CN104292327A - 从螺旋藻中提取藻胆蛋白的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种从螺旋藻中提取藻胆蛋白的方法，向螺旋藻藻泥中加入水制成螺旋藻细胞悬液，然后进行超声处理，得到螺旋藻破壁液，破壁液经离心取上清，依次用0.8μm和0.45μm的滤膜过滤，得到藻蓝蛋白粗提液，粗提液再依次经过分子截留量为300KD和100KD的超滤膜包超滤，收集该分子段的滤液，该滤液经冷冻干燥即得藻胆蛋白粉。本发明克服了现有技术提取藻蓝蛋白使用化学试剂的缺点，制剂无残留，环境无污染。藻胆蛋白的提取率大于80％，藻胆蛋白的含量>60％，藻蓝蛋白的纯度>1.5。整个工艺过程安全可靠，快捷高效。本方法与传统方法比较，在使用层析之前就能获得较高藻蓝蛋白的含量，该纯度的藻胆蛋白不仅满足了食品和化妆品行业的要求，还可以应用于医药保健等方面。

Description

从螺旋藻中提取藻胆蛋白的方法
技术领域
本发明涉及生物化工领域，具体地说，涉及一种从螺旋藻中提取藻胆蛋白的方法。
背景技术
螺旋藻包含多种生物活性物质，其营养价值得到了广泛的应用。作为螺旋藻中的主要活性色素蛋白，即藻胆蛋白，又包含藻蓝蛋白、别藻蓝蛋白以及藻红蛋白。藻胆蛋白不仅可以作为天然色素广泛应用于食品、化妆品、染料等工业，而且由于其具有强烈的荧光性，藻胆蛋白又可以开发成荧光试剂用于医学诊断、免疫化学及生物工程等领域。同时因为藻胆蛋白具有明显的抗氧化，抗炎症，提高机体免疫力，促进动物细胞再生，抑制癌细胞的作用等生物活性，因此藻胆蛋白还可以制成食品和药品用于医疗保健。已有的研究均表明藻胆蛋白具有良好的应用开发前景。
目前螺旋藻中藻胆蛋白的提取方法包括很多，CN1268516A公开的方法中虽然采用鲜藻但是要对鲜藻进行脱水处理，然后采用冻融的方法提出藻蓝蛋白，然后用板框过滤，最后用分子截留量为100KD的超滤膜出去分子量为十万道尔顿以下的小分子，最后采用羟基磷石灰柱层析纯化，整个过程比较繁琐，使用设备太多，不便工业化生产。CN1027316545A中公开的方法主要是用微滤加等电点的方法从螺旋藻粉中提取藻蓝蛋白，其结构遭到部分损伤，仍含有许多杂蛋白，其藻胆蛋白含量也只有30％左右，而且由于含量低得到的藻蓝蛋白粉末为绿色不显蓝色，其应用价值不高。CN103613661A公开的方法虽然制得的藻蓝蛋白纯度>4.0，但是处理较为繁琐，需对螺旋藻前处理、层析脱色、羟基磷石灰提纯、脱盐、浓缩步骤，工艺复杂，这样的藻蓝蛋白纯度与实际应用脱节，食品和化妆品应用方面不需要如此高的纯度；而用作生物制剂又纯度太低，不适合实际应用。CN102993297A公开的方法中采用PEG20000/Na2SO4双水相体系萃取，操作相对简单，但是该方法最后要对藻蓝蛋白透析脱盐，加大了时间成本，同时所用的化学试剂较多，废液处理较为麻烦，容易对环境造成二次污染。CN102329381A公开的方法中采用冻融加超声破碎的提取方法，采用硫酸铵盐析提纯，提取过程使用了大量的化学试剂，且用羟基磷石灰柱梯度洗脱的步骤工艺较为复杂，而且单位时间的产量较低，难以实现工业化大批量的生产。以上方法存在的共同缺陷是或多或少使用了化学试剂，均会对环境存在潜在的污染，提取技术操作相对简单的，所得到的藻蓝蛋白含量低，提取相对高含量藻蓝蛋白的技术操作又过于复杂，难以实现工业化的大批量的生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种不使用任何化学试剂，适合于工业化生产的从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法。
为了实现本发明目的，本发明的一种从螺旋藻中提取藻胆蛋白的方法，包括以下步骤：
1)按照料液比g:mL为1:1-2向螺旋藻藻泥中加入水并搅拌均匀，或者按照料液比g:mL为1:15-20向螺旋藻藻粉按中加入水并搅拌均匀，制成螺旋藻细胞悬液；
2)对螺旋藻细胞悬液进行超声处理，得到螺旋藻破壁液；
3)螺旋藻破壁液经离心，取上清，依次用0.8μm和0.45μm的滤膜过滤上清，得到藻蓝蛋白粗提液；
4)室温下将藻蓝蛋白粗提液经过分子截留量为300KD超滤膜包超滤，操作压力为0-0.3MP，收集滤液，再将滤液经过100KD的超滤膜包过滤，操作压力为0-0.3MP，收集滤液，得到藻胆蛋白精提取液；
5)藻胆蛋白精提取液经过冷冻干燥即得藻胆蛋白粉。
前述的方法，步骤2)中超声的功率为700W-1600W，超声时间为30-90min。
前述的方法，还包括在用滤膜过滤之前，对步骤3)中所述上清加水稀释的步骤。优选上清加水稀释10倍。
前述的方法，螺旋藻藻泥是从藻池中捞出，不经过任何冲洗和干燥处理的步骤。
本发明中使用的水为纯净水、蒸馏水或矿物质水。
本发明具有以下优点：
本发明提供的从螺旋藻中提取高含量藻胆蛋白的方法，原料来源广泛，操作方法简捷易行，对环境友好，藻胆蛋白含量高，提高了经济效益，经过了实验室放大设备的验证。得到的藻蓝蛋白纯度A620/A280>1.5，藻胆蛋白含量在60％以上，不仅提高了藻蓝蛋白的纯度，提取制备过程中，溶剂仅使用水，绿色无污染、无残留，确保了食用安全性和使用安全性，并且与传统技术相比省去了柱层析的步骤，节约了生产成本。同时本方法不添加任何的化学试剂，避免使用传统的化学试剂在生产过程中排出的废液，对环境造成污染，制取方便，成本低廉。并且该方法对螺旋藻原料本身要求较低，减少了因为螺旋藻粉不合格而造成的浪费现象。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。
以下实施例中涉及的料液比为g:mL。
实施例1  从螺旋藻中提取藻胆蛋白的方法
包括以下步骤：
(1)收集新鲜的螺旋藻藻泥250g，按照料液比为1:1加入蒸馏水并搅拌均匀。
(2)将步骤(1)中得到的螺旋藻细胞悬浮液进行超声处理，超声的功率为1400W，超声时间为30min，得到螺旋藻破壁液。
(3)将步骤(2)中得到的螺旋藻破壁液经过离心分离取上清液，稀释10倍，依次用0.8μm和0.45μm的滤膜过滤上清液，得到藻蓝蛋白粗提液。
(4)将步骤(3)中的藻蓝蛋白粗提液经过分子截留量为300KD超滤膜包超滤，收集300KD以下的滤液，操作压力为0-0.3MP，温度为室温；再将300KD以下的滤液经过100KD的超滤膜包过滤，收集100KD以上的滤液，操作压力为0-0.3MP，温度为室温，得到藻胆蛋白精提取液。
(5)将步骤(4)中的藻胆蛋白精提液经过冷冻干燥得到藻胆蛋白粉。根据SNT1113-2002标准，测得藻胆蛋白粉末中藻胆蛋白含量为58.4％，藻胆蛋白的提取率大于80％，藻蓝蛋白纯度>1.5。
实施例2  从螺旋藻中提取藻胆蛋白的方法
包括以下步骤：
(1)收集新鲜的螺旋藻藻粉5g，按照料液比为1:20加入蒸馏水并搅拌均匀。
(2)将步骤(1)中得到的螺旋藻细胞悬浮液进行超声处理，超声的功率为700W，超声时间为30min，得到螺旋藻破壁液。
(3)将步骤(2)中得到的螺旋藻破壁液经过离心分离取上清液，稀释10倍，依次用0.8μm和0.45μm的滤膜过滤上清液，得到藻蓝蛋白粗提液。
(4)将步骤(3)中的藻蓝蛋白粗提液经过分子截留量为300KD超滤膜包超滤，收集300KD以下的滤液，操作压力为0-0.3MP，温度为室温；再将300KD以下的滤液经过100KD的超滤膜包过滤，收集100KD以上的滤液，操作压力为0-0.3MP，温度为室温，得到藻胆蛋白精提取液。
(5)将步骤(4)中的藻胆蛋白精提液经过冷冻干燥得到藻胆蛋白粉。根据SNT1113-2002标准，测得藻胆蛋白粉末中藻胆蛋白含量为51.6％，藻胆蛋白的提取率大于80％，藻蓝蛋白纯度>1.5。
实施例3  从螺旋藻中提取藻胆蛋白的方法
包括以下步骤：
(1)收集新鲜的螺旋藻藻泥1000g，按照料液比为1:1加入蒸馏水并搅拌均匀。
(2)将步骤(1)中得到的螺旋藻细胞悬浮液进行超声处理，超声的功率为1400W，超声时间为75min，得到螺旋藻破壁液。
(3)将步骤(2)中得到的螺旋藻破壁液经过离心分离取上清液，稀释10倍，依次用0.8μm和0.45μm的滤膜过滤上清液，得到藻蓝蛋白粗提液。
(4)将步骤(3)中的藻蓝蛋白粗提液经过分子截留量为300KD超滤膜包超滤，收集300KD以下的滤液，操作压力为0-0.3MP，温度为室温；再将300KD以下的滤液经过100KD的超滤膜包过滤，收集100KD以上的滤液，操作压力为0-0.3MP，温度为室温，得到藻胆蛋白精提取液。
(5)将步骤(4)中的藻胆蛋白精提液经过冷冻干燥得到藻胆蛋白粉。根据SNT1113-2002标准，测得藻胆蛋白粉末中藻胆蛋白含量为70.3％，藻胆蛋白的提取率大于85％，藻蓝蛋白纯度>2.4。
实施例4  从螺旋藻中提取藻胆蛋白的方法
包括以下步骤：
(1)收集新鲜的螺旋藻藻粉5g，按照料液比为1:18加入蒸馏水并搅拌均匀。
(2)将步骤(1)中得到的螺旋藻细胞悬浮液进行超声处理，超声的功率为700W，超声时间为30min，得到螺旋藻破壁液。
(3)将步骤(2)中得到的螺旋藻破壁液经过离心分离取上清液，稀释10倍，依次用0.8μm和0.45μm的滤膜过滤上清液，得到藻蓝蛋白粗提液。
(4)将步骤(3)中的藻蓝蛋白粗提液经过分子截留量为300KD超滤膜包超滤，收集300KD以下的滤液，操作压力为0-0.3MP，温度为室温；再将300KD以下的滤液经过100KD的超滤膜包过滤，收集100KD以上的滤液，操作压力为0-0.3MP，温度为室温，得到藻胆蛋白精提取液。
(5)将步骤(4)中的藻胆蛋白精提液经过冷冻干燥得到藻胆蛋白粉，测得藻胆蛋白粉末中藻胆蛋白含量为50.6％，藻胆蛋白的提取率大于80％，藻蓝蛋白纯度>1.3。
实施例5  从螺旋藻中提取藻胆蛋白的方法
包括以下步骤：
(1)收集新鲜的螺旋藻藻粉5g，按照料液比为1:18加入蒸馏水并搅拌均匀。
(2)将步骤(1)中得到的螺旋藻细胞悬浮液进行超声处理，超声的功率为900W，超声时间为30min，得到螺旋藻破壁液。
(3)将步骤(2)中得到的螺旋藻破壁液经过离心分离取上清液，稀释10倍，依次用0.8μm和0.45μm的滤膜过滤上清液，得到藻蓝蛋白粗提液。
(4)将步骤(3)中的藻蓝蛋白粗提液经过分子截留量为300KD超滤膜包超滤，收集300KD以下的滤液，操作压力为0-0.3MP，温度为室温；再将300KD以下的滤液经过100KD的超滤膜包过滤，收集100KD以上的滤液，操作压力为0-0.3MP，温度为室温，得到藻胆蛋白精提取液。
(5)将步骤(4)中的藻胆蛋白精提液经过冷冻干燥得到藻胆蛋白粉。根据SNT1113-2002标准，测得藻胆蛋白粉末中藻胆蛋白含量为48.9％，藻胆蛋白的提取率大于80％，藻蓝蛋白纯度>1.3。
实施例6  从螺旋藻中提取藻胆蛋白的方法
包括以下步骤：
(1)收集新鲜的螺旋藻藻泥1000g，按照料液比为1:1加入蒸馏水并搅拌均匀。
(2)将步骤(1)中得到的螺旋藻细胞悬浮液进行超声处理，超声的功率为1500W，超声时间为60min，得到螺旋藻破壁液。
(3)将步骤(2)中得到的螺旋藻破壁液经过离心分离取上清液，稀释10倍，依次用0.8μm和0.45μm的滤膜过滤上清液，得到藻蓝蛋白粗提液。
(4)将步骤(3)中的藻蓝蛋白粗提液经过分子截留量为300KD超滤膜包超滤，收集300KD以下的滤液，操作压力为0-0.3MP，温度为室温；再将300KD以下的滤液经过100KD的超滤膜包过滤，收集100KD以上的滤液，操作压力为0-0.3MP，温度为室温，得到藻胆蛋白精提取液。
(5)将步骤(4)中的藻胆蛋白精提液经过冷冻干燥得到藻胆蛋白粉。根据SNT1113-2002标准，测得藻胆蛋白粉末中藻胆蛋白含量为57.3％，藻胆蛋白的提取率大于80％，藻蓝蛋白纯度>1.5。
由上述结果可知，本发明提供的方法能够从螺旋藻中提取出高含量的藻胆蛋白。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (5)

1.从螺旋藻中提取藻胆蛋白的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)按照料液比g:mL为1:1-2向螺旋藻藻泥中加入水并搅拌均匀，或者按照料液比g:mL为1:15-20向螺旋藻藻粉按中加入水并搅拌均匀，制成螺旋藻细胞悬液；
2)对螺旋藻细胞悬液进行超声处理，得到螺旋藻破壁液；
3)螺旋藻破壁液经离心，取上清，依次用0.8μm和0.45μm的滤膜过滤上清，得到藻蓝蛋白粗提液；
4)室温下将藻蓝蛋白粗提液经过分子截留量为300KD超滤膜包超滤，操作压力为0-0.3MP，收集滤液，再将滤液经过100KD的超滤膜包过滤，操作压力为0-0.3MP，收集滤液，得到藻胆蛋白精提取液；
5)藻胆蛋白精提取液经过冷冻干燥即得藻胆蛋白粉。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)中超声的功率为700W-1600W，超声时间为30-90min。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在用滤膜过滤之前，对步骤3)中所述上清加水稀释的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，上清加水稀释10倍。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述的水为纯净水、蒸馏水或矿物质水。
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