CN109956950A - 一种从猪血中提取血红蛋白肽和血红素的联产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从猪血中提取血红蛋白肽和血红素的联产工艺，是以猪血为原料，经过血球液制备、溶血、酶解、超滤、纳滤、抽提、喷雾干燥制血红蛋白肽和血红素。本发明利用现代生物与生化集成技术，制定出猪血提取血红蛋白肽和血红素的联产工艺，实现了猪血的综合利用和高值化开发，无浪费，无污染，适合大规模工业化生产。

Description

一种从猪血中提取血红蛋白肽和血红素的联产工艺
技术领域
本发明涉及猪血深加工技术领域，尤其涉及一种从猪血中提取血红蛋白肽和血红素的联产工艺。
背景技术
我国是养猪大国，生猪产量接近世界的50%，每年生猪屠宰量达到6亿头，年产猪血约200万吨。猪血中含有多种营养成分，如蛋白质、氨基酸、维生素、糖类、脂类、矿物元素等，其中鲜猪血蛋白质含量高达20%，是最大的动物性蛋白质资源。目前，国内规模化屠宰厂（场）的猪血基本上都被动物血加工企业集中收集并通过简单的初级加工生产血降蛋白粉和血球蛋白粉，用于饲料工业。其中血球蛋白粉由于血红蛋白分子量大，不易被动物消化吸收，营养价值不高，而且易造成环境污染，经济附加值低，很难大范围推广应用。血红蛋白肽是利用生物酶解技术将大分子血红蛋白裂解成小分子肽段，含有多肽、寡肽、小肽和氨基酸等多种易于吸收利用的营养成分，从而改善了产品的营养特性，提高了产品营养价值和经济附加值。
血红素是由原卟啉与一个铁原子构成的配位化合物，主要存在于动物的血红蛋白和肌红蛋白中。血红素能以卟啉铁的方式直接被肠粘膜上皮细胞吸收，不受植酸根等抑制因素的影响，且生物利用率高，不会产生任何消化道不适症状，是理想的生态补铁剂，被广泛的应用于食品保健品领域。血红素主要从动物血（猪血、牛血、羊血等）中提取，其制取方法很多，概括起来主要有有机溶剂抽提法、羧甲基纤维素吸附法和酶制取法。有机溶剂抽提法得到的血红素铁纯度高，提取率高，但是需要大量有机溶剂，而且存在有机溶剂污染，对环境危害大，工艺复杂，生产成本高等问题；羧甲基纤维素吸附法制取的血红素铁性质稳定，没有有机溶剂污染，但是得到的是血红素铁和羧甲基纤维素的混合物，产品纯度低；酶法制取血红素由于不用有机试剂，是最环保的一种方法，但是目前生产技术不太成熟，产品收率较低、纯度低，限制了它的工业化生产。
近年来国内一些科研工作者在开展猪血深加工技术方面做了许多尝试，并取得了一些进步，其中不少已申请了发明专利。例如，CN200610034691.2公开了一种猪血血红蛋白生物酶解制备低分子肽及氨基酸的方法，ZL200610080022.9公开了一种用表面活性剂提取氯化血红素的方法。但是，现有技术方案都是单产血红蛋白粉或血红素的单一工艺方法，生产成本高昂，经济效益和社会效益低下，难以产业化推广应用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有技术的不足，提供一种原料廉价易得，操作简便，成本低廉，无污染，综合效益显著的从猪血中提取血红蛋白肽和血红素的联产工艺。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现的：一种从猪血中提取血红蛋白肽和血红素的联产工艺，包括以下步骤：
（1）猪血球液制备：采集经抗凝处理的新鲜猪血，离心分离，收集血红细胞，即得到血球液；
（2）溶血：往血球液中加入其体积1倍的去离子水，不断搅拌溶血60min，得到溶血液；
（3）酶解：调节溶血液PH值至8.0-8.5，加入蛋白酶，在45-50℃温度下酶解8-10h，将酶解液升温至85℃灭酶10分钟，即得到酶解液；
（4）离心：将酶解液进行高速离心，分别收集上清液和沉淀，备用；
（5）超滤：将步骤（4）收集的上清液经截留分子量为5000Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液；
（6） 纳滤：将收集的超滤透过液，用截留分子量为200Da的纳滤膜进行纳滤浓缩，收集浓缩液；
（7）喷雾干燥：将所得到的纳滤浓缩液进行喷雾干燥，得到猪血红蛋白肽粉；
（8）抽提：取步骤（4）所得沉淀，加入其体积5倍的酸性丙酮，搅拌30min，6000r/min离心10min，收集上清液；
（9）分离：调整步骤（8）所得上清液pH值至5.0，按加入1%的醋酸钠，搅拌均匀后静置30min，6000r/min离心10min，收集沉淀；
（10）干燥：将步骤（9）所得沉淀，用去离子水以及无水乙醇洗涤，在50℃-60℃下真空干燥，即得血红素。
上述步骤（1）中所述的离心分离是采用管式离心机连续分离，离心转速大于10000r/min。
上述步骤（3）所述的蛋白酶酶活力为200000-250000U/ml，蛋白酶的添加量为血球液重量的0.1-0.5%。
上述步骤（4）所述的高速离心是采用管式离心机分离，离心转速大于10000r/min。
上述步骤（8）所述的酸性丙酮为3%(v/v)盐酸丙酮溶液。
通过实施上述技术方案，本发明具有如下的有益效果：
（1）本发明的方法利用蛋白酶将大分子血红蛋白水解成水溶性的氨基酸和小分子肽段，水解效率高。
（2）本发明采用猪血为原料，应用酶解、超滤、纳滤、喷雾干燥、有机溶剂抽提等现代生物与生化集成技术，在同一生产工艺流程中，制定出联合提取血红蛋白肽和血红素的联产工艺。该联产工艺未见同类专利报导。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步详细的说明，但是本发明的实施方式并不局限于此实施例表示的范围。
实施例1
（1）血球液制备：采集经抗凝处理的新鲜猪血500L，用管式离心机连续离心分离得到230L血球液和270L血浆液，收集血球液，血浆液经喷雾干燥制成血浆蛋白粉；
（2）溶血：将血球液泵入反应罐中，加入230L的去离子水，不断搅60min，使血球破碎，搅拌速度为30r/min，制得溶血液460L；
（3）酶解：继续搅拌下将溶血液加热升温至50℃，用NaOH溶液调节其PH值至8.0，随后添加血球液重量0.2%的蛋白酶，搅拌下保温酶解8h后， 85℃灭酶10分钟，得到酶解液；
（4）离心：将酶解液进行高速离心，分别收集上清液和沉淀，备用；
（5）超滤：将收集的上清液经截留分子量为5000Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液；
（6） 纳滤：将收集的超滤透过液，用截留分子量为200Da的纳滤膜进行纳滤浓缩，收集浓缩液；
（7）喷雾干燥：将所得到的纳滤浓缩液进行喷雾干燥，得到猪血红蛋白肽粉46公斤；
（8）抽提：取步骤（4）所得沉淀，往其中加入其体积5倍的酸性丙酮，搅拌30min，6000r/min离心10min，收集上清液；
（9）分离：调整步骤（8）所得上清液pH值至5.0，加入1%的醋酸钠，搅拌均匀后静置30min，6000r/min离心10min，收集沉淀；
（10）干燥：将步骤（9）所得沉淀，用去离子水以及无水乙醇洗涤，在50℃-60℃下真空干燥，得到血红素1.98公斤，经检测血红素纯度为86.8%。
实施例2
1）血球液制备：采集经抗凝处理的新鲜猪血1000L，用管式离心机连续离心分离得到480L血球液和520L血浆液，收集血球液，血浆液经喷雾干燥制成血浆蛋白粉；
（2）溶血：将血球液泵入反应罐中，加入500L的去离子水，不断搅60min，使血球破碎，搅拌速度为30r/min，制得溶血液980L；
（3）酶解：继续搅拌下将溶血液加热升温至45℃，用NaOH溶液调节其PH值至8.5，随后添加血球液重量0.5%的蛋白酶，搅拌下保温酶解8h后， 85℃灭酶10分钟，得到酶解液；
（4）离心：将酶解液进行高速离心，分别收集上清液和沉淀，备用；
（5）超滤：将收集的上清液经截留分子量为5000Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液；
（6） 纳滤：将收集的超滤透过液，用截留分子量为200Da的纳滤膜进行纳滤浓缩，收集浓缩液；
（7）喷雾干燥：将所得到的纳滤浓缩液进行喷雾干燥，得到猪血红蛋白肽粉95公斤；
（8）抽提：取步骤（4）所得沉淀，往其中加入其体积5倍的酸性丙酮，搅拌30min，6000r/min离心10min，收集上清液；
（9）分离：调整步骤（8）所得上清液pH值至5.0，加入1%的醋酸钠，搅拌均匀后静置30min，6000r/min离心10min，收集沉淀；
（10）干燥：将步骤（9）所得沉淀，用去离子水以及无水乙醇洗涤，在50℃-60℃下真空干燥，得到血红素4.47公斤， 经检测血红素纯度为88.3%。
实施例3
1）血球液制备：采集经抗凝处理的新鲜猪血1000L，用管式离心机连续离心分离得到440L血球液和560L血浆液，收集血球液，血浆液经喷雾干燥制成血浆蛋白粉；
（2）溶血：将血球液泵入反应罐中，加入460L的去离子水，不断搅60min，使血球破碎，搅拌速度为30r/min，制得溶血液900L；
（3）酶解：继续搅拌下将溶血液加热升温至48℃，用NaOH溶液调节其PH值至8.3，随后添加血球液重量0.3%的蛋白酶，搅拌下保温酶解9h后， 85℃灭酶10分钟，得到酶解液；
（5）超滤：将收集的上清液经截留分子量为5000Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液；
（6） 纳滤：将收集的超滤透过液，用截留分子量为200Da的纳滤膜进行纳滤浓缩，收集浓缩液；
（7）喷雾干燥：将所得到的纳滤浓缩液进行喷雾干燥，得到猪血红蛋白肽粉102公斤；
（8）抽提：取步骤（4）所得沉淀，往其中加入其体积5倍的酸性丙酮，搅拌30min，6000r/min离心10min，收集上清液；
（9）分离：调整步骤（8）所得上清液pH值至5.0，加入1%的醋酸钠，搅拌均匀后静置30min，6000r/min离心10min，收集沉淀；
（10）干燥：将步骤（9）所得沉淀，用去离子水以及无水乙醇洗涤，在50℃-60℃下真空干燥，得到血红素4.12公斤，经检测血红素纯度为85.6%。

Claims (5)

1.一种从猪血中提取血红蛋白肽和血红素的联产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）猪血球液制备：采集经抗凝处理的新鲜猪血，离心分离，收集血红细胞，即得到血球液；
（2）溶血：往血球液中加入其体积1倍的去离子水，不断搅拌溶血60min，得到溶血液；
（3）酶解：调节溶血液PH值至8.0-8.5，加入蛋白酶，在45-50℃温度下酶解8-10h，将酶解液升温至85℃灭酶10分钟，即得到酶解液；
（4）离心：将酶解液进行高速离心，分别收集上清液和沉淀，备用；
（5）超滤：将步骤（4）收集的上清液经截留分子量为5000Da的超滤膜装置进行超滤，收集透过液；
（6） 纳滤：将收集的超滤透过液，用截留分子量为200Da的纳滤膜进行纳滤浓缩，收集浓缩液；
（7）喷雾干燥：将所得到的纳滤浓缩液进行喷雾干燥，得到猪血红蛋白肽粉；
（8）抽提：取步骤（4）所得沉淀，加入其体积5倍的酸性丙酮，搅拌30min，6000r/min离心10min，收集上清液；
（9）分离：调整步骤（8）所得上清液pH值至5.0，按加入1%的醋酸钠，搅拌均匀后静置30min，6000r/min离心10min，收集沉淀；
（10）干燥：将步骤（9）所得沉淀，用去离子水以及无水乙醇洗涤，在50℃-60℃下真空干燥，即得血红素。
2.根据权利要求1所述的一种从猪血中提取血红蛋白肽和血红素的联产工艺，其特征在于：步骤（1）中所述的离心分离是采用管式离心机连续分离，离心转速大于10000r/min。
3.根据权利要求1所述的一种从猪血中提取血红蛋白肽和血红素的联产工艺，其特征在于：步骤（3）所述的蛋白酶酶活力为200000-250000U/ml，蛋白酶的添加量为血球液重量的0.1-0.5%。
4.根据权利要求1所述的一种从猪血中提取血红蛋白肽和血红素的联产工艺，其特征在于：步骤（4）所述的高速离心是采用管式离心机分离，离心转速大于10000r/min。
5.根据权利要求1所述的一种从猪血中提取血红蛋白肽和血红素的联产工艺，其特征在于：步骤（8）所述的酸性丙酮为3%(v/v)盐酸丙酮溶液。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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