CN103501623B - 用于生产磷虾油的方法以及由所述方法生产的磷虾油 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于生产磷虾油的方法，以及由所述方法生产的磷虾油。所述用于生产磷虾油的方法包括以下步骤：准备磷虾；向所述磷虾中添加蛋白酶以进行酶反应；从已经历所述酶反应的磷虾中提取二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、磷脂和虾青素；以及混合所提取的二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、磷脂和虾青素。所述蛋白酶可以包括从地衣芽孢杆菌中分离的丝氨酸碱性蛋白酶，和/或从枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌中分离的中性金属蛋白酶。所述酶反应可在超高压反应器中进行。
Description
技术领域
本公开内容涉及磷虾油及制备磷虾油的方法，更具体地，涉及使用蛋白酶和超高压反应器由磷虾制备磷虾油的方法以及通过该方法制备的磷虾油。
背景技术
南极磷虾（E.superba）属于磷虾，据估计其栖息量为20亿吨且合理捕捞量为3千万吨，并且全世界都关注着磷虾的使用和开发。作为海洋动物（包括鲸）的主要猎物，磷虾处于南冰洋中食物链的最底端，受污染较少，因此，磷虾在食品、化妆品、药物等中非常有用。
磷虾含有营养学上良好质量的蛋白质和脂质。新鲜的磷虾包括最高达约10%脂质。磷虾的脂质包括约40%二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）（二者均为ω-3高度不饱和脂肪酸）以及约40-50%磷脂。磷虾还包括虾青素，其为脂溶性类胡萝卜素类的抗氧化剂。
使用有机溶剂提取方法和超临界提取方法作为用于从磷虾中提取具有高营养价值的脂质的方法。有机溶剂提取方法需要大量有机溶剂以及大量提取时间。此外，当使用有机溶剂提取方法时，有机溶剂可能不能被完全去除并仍存留在虾油中，并且有机溶剂可能产生废水。对于超临界提取方法，超临界设备过于昂贵并且难以操作。
发明内容
根据一些实施方案，本公开内容提供了以低成本制备磷虾油的方法。通过不使用昂贵的超临界设备提取磷虾的有效成分和制备磷虾油可以降低生产成本。
根据一些实施方案，本公开内容还提供了环保地制备磷虾油的方法。可通过不使用有毒的有机溶剂（例如丙酮、己烷等）而环保地提取磷虾的有效成分来制备磷虾油。
此外，本公开内容提供了使用上述方法制备的磷虾油。
根据一些实施方案，本公开内容提供了制备磷虾油的方法，包括：准备磷虾，向所述磷虾中添加蛋白酶和进行酶反应，进行所述酶反应后从所述磷虾中提取二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、磷脂和虾青素，以及混合所提取的二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、磷脂和虾青素。所述蛋白酶可以包括一种或多种选自丝氨酸碱性蛋白酶和金属中性蛋白酶的蛋白酶。所述丝氨酸碱性蛋白酶可以包括从地衣芽孢杆菌（Bacilluslicheniformis）中分离的蛋白酶，所述金属中性蛋白酶可以包括从枯草芽孢杆菌（Bacillus subtillis）和解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）中分离的蛋白酶。
所述酶反应可以在超高压反应器中进行。在所述超高压反应器中，反应压力为10至300MPa，反应温度为50至60℃，反应时间为3至24小时。在所述超高压反应器中，含有所述蛋白酶的磷虾被液化（liquefy）。
进行所述酶反应后，可以将所述液化的磷虾的pH调节至3.0至5.0。
进行所述酶反应后，可以过滤所述液化的磷虾以将其分离为滤液和滤渣（sludge），可以通过离心所述滤液提取二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸和磷脂，并且可以通过用乙醇洗涤所述滤渣提取虾青素。
所述磷虾的准备可以包括粉碎所述磷虾。
将所述磷虾的pH调节至7.5至9.0后再进行所述酶反应。
根据一些实施方案，本公开内容提供了通过所述方法制备的磷虾油。所述磷虾油可包括14至18wt%的二十碳五烯酸、8至12wt%的二十二碳六烯酸、35至45wt%的磷脂和70至170ppm的虾青素。
附图说明
通过以下的具体描述并结合附图可更清晰地理解本发明的上述及其它目的、特征和优点，其中：
图1示出了根据本发明的一个实施方案的制备磷虾油的方法；
图2示出了根据本发明的其他实施方案的制备磷虾油的方法；
具体实施方式
在下文中，将给出对本发明的实施方案的具体描述。本发明不限于这些实施方案并且可以以其它方式实施。提供本发明的实施方案以确保完全和完整的内容并向本领域普通技术人员充分传达本发明的主旨。
图1示出了根据本发明的一个实施方案的制备磷虾油的方法。
参考图1，将冷冻或冻干的磷虾解冻并且通过洗涤从所述磷虾中除去盐。粉碎所述磷虾。所述磷虾可以被粉碎为约0.5cm的尺寸。
向所述粉碎的磷虾中添加蛋白酶。可以混合并搅拌所述蛋白酶和磷虾30分钟至1小时。所述蛋白酶可以包括一种或多种选自丝氨酸碱性蛋白酶和金属中性蛋白酶的蛋白酶。所述丝氨酸碱性蛋白酶可以包括从地衣芽孢杆菌中分离的蛋白酶。所述金属中性蛋白酶可以包括从枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌中分离的蛋白酶。本发明人已经使用多种蛋白酶进行了许多实验并且已发现通过从地衣芽孢杆菌中分离的丝氨酸碱性蛋白酶和/或从枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌中分离的金属中性蛋白酶可有效地从磷虾中提取脂质、磷脂和虾青素。
所述蛋白酶可以添加的量为0.1至3.0重量份/100重量份所述磷虾。如果所述蛋白酶的添加量小于0.1重量份，那么与所述磷虾的蛋白质的量相比，所述蛋白酶的量过少，因此酶反应可能被延迟或者所述蛋白质的水解可能不完全。如果所述蛋白酶的添加量高于3.0重量份，那么所述蛋白质的水解可能是迅速的，但是与所述蛋白质的量相比，所述蛋白酶的添加量超过了必需的量，因此过度使用所述蛋白酶可能对所述磷虾的风味有不良影响并且可能增加生产成本。
在向所述磷虾中添加所述蛋白酶后，可以将所述磷虾的pH调节至7.5至9.0。在上述pH范围内可以活化所述蛋白酶。
在所述磷虾中进行酶反应。所述磷虾的蛋白质可以通过所述酶反应被水解。所述酶反应可以在超高压反应器中进行。在所述超高压反应器中，反应器压力可以为30至300MPa，反应器温度为50至60℃，反应时间为3至24小时。在所述超高压反应器中，所述磷虾可被液化并且酶反应可在所述液化的磷虾中进行。
在进行所述酶反应后，可以将所述液化的磷虾的pH调节至3.0至5.0。通过添加2至4重量份柠檬酸和/或抗坏血酸/100重量份所述磷虾并静置所述磷虾30分钟至1小时可调节pH。通过调节pH可将通过水解所述蛋白质形成的水和氨基酸的混合物与脂质彼此分离。
在进行所述酶反应后，过滤所述液化的磷虾以将其分离为滤液和滤渣。使用100和200目筛过滤所述滤液，并且可分离含有磷虾壳等的所述滤渣。
离心所述滤液，可提取脂质和磷脂。所述脂质可以包括二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）。所述离心速率可以为3000至1300rpm。通过离心可从所述滤液中收集氨基酸和肽。通过减压和浓缩所述氨基酸及肽可制备磷虾提取物。
使用95%乙醇洗涤所述滤渣，可提取虾青素。可以200至300重量份/100重量份所述滤渣的量加入乙醇。
通过混合所述脂质、磷脂和虾青素并且通过减压及浓缩它们可制备磷虾油。在所述减压和浓缩过程中可收集乙醇并除去水。在所述减压和浓缩过程中的温度可以为45至65℃。
图2示出了根据本发明的其他实施方案的制备磷虾油的方法。参考图2，所述酶反应可以在常规反应器而不是超高压反应器中进行。
<实施例>
磷虾的准备
通过解冻冰冻的磷虾并且用水洗涤所述解冻的磷虾以除去盐和杂质准备磷虾并且准备冻干的磷虾。营养组分的分析示于下表1。
[表1]
磷虾油的制备
实施例1至4
通过使用混合器粉碎冷冻的磷虾来制备磷虾样品。向所述磷虾样品中添加蒸馏水和蛋白酶。在30、50、70和100MPa的超高压下和在55℃的温度下水解所述磷虾样品并且将其液化。使用从地衣芽孢杆菌中分离的丝氨酸碱性蛋白酶以及从枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌中分离的金属中性蛋白酶的混合液体作为上述蛋白酶。通过低温水提取方法可以分离所述丝氨酸碱性蛋白酶和所述金属中性蛋白酶。
以100重量份/100重量份所述磷虾的量添加所述蒸馏水，以1重量份/100重量份的量添加所述蛋白酶。
在进行所述水解反应后，过滤所述水解和液化的产物以将其分离为滤液和滤渣。离心所述滤液并且提取脂质和磷脂。用乙醇洗涤滤渣并且提取虾青素。通过混合所述脂质、磷质和虾青素并且通过减压和浓缩它们来制备磷虾油。脂质的回收率示于下表2。
[表2]
如表2所示，当反应时间多于3小时时，脂质的回收率高于30%。当反应时间多于9小时时，脂质的回收率高于80%。当反应时间多于12小时时，脂质的回收率高于90%。当反应时间多于18小时时，无论压力大小，脂质的回收率均高于95%。
实施例5
通过使用混合器粉碎冷冻的磷虾来制备磷虾样品。向所述磷虾样品中添加蒸馏水和蛋白酶。在大气压下和55℃的温度下水解所述磷虾样品12小时并且将其液化。使用从地衣芽孢杆菌中分离的丝氨酸碱性蛋白酶以及从枯草芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌中分离的金属中性蛋白酶的混合液体作为上述蛋白酶。
以100重量份/100重量份所述磷虾的量添加所述蒸馏水，以1重量份/100重量份所述磷虾的量添加所述蛋白酶。
在进行所述水解反应后，过滤所述水解和液化的产物以将其分离为滤液和滤渣。离心所述滤液并且提取脂质和磷脂。用乙醇洗涤所述滤渣并且提取虾青素。通过混合所述脂质、磷脂和虾青素并且通过减压和浓缩它们来制备磷虾油。
实施例6
通过使用混合器粉碎冷冻的磷虾来制备磷虾样品。向所述磷虾样品中添加蒸馏水。在100MPa的超高压下和在55℃的温度下水解所述磷虾样品12小时并且将其液化。以100重量份/100重量份所述磷虾的量添加所述蒸馏水。不同于上述实施例5，不添加蛋白酶并且使用超高压反应器制备磷虾油。
实施例7
通过使用混合器粉碎冷冻的磷虾来制备磷虾样品。向所述磷虾样品中添加蒸馏水和蛋白酶。在100MPa的超高压下和在55℃的温度下水解所述磷虾样品12小时并且将其液化。除使用超高压反应器外，通过与上述实施例5相同的方法制备磷虾油。
实施例8
通过使用混合器粉碎冻干的磷虾来制备磷虾样品。向所述磷虾样品中添加蒸馏水和蛋白酶。在100MPa的超高压下和在55℃的温度下水解所述磷虾样品12小时并且将其液化。除使用冻干的磷虾外，通过与上述实施例7相同的方法制备磷虾油。
分析在上述实施例5至8中制备的磷虾油的营养组成。结果示于下表3。营养组成的分析方法如下。
（a）脂肪酸分析：使用甲醇-NaOH水解磷虾油。使用脂肪酸衍生试剂对所述水解的磷虾油进行甲酯化并且进行气相色谱分析。
（b）脂质分析：根据Health Functional Food Code的脂质分析方法，使用己烷从磷虾油中除去中性脂质和杂质。通过将所述磷虾油溶于丙酮中来测量作为丙酮不溶物形式的脂质。
（c）虾青素分析：根据Test Manual for Health Functional FoodFuncion and Indicator的虾青素分析方法，使用胆固醇酯酶水解磷虾油，然后将其溶于石油醚中。在浓缩所述石油醚并且用丙酮重新溶解之后，进行液相色谱（HPLC）分析。
[表3]
如表3中所示，在使用蛋白酶或超高压反应器的实施例5和6中，脂质的回收率高于80%。在既使用所述蛋白酶又使用所述超高压反应器的实施例7和8中，脂质的回收率非常高，为95%，并且虾青素的含量非常高。所述磷虾油可以包括14至18wt%的二十碳五烯酸、8至12wt%的二十二碳六烯酸、35至45wt%的磷脂和70至170ppm的虾青素。
上述是对本发明的实施方案的示例性说明，并且不应被解释为限制本发明。虽然已经描述了一些示例性的实施方案，但是本领域的技术人员将容易地理解在实质上不脱离本发明的新教导和优点的前提下可对所述示例性实施方案进行许多修改。因此，所有这些修改均意在包括在权利要求中所定义的本发明的范围内。在权利要求中，方法+功能的句式意在覆盖在本说明书中所描述的用于进行所述功能的结构，以及结构上的等同物和等同的结构。因此，应当理解，上述是对本发明的实施方案的示例性说明，而不应被理解为仅限于所公开的具体的示例性实施方案，并且对所公开的示例性实施方案的修改以及其他示例性的实施方案意在被包括在所附的权利要求书的范围之内。本发明由下列权利要求所最好地定义，其中包括权利要求的等同物。
Claims (8)
1.一种制备磷虾油的方法，所述方法包括：
准备磷虾；
向所述磷虾中添加蛋白酶并进行酶反应；
进行所述酶反应后从所述磷虾中提取二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、磷脂和虾青素；和
混合所提取的二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、磷脂和虾青素，
其中所述蛋白酶包括一种或多种选自以下的蛋白酶：从地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)中分离的丝氨酸碱性蛋白酶，以及从枯草芽孢杆菌(Bacillus subtillis)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)中分离的金属中性蛋白酶。
2.权利要求1的方法，其中所述酶反应在超高压反应器中进行。
3.权利要求2的方法，其中在所述超高压反应器中，反应压力为10至300MPa，反应温度为50至60℃，且反应时间为3至24小时。
4.权利要求2的方法，其中在所述超高压反应器中，含有所述蛋白酶的磷虾被液化。
5.权利要求4的方法，其中在进行所述酶反应后，将所述液化的磷虾的pH调节至3.0至5.0。
6.权利要求4的方法，其中在进行所述酶反应后，过滤所述液化的磷虾以将其分离为滤液和滤渣，
通过离心所述滤液提取二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸和磷脂，并且
通过用乙醇洗涤所述滤渣提取虾青素。
7.权利要求1的方法，其中所述磷虾的准备包括粉碎所述磷虾。
8.权利要求1的方法，其中将所述磷虾的pH调节至7.5至9.0后再进行所述酶反应。
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