CN106117383B - 利用虾夷扇贝加工副产物生产低聚肽和糖胺聚糖的方法 - Google Patents

利用虾夷扇贝加工副产物生产低聚肽和糖胺聚糖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种利用虾夷扇贝加工副产物生产低聚肽和糖胺聚糖的方法，包括以下步骤：取虾夷扇贝液，加入复合蛋白酶酶解，煮沸灭酶，离心收集清液；加入NaOH溶液调节pH，加入双氧水脱色；采用纳滤膜分离收集截留液和透过液；将透过液浓缩、干燥，得到虾夷扇贝低聚肽粉；向截留液中加水，调节pH，离心；加入三氯乙酸，离心；浓缩，冷冻干燥，得到虾夷扇贝糖胺聚糖粉。本发明方法以虾夷扇贝加工副产物为原材料分解提取虾夷扇贝中低聚肽和糖胺聚糖，实现虾夷扇贝加工副产物的高值化利用，提高虾夷扇贝的整体利用率，充分利用自然资源，避免环境污染与资源浪费。

Description

利用虾夷扇贝加工副产物生产低聚肽和糖胺聚糖的方法
技术领域
本发明涉及低聚肽和糖胺聚糖的制备技术领域，更具体地说，涉及一种利用虾夷扇贝加工副产物生产低聚肽和糖胺聚糖的方法。
背景技术
虾夷扇贝是近年来贝类水产品的重要品种，其闭壳肌蛋白质构成特殊，据分析每百克含有63.7g蛋白质、15g糖类、3g脂肪、47mg钙、886mg磷、2.9mg铁。近十几年，研究者们从扇贝、翡翠贻贝、近江牡蛎、马氏珠母贝、菲律宾蛤仔、毛蚶、波纹巴非蛤、缢蛏等贝类中提取了糖胺聚糖，并对其进行了一系列理化性质研究，其生理活性的研究多集中于抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、增强免疫力等方面。肽是蛋白质水解的中间产物，通常，将由2～10个氨基酸构成的称为低聚肽，将由11～50个氨基酸组成的称为多肽。在物质构成上，肽与蛋白质有同质性，却具有不同于氨基酸和蛋白质的独特的生理功能，尤其是低聚肽。科学研究表明，人体吸收蛋白质的主要形式是以肽的形式吸收。低聚肽可以以完整的形式百分之百被人体吸收，海洋源蛋白质有海洋矿物质资源的优势，是优质的低聚肽蛋白质源。
虾夷扇贝主要食用其贝柱，在加工贝柱过程中会产生大量以脏器为主的加工副产物，约占整个虾夷扇贝质量的30％，加工副产物中含有丰富的脂肪酸和蛋白，这些加工副产物并未得到充分的开发利用就被当做废弃物处理掉，造成了大量的资源浪费和环境污染。
发明内容
本发明的目的在于以虾夷扇贝加工副产物为原材料分解提取虾夷扇贝中低聚肽和糖胺聚糖，实现虾夷扇贝加工副产物的高值化利用，提高虾夷扇贝的整体利用率，充分利用自然资源，避免环境污染与资源浪费。
为达到上述目的，本发明提供了一种利用虾夷扇贝加工副产物生产低聚肽和糖胺聚糖的方法，包括以下步骤：
S1、取虾夷扇贝液，加入复合蛋白酶，用质量浓度为10％的盐酸调节pH至2～6，在40～60℃条件下酶解2～5h；酶解结束后，煮沸10～20min灭酶，冷却至室温；离心，收集清液，即为扇贝酶解液；
所述虾夷扇贝液为虾夷扇贝裙边制成的浆液或虾夷扇贝的蒸煮液；
所述复合蛋白酶的组成及质量配比为：胃蛋白酶:胰蛋白酶:枯草杆菌蛋白酶＝3～5:3～5:2～4；所述复合蛋白酶的加入量为所述虾夷扇贝液质量的0.1～0.5％；
S2、向步骤S1制得的扇贝酶解液中加入质量浓度为10％的NaOH溶液，调节pH至9.5，加入质量浓度为30％的双氧水，升温至50℃搅拌脱色4h，得到脱色酶解液；
所述加入的双氧水的体积为所述扇贝酶解液体积的0.1～0.5％；
S3、采用截留分子量为2000～8000Da的纳滤膜分离步骤S2制得的脱色酶解液，分别收集截留液和透过液；
S4、将步骤S3收集的透过液采用电渗析装置处理去除无机离子，而后，使用双效蒸发浓缩至可溶性固形物含量占浓缩液总质量的20～40％，喷雾干燥，得到虾夷扇贝低聚肽粉；
S5、向步骤S3收集的截留液中加入所述截留液5～8倍质量的水，用质量浓度为10％的盐酸调节pH至2.0，搅拌10min、静置20min后，离心，收集离心清液；向所述离心清液中加入质量浓度10％的NaOH溶液调节pH至7.0，搅拌10min、静止20min后，进行第二次离心，收集第二次离心清液；向所述离心清液中加入离心液体积10～20％质量浓度为5％三氯乙酸溶液，进行第三次离心，收集第三次离心清液；将所述第三次离心清液使用双效蒸发浓缩至可溶性固形物含量占浓缩液总质量的20～40％，冷冻干燥，得到虾夷扇贝糖胺聚糖粉。
优选方式下，步骤S1所述虾夷扇贝裙边制成的浆液的具体制作方法为：取虾夷扇贝裙边，搅碎、制浆，得到扇贝浆液；向所述扇贝浆液中加入所述扇贝浆液2～6倍质量的水，40℃搅拌自溶3～4h，得到虾夷扇贝液。
优选方式下，步骤S1所述离心过程采用摇摆型管式分离机，离心机转速为10000～20000r/min。
优选方式下，步骤S4所述电渗析的操作条件为：电压10～100V，进所述透过液流速1.0～1.55吨/小时，浓水流速1.0～1.60吨/小时，电极冷却水流速0.5～1.0吨/小时。
优选方式下，步骤S5所述离心过程用摇摆型管式分离机，离心机转速为10000～20000r/min。
本发明的有益效果是：
1、本发明方法制备工艺设计合理、生产安全性高、无有害化学添加剂、产品质量高，适合工业化生产，为利用虾夷扇贝加工副产物高值化生产提供可能。
2、本发明方法通过纳滤膜的物理工艺分离小分子肽，确保2000Da小分子肽的含量，纳米级的低聚肽在食用时，由于分子量小，不会产生抗原性，且具有抗氧化和清除自由基的功能，能够有效的增强人体抗衰老、抗疾病的能力，可让人放心食用。
3、纳滤膜分离后的透过液中除含有低聚肽外，还含有无机离子，本发明采用电渗析设备去除肽液中的无机离子和可能原料虾受到污染后的重金属离子去除，提高产品的安全性。
4、纳滤膜截留液中主要以糖胺聚糖为主，利用等电点去除蛋白质的方法，结合三氯乙酸沉淀大分子杂质，提高了糖胺聚糖的纯度。
综上，本发明方法以虾夷扇贝加工副产物为原材料，进行虾夷扇贝低聚肽的制备和糖胺聚糖的提取，实现虾夷扇贝加工副产物的高值化利用；同时，为抗肿瘤、抗血栓新型海洋药物先导化合物的开发提供新原料，为海洋新型药物的开发提供先导化合物，为水产品加工副产物的综合开发利用幵辟新途径，实现节能减排、循环经济的目标。
具体实施方式
以下实例是对本发明的进一步说明。
实施例1
一种利用虾夷扇贝加工副产物制备扇贝低聚肽和糖胺聚糖的方法，包括以下步骤：
(1)以虾夷扇贝裙边为原料，取扇贝边200kg用绞肉机制备成匀浆液；
(2)匀浆液放入反应罐中，加入匀浆液5倍重量蒸馏水，40℃自溶3h，得到虾夷扇贝液；
(3)加入虾夷扇贝液重量0.2％的复合蛋白酶，用质量浓度10％HCl调节pH 3，45℃条件下酶解4h，所述的复合蛋白酶的质量配比如下，胃蛋白酶:胰蛋白酶:枯草杆菌蛋白酶＝4:4:2。
(4)酶解结束后煮沸灭酶15min，冷却到室温，采用摇摆型管式分离机16000r/min离心，弃去杂质，收集清液；
(5)用质量浓度10％的NaOH调节清液调节pH至9.5，加入清液体积0.2％双氧水，双氧水质量浓度为30％，50℃脱色4h；
(6)将所得脱色清液经分离范围为3000Da纳滤膜分离，得到截留液和透过液。
(7)透过液经过电渗析装置去除无机离子，电压75V，进透过液流速1.5吨/小时，浓水流速1.52吨/小时，电极冷却水流速0.8吨/小时；去离子后的透过液使用双效蒸发浓缩至可溶性固形物含量占浓缩液总质量30％，进行喷雾干燥得虾夷扇贝低聚肽粉。
(8)截留液放入反应罐中，加入截留液6倍质量的水，用质量浓度10％HCl调节pH调至2.0，搅拌10min后静止20min，用摇摆型管式分离机16000r/min离心，取清液返回反应罐中用质量浓度10％的NaOH调节清液pH至7.0，搅拌10min后静止20min，用摇摆型管式分离机16000r/min离心，取清液返回反应罐中加入离心液体积15％质量浓度为5％的三氯乙酸，用摇摆型管式分离机16000r/min离心，所得离心清液使用双效蒸发浓缩至可溶性固形物含量占浓缩液质量35％，进行冷冻干燥得虾夷扇贝糖胺聚糖粉。
本实施例制得低聚肽粉10.4kg，凯氏定氮仪测定蛋白含量为65.1％，其中，用高效液相色谱法测分子量小于2000Da的小肽含量占总蛋白量的95％；制得糖胺聚糖粉1.98kg，利用硫酸-间羟联苯法测扇贝边原料中糖胺聚糖含量为2.47％，按照获得糖胺聚糖粉1.98kg，收率为1.98/(200*2.47％)＝0.401，糖胺聚糖收率为40.1％。
实施例2
一种利用虾夷扇贝加工副产物制备扇贝低聚肽和糖胺聚糖的方法，包括以下步骤：
(1)以虾夷扇贝蒸煮液为原料；
(2)取虾夷扇贝蒸煮液4吨放入反应罐中，搅拌10min。
(3)加入虾夷扇贝蒸煮液重量0.2％复合蛋白酶，用质量浓度10％HCl调节pH至3，45℃条件下酶解4h，所述的复合蛋白酶的质量配比如下，胃蛋白酶：胰蛋白酶：枯草杆菌蛋白酶＝4:3:3。
(4)酶解结束后煮沸灭酶15min，冷却到室温，采用摇摆型管式分离机16000r/min离心，弃去杂质，收集清液；
(5)用质量浓度10％NaOH调节清液调节pH至9.5，加入清液体积0.2％双氧水，双氧水质量浓度为30％，50℃脱色4h；
(6)将所得脱色清液经分离范围为3000Da纳滤膜分离，得到截留液和透过液。
(7)透过液经过电渗析装置去除无机离子，电压75V，进透过液流速1.5吨/小时，浓水流速1.52吨/小时，电极冷却水流速0.8吨/小时，去离子后的透过液使用双效蒸发浓缩至可溶性固形物含量占浓缩液质量30％，进行喷雾干燥得虾夷扇贝低聚肽粉。
(8)截留液放入反应罐中，加入截留液6倍质量的水，用质量浓度为10％的HCl调节pH至2.0，搅拌10min后静止20min，用摇摆型管式分离机16000r/min离心，取清液返回反应罐中，用质量浓度10％的NaOH调节清液pH至7.0，搅拌10min后静止20min，用摇摆型管式分离机16000r/min离心，取清液返回反应罐中加入离心液体积10％质量浓度为5％的三氯乙酸，用摇摆型管式分离机16000r/min离心，收集离心液，使用双效蒸发浓缩至可溶性固形物含量占浓缩液质量35％，进行冷冻干燥得虾夷扇贝糖胺聚糖粉。
本实施例制得低聚肽粉10kg，凯氏定氮仪测得所得低聚肽粉中蛋白含量为51.2％，其中，高效液相色谱法测定分子量小于2000Da的小肽含量占总蛋白量的92％；制得糖胺聚糖粉1.85kg，利用硫酸-间羟联苯法测扇贝边蒸煮液中糖胺聚糖含量为0.10％，按照获得糖胺聚糖粉1.85kg，收率为1.85/(4000*0.10％)＝0.462，糖胺聚糖收率为46.2％。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种利用虾夷扇贝加工副产物生产低聚肽和糖胺聚糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、取虾夷扇贝液，加入复合蛋白酶，用质量浓度为10％的盐酸调节pH至2～6，在40～60℃条件下酶解2～5h；酶解结束后，煮沸10～20min灭酶，冷却至室温；离心，收集清液，即为扇贝酶解液；
所述虾夷扇贝液为虾夷扇贝裙边制成的浆液或虾夷扇贝的蒸煮液；
所述复合蛋白酶的组成及质量配比为：胃蛋白酶:胰蛋白酶:枯草杆菌蛋白酶＝3～5:3～5:2～4；所述复合蛋白酶的加入量为所述虾夷扇贝液质量的0.1～0.5％；
S2、向步骤S1制得的扇贝酶解液中加入质量浓度为10％的NaOH溶液，调节pH至9.5，加入质量浓度为30％的双氧水，升温至50℃搅拌脱色4h，得到脱色酶解液；
所述加入的双氧水的体积为所述扇贝酶解液体积的0.1～0.5％；
S3、采用截留分子量为2000～8000Da的纳滤膜分离步骤S2制得的脱色酶解液，分别收集截留液和透过液；
S4、将步骤S3收集的透过液采用电渗析装置处理去除无机离子，而后，使用双效蒸发浓缩至可溶性固形物含量占浓缩液总质量的20～40％，喷雾干燥，得到虾夷扇贝低聚肽粉；
S5、向步骤S3收集的截留液中加入所述截留液5～8倍质量的水，用质量浓度为10％的盐酸调节pH至2.0，搅拌10min、静置20min后，离心，收集离心清液；向所述离心清液中加入质量浓度10％的NaOH溶液调节pH至7.0，搅拌10min、静止20min后，进行第二次离心，收集第二次离心清液；向所述离心清液中加入离心液体积10～20％的质量浓度为5％三氯乙酸溶液，进行第三次离心，收集第三次离心清液；将所述第三次离心清液使用双效蒸发浓缩至可溶性固形物含量占浓缩液总质量的20～40％，冷冻干燥，得到虾夷扇贝糖胺聚糖粉。
2.根据权利要求1所述利用虾夷扇贝加工副产物生产低聚肽和糖胺聚糖的方法，其特征在于，步骤S1所述虾夷扇贝裙边制成的浆液的具体制作方法为：取虾夷扇贝裙边，搅碎、制浆，得到扇贝浆液；向所述扇贝浆液中加入所述扇贝浆液2～6倍质量的水，40℃搅拌自溶3～4h，得到虾夷扇贝液。
3.根据权利要求1所述利用虾夷扇贝加工副产物生产低聚肽和糖胺聚糖的方法，其特征在于，步骤S1所述离心过程采用摇摆型管式分离机，离心机转速为10000～20000r/min。
4.根据权利要求1所述利用虾夷扇贝加工副产物生产低聚肽和糖胺聚糖的方法，其特征在于，步骤S4所述电渗析的操作条件为：电压10～100V，进所述透过液流速1.0～1.55吨/小时，浓水流速1.0～1.60吨/小时，电极冷却水流速0.5～1.0吨/小时。
5.根据权利要求1所述利用虾夷扇贝加工副产物生产低聚肽和糖胺聚糖的方法，其特征在于，步骤S5所述离心过程用摇摆型管式分离机，离心机转速为10000～20000r/min。
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