所得沉淀加水经超声波提取分离，得上清液II；(4)将上清液I和上清液II合并后加入硫酸铵，静置后离心；(5)所得的上清液III中加入硫酸铵和乙醇，静置，取中间相；将步骤(5)所得的紫菜藻胆蛋白沉淀经洗涤、干燥和粉碎；得到紫菜藻胆蛋白。采用方法该提取紫菜藻胆蛋白，具有工艺简洁、得率高等特点。

Description

利用乙醇双水相法提取紫菜藻胆蛋白的方法

技术领域

本发明涉及食品制备技术领域，具体涉及一种乙醇双水相法提取紫菜藻胆蛋白的方法。

背景技术

紫菜(Porphyra)因其具有很高的营养价值和重要的保健功能一直受到人们的关注，紫菜蛋白质含量为干重的30％，其中大部分为藻胆蛋白。

藻胆蛋白由藻红蛋白、藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白组成。藻胆蛋白在医药、食品行业中的应用已经引起广泛关注，高纯度藻胆蛋白已经在药品行业中有所应用。目前藻胆蛋白的提取开发主要从螺旋藻等藻类中提取，原料价格较贵，提取费用大，后续纯化工艺复杂，且工业化生产难度大，目前市场上相关藻胆蛋白产品甚少。

藻胆蛋白一般是通过原料高速捣碎后采用单一的饱和硫酸铵梯度沉淀法提取。原料经高速组织捣碎后，离心分离得到上清液I，先经10％饱和硫酸铵处理，离心，得到上清液II；再向上清液II继续添加硫酸铵固体达到50％饱和度，静置后离心得到的藻胆蛋白。饱和硫酸铵梯度沉淀法，需要硫酸铵用量大，且成品硫酸铵残留浓度高，后续脱除硫酸铵的处理方法采用超滤或透析法，超滤法对设备要求高，不适合大规模生产；透析法处理时间长，耗水量大，不环保。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简洁、得率高的利用乙醇双水相法提取紫菜藻胆蛋白的方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种利用乙醇双水相法提取紫菜藻胆蛋白的方法，依次包括以下步骤：

(1)、干紫菜粉碎和浸泡：

将干紫菜粉碎后按固液比1g/12～17ml添加蒸馏水，浸泡20～50min；得浆状紫菜悬浮液；

(2)、湿紫菜的机械破碎提取分离：

将胶体磨磨盘间隙调整至4～10μm，处理浆状紫菜悬浮液30～120s，所得的汁液离心，分别得上清液I和沉淀；

(3)、沉淀加水，经超声波提取分离：

在步骤(2)所得的沉淀中加入蒸馏水，所述蒸馏水与步骤(1)中的干紫菜的料液比为1～3ml/2g；搅拌均匀后，经300～800W超声波处理20～60min，离心，得上清液II；

(4)、低浓度硫酸铵处理：

将上清液I和上清液II合并后所得的合并液中加入粉末状的硫酸铵，于3～5℃静置20～50min，离心，得上清液III；所述每L合并液中加入25～90g(较佳为50～80g)的硫酸铵；

(5)、乙醇双水相分离紫菜藻胆蛋白：

在所述上清液III中加入硫酸铵，得紫菜藻胆蛋白溶液；所述每L紫菜藻胆蛋白溶液中含有硫酸铵170～320g(较佳为170～250g)；

在所述紫菜藻胆蛋白溶液中添加乙醇，所述紫菜藻胆蛋白溶液与乙醇的体积比为2～1∶1；于3～5℃静置1～5h后，出现清晰的分层(分成上中下三层)；取中间相(即中间层)，离心；得紫菜藻胆蛋白沉淀；

(6)、洗涤：

将步骤(5)所得的紫菜藻胆蛋白沉淀用蒸馏水以0.45μm微孔滤膜抽滤洗涤2～4次；

(7)干燥、粉碎：

将步骤(6)所得的洗涤后的紫菜藻胆蛋白沉淀经真空冷冻干燥、粉碎，得到紫菜藻胆蛋白。

作为本发明的利用乙醇双水相法提取紫菜藻胆蛋白的方法的改进：步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)和步骤(5)中的离心均为：3000～5000rpm离心分离5～15min。

乙醇双水相：是指乙醇与无机盐之间，在水中以适当的浓度溶解后形成的互不相溶的两相或多相水相体系，各相所含物质基本相同，但各相中乙醇和硫酸铵分配比例发生变化。

本发明的利用乙醇双水相法提取紫菜藻胆蛋白的方法，具有以下优势：

一、本发明采用胶体磨和超声波联用法破碎紫菜蛋白，具有破碎处理量大，处理时间短，细胞破碎率高等优点，在提高细胞破碎率的基础上，有利于提高紫菜藻胆蛋白的提取率。

二、本发明采用乙醇双水相分离紫菜藻胆蛋白，将紫菜藻胆蛋白的分离、纯化和降低硫酸铵残留合为一体，相比硫酸铵梯度沉淀，藻胆蛋白提取率基本一样，但乙醇双水相分离不仅提高了藻胆蛋白的纯度，而且也降低了藻胆蛋白中硫酸铵的残留，简化硫酸铵脱除工艺，即简化了紫菜藻胆蛋白的提取工艺，有利于工业化生产。

三、本发明对紫菜藻胆蛋白采用真空冷冻干燥，最大限度保留紫菜蛋白的生物活性，并能在低温条件下保存期长，既可以作为加工辅料应用于食品加工行业；也可以作为制备生物活性多肽的原料，得到进一步的高值化开发利用；即，有利于后续的开发利用。

综上所述，本发明不但简化了分离、纯化工艺，有利于工业规模化生产，还提高了紫菜藻胆蛋白的提取得率。

具体实施方式

实施例1、一种利用乙醇双水相法提取紫菜藻胆蛋白的方法，依次进行以下步骤：

(1)、干紫菜粉碎和浸泡：

取50克干紫菜(含水率9.4％，蛋白质含量30.35％)，使用粉碎机将干紫菜粉碎成小于20目的粉末，按固液比1g/15ml加蒸馏水浸泡30min后，得浆状紫菜悬浮液；

(2)、湿紫菜的机械破碎提取分离：

将胶体磨磨盘间隙调整至5μm后处理浆状紫菜悬浮液1min，所得的汁液4000rpm离心12min，分别得上清液I和沉淀；

(3)、沉淀加水，经超声波提取分离：

在步骤(2)所得的沉淀物中添加25ml蒸馏水，搅拌均匀后，经500W超声波处理30min，4000rpm离心10min，得上清液II；

(4)、低浓度饱和硫酸铵处理：

将上清液I和上清液II合并后所得的合并液中加入粉末状的硫酸铵(每L合并液中加入56g的硫酸铵)，于4℃静置30min，4000rpm离心10min，得上清液III；

此时，硫酸铵基本上存在于上清液III中；

(5)、乙醇双水相分离紫菜藻胆蛋白：

在上清液III中继续添加粉末状的硫酸铵，直至所得的每L紫菜藻胆蛋白溶液中含有176g硫酸铵；

在紫菜藻胆蛋白溶液中缓慢添加乙醇，紫菜藻胆蛋白溶液与乙醇的体积比为2∶1；于4℃静置2h后，此时出现清晰的分层(共分成3层，即上、中、下3层)；取中间相(即中间层)，经4000rpm离心5min；取沉淀，该沉淀为紫菜藻胆蛋白沉淀；

(6)、洗涤：

将步骤(5)所得的紫菜藻胆蛋白沉淀用蒸馏水以0.45μm微孔滤膜抽滤洗涤2次；

(7)、干燥、粉碎：

将步骤(6)所得的洗涤后的紫菜藻胆蛋白沉淀经真空冷冻(0.6×10^-6MPa，-54℃)干燥至恒重、粉碎至20目，得到紫菜藻胆蛋白13.27g。

经微量凯氏定氮法测定上述所得的紫菜藻胆蛋白：硫酸铵残留为1.5％，提取率为87.49％；采用紫外分光广度法测定上述所得紫菜藻胆蛋白，其纯度(Amax/A280)为0.53。

实施例2、一种利用乙醇双水相法提取紫菜藻胆蛋白的方法，依次进行以下步骤：

(1)、干紫菜粉碎和浸泡：

取50克干紫菜(含水率9.4％，蛋白含量30.35％)，使用粉碎机将干紫菜粉碎成小于20目的粉末，按固液比1g/17ml加蒸馏水浸泡30min后，得浆状紫菜悬浮液；

(2)、湿紫菜的机械破碎提取分离：

将胶体磨磨盘间隙调整至5μm后处理浆状紫菜悬浮液2min，所得的汁液4000rpm离心12min，分别得上清液I和沉淀；

(3)、沉淀加水，经超声波提取分离：

将步骤(2)所得的沉淀物中加入50ml蒸馏水，搅拌均匀后，经500KW超声波处理30min，4000rpm离心10min，得上清液II；

(4)、低浓度饱和硫酸铵处理：

将上清液I和上清液II合并后所得的合并液中加入粉末状的硫酸铵(每L合并液中加入80g的硫酸铵)，于4℃静置30min，4000rpm离心15min，得上清液III；

此时，硫酸铵基本上存在于上清液III中；

(5)、乙醇双水相分离紫菜藻胆蛋白：

在上清液III中继续添加粉末状的硫酸铵，直至所得的每L紫菜藻胆蛋白溶液中含有200g硫酸铵；

在紫菜藻胆蛋白溶液中缓慢添加乙醇，紫菜藻胆蛋白溶液与乙醇的体积比为2∶1；于4℃静置2h后，此时出现清晰的分层(共分成3层，即上、中、下3层)；取中间相(即中间层)，经4000rpm离心5min；取沉淀，该沉淀为紫菜藻胆蛋白沉淀；

(6)、洗涤：

将步骤(5)所得的紫菜藻胆蛋白沉淀用蒸馏水以0.45μm微孔滤膜抽滤洗涤3次；

(7)、干燥、粉碎：

将步骤(6)所得的洗涤后的紫菜藻胆蛋白沉淀经真空冷冻(0.6×10^-6MPa，-54℃)干燥至恒重、粉碎至20目，得到紫菜藻胆蛋白13.36g。

经微量凯氏定氮法测定上述所得的紫菜藻胆蛋白中：提取率为88.04％，硫酸铵残留为1.63％；采用紫外分光广度法测定上述所得紫菜藻胆蛋白，其纯度(Amax/A280)为0.56。

对比例1、将完全同实施例1的50g干紫菜按照常规的硫酸铵梯度沉淀法进行处理，得紫菜藻胆蛋白13.29g。

经微量凯氏定氮法测定上述所得的紫菜藻胆蛋白中：提取率为87.61％，硫酸铵残留为10.6％；采用紫外分光广度法测定上述所得紫菜藻胆蛋白，其纯度(Amax/A280)为0.41。

对比例2、取消实施例1步骤(3)中的超声波处理，即将沉淀和蒸馏水均匀搅拌30min后直接进行离心。其余等同于实施例1。得紫菜藻胆蛋白11.28g。

经微量凯氏定氮法测定上述所得的紫菜藻胆蛋白中：提取率为74.37％，硫酸铵残留为1.51％；采用紫外分光广度法测定上述所得紫菜藻胆蛋白，其纯度(Amax/A280)为0.53。

对比例3、取消实施例1的步骤(2)，将步骤(3)改成：将步骤(1)所得的浆状紫菜悬浮液直接经500KW超声波处理30min，4000rpm离心10min，得上清液II；其余等同于实施例1。得紫菜藻胆蛋白10.15g。

经微量凯氏定氮法测定上述所得的紫菜藻胆蛋白中：提取率为66.9％，硫酸铵残留为1.54％；采用紫外分光广度法测定上述所得紫菜藻胆蛋白，其纯度(Amax/A280)为0.56。

对比例4、步骤(1)～步骤(4)同实施例1，步骤(5)中将每L紫菜藻胆蛋白溶液中含有176g硫酸铵改成：每L紫菜藻胆蛋白溶液中含有120g硫酸铵。未形成双水相，无分离效果，无法进行后续的操作。

对比例5、步骤(1)～步骤(4)同实施例1，步骤(5)中将每L紫菜藻胆蛋白溶液中含有176g硫酸铵改成：每L紫菜藻胆蛋白溶液中含有350g硫酸铵。未形成双水相，无分离效果，无法进行后续的操作。

对比例6、步骤(5)中将每L紫菜藻胆蛋白溶液中含有176g硫酸铵改成：每L紫菜藻胆蛋白溶液中含有243g硫酸铵。其余等同于实施例1。得到紫菜藻胆蛋白12.19g。

经微量凯氏定氮法测定上述所得的紫菜藻胆蛋白中：提取率为80.34％，硫酸铵残留为7.37％；采用紫外分光广度法测定上述所得紫菜藻胆蛋白，其纯度(Amax/A280)为0.57。

对比例7、将实施例1中的步骤(5)紫菜藻胆蛋白溶液体积与乙醇体积比由2∶1改成3∶1，其余同实施例1。结果未形成双水相，无分离效果，无法进行后续的操作。

对比例8、将实施例1中的步骤(5)紫菜藻胆蛋白溶液体积与乙醇体积比由2∶1改成1∶1，其余同实施例1。双水相下层体积减小，得到紫菜藻胆蛋白12.65g。

经微量凯氏定氮法测定上述所得的紫菜藻胆蛋白中：提取率为83.34％，硫酸铵残留为6.71％；采用紫外分光广度法测定上述所得紫菜藻胆蛋白，其纯度(Amax/A280)为0.52。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (2)

1.利用乙醇双水相法提取紫菜藻胆蛋白的方法，其特征是依次包括以下步骤：

（1）、干紫菜粉碎和浸泡：

将干紫菜粉碎后按固液比1g/12～17ml添加蒸馏水，浸泡20～50min；得浆状紫菜悬浮液；

（2）、湿紫菜的机械破碎提取分离：

将胶体磨磨盘间隙调整至4～10μm，处理浆状紫菜悬浮液30～120s，所得的汁液离心，分别得上清液Ⅰ和沉淀；

（3）、沉淀加水，经超声波提取分离：

在步骤（2）所得的沉淀中加入蒸馏水，所述蒸馏水与步骤（1）中的干紫菜的料液比为1～3ml/2g；搅拌均匀后，经300～800W超声波处理20～60min，离心，得上清液Ⅱ；

（4）、低浓度硫酸铵处理：

将上清液Ⅰ和上清液Ⅱ合并后所得的合并液中加入粉末状的硫酸铵，于3～5℃静置20～50min，离心，得上清液Ⅲ；所述每L合并液中加入25～90g的硫酸铵；

（5）、乙醇双水相分离紫菜藻胆蛋白：

在所述上清液Ⅲ中加入硫酸铵，得紫菜藻胆蛋白溶液；所述每L紫菜藻胆蛋白溶液中含有硫酸铵170～250g；

在所述紫菜藻胆蛋白溶液中添加乙醇，所述紫菜藻胆蛋白溶液与乙醇的体积比为2～1:1；于3～5℃静置1～5h后，出现清晰的分层；取中间相，离心；得紫菜藻胆蛋白沉淀；

（6）、洗涤：

将步骤（5）所得的紫菜藻胆蛋白沉淀用蒸馏水以0.45μm微孔滤膜抽滤洗涤2～4次；

（7）干燥、粉碎：

将步骤（6）所得的洗涤后的紫菜藻胆蛋白沉淀经真空冷冻干燥、粉碎，得到紫菜藻胆蛋白。

2.根据权利要求1所述的利用乙醇双水相法提取紫菜藻胆蛋白的方法，其特征是：

所述步骤（2）、步骤（3）、步骤（4）和步骤（5）中的离心均为：3000～5000rpm离心分离5～15min。