CN109259215A - 一种海参活性物质及其分离提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种海参活性物质及其分离提取方法，该方法包括如下步骤：将海参粉碎、碱液浸泡、洗涤；将洗涤后的海参与水和微生物混合发酵，调节pH值，再向发酵后的混合物中添加蛋白酶进行反应；待反应结束后，进行加热处理、冷却、离心收集上清液；将上清液进行脱色，对脱色后的溶液进行干燥即得海参活性物质；该方法能够充分提取海参中各种有益营养物质，提高各营养物质的提取率。
Description
技术领域
本发明涉及活性物质提取领域，具体而言，涉及一种海参活性物质及其分离提取方法。
背景技术
海参，属海参纲(Holothuroidea)，是生活在海边至8000米的海洋棘皮动物。《本草纲目拾遗》中记载：海参，味甘咸，补肾，益精髓，摄小便，壮阳疗痿，其性温补，足敌人参，故名海参。海参具有提高记忆力、延缓性腺衰老，防止动脉硬化以及抗肿瘤等作用。海参不仅可以入药，也是珍贵的食品。营养成分分析表明，海参中富含多种氨基酸、蛋白质、多糖、皂苷等物质。
膳食蛋白进入体内后，被消化水解成氨基酸或小分子多肽才能够被机体利用。目前，国内外获得肽的方法有以下几种：微生物发酵法——通过控制微生物的代谢和发酵条件生产不同氨基酸排序和分子量不同的肽，此法分子量难以控制；酸碱法——用化学强酸、强碱催化蛋白质获得肽，此法工艺复杂、污染大、分子量难以控制；酶法——用生物酶催化蛋白质的方法，此法针对特定化学键进行分解，有些化学键包裹在大分子内，不能有效分解或者分解时间较长；此外，上述方法提取得到的营养物质比较单一，而且提取效率较低。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种海参活性物质的分离提取方法，该方法能够充分提取海参中各种有益营养物质，提高了海参活性物质的提取率，尤其是提高了海参多肽的提取量。
本发明的第二目的在于提供一种海参活性物质，该海参活性物质通过上述分离提取方法得到，该海参活性物质中各营养物质齐全，并且海参多肽的含量较高。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
本发明第一方面提供一种海参活性物质的分离提取方法，该方法包括如下步骤：
(1)将海参粉碎、碱液浸泡、洗涤；
(2)将洗涤后的海参与水和微生物混合发酵，调节pH值，再向发酵后的混合物中添加蛋白酶进行反应；
(3)待反应结束后，进行加热处理、冷却、离心收集上清液；
(4)将上清液进行脱色，对脱色后的溶液进行干燥即得海参活性物质。
本发明通过微生物和蛋白酶的共同作用，微生物能够对海参细胞的细胞膜等组织进行破坏，促进海参中大分子蛋白分解，使得蛋白酶酶解作用的化学位点裸露，利于蛋白酶的酶解，提高了海参中各活性物质的提取，尤其是提高了海参多肽的提取率。
在本发明中对微生物的种类不作严格限制，优选地，所述微生物包括微球菌1-2份、乳酸菌1-2份、酵母菌1-2份、放线菌1-2份和曲霉菌1-2份。
通过上述特定微生物组合，能够实现对海参的发酵降解，提高海参活性物质的提取率；此外，并通过各微生物的组合能够提高微生物对外部环境的适应性，在反应环境中保持稳态。
进一步地，所述蛋白酶选自酸性蛋白酶、碱性蛋白酶和中性蛋白酶中的任意一种；
本发明中对海参与水混合后的pH不作严格限制，优选地，所述pH根据蛋白酶的种类进行调节；具体地，所述蛋白酶为碱性蛋白酶时，调节pH值至8-10；所述蛋白酶为酸性蛋白酶时，调节pH值至2-3；所述蛋白酶为中性蛋白酶时，调节pH值至6.5-7.5。
通过对蛋白酶的具体选择以及pH值的调节，能够为蛋白酶提供最适环境，有利于提高蛋白酶的活性，促进蛋白酶对海参中蛋白质的充分酶解，提高活性物质中海参多肽的含量。
进一步地，所述海参粉碎至300目以上；优选所述海参粉碎至300-400目。通过对海参的粉碎处理，能够促进海参与微生物和蛋白酶的充分接触，提高反应效率，以及提高海参中活性物质的提取率。
进一步地，所述浸泡时间为2-4h；
进一步地，所述碱液pH值为12-13；优选地，所述碱液中的碱选自氢氧化钾、氢氧化钠和氢氧化钙中的任意一种或多种；
通过对上述浸泡溶液以及浸泡时间的限制，能够去除海参表面的油渍和钙质以及非胶原物质，利于后续对海参中活性物质的提取。
进一步地，所述水添加量为海参质量的1-1.5倍；
进一步地，所述微生物添加量为海参质量的0.01％-0.05％；
进一步地，所述蛋白酶添加量为海参质量的0.05％-0.3％；
进一步地，所述发酵温度为20-40℃；发酵时间为2-3h。
通过上述水、微生物和蛋白酶的添加量的限定，能够使得微生物与蛋白酶达到最佳的协同作用，充分促进了微生物与蛋白酶对海参中各物质的分解，提高的海参活性物质的提取量。
在本发明对反应条件不作严格限制，优选地，所述反应温度为30-60℃，反应时间为2-5h。通过上述反应条件的限制，能够提高蛋白酶和微生物的活性，能够快速充分的将海参中活性物质分解出来，提高海参中活性物质的提取率。
进一步地，所述加热处理为将反应后的溶液升温至80-90℃，并保温2-6h。通过对加热处理进行灭酶灭菌处理，使得蛋白酶失去活性并将微生物杀死，防止海参活性物质的进一步降解，并避免微生物对海参活性物质的消耗。
进一步地，所述冷却至18-22℃；所述离心转速为8000-15000r/min；离心时间为8-15min；
进一步地，所述脱色处理为采用活性炭进行脱色，再过滤收集滤液。
本发明通过离心、脱色处理，能够去除海参提取液中的固态杂质和色素，提高海参活性物质的纯度。
本发明第二方面提供一种海参活性物质，该海参活性物质采用上述的分离提取方法得到。
该海参活性物质通过上述分离提取方法得到，该海参活性物质中各营养物质齐全，并且海参多肽的含量较高，具体的所述海参多肽的含量高达87.2％-89.9％。
与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
(1)本发明通过微生物和蛋白酶的共同作用，微生物能够对海参细胞的细胞膜等组织进行破坏，能够促进海参中大分子蛋白分解，使得蛋白酶酶解作用的化学位点裸露，利于蛋白酶的酶解，利于海参中各活性物质的提取，尤其是提高了海参多肽的提取率和纯度。
(2)本发明通过对蛋白酶的具体选择以及pH值的限定，能够提高蛋白酶活性，促进蛋白酶对海参中蛋白质的充分酶解，提高活性物质中的海参多肽含量。
(3)本发明海参活性物质的提取方法中通过上述水、微生物和蛋白酶的添加量的限定，能够使得微生物与蛋白酶达到最佳的协同作用，充分促进了微生物与蛋白酶对海参中各物质的分解，提高的海参活性物质的提取量。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购买获得的常规产品。
本发明各实施例中采用的原料如下：
酸性蛋白酶：来源湖南世纪华兴生物工程有限公司；
碱性蛋白酶：来源北京澳博星生物技术有限公司；
中性蛋白酶：来源北京澳博星生物技术有限公司。
实施例1
本实施例1为一种海参活性物质的分离提取方法，该方法包括如下步骤：
(1)将100g海参粉碎至300目，并浸泡于氢氧化钾溶液中2h，其中氢氧化钾溶液的pH值为12；取出浸泡的海参采用清水洗涤，随后，置入生物反应器中；
(2)向生物反应器中添加水和微生物并在20℃条件下发酵3h，并调节pH值至7，再向生物反应器中添加中性蛋白酶，并在50℃下反应3.5h；
其中，水添加量为100ml；微生物添加量为0.01g(有效活菌数为2×108个/g)；中性蛋白酶添加量为0.05g；微生物由按菌落数计的微球菌1份、乳酸菌2份、酵母菌2份、放线菌1份和曲霉菌2份组成；
(3)反应结束后，升温至90℃，并保温2h，冷却至20℃，以8000r/min离心15min得到上清液；
(4)将对上清液进行脱色处理，脱色后的溶液进行干燥即得海参活性物质；
其中，脱色处理为采用活性炭进行脱色，再过滤收集滤液。
采用高效液相色谱法对上述得到的海参活性物质进行检测，检测得到海参活性物质中海参多肽纯度为87.2％，海参多肽的提取率为79.7％。
实施例2
本实施例2为一种海参活性物质的分离提取方法，该方法包括如下步骤：
(1)将100g海参粉碎至400目，并浸泡于氢氧化钠溶液中4h，其中氢氧化钠溶液的pH值为13，取出浸泡的海参采用清水洗涤，随后，置入生物反应器中；
(2)向生物反应器中添加水和微生物并在40℃条件下发酵2h，并调节pH值至2，再向生物反应器中添加酸性蛋白酶，并在35℃下反应5h；
其中，水添加量为100ml；微生物添加量为0.02g(有效活菌数为2×108个/g)；酸性蛋白酶添加量为0.1g；微生物由按菌落数计的微球菌2份、乳酸菌1份、酵母菌1份、放线菌2份和曲霉菌1份组成；
(3)反应结束后，升温至80℃，并保温6h，冷却至22℃，以15000r/min离心8min得到上清液；
(4)将上清液进行脱色处理，脱色后的溶液进行干燥即得海参活性物质；
其中，脱色处理为采用活性炭进行脱色，再过滤收集滤液。
采用实施例1的检测方法对上述得到的海参活性物质进行检测，检测得到海参活性物质中海参多肽的纯度为88.4％，海参多肽的提取率为79.2％。
实施例3
本实施例3为一种海参活性物质的分离提取方法，该方法包括如下步骤：
(1)将100g海参粉碎至400目，并浸泡于氢氧化钠溶液中3h，其中氢氧化溶液的pH值为12，取出浸泡的海参采用清水洗涤，随后，置入生物反应器中；
(2)向生物反应器中添加水和微生物并在30℃条件下发酵2.5h，并调节pH值至9，再向生物反应器中添加碱性蛋白酶，并在60℃下反应2h；
其中，水添加量为100ml；微生物添加量为0.05g(有效活菌数为2×108个/g)；碱性蛋白酶添加量为0.3g；微生物由按菌落数计的微球菌1份、乳酸菌1份、酵母菌1份、放线菌1份和曲霉菌1份组成；
(3)反应结束后，升温至85℃，并保温3h，冷却至18℃，以10000r/min离心10min得到上清液；
(4)将上清液进行脱色处理，脱色后的溶液进行干燥即得海参活性物质；
其中，脱色处理为采用活性炭进行脱色，再过滤收集滤液。
采用实施例1的检测方法对上述得到的海参活性物质进行检测，检测得到海参活性物质中海参多肽的纯度为89.9％，海参多肽的提取率为81.6％。
对照例1
本对照例为一种海参活性物质的分离提取方法，该方法与实施例3中的海参活性物质的分离提取方法基本相同，区别仅在于微生物中不包括酵母菌，将酵母菌替换成同等份数的乳酸菌。
采用实施例1的检测方法对上述得到的海参活性物质进行检测，检测得到海参活性物质中海参多肽的纯度为79.3％，海参多肽的提取率为72.9％。
对照例2
本对照例为一种海参活性物质的分离提取方法，该方法与实施例3中的海参活性物质的分离提取方法基本相同，区别仅在于微生物中不包括酵母菌，将酵母菌替换成同等份数的乳酸菌。
采用实施例1的检测方法对上述得到的海参活性物质进行检测，检测得到海参活性物质中海参多肽的纯度为79.3％，海参多肽的提取率为72.9％。
对照例3
本对照例为一种海参活性物质的分离提取方法，该方法与实施例3中的海参活性物质的分离提取方法基本相同，区别仅在于微生物中不包括微球菌，将微球菌替换成同等份数的放线菌。
采用实施例1的检测方法对上述得到的海参活性物质进行检测，检测得到海参活性物质中海参多肽的纯度为78.1％，海参多肽的提取率为70.6％。
对照例4
本对照例1为一种海参活性物质的分离提取方法，该方法与实施例3中的海参活性物质的分离提取方法基本相同，区别仅在于蛋白酶的含量为0.005g。
采用实施例1的检测方法对上述得到的海参活性物质进行检测，检测得到海参活性物质中海参多肽的纯度为67.8％，海参多肽的提取率为53.4％。
对照例5
本对照例1为一种海参活性物质的分离提取方法，该方法与实施例3中的海参活性物质的分离提取方法基本相同，区别仅在于步骤(2)中调节pH值为7.5。
采用实施例1的检测方法对上述得到的海参活性物质进行检测，检测得到海参活性物质中海参多肽的纯度为76.6％，海参多肽的提取率为69.4％。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种海参活性物质的分离提取方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将海参粉碎、碱液浸泡、洗涤；
(2)将洗涤后的海参与水和微生物混合发酵，调节pH值，再向发酵后的混合物中添加蛋白酶进行反应；
(3)待反应结束后，进行加热处理、冷却、离心收集上清液；
(4)将上清液进行脱色，对脱色后的溶液进行干燥即得海参活性物质。
2.根据权利要求1所述的分离提取方法，其特征在于，所述微生物包括微球菌1-2份、乳酸菌1-2份、酵母菌1-2份、放线菌1-2份和曲霉菌1-2份。
3.根据权利要求1所述的分离提取方法，其特征在于，所述蛋白酶选自酸性蛋白酶、碱性蛋白酶和中性蛋白酶中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的分离提取方法，其特征在于，所述蛋白酶为碱性蛋白酶时，调节pH值至8-10；所述蛋白酶为酸性蛋白酶时，调节pH值至2-3；所述蛋白酶为中性蛋白酶时，调节pH值至6.5-7.5。
5.根据权利要求1所述的分离提取方法，其特征在于，所述海参粉碎至300目以上；
优选地，所述浸泡时间为2-4h；
优选地，所述碱液pH值为12-13；
优选地，所述碱液中的碱选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙中的任意一种或多种。
6.根据权利要求1所述的分离提取方法，其特征在于，所述水添加量为海参质量的1-1.5倍；
优选地，所述微生物添加量为海参质量的0.01％-0.05％；
优选地，所述蛋白酶添加量为海参质量的0.05％-0.3％；
优选地，所述发酵温度为20-40℃；
优选地，所述发酵时间为2-3h。
7.根据权利要求1所述的分离提取方法，其特征在于，所述反应温度为30-60℃，反应时间为2-5h。
8.根据权利要求1所述的分离提取方法，其特征在于，所述加热处理为将反应后的溶液升温至80-90℃，并保温2-6h。
9.根据权利要求1所述的分离提取方法，其特征在于，所述冷却至18-22℃；
优选地，所述离心转速为8000-15000r/min；离心时间为8-15min；
优选地，所述脱色处理为采用活性炭进行脱色，再过滤收集滤液。
10.一种海参活性物质，其特征在于，采用权利要求1-9所述的分离提取方法得到；
优选地，所述海参活性物质包括海参多肽，所述海参多肽的含量为87.2％-89.9％。
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