CN106009762A - 一种墨黑色素提取的新方法 - Google Patents

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曹丽萍
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Abstract

本发明公开了一种墨黑色素提取的新方法，所述方法包括以下步骤：1)微波去除多糖；2)超声去除脂肪；3)酶解蛋白：将pH值为7.5～8.5磷酸氢二钠—磷酸二氢钾缓冲液加至步骤2)所得沉淀中，料液比为2.5～4.5g/ml，搅拌均匀后调节温度至45～55℃，加入3.2～4.4％的植物蛋白酶反应1～1.5h，调节缓冲液pH值至4.9～6.1，待析出沉淀后去上清，沉淀用无菌水漂洗后烘干即可；所述植物蛋白酶为银杏叶蛋白酶或杨梅叶蛋白酶。与现有技术相比，本发明的有益效果为以头足类加工下脚料墨囊为提取原料，成本低，减少环境污染；以高酶活的植物蛋白粗酶液来去除蛋白质，耗时短，效率高，制得的墨黑色素纯度高，溶解性好。

Description

一种墨黑色素提取的新方法
技术领域
本发明属于黑色素提取技术领域，具体涉及一种墨黑色素提取的新方法。
背景技术
黑色素是广泛存在于生物体中的一类天然色素，在植物、动物和微生物中均有黑色素的存在，一般不溶于水，且与蛋白质、糖类或生物组织中其他成分牢固地结合在一起，很难分离纯化。根据黑色素的颜色、化学组成(含氮或含硫)和形成途径等，黑色素可以分成真黑色素(主要是呈黑色和褐色的含氮色素,由酪氨酸、多巴、多巴胺、酪胺等氧化聚合而成)、棕黑色素(以半胱氨酸多巴为基本结构单元，分子中含有硫，一般显棕色或红色)和异黑色素(常呈黑色,是在多酚氧化酶存在下通过多酚的氧化聚合而形成的)三类；按照碱解或氧化降解产物来看，可将黑色素分为吲哚架构和儿茶酚构架两种。由于天然黑色素具有独特的结构组成和抗辐射、抗衰老、抗病毒及免疫调节等多种生物活性，目前已成为天然食用色素领域的研究热点，研究者们亦在努力开发各种各样的天然黑色素。
墨黑色素是一类存在于鱿鱼和乌贼等头足纲动物墨汁中的天然黑色素，由墨汁分离得到，不溶于水及大多数液体介质，是一种化学上稳定的高分子聚合物，常与蛋白质结合在一起。2014年我国头足类捕捞量达到155.52×104t，然而作为墨黑色素主要来源的头足类墨囊一般被视为头足类加工的下脚料而被丢弃或加工成低值饲料，造成巨大的资源浪费，还带来严重的环境污染。与大多数天然黑色素一样，墨黑色素在具有增强免疫功能、抗肿瘤、抗氧化、抗衰老及抗菌等生物活性的同时也存在不溶于水，难分离纯化的缺点，这大大限制了其在医药、食品等领域的应用。因此，制备可溶解性墨黑色素是当下亟待解决的一个难题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种墨黑色素提取的新方法，以期得到一种高纯度、可溶解的墨黑色素，同时充分利用墨囊下脚料，减少环境污染。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种墨黑色素提取的新方法，所述墨黑色素提取的新方法包括以下步骤：
1)微波去除多糖：将头足纲动物墨囊洗净捣碎，紫外旋转照射5～8min，以1:12～16的料液比加入无菌水，300～450W功率下微波辐射10～15min，离心去上清，取沉淀；
2)超声去除脂肪：在步骤1)所得沉淀中加入浓度为1.5％～1.8％的月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠，料液比为1:4～6，超声处理40～60min，其中超生功率为180～220W，去上清，沉淀用无菌水漂洗；
3)酶解蛋白：将pH值为7.5～8.5磷酸氢二钠—磷酸二氢钾缓冲液加至步骤2)所得沉淀中，料液比为2.5～4.5g/ml，搅拌均匀后调节温度至45～55℃，加入3.2～4.4％的植物蛋白酶反应1～1.5h，调节缓冲液pH值至4.9～6.1，待析出沉淀后去上清，沉淀用无菌水漂洗后烘干即可；所述植物蛋白酶为银杏叶蛋白酶或杨梅叶蛋白酶。
在其中一个实施例中，上述墨黑色素提取新方法步骤1)中头足纲动物为鱿鱼、章鱼或乌贼。
在其中一个实施例中，上述墨黑色素提取新方法步骤1)中紫外照射强度为120～150uW/cm2。
在其中一个实施例中，上述墨黑色素提取新方法步骤1)中捣碎墨囊旋转的速度为30～50r/min。
在其中一个实施例中，上述墨黑色素提取新方法步骤3)中磷酸氢二钠—磷酸二氢钾缓冲液的浓度为0.08mol/L。
在其中一个实施例中，上述墨黑色素提取新方法步骤3)中沉淀烘干的温度为110～130℃。
头足类墨汁是头足类躲避天敌时的重要武器，存在于头足类墨囊中。墨汁是由肉眼不可见的黑色粒状物组成的高密度混悬液。天然墨汁成分复杂，含有墨黑色素、多糖、蛋白质、脂肪等多种物质，并且墨黑色素常与蛋白质结合存在于墨汁中。天然墨黑色素不溶于水和大多数有机溶剂(如乙醇、甲醇、氯仿、丙酮、乙醚、苯、乙酸乙酯等)，仅溶解于碱性溶液中，并且易在酸性溶液中沉淀，然而经分离纯化后的墨黑色素具有水溶性，并且溶解度与氨基酸含量成负相关。
本发明首先通过微波辅助法去除多糖杂质，微波辐射导致细胞内的极性物质产生大量热量,使得细胞内的温度迅速上升,液态水汽化产生的压力将细胞膜和细胞壁冲破,形成微小的孔洞,进一步加热,导致细胞内部和细胞壁水分减小,细胞收缩,表面出现裂纹。由于孔洞和裂纹的存在,胞外溶剂容易进入细胞内,溶解并释放胞内多糖。其次采用超声加阴离子表面活性剂的方式将脂肪除去，最后用高酶活的植物蛋白酶酶解与墨黑色素结合的蛋白质，其中银杏叶蛋白酶的酶活高达1041U/g，杨酶叶蛋白酶的酶活高达1533U/g，能够较为的彻底解除与墨黑色素缠绕的蛋白质。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：以头足类加工下脚料墨囊为提取原料，成本低，减少环境污染；以高酶活的植物蛋白粗酶液来去除蛋白质，耗时短，效率高，制得的墨黑色素纯度高，溶解性好。
具体实施方式
为使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明技术方案进行详细说明。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
一种墨黑色素提取的新方法，所述墨黑色素提取的新方法包括以下步骤：
1)微波去除多糖：将鱿鱼墨囊洗净捣碎，以30r/min速度旋转并施予120uW/cm2紫外照射5min，以1:12的料液比加入无菌水，300W功率下微波辐射15min，离心去上清，取沉淀；期间检测鱿鱼墨囊处理前后的糖含量；
2)超声去除脂肪：在步骤1)所得沉淀中加入浓度为1.8％的月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠，料液比为1:4，超声处理40min，其中超生功率为180W，去上清，沉淀用无菌水漂洗；期间检测鱿鱼墨囊处理前后的脂肪含量；
3)酶解蛋白：将pH值为7.5，浓度为0.08mol/L的磷酸氢二钠—磷酸二氢钾缓冲液加至步骤2)所得沉淀中，料液比为2.5g/ml，搅拌均匀后调节温度至45℃，加入3.2％的银杏叶蛋白酶反应1h，调节缓冲液pH值至4.9，待析出沉淀后去上清，沉淀用无菌水漂洗后烘干即可；期间检测鱿鱼墨囊处理前后的蛋白质含量。
实施例2
一种墨黑色素提取的新方法，所述墨黑色素提取的新方法包括以下步骤：
1)微波去除多糖：将章鱼墨囊洗净捣碎，以40r/min速度旋转并施予135uW/cm2紫外照射6.5min，以1:14的料液比加入无菌水，375W功率下微波辐射12.5min，离心去上清，取沉淀；期间检测鱿鱼墨囊处理前后的糖含量；
2)超声去除脂肪：在步骤1)所得沉淀中加入浓度为1.65％的月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠，料液比为1:6，超声处理60min，其中超生功率为220W，去上清，沉淀用无菌水漂洗；期间检测鱿鱼墨囊处理前后的脂肪含量；
3)酶解蛋白：将pH值为8.0，浓度为0.08mol/L的磷酸氢二钠—磷酸二氢钾缓冲液加至步骤2)所得沉淀中，料液比为3.5g/ml，搅拌均匀后调节温度至50℃，加入3.8％的杨梅叶蛋白酶反应1.25h，调节缓冲液pH值至5.5，待析出沉淀后去上清，沉淀用无菌水漂洗后烘干即可；期间检测鱿鱼墨囊处理前后的蛋白质含量。
实施例3
一种墨黑色素提取的新方法，所述墨黑色素提取的新方法包括以下步骤：
1)微波去除多糖：将乌贼墨囊洗净捣碎，以50r/min速度旋转并施予150uW/cm2紫外照射8min，以1:16的料液比加入无菌水，450W功率下微波辐射12.5min，离心去上清，取沉淀；期间检测鱿鱼墨囊处理前后的糖含量；
2)超声去除脂肪：在步骤1)所得沉淀中加入浓度为1.65％的月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠，料液比为1:5，超声处理50min，其中超生功率为200W，去上清，沉淀用无菌水漂洗；期间检测鱿鱼墨囊处理前后的脂肪含量；
3)酶解蛋白：将pH值为8.5，浓度为0.08mol/L的磷酸氢二钠—磷酸二氢钾缓冲液加至步骤2)所得沉淀中，料液比为4.5g/ml，搅拌均匀后调节温度至55℃，加入4.4％的杨梅叶蛋白酶反应1.5h，调节缓冲液pH值至6.1，待析出沉淀后去上清，沉淀用无菌水漂洗后烘干即可；期间检测鱿鱼墨囊处理前后的蛋白质含量。
采用常规方法检测墨黑色素提取过程中糖、脂肪及蛋白质含量的变化，去除率见表1，计算公式如下：
糖去除率(％)＝(处理前糖含量-处理后糖含量)/处理前糖含量×100
脂肪去除率(％)＝(处理前脂肪含量-处理后脂肪含量)/处理前脂肪含量×100
蛋白质去除率(％)＝(处理前蛋白质含量-处理后蛋白质含量)/处理前蛋白质含量×100
表1实施例1-3墨黑色素提取的新方法中糖、脂肪、蛋白质的去除率
从表1可知实施例1-3的糖去除率在89.3％以上，脂肪去除率在92.5％以上，蛋白质去除率在96.1％以上，表明本发明提供的墨黑色素提取新方法能够较为彻底的去除膜囊中的糖、脂肪和蛋白质杂质，得到高纯度的墨黑色素。

Claims (6)

1.一种墨黑色素提取的新方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)微波去除多糖：将头足纲动物墨囊洗净捣碎，紫外旋转照射5～8min，以1:12～16的料液比加入无菌水，300～450W功率下微波辐射10～15min，离心去上清，取沉淀；
2)超声去除脂肪：在步骤1)所得沉淀中加入浓度为1.5％～1.8％的月桂醇聚氧乙烯醚羧酸钠，料液比为1:4～6，超声处理40～60min，其中超生功率为180～220W，去上清，沉淀用无菌水漂洗；
3)酶解蛋白：将pH值为7.5～8.5磷酸氢二钠—磷酸二氢钾缓冲液加至步骤2)所得沉淀中，料液比为2.5～4.5g/ml，搅拌均匀后调节温度至45～55℃，加入3.2～4.4％的植物蛋白酶反应1～1.5h，调节缓冲液pH值至4.9～6.1，待析出沉淀后去上清，沉淀用无菌水漂洗后烘干即可；所述植物蛋白酶为银杏叶蛋白酶或杨梅叶蛋白酶。
2.根据权利要求1所述墨黑色素提取的新方法，其特征在于，所述步骤1)中头足纲动物为鱿鱼、章鱼或乌贼。
3.根据权利要求1所述墨黑色素提取的新方法，其特征在于，所述步骤1)中紫外照射强度为120～150uW/cm2。
4.根据权利要求1所述墨黑色素提取的新方法，其特征在于，所述步骤1)中捣碎墨囊旋转的速度为30～50r/min。
5.根据权利要求1所述墨黑色素提取的新方法，其特征在于，所述步骤3)中磷酸氢二钠—磷酸二氢钾缓冲液的浓度为0.08mol/L。
6.根据权利要求1-5任一项所述墨黑色素提取的新方法，其特征在于，所述步骤3)中沉淀烘干的温度为110～130℃。
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