CN103102408B - 一种从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法，属于生物医药技术领域，包括以下步骤：1）取螺旋藻粉与中性磷酸盐缓冲液，充分混匀后得到螺旋藻粉悬浊液，冻融2~4次后，离心除去藻泥，得到滤液；2）采用冰冻除水的方法除去滤液中的水分后，加入硫酸铵，沉降5~8h后，离心分离得到藻蓝蛋白粗品；3）将藻蓝蛋白粗品溶于去离子水中，透析；4）透析后的溶液采用冰冻除水的方法除水后，喷雾干燥得到藻蓝蛋白。本发明的提取方法，工艺精简，原料螺旋藻来源广泛，成本低廉，提取制备过程环境友好，本发明为开发新型的藻蓝蛋白保健品和药品开辟了广阔的市场。
Description
技术领域
本发明属于生物医药技术领域，具体涉及一种从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法。
背景技术
螺旋藻是一种低等植物，属于藻蓝门，颤藻科，其结构简单，细胞内没有真正的细胞核，在显微镜下可见其形态为螺旋丝状故得名螺旋藻。螺旋藻共有35种，繁殖力强，适于广泛种植，便宜易得。螺旋藻中含有一种非常少见的藻蓝蛋白，具有独特的药用功效和非常少见的天然营养素，并具有安全性和高消化吸收率，经中国卫生部和美国食品药品管理局认证螺旋藻完全无毒副作用，是安全的植物药品及保健品。
藻蓝蛋白是从螺旋藻中分离出的一种深蓝色粉末，色泽美观，它即是一种蛋白又是一种很好的天然食用色素，同时又是很好的保健食品，本身含有丰富的蛋白和人体必需的氨基酸，分子式如下所示:
藻蓝蛋白具有抗癌、促进血细胞再生、养护卵巢、促进人体内合成弹力蛋白等功效。本世纪初在欧美等国家广泛用作食品和化妆品的高级天然色素，并被制作成化妆品，上世纪在日本也研究出藻蓝蛋白素作为癌症患者、白血病患者等康复药品和营养食品。其应用主要集中在作为天然食用色素、医药保健食品和生物学、化学和细胞食用的特殊试剂。其功效主要是具有抗癌细胞、抗肿瘤、抗氧化、清除自由基、抗过敏和荧光剂，故藻蓝蛋白具有广泛的医用价值和市场价值。
提取制备藻蓝蛋白的起始原料来源于海洋藻类植物或者地衣植物，植物资源较少，导致最终的产品生产成本很高。再者人工合成藻蓝蛋白技术条件尚未成熟，且合成产率很低，导致了藻蓝蛋白价格偏高。近年来，国内外科学家陆续发明了采用原材料价格比较低廉的植物制备藻蓝蛋白，比如中科院水生生物研究所采用水华蓝藻为原材料提取制备藻蓝蛋白（发明专利：CN1563083），但是其生产工艺较为复杂，对原材料要进行较为复杂收集和捕获，然后要经过浓缩、脱水、冻融、微滤、澄清纯化、超滤纯化、羟基磷灰石柱层析纯化等工艺，在提取过程中需要采用较多的设备，且设备成本昂贵，在整个提取过程中加入的有机无机溶剂较多，整个工艺复杂，成本较高，且不环保。
发明内容
本发明解决的问题在于提供一种从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法，本方法原料来源广泛，成本低廉，操作简便，适合工业化大规模的生产需求。
本发明是通过以下技术方案来实现：
从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法，包括以下步骤：
1）取螺旋藻粉，加入其质量8~12倍的中性磷酸盐缓冲液，充分混匀后得到螺旋藻粉悬浊液，将螺旋藻粉悬浊液冻融2~4次，在15~20℃下，离心除去藻泥，得到滤液；
2）将滤液除水后，在15~20℃下，向除水后的剩余物中加入硫酸铵饱和溶液，沉降5~8h后，离心分离得到藻蓝蛋白粗品；
3）将藻蓝蛋白粗品溶于其质量2~4倍的水中，置于透析袋中透析10~14h后，收集透析袋内的溶液，得透析液；
4）将透析液除水后，喷雾干燥得到藻蓝蛋白。
将干燥后的螺旋藻粉碎，过20目筛，得到螺旋藻粉。
所述中性磷酸盐缓冲液为水、氢氧化钠和磷酸二氢盐组成的缓冲液，调节缓冲液pH值为6.8~7.5。
所述的磷酸二氢盐为磷酸二氢钾或磷酸二氢钠。
步骤1）所述的充分混匀为搅拌1~3h。
步骤2）所述硫酸铵饱和溶液的用量为除水后剩余物质量的0.5~2倍。
步骤2）和步骤4）所述的除水采用冰冻除水法。
所述的冰冻除水是采用缓慢降温的方法，降温速率为4~6℃/h，在降温过程中将形成的冰块除去，降温的温度最低极值设定为0℃。
步骤3）所述的透析袋采用截留分子量为12kd的透析袋。
步骤3）所述的溶解藻蓝蛋白粗品的水为去离子水。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法，以中性磷酸盐缓冲液作为溶剂体系，采用反复冻融的方法使目标产物藻蓝蛋白破壁流出，离心除去藻泥后，将滤液中的水分除去，再加入硫酸铵形成高盐环境，使藻蓝蛋白得以沉淀，对分离得到的藻蓝蛋白粗品采用透析纯化的方法除去铵离子，得到含量大于50%的藻蓝蛋白。
本发明的提取方法，工艺精简，原料螺旋藻来源广泛，成本低廉，提取制备过程环境友好，通过本发明的方法简单、高效的获得了高纯度的藻蓝蛋白，有望在保健食品、补血、提高免疫力药品或医药中间体中广泛应用，本发明为开发新型的藻蓝蛋白保健品和药品开辟了广阔的市场。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
实施例1
从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法，包括以下步骤：
1）取1kg螺旋藻粉，加入10kg的、pH值为7.0的磷酸钾缓冲液，搅拌2h，充分混匀后得到螺旋藻粉悬浊液，将螺旋藻粉悬浊液冻融2次后，在20℃，离心除去绿色的藻泥，得到滤液；
2）将滤液以4℃/h的速度，缓慢降温冷冻至0℃，在冷冻过程中不断将冰剔除，待溶液中的水以冰的形式剔除后，恢复温度至20℃，向除水后的剩余物中加入400g硫酸铵饱和溶液，沉降6h后，离心分离得到藻蓝蛋白粗品；
3）将得到的藻蓝蛋白粗品溶于900g的去离子水中，并置于分子截留量为12kd的透析袋中，透析12h；
4）透析后的溶液采用冰冻除水的方法除水后，喷雾干燥得到含量为58%的藻蓝蛋白。
实施例2
从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法，包括以下步骤：
1）取10kg螺旋藻粉，加入100kg的、pH为7.3的磷酸钠缓冲液，搅拌2h，充分混匀后得到螺旋藻粉悬浊液，将螺旋藻粉悬浊液冻融2次后，待其温度恢复至15℃后，离心除去绿色的藻泥，得到滤液；
2）将滤液以5℃/h的速度，缓慢降温冷冻至0℃，在冷冻过程中不断将冰剔除，待溶液中的水以冰的形式剔除后，恢复温度至20℃，向除水后的剩余物中加入4kg硫酸铵饱和溶液，沉降6h后，离心分离得到藻蓝蛋白粗品；
3）将得到的藻蓝蛋白粗品溶于10kg的去离子水中，并置于分子截留量为12kd的透析袋中，透析12h；
4）透析后的溶液采用冰冻除水的方法除水后，喷雾干燥得到含量为63%的藻蓝蛋白。
实施例3
从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法，包括以下步骤：
1）取20kg螺旋藻粉，加入200kg的、pH为6.9的磷酸钾缓冲液，搅拌3h，充分混匀后得到螺旋藻粉悬浊液，将螺旋藻粉悬浊液冻融2次后，待其温度恢复至20℃后，离心除去绿色的藻泥，得到滤液；
2）将滤液以6℃/h的速度，缓慢降温冷冻至0℃，在冷冻过程中不断将冰剔除，待溶液中的水以冰的形式剔除后，恢复温度至20℃，向除水后的剩余物中加入8kg硫酸铵饱和溶液，沉降6h后，离心分离得到藻蓝蛋白粗品；
3）将得到的藻蓝蛋白粗品溶于65kg的去离子水中，并置于分子截留量为12ku的透析袋中，透析12h；
4）透析后的溶液采用冰冻除水的方法除水后，喷雾干燥得到含量为55%的藻蓝蛋白。
实施例4
从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法，包括以下步骤：
1）取1kg螺旋藻粉，加入10kg的、pH为6.8的磷酸钾缓冲液，搅拌3h，充分混匀后得到螺旋藻粉悬浊液，将螺旋藻粉悬浊液冻融3次后，待其温度恢复至20℃后，离心除去绿色的藻泥，得到滤液；
2）将滤液以5℃/h的速度，缓慢降温冷冻至0℃，在冷冻过程中不断将冰剔除，待溶液中的水以冰的形式剔除后，恢复温度至15℃，向除水后的剩余物中加入400g硫酸铵饱和溶液，沉降7h后，离心分离得到藻蓝蛋白粗品；
3）将得到的藻蓝蛋白粗品溶于800g的去离子水中，并置于分子截留量为12kd的透析袋中，透析10h；
4）透析后的溶液采用冰冻除水的方法除水后，喷雾干燥得到含量为56%的藻蓝蛋白。
实施例5
从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法，包括以下步骤：
1）取1kg螺旋藻粉，加入10kg的、pH为7.5的磷酸钠缓冲液，搅拌1h，充分混匀后得到螺旋藻粉悬浊液，将螺旋藻粉悬浊液冻融4次后，待其温度恢复至20℃后，离心除去绿色的藻泥，得到滤液；
2）将滤液以5℃/h的速度，缓慢降温冷冻至0℃，在冷冻过程中不断将冰剔除，待溶液中的水以冰的形式剔除后，恢复温度至18℃，向除水后的剩余物中加入400g硫酸铵饱和溶液，沉降8h后，离心分离得到藻蓝蛋白粗品；
3）将得到的藻蓝蛋白粗品溶于1100g的去离子水中，并置于分子截留量为12kd的透析袋中，透析11h；
4）透析后的溶液采用冰冻除水的方法除水后，喷雾干燥得到含量为58%的藻蓝蛋白。
Claims (4)
1.一种从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）取10kg螺旋藻粉，加入pH为7.3的磷酸盐缓冲液100kg，搅拌2h，充分混匀后得到螺旋藻粉悬浊液，将螺旋藻粉悬浊液冻融2次后，待其温度恢复至15℃后，离心除去藻泥，得到滤液；
2）将滤液以5℃/h的速度，缓慢降温冷冻至0℃，在冷冻过程中不断将冰剔除，待溶液中的水以冰的形式剔除后，恢复温度至20℃，向除水后的剩余物中加入4kg硫酸铵饱和溶液，沉降6h后，离心分离得到藻蓝蛋白粗品；
3）将得到的藻蓝蛋白粗品溶于10kg的水中，并置于分子截留量为12kd的透析袋中，透析12h；
4）将透析后的溶液以5℃/h的速度，缓慢降温冷冻至0℃，在冷冻过程中不断将冰剔除，待溶液中的水以冰的形式剔除后，喷雾干燥得到藻蓝蛋白。
2.根据权利要求1所述的一种从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法，其特征在于：所述的螺旋藻粉是将干燥后的螺旋藻粉碎后过20目筛制得。
3.根据权利要求1所述的一种从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法，其特征在于：所述的磷酸盐缓冲液磷酸钠缓冲液或磷酸钾缓冲液。
4.根据权利要求1所述的一种从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法，其特征在于：步骤3）所述的溶解藻蓝蛋白粗品的水为去离子水。
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