CN105732837B - 一种除蛋白质去重金属的鲍鱼脏器多糖粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种除蛋白质去重金属的鲍鱼脏器多糖粉的制备方法，其包括鲍鱼脏器多糖粗溶液的制备、酶解、低温处理、板框过滤、乙醇处理、树脂吸附、真空冷冻干燥的步骤。本发明方法可在制备鲍鱼脏器多糖的同时实现脱除蛋白质及去除重金属的目的，其蛋白质去除率≥90%，重金属砷、镉、铅、镍的去除率分别≥94%、≥98%、≥88%、≥90%，最终得到的鲍鱼脏器多糖粉纯度高，其蛋白质含量≤10%，水分含量≤5%，可充分保证产品的安全性。此外，本发明整个制备过程的温度不超过80℃，可最大限度保留多糖活性，且其方法简单，易操作，设备要求低，成本低，适用于工业化应用。

Description

一种除蛋白质去重金属的鲍鱼脏器多糖粉的制备方法

技术领域

本发明属于海产品研究技术领域，具体涉及一种除蛋白去重金属的鲍鱼脏器多糖粉的制备方法。

背景技术

我国海洋资源丰富，海产养殖条件优越，是世界上最大的养鲍国家。由于鲍鱼腹足中含有丰富的蛋白质、钙、铁、维生素A等营养成分，并具有破坏癌细胞、平衡血压、滋阴清热、明目等功效，同时其肉质柔嫰细滑，滋味鲜美，备受国内外消费者的青睐，市场需求量也日益提高。

通常情况下，鲍鱼加工和食用一般以腹足为主，而占鲍鱼干重1/3的鲍鱼脏器被直接丢弃，严重污染环境。而研究表明，鲍鱼脏器组织中含有丰富的多糖、蛋白、多肽等活性物质，将其直接丢弃还造成了资源的浪费。为了变废为宝，研究学者针对鲍鱼脏器中多糖物质进行提取并对其功能活性进行研究，结果表明鲍鱼脏器多糖具有抗氧化、消炎、抗疲劳、抗癌等活性，是一种潜在的功能活性物质。

目前多糖制备的方法有热水浸提法、酶解法、碱溶液提取法等，但这些常用的方法所制备的多糖中往往还含有大量的蛋白质，会影响多糖的功能活性及结构分析，因此还需要对多糖中的蛋白质进行去除，从而造成制备方法存在复杂、繁琐且耗时长等问题。此外，研究表明，大多数海洋生物特别是双壳软体动物对重金属具有较高的累积能力，特别是其肝脏和肾中重金属浓度较高。鲍鱼脏器多糖是从鲍鱼的内脏器官中提取的，无疑会残留一些重金属，长期或者大量被人体摄入，将严重危害人体生命健康。而对现有的多糖制备过程中无重金属去除步骤或流程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种除蛋白去重金属的鲍鱼脏器多糖粉的制备方法，其可有效去除多糖中的蛋白质及重金属砷、铅、镉、镍，解决了现有多糖制备过程中存在的重金属、蛋白质含量高等问题，其制得的多糖粉纯度高，技术成本低，操作简单，易于推广应用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种除蛋白质去重金属的鲍鱼脏器多糖粉的制备方法，包括鲍鱼脏器多糖粗溶液的制备、酶解、低温处理、板框过滤、乙醇处理、树脂吸附、真空冷冻干燥的步骤；其具体包括如下步骤：

（1）鲍鱼脏器多糖粗溶液的制备：将冷冻保存的鲍鱼脏器自然解冻后，按重量比1:1~3与水混合打浆，分离去除鲍鱼脏器中的结缔组织，得到鲍鱼脏器液；然后将所得鲍鱼脏器液进行机械分离，去除水不溶性物质，得到鲍鱼脏器多糖粗溶液；

（2）酶解：用碱性溶液调整步骤（1）所得鲍鱼脏器多糖粗溶液的pH值至5~8，加入鲍鱼脏器多糖粗溶液重量3%~7%的蛋白酶，均质2~3次后，45~55℃恒温水浴加热2~3h，得到酶解液；

（3）低温处理：将步骤（2）所得酶解液于0~4℃条件下静置5~10h，经固液分离保留上清液；

（4）板框过滤：将步骤（3）得到的上清液与混合硅藻土按重量比20:1~100:1均匀混合后，升温至30~50℃，经板框过滤处理3~4次后，得到澄清液；

（5）乙醇处理：将步骤（4）得到的澄清液与75~95wt%乙醇溶液按体积比1:3~1:4混合，于0~4℃条件下静置12~15h后进行固液分离，以去除多糖中的蛋白质，得到多糖沉淀物；

（6）树脂吸附：将步骤（5）得到的多糖沉淀物按重量比1:5~1:6加去离子水溶解，得到多糖溶解液，然后将多糖溶解液与混合离子交换树脂按体积比1:3~1:6混合，加热至30~60℃，并于50~100r/min条件下搅拌处理20~30min后过滤，再将滤液与D751螯合树脂按体积比1:3~1:6混合，加热至30~70℃，并于50~100r/min条件下搅拌处理10~20min，过滤，得到多糖溶液；

（7）真空冷冻干燥：将步骤（6）得到的多糖溶液在-10~-18℃下预冷1~3h，至多糖溶液充分冻结，然后于-30~-60℃速冻1~2h，随后转移至真空干燥仓内，于60~70Pa、40~50℃加热5~6h，再升温至70~80℃，维持4~5h，得到所述鲍鱼脏器多糖粉。

步骤（2）所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液；所述蛋白酶包括木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶。

步骤（4）所述混合硅藻土是由800目硅藻土与300目硅藻土按重量比为2:1~3:1混合而成。

步骤（6）中所述混合树脂是由732型阳离子交换树脂与717型阴离子交换树脂按体积比1:1~1:3混合而成。

本发明所述方法制得的鲍鱼脏器多糖粉中蛋白质含量≤10%，水分含量≤5%，重金属砷含量≤0.41mg/kg、镉含量≤ 0.18mg/kg、铅含量≤0.37mg/kg、镍含量≤0.40mg/kg。

本发明的显著效果在于：

（1）本发明方法简单，易于操作，所需设备少、要求低，容易推广应用。

（2）本发明解决了传统多糖分离纯化过程中需分步脱除粗多糖的问题，且该方法对蛋白质的去除效果好，制备的鲍鱼脏器多糖纯度高，蛋白质含量低（≤10%）。

（3）本发明方法还可同时有效脱除鲍鱼脏器多糖中的重金属砷、铅、镉、镍，其重金属砷去除率≥94%、重金属镉去除率≥98%、重金属铅去除率≥88%、重金属镍去除率≥90%，可显著减少对人体的威胁，为将鲍鱼脏器多糖开发成功能成品奠定了基础。

（4）本发明整个方法过程中温度不超过80℃，避免了高温对鲍鱼脏器多糖结构及活性的破坏。

（5）本发明所采用的离子交换树脂成本低，且吸附重金属后，可以通过树脂再生重复利用，有效降低生产成本。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

实施例1

一种除蛋白质去重金属的鲍鱼脏器多糖粉的制备方法，其具体包括如下步骤：

（1）鲍鱼脏器多糖粗溶液的制备：将冷冻保存的鲍鱼脏器自然解冻后，将1kg鲍鱼脏器与1kg水混合，利用小型单道打浆机进行打浆，分离去除鲍鱼脏器中的结缔组织，得到鲍鱼脏器液；然后将所得鲍鱼脏器液进行机械分离，去除水不溶性物质，得到鲍鱼脏器多糖粗溶液；

（2）酶解：用0.5mol/L的氢氧化钠溶液调整步骤（1）所得鲍鱼脏器多糖粗溶液的pH值至5，加入鲍鱼脏器多糖粗溶液重量3%的木瓜蛋白酶，均质2次后，45℃恒温水浴加热2h，得到酶解液；

（3）低温处理：将步骤（2）所得酶解液于0℃条件下静置5h，并进行碟式分离，保留上清液；

（4）板框过滤：将800目硅藻土与300目硅藻土按重量比为2:1混合制成混合硅藻土；然后将步骤（3）得到的上清液与混合硅藻土按重量比20:1均匀混合后，升温至30℃，经板框过滤处理3次后，得到澄清液；

（5）乙醇处理：将步骤（4）得到的澄清液与75wt%的乙醇溶液按体积比1:4混合，于0℃条件下静置12h后，进行沉降离心分离，以去除多糖中的蛋白质，得到多糖沉淀物；

（6）树脂吸附：将步骤（5）得到的多糖沉淀物按重量比1:5加去离子水溶解，得到多糖溶解液，然后将多糖溶解液与混合离子交换树脂按体积比1:3混合，加热至30℃，并于100r/min条件下搅拌处理20min后过滤，再将滤液与D751螯合树脂按体积比1:3混合，加热至30℃，并于100r/min条件下搅拌处理10min，过滤，得到多糖溶液；其中，所述混合离子交换树脂是由732型阳离子交换树脂与717型阴离子交换树脂按体积比1:1混合而成；

（7）真空冷冻干燥：将步骤（6）得到的多糖溶液在-10℃下预冷3h，至多糖溶液充分冻结，然后于-60℃速冻1h，随后转移至真空干燥仓内，在70Pa、40℃条件下加热5h，然后升温至70℃，维持4h，得到所述鲍鱼脏器多糖粉。

在上述过程中，分别对鲍鱼脏器粗多糖溶液、酶解液、板框过滤后的澄清液、乙醇处理后的多糖沉淀物、树脂吸附后的多糖溶液及真空冷冻干燥后的鲍鱼脏器多糖进行取样，并经真空冷冻干燥处理制成样品粉，采用凯氏定氮法，检测所述样品粉中蛋白质含量的变化；采用电感耦合等离子体-质谱法，检测所述样品粉中重金属砷、镉、铅、镍的含量变化；采用直接干燥法测定所述真空冷冻干燥后制备的鲍鱼脏器多糖粉中的水分含量，结果见表1。

表1 鲍鱼脏器多糖粉制备过程中蛋白质、重金属及水分含量的变化

测定结果显示，经该方法制备的鲍鱼脏器多糖粉中蛋白质含量9.5%，水分含量4.96%，重金属砷去除率94.83%、所述重金属镉去除率98.17%、所述重金属铅的去除率89.61%、所述重金属镍去除率90.50%，表明本发明方法可有效去除鲍鱼脏器多糖中的蛋白质及重金属砷、铅、镉、镍，所得产品纯度高。

实施例2

一种除蛋白质去重金属的鲍鱼脏器多糖粉的制备方法，其具体包括如下步骤：

（1）鲍鱼脏器多糖粗溶液的制备：将冷冻保存的鲍鱼脏器自然解冻后，将1kg鲍鱼脏器与3kg水混合，利用双道打浆机进行打浆，分离去除鲍鱼脏器中的结缔组织，得到鲍鱼脏器液；然后将所得鲍鱼脏器液采用卧式离心机进行机械分离，去除水不溶性物质，得到鲍鱼脏器多糖粗溶液；

（2）酶解：用0.1mol/L氢氧化钾溶液调整步骤（1）所得鲍鱼脏器多糖粗溶液的pH值至8，加入鲍鱼脏器多糖粗溶液重量7%的中性蛋白酶，均质3次后， 55℃恒温水浴加热3h，得到酶解液；

（3）低温处理：将步骤（2）所得酶解液于4℃条件下静置10h，并进行全自动离心机分离，保留上清液；

（4）板框过滤：将800目硅藻土与300目硅藻土按重量比为3:1混合制成混合硅藻土；然后将步骤（3）得到的上清液与混合硅藻土按重量比100:1均匀混合后，升温至50℃，经板框过滤处理4次后，得到澄清液；

（5）乙醇处理：将步骤（4）得到的澄清液与95 wt %的乙醇溶液按体积比1:3混合，于4℃条件下静置15h后进行固液分离，以去除多糖中的蛋白质，得到多糖沉淀物；

（6）树脂吸附：将步骤（5）得到的多糖沉淀物按重量比1:6加去离子水溶解，得到多糖溶解液，然后将多糖溶解液与混合离子交换树脂按体积比1:6混合，加热至60℃，并于50r/min条件下搅拌处理30min后过滤，再将滤液与D751螯合树脂按体积比1:6混合，加热至70℃，并于50r/min条件下搅拌处理20min，过滤，得到多糖溶液；其中，所述混合树脂是由732型阳离子交换树脂与717型阴离子交换树脂按体积比1:3混合而成；

（7）真空冷冻干燥：将步骤（6）得到的多糖溶液在-18℃下预冷1h，至多糖溶液充分冻结，然后于-30℃速冻2h，随后转移至真空干燥仓内，在60Pa、50℃条件下加热6h，然后升温至80℃，维持5h，得到所述鲍鱼脏器多糖粉。

在上述过程中，分别对鲍鱼脏器粗多糖溶液、酶解液、板框过滤后的澄清液、乙醇处理后的多糖沉淀物、树脂吸附后的多糖溶液及真空冷冻干燥后的鲍鱼脏器多糖进行取样，并经真空冷冻干燥处理制成样品粉，采用凯氏定氮法，检测所述样品粉中蛋白质含量的变化；采用电感耦合等离子体-质谱法，检测所述样品粉中重金属砷、镉、铅、镍的含量变化；采用直接干燥法测定所述真空冷冻干燥后制备的鲍鱼脏器多糖粉中的水分含量，结果见表2。

表2 鲍鱼脏器多糖粉制备过程中蛋白质、重金属及水分含量的变化

测定结果显示，经该方法制备的鲍鱼脏器多糖粉中蛋白质含量5.2%，水分含量3.5%，重金属砷去除率97.91%、所述重金属镉去除率99.37%、所述重金属铅的去除率92.13%、所述重金属镍去除率95.89%，表明本发明方法可有效去除鲍鱼脏器多糖中的蛋白质及重金属砷、铅、镉、镍，所得产品纯度高。

实施例3

一种除蛋白质去重金属的鲍鱼脏器多糖粉的制备方法，其具体包括如下步骤：

（1）鲍鱼脏器多糖粗溶液的制备：将冷冻保存的鲍鱼脏器自然解冻后，将1kg鲍鱼脏器与2kg水混合，并利用多功能打浆机进行打浆，分离去除鲍鱼脏器中的结缔组织，得到鲍鱼脏器液；然后将所得鲍鱼脏器液采用全自动离心机进行机械分离，去除水不溶性物质，得到鲍鱼脏器多糖粗溶液；

（2）酶解：用0.75wt%氢氧化钠溶液调整步骤（1）所得鲍鱼脏器多糖粗溶液的pH值至6.5，加入鲍鱼脏器多糖粗溶液重量5%的胰蛋白酶，均质2次后，50℃恒温水浴加热2.5h，得到酶解液；

（3）低温处理：将步骤（2）所得酶解液于3℃条件下静置8h，并进行管式离心分离，保留上清液；

（4）板框过滤：将800目硅藻土与300目硅藻土按重量比为3:2混合制成混合硅藻土；然后将步骤（3）得到的上清液与混合硅藻土按重量比60:1均匀混合后，升温至40℃，经板框过滤处理3次后，得到澄清液；

（5）乙醇处理：将步骤（4）得到的澄清液与85 wt %的乙醇溶液按体积比2:7混合，于3℃条件下静置13h后，利用三足式离心机进行固液分离，以去除多糖中的蛋白质，得到多糖沉淀物；

（6）树脂吸附：将步骤（5）得到的多糖沉淀物按重量比2:11加去离子水溶解，得到多糖溶解液，然后将多糖溶解液与混合离子交换树脂按体积比2:9混合，加热至45℃，并于75r/min条件下搅拌处理25min后过滤，再将滤液与D751螯合树脂按体积比2:9混合，加热至50℃，并于75r/min条件下搅拌处理15min，过滤，得到多糖溶液；其中，所述混合树脂是由732型阳离子交换树脂与717型阴离子交换树脂按体积比1:2混合而成；

（7）真空冷冻干燥：将步骤（6）得到的多糖溶液在-14℃下预冷2h，至多糖溶液充分冻结，然后于-45℃速冻1.5h，随后转移至真空干燥仓内，在65Pa、45℃条件下加热5.5h，然后升温至75℃，维持4.5h，得到所述鲍鱼脏器多糖粉。

在上述过程中，分别对鲍鱼脏器粗多糖溶液、酶解液、板框过滤后的澄清液、乙醇处理后的多糖沉淀物、树脂吸附后的多糖溶液及真空冷冻干燥后的鲍鱼脏器多糖进行取样，并经真空冷冻干燥处理制成样品粉，采用凯氏定氮法，检测所述样品粉中蛋白质含量的变化；采用电感耦合等离子体-质谱法，检测所述样品粉中重金属砷、镉、铅、镍的含量变化；采用直接干燥法测定所述真空冷冻干燥后制备的鲍鱼脏器多糖粉中的水分含量，结果见表3。

表3 鲍鱼脏器多糖粉制备过程中蛋白质、重金属及水分含量的变化

测定结果显示，经该方法制备的鲍鱼脏器多糖粉中蛋白质含量6.75%，水分含量4.3%，重金属砷去除率95.75%、所述重金属镉去除率98.78%、所述重金属铅的去除率91.29%、所述重金属镍去除率93.35%，表明本发明方法可有效去除鲍鱼脏器多糖中的蛋白质及重金属砷、铅、镉、镍，所得产品纯度高。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (4)

1.一种除蛋白质去重金属的鲍鱼脏器多糖粉的制备方法，其特征在于：包括鲍鱼脏器多糖粗溶液的制备、酶解、低温处理、板框过滤、乙醇处理、树脂吸附、真空冷冻干燥的步骤；

各步骤操作如下：

（1）鲍鱼脏器多糖粗溶液的制备：将冷冻保存的鲍鱼脏器自然解冻后，按重量比1:1~3与水混合打浆，分离去除鲍鱼脏器中的结缔组织，得到鲍鱼脏器液；然后将所得鲍鱼脏器液进行机械分离，去除水不溶性物质，得到鲍鱼脏器多糖粗溶液；

（2）酶解：用碱性溶液调整步骤（1）所得鲍鱼脏器多糖粗溶液的pH值至5~8，加入鲍鱼脏器多糖粗溶液重量3%~7%的蛋白酶，均质2~3次后，45~55℃恒温水浴加热2~3h，得到酶解液；

（3）低温处理：将步骤（2）所得酶解液于0~4℃条件下静置5~10h，经固液分离保留上清液；

（4）板框过滤：将步骤（3）得到的上清液与混合硅藻土按重量比20:1~100:1均匀混合后，升温至30~50℃，经板框过滤处理3~4次后，得到澄清液；所述混合硅藻土是由800目硅藻土与300目硅藻土按重量比为2:1~3:1混合而成；

（5）乙醇处理：将步骤（4）得到的澄清液与75~95wt%乙醇溶液按体积比1:3~1:4混合，于0~4℃条件下静置12~15h后进行固液分离，得到多糖沉淀物；

（6）树脂吸附：将步骤（5）得到的多糖沉淀物加去离子水溶解后，将其依次与混合离子交换树脂、D751螯合树脂经混合、搅拌处理后过滤，得到多糖溶液；

（7）真空冷冻干燥：将步骤（6）得到的多糖溶液在-10~-18℃下预冷1~3h后，经真空冷冻干燥，得到所述鲍鱼脏器多糖粉。

2.根据权利要求1所述除蛋白质去重金属的鲍鱼脏器多糖粉的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述碱性溶液包括氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液；

所述蛋白酶包括木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶。

3.根据权利要求1所述除蛋白质去重金属的鲍鱼脏器多糖粉的制备方法，其特征在于：步骤（6）具体是将多糖沉淀物按重量比1:5~1:6加去离子水溶解，得到多糖溶解液，然后将多糖溶解液与混合离子交换树脂按体积比1:3~1:6混合，加热至30~60℃，并于50~100r/min条件下搅拌处理20~30min后过滤，再将滤液与D751螯合树脂按体积比1:3~1:6混合，加热至30~70℃，并于50~100r/min条件下搅拌处理10~20min，过滤，即得多糖溶液；

其中，所述混合离子交换树脂是由732型阳离子交换树脂与717型阴离子交换树脂按体积比1:1~1:3混合而成。

4.根据权利要求1所述除蛋白质去重金属的鲍鱼脏器多糖粉的制备方法，其特征在于：步骤（7）所述真空冷冻干燥是在-30~-60℃速冻1~2h，随后于60~70Pa、40~50℃加热5~6h，再升温至70~80℃，维持4~5h。