CN104327936A - 利用自溶酶体系提取南极磷虾油的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用自溶酶体系提取南极磷虾油的方法：(1)将南极磷虾冷冻干燥后粉碎制成虾粉，取虾粉，加入蒸馏水，调pH值4～8，搅拌均匀后，于30～70℃水浴中，酶解1～5h，离心，收集沉淀物；(2)在40℃～60℃水浴中，将步骤(1)所得离心沉淀物用有机溶剂浸提，离心并收集上清溶液，真空旋干得南极磷虾油；本发明的有益效果在于：利用南极磷虾自身含有的自溶酶体系提取磷虾油，降低成本的同时，得到了较高质量的磷虾油；采用酶解的方法，提取条件温和，能源消耗显著降低，具有良好的推广应用前景。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种提取南极磷虾油的方法，具体涉及一种利用自溶酶体系提取南极磷虾油的方法。
(二)背景技术
南极磷虾渔业始于20世纪60年代，80年代达到鼎盛期，1982年上岸量达到历史最高的52.8万吨。南极磷虾是地球上资源量最大的生物品种之一，据统计，南极磷虾资源的生物量保守估算约有6.5～10亿吨。南极磷虾因其巨大的生物蕴藏量，较高的营养价值以及在南极生态系统中的特殊地位，日益受到人们的重视。南极磷虾不仅含有大量优质的蛋白质，还含有占湿重约2％～5％的脂质，且含有较多的ω-3系列的多不饱和脂肪酸。其中二十碳五烯酸(EPA)被誉为“血管清道夫”，研究表明，EPA对预防高血脂、血管粥样硬化等有临床作用；二十二碳六烯酸(DHA)被誉为“脑黄金”，DHA是大脑细胞膜的重要构成成分，参与脑细胞的形成和发育，对神经细胞轴突的延伸和新突起的形成有重要作用，可维持神经细胞的正常生理活动，参与大脑思维和记忆形成过程。
目前，关于南极磷虾油提取方法的报道，主要包括碱解法、有机溶剂浸提法、超临界流体萃取法、酶解法等。碱解法不仅污染环境，且容易破坏磷虾油中的活性物质结构；有机溶剂提取法则使用大量的有机溶剂，造成溶剂残留，且提取效率不高；超临界流体萃取法过程繁琐，周期缓慢，投资高。酶解法一般是采用添加蛋白酶的方法对南极磷虾粉进行酶解，并结合溶剂进行提取，反应条件温和，提取效率高。自溶是南极磷虾的重要特点，其体内含有丰富的自溶酶体系，该酶系统可以高效降解蛋白质，快速释放与蛋白质结合的脂肪酸。
(三)发明内容
本发明提供了一种获得富含EPA和DHA的南极磷虾油的方法，该方法获得的南极磷虾油中，EPA和DHA总含量高达75％，并且稳定性和流动性好。本发明方法低廉、安全、环保，提取出的磷虾油中还含有虾青素、磷脂、维生素、微量元素等多种对人体有益的元素。
本发明的采用如下技术方案：
一种利用自溶酶体系提取南极磷虾油的方法，所述提取方法按如下步骤进行：
(1)将南极磷虾冷冻干燥后粉碎制成虾粉，取虾粉，加入蒸馏水，调pH值4～8，搅拌均匀后，于30～70℃水浴中，酶解1～5h，离心，收集沉淀物；
(2)在40℃～60℃水浴中，将步骤(1)所得离心沉淀物用有机溶剂浸提，离心并收集上清溶液，真空旋干得南极磷虾油；所述有机溶剂选自石油醚、乙酸乙酯、正己烷、丙酮或无水乙醇，或者选自，正己烷:无水乙醇为1:1～5的混合溶剂或乙酸乙酯:无水乙醇为1:1～4的混合溶剂。
本发明所述的提取方法步骤(1)中，所述南极磷虾需要采用冷冻干燥，以保持南极磷虾中自溶酶的活性，优选所述南极磷虾在-15℃～-20℃冷冻干燥。
所述步骤(1)中，南极磷虾经冷冻干燥后，推荐粉碎至5～20目。
所述步骤(1)中，优选所述虾粉与蒸馏水的重量比为1:10～30。
所述步骤(1)中，通常调pH值通过酸溶液或碱溶液调节，优选所述酸溶液为HCl溶液，所述碱溶液为NaOH溶液；特别优选所述酸溶液为1mol/L HCl溶液，所述碱溶液为1mol/L NaOH溶液。
所述步骤(1)中，通常所述离心的条件为：于3000～5000rpm离心10～20min。
所述步骤(2)中，优选所述有机溶剂选自无水乙醇、丙酮或乙酸乙酯。
所述步骤(2)中，推荐每次浸提时，所述有机溶剂的质量用量是离心沉淀物质量的5～10倍，每次浸提时间为1～3h。
所述步骤(2)中，通常所述离心的条件为：于3000～5000rpm离心15～20min。
具体最优的，本发明所述的提取方法推荐按如下步骤进行：
(1)将南极磷虾在-15℃～-20℃下冷冻干燥后粉碎制成5～20目的虾粉，取虾粉，加入蒸馏水，用1mol/L HCl溶液或1mol/L NaOH溶液调pH值4～8，搅拌均匀后，于30～70℃水浴中，酶解1～5h，于3000～5000rpm离心10～20min，收集沉淀物；所述虾粉与蒸馏水的重量比为1:10～30；
(2)在40℃～60℃水浴中，将步骤(1)所得离心沉淀物用有机溶剂浸提，于3000～5000rpm离心15～20min并收集上清溶液，重复浸提1～2次，合并各次浸提所收集的上清溶液，真空旋干得南极磷虾油；所述有机溶剂选自无水乙醇、丙酮或乙酸乙酯；每次浸提时，所述有机溶剂的质量用量是离心沉淀物质量的5～10倍，每次浸提时间为1～3h。
本发明的改进之处具体如下所述：
发明人经过大量的实验获得了虾粉与蒸馏水的重量比，因为加液量改变，底物与酶接触机会的大小也改变，适量的蒸馏水的存在可提高酶的分散程度，从而有利于酶与底物的接触而作用，但当蒸馏水含量增加，底物浓度降低，与酶接触反应的机会也降低，最终影响虾油的质量。
发明人经过大量的实验获得了酶解的最适时间，因为酶解时间短，反应不彻底，造成浪费；酶解时间太长，反应虽完全，但是虾油中的不饱和脂肪酸容易氧化，使得虾油质量降低。
发明人经过大量的实验获得了酶解的最适温度、最适pH，因为南极磷虾自溶酶体系复杂，在不同温度、pH下水解能力有差异，最适温度、最适pH有利于自溶酶系统高效、充分发挥酶解作用。
为了确保虾油中不残留超标的有机溶剂，在得到的虾油中不断通入N2，通入N2可以使虾油中易挥发的有机溶剂挥发掉，从而除去虾油中残留的有机溶剂，使有机溶剂残留量符合国家标准。
为了使得到的虾油储存过程中不被氧化，在得到的虾油中通入N2，并且密封，于-20℃冷冻保存。
本发明提取的磷虾油，经GC分析检测，不饱和脂肪酸总和达82％以上，其中EPA达50％以上，DHA达20％以上，远高于市面上销售的鱼油。EPA、DHA具有多种重要生理作用，尤其对防止心脑血管疾病、提高记忆力等起着积极的作用。因此，利用本发明提取的南极磷虾油具有较高的营养价值。
本发明与传统的提油工艺相比，有如下优点：
1)、利用南极磷虾自身含有的自溶酶体系，不仅减少了蛋白酶的使用量，而且提高了磷虾油中EPA、DHA总含量。因此，降低成本的同时，得到了较高质量的磷虾油；
2)、采用酶解的方法，提取条件温和，不仅能源消耗显著降低，且油料不经高温处理，所提油脂的品质明显提高。
综上所述，本发明较以往的提取方法，能有效提高磷虾油中EPA、DHA总含量。且提取条件温和，不易破坏虾油中活性物质的结构，具有良好的推广应用前景。
(四)具体实施方式
实施例1
实施例1、本发明采用的方法与加入蛋白酶依靠蛋白酶结合自溶酶体系发挥作用的方法，以及先将磷虾自溶酶体系灭活再加入蛋白酶酶解的方法的比较，依次进行以下步骤：
1)自溶酶体系实验：称取经冷冻干燥的南极磷虾10g，粉碎至20目，加入100mL蒸馏水，搅拌均匀，调pH为7，于45℃水浴中酶解2h。所得酶解液经4000rpm离心10min后，收集沉淀。沉淀加入100ml无水乙醇，于50℃水浴中浸提2h，离心并收集上清溶液，再重复浸提1次，合并上清，真空旋干得虾油。
2)木瓜蛋白酶结合自溶酶体系酶解实验：称取经冷冻干燥的南极磷虾10g，粉碎至20目，加入100mL蒸馏水和0.125g木瓜蛋白酶，搅拌均匀，调pH为7，于45℃水浴中酶解2h。所得酶解液经4000rpm离心10min后，收集沉淀。沉淀加入100ml无水乙醇，于50℃水浴中浸提2h，离心并收集上清溶液，再重复浸提1次，合并上清，真空旋干得虾油。
3)木瓜蛋白酶酶解实验：称取经冷冻干燥的南极磷虾10g，粉碎至20目，于80℃烘箱中灭活1h，加入100mL蒸馏水和0.125g木瓜蛋白酶，搅拌均匀，调pH为7，于45℃水浴中酶解2h。所得酶解液经4000rpm离心10min后，收集沉淀。沉淀加入100ml无水乙醇，于50℃水浴中浸提2h，离心并收集上清溶液，再重复浸提1次，合并上清，真空旋干得虾油。以上得到的虾油经GC分析检测，EPA、DHA总含量如表1所示。
表1各种方法所得虾油EPA、DHA总含量
由表1可知，本发明采用的方法提取的虾油中EPA与DHA含量介于其它二者之间，本发明采用的方法不仅可以得到富含EPA与DHA的磷虾油，而且可以节约大量的蛋白酶。
本发明所述的方法提取的虾油中主要脂肪酸含量如表2所示。
表2磷虾油主要脂肪酸组成及其含量
由表2可知，本发明所述的方法提取的虾油中不饱和脂肪酸总和达82.77％，其中EPA达54.39％，DHA达21.02％，远高于市面上销售的鱼油。
实施例2
一种利用自溶酶体系提取南极磷虾油的方法，依次进行以下步骤：
1)、称取经冷冻干燥的南极磷虾10g，粉碎至20目，加入100mL蒸馏水，搅拌均匀，调pH为4，于50℃水浴中酶解2h。所得酶解液经4000rpm离心10min后，收集沉淀。
2)、沉淀加入100ml无水乙醇，于50℃水浴中浸提2h，离心并收集上清溶液，再重复浸提1次，合并上清，真空旋干得虾油。
经上述步骤所得到的磷虾油，经GC分析检测EPA和DHA在总脂肪酸中的含量为70.01％。
实施例3
一种利用自溶酶体系提取南极磷虾油的方法，依次进行以下步骤：
1)、称取经冷冻干燥的南极磷虾10g，粉碎至20目，加入180mL蒸馏水，搅拌均匀，调pH为6.5，于55℃水浴中酶解2.8h。所得酶解液经5000rpm离心12min后，收集沉淀。
2)、沉淀加入80ml无水乙醇，于50℃水浴中浸提2.5h，离心并收集上清溶液，再重复浸提1次，合并上清，真空旋干得虾油。
经上述步骤所得到的磷虾油，经GC分析检测EPA和DHA在总脂肪酸中的含量为71.71％。
实施例4
一种利用自溶酶体系提取南极磷虾油的方法，依次进行以下步骤：
1)、称取经冷冻干燥的南极磷虾20g，粉碎至20目，加入600mL蒸馏水，搅拌均匀，调pH为7.5，于55℃水浴中酶解2h。所得酶解液经4500rpm离心15min后，收集沉淀。
2)、沉淀加入200ml无水乙醇，于50℃水浴中浸提2.5h，离心并收集上清溶液，再重复浸提1次，合并上清，真空旋干得虾油。
经上述步骤所得到的磷虾油，经GC分析检测EPA和DHA在总脂肪酸中的含量为72.97％。
实施例5
一种利用自溶酶体系提取南极磷虾油的方法，依次进行以下步骤：
1)、称取经冷冻干燥的南极磷虾30g，粉碎至20目，加入660mL蒸馏水，搅拌均匀，调pH为7.0，于45℃水浴中酶解2h。所得酶解液经4000rpm离心15min后，收集沉淀。
2)、沉淀加入240ml无水乙醇，于40℃水浴中浸提2h,离心并收集上清溶液，再重复浸提1次，合并上清，真空旋干得虾油。
经上述步骤所得到的磷虾油，经GC分析检测EPA和DHA在总脂肪酸中的含量为72.77％。
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 (10)
1.一种利用自溶酶体系提取南极磷虾油的方法，其特征在于，所述提取方法按如下步骤进行：
(1)将南极磷虾冷冻干燥后粉碎制成虾粉，取虾粉，加入蒸馏水，调pH值4～8，搅拌均匀后，于30～70℃水浴中，酶解1～5h，离心，收集沉淀物；
(2)在40℃～60℃水浴中，将步骤(1)所得离心沉淀物用有机溶剂浸提，离心并收集上清溶液，真空旋干得南极磷虾油；所述有机溶剂选自石油醚、乙酸乙酯、正己烷、丙酮或无水乙醇，或者选自，正己烷:无水乙醇为1:1～5的混合溶剂或乙酸乙酯:无水乙醇为1:1～4的混合溶剂。
2.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于步骤(1)中，所述南极磷虾在-15℃～-20℃冷冻干燥。
3.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于步骤(1)中，所述虾粉粉碎至5～20目。
4.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于步骤(1)中，所述虾粉与蒸馏水的重量比为1:10～30。
5.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于步骤(1)中，调pH值通过酸溶液或碱溶液调节，所述酸溶液为HCl溶液，所述碱溶液为NaOH溶液。
6.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于步骤(1)中，所述离心的条件为：于3000～5000rpm离心10～20min。
7.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于步骤(2)中，所述有机溶剂选自无水乙醇、丙酮或乙酸乙酯。
8.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于步骤(2)中，所述的浸提重复1～2次，每次浸提时，所述有机溶剂的质量用量是离心沉淀物质量的5～10倍，每次浸提时间为1～3h。
9.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于步骤(2)中，所述离心的条件为：于3000～5000rpm离心15～20min。
10.如权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述方法按如下步骤进行：
(1)将南极磷虾在-15℃～-20℃下冷冻干燥后粉碎制成5～20目的虾粉，取虾粉，加入蒸馏水，用1mol/L HCl溶液或1mol/L NaOH溶液调pH值4～8，搅拌均匀后，于30～70℃水浴中，酶解1～5h，于3000～5000rpm离心10～20min，收集沉淀物；所述虾粉与蒸馏水的重量比为1:10～30；
(2)在40℃～60℃水浴中，将步骤(1)所得离心沉淀物用有机溶剂浸提，于3000～5000rpm离心15～20min并收集上清溶液，重复浸提1～2次，合并各次浸提所收集的上清溶液，真空旋干得南极磷虾油；所述有机溶剂选自无水乙醇、丙酮或乙酸乙酯；每次浸提时，所述有机溶剂的质量用量是离心沉淀物质量的5～10倍，每次浸提时间为1～3h。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107033049A (zh) * | 2017-06-09 | 2017-08-11 | 中国水产科学研究院南海水产研究所 | 一种复合酶法提取南极磷虾虾青素的方法 |
| CN107418721A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-12-01 | 大连医诺生物股份有限公司 | 低砷南极磷虾油组合物及其制备方法 |
| CN109321352A (zh) * | 2018-10-10 | 2019-02-12 | 浙江省海洋水产研究所 | 一种从南极磷虾中提取高脂肪酸含量虾油的方法 |
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