CN112225777A - 一种离子液体及利用其萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离子液体及利用其萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法。该离子液体，主要由以下原料组分制得：生物碱和有机酸；有机酸选自酒石酸、水杨酸、丁二酸或苯甲酸中的至少一种；生物碱和有机酸的摩尔比为(1‑12)：(0.2‑3)。该离子液体萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法，包括以下步骤：将鳕鱼鱼籽与离子液体的水溶液混合，进行预冻和解冻，将解冻后的混合物进行破壁、搅拌和离心，上清液过滤。该离子液体对鳕鱼鱼籽蛋白质具有很好的萃取效果，萃取效率高，萃取所得的蛋白质生物活性好，稳定性好，易于存储。

Description

一种离子液体及利用其萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法

技术领域

本发明涉及一种离子液体，特别涉及利用所述离子液体提取动物蛋白质的方法，具体的，涉及一种离子液体及利用其萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法。

背景技术

动物蛋白质营养价值高，而鱼类蛋白质是一种十分重要的动物蛋白质。在中国，鳕鱼主要产于渤海、黄海及东海北部，是北方沿海出产的海洋经济鱼种之一，鳕鱼肉质鲜美、营养丰富，可以活血祛癖；鳔可以补血止血；鳕鱼的骨可以治脚气；鳕鱼胰腺含有大量的胰岛素；鳕鱼的肝脏可用于提取鱼肝油，然后鲟鱼鱼籽的价值高，但并没有被充分利用，往往只是简单食用，造成鲟鱼鱼籽的不充分利用，甚至导致浪费。随着食品、药品生产技术及其它科学技术的进步，人们对鱼类蛋白质的认识逐渐深化，目前已经从鱼类中得到多种具有功能性的食品添加剂，如胶原蛋白、多肽和低聚肽等。研究发现，鱼籽蛋白质具有多种生物学功能，例如抗氧化、降血压、抗菌以及医药方面均有良好的表现。蛋白质的萃取效率极大影响着鲟鱼鱼籽蛋白质的利用与开发。

目前萃取鱼籽蛋白质的方法主要是通过水溶剂进行萃取，但该方法存在的问题有很多，诸如其萃取效率不高、萃取得到的蛋白质稳定性差，蛋白质易变性失活等。而且，针对不同的品种鱼，采用的萃取方法的不同，其萃取效果也存在明显差别。鳕鱼营养价值丰富，特别是鳕鱼鱼籽蛋白质价值高，但现有技术中并无高效提取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法。

因此，希望提供一种能高效萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法，且萃取得到的蛋白质生物活性好及稳定性好，易于存储，是十分有必要的。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种离子液体及利用其萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法，利用本发明所述的离子液体萃取鳕鱼鱼籽蛋白质具有萃取效率高，萃取所得的蛋白质生物活性好，稳定性好，易于存储。

本发明构思：因为不同的天然酸、碱具有不同的性质，天然酸与碱之间形成了特定的化合物(盐)，这些化合物(盐)具有提高蛋白萃取的独特性质(不同的盐作用效果不同，筛选这些酸、碱以及盐类是本领域的工作重点及难点)。另外，从不同的动物中萃取蛋白质，由于动物种类不同，萃取效果也存在明显差异。本发明选用特定的酸和碱以特定的比例混合，制得离子液体，利用该离子液体对鳕鱼鱼籽蛋白质具有很好的萃取效果，萃取效率高，萃取所得的蛋白质生物活性好，稳定性好，易于存储。

因此，本发明的第一方面提供一种离子液体。

具体的，一种离子液体，主要由以下原料组分制得：生物碱和有机酸；所述有机酸选自酒石酸、水杨酸、丁二酸或苯甲酸中的至少一种；所述生物碱和有机酸的摩尔比为(1-12)：(0.2-3)。

具体的，一种离子液体的制备过程为：将生物碱与有机酸按照摩尔比为(1-12)：(0.2-3)的比例搅拌混合制得；所述有机酸选自酒石酸、水杨酸、丁二酸或苯甲酸中的至少一种。

优选的，所述生物碱选自甜菜碱、茶碱、咖啡碱、咪唑、苦参碱或左旋肉碱中的至少一种。

优选的，所述生物碱与有机酸按照摩尔比为(1-10)：(0.3-2.8)的比例搅拌混合。

优选的，所述搅拌混合的过程中还包括旋转。旋转使得搅拌混合更为均匀。

发明所述离子液体是一种既可以对水溶性成分又可以对脂溶性成分进行提取，它具有无毒、无害以及萃取后的混合物中不需要去除所述离子液体的特性，可以直接应用于不同的方向，因此，利用离子液体对鳕鱼鱼籽中的多肽进行高效萃取，且萃取的蛋白质保持高的活性。

本发明的第二方面提供一种利用上述离子液体萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法。

具体的，利用上述离子液体萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法，包括以下步骤：

将鳕鱼鱼籽与离子液体的水溶液混合，进行预冻和解冻，将解冻后的混合物进行破壁、搅拌和离心，取上清液过滤，取滤液。

优选的，所述离子液体的水溶液中，离子液体的质量浓度为1-100％；进一步优选的，离子液体的质量浓度为60-100％。

优选的，所述离子液体的水溶液的pH为4-11。调pH所用的酸或碱选自制备所述离子液体用到的生物碱或有机酸。

优选的，所述鳕鱼鱼籽与制得的离子液体的水溶液按照质量比为(2-35)：(10-120)的比例混合；进一步优选的，鳕鱼鱼籽与制得的离子液体的水溶液按照质量比为(3-30)：(15-110)的比例混合；更优选的，鳕鱼鱼籽与制得的离子液体的水溶液按照质量比为(12-20)：(25-100)的比例混合。

优选的，所述预冻的温度为-20至-80℃；进一步优选的，所述预冻的温度为-25至-60℃。

优选的，所述解冻的温度为10至35℃；进一步优选的，所述解冻的温度为15至25℃。

优选的，所述预冻和解冻的过程重复进行1-15次；进一步优选的，所述预冻和解冻的过程重复进行3-10次。

优选的，所述搅拌的条件为：在转速为1200-8000r/min的条件下搅拌1-50min；进一步优选的，所述搅拌的条件为在转速为2200-7000r/min的条件下搅拌10-40min。

优选的，所述离心的条件为：在转速为7500-15000r/min的条件下离心1-40min；进一步优选的，所述离心的条件为在转速为8500-12000r/min的条件下离心1-30min。

所得滤液含有鳕鱼鱼籽蛋白质，需要在-20℃至4℃的条件下保存。

本发明的第三方面提供上述离子液体在提取动物蛋白质领域中的应用。

相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

(1)本发明选用特定的酸和碱以特定的比例混合，制得离子液体，利用该离子液体对鳕鱼鱼籽蛋白质具有很好的萃取效果，萃取效率高，萃取所得的蛋白质生物活性好，稳定性好，易于存储。

(2)本发明利用离子液体萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的过程简单，适合工业化量产，也能大大提高鳕鱼鱼籽的利用价值。

具体实施方式

为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案，现列举以下实施例进行说明。需要指出的是，以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。

以下实施例中所用的原料、试剂或装置如无特殊说明，均可从常规商业途径得到，或者可以通过现有已知方法得到。

实施例1：离子液体的制备及利用其萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法

一种离子液体，主要由以下原料组分制得：将左旋肉碱与酒石酸按照摩尔比为1：1的比例搅拌、旋转混合制得。

利用上述离子液体萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法，包括以下步骤：

将10g鳕鱼鱼籽与30g上述离子液体混合，进行预冻和解冻，预冻的温度为-20℃，解冻的温度为25℃，预冻和解冻的过程重复进行6次，将解冻后的混合物破壁，在转速为6000r/min的条件下搅拌15min，然后在转速为10000r/min的条件下离心15min，取上清液过滤，取滤液，即可，所得滤液含有鳕鱼鱼籽蛋白质，在-20℃至4℃的条件下保存。

实施例2：离子液体的制备及利用其萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法

一种离子液体，主要由以下原料组分制得：将苦参碱与水杨酸按照摩尔比为5：1的比例搅拌、旋转混合制得。

利用上述离子液体萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法，包括以下步骤：

将15g鳕鱼鱼籽与60g上述离子液体混合，进行预冻和解冻，预冻的温度为-80℃，解冻的温度为25℃，预冻和解冻的过程重复进行8次，将解冻后的混合物破壁，在转速为5000r/min的条件下搅拌10min，然后在转速为12000r/min的条件下离心20min，取上清液过滤，取滤液，即可，所得滤液含有鳕鱼鱼籽蛋白质，在-20℃至4℃的条件下保存。

实施例3：离子液体的制备及利用其萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法

一种离子液体，主要由以下原料组分制得：将茶碱与丁二酸按照摩尔比为10：1的比例搅拌、旋转混合制得。

利用上述离子液体萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法，包括以下步骤：

将30g鳕鱼鱼籽与130g上述离子液体的水溶液(离子液体的水溶液中离子液体的质量浓度为70％)混合，进行预冻和解冻，预冻的温度为-15℃，解冻的温度为25℃，预冻和解冻的过程重复进行12次，将解冻后的混合物破壁，在转速为6000r/min的条件下搅拌40min，然后在转速为10000r/min的条件下离心20min，取上清液过滤，取滤液，即可，所得滤液含有鳕鱼鱼籽蛋白质，在-20℃至4℃的条件下保存。

对比例1

与实施例1相比，对比例1中将实施例1中的酒石酸用苹果酸代替，其余组分和制备方法与实施例1相同，最终制得的含有鳕鱼鱼籽蛋白质的滤液。

对比例2

与实施例1相比，对比例2中的离子液体的制备过程中还加入乙二醇，乙二醇与左旋肉碱的摩尔比为1:1，其余组分和制备方法与实施例1相同，最终无法制得含鳕鱼鱼籽蛋白质的滤液，因为，在加入乙二醇后，鳕鱼鱼籽蛋白质容易部分沉淀出来。

对比例3

与实施例1相比，对比例3中用去离子水来萃取鳕鱼鱼籽蛋白质，最终制得的含有鳕鱼鱼籽蛋白质的滤液(即对比例3中不使用离子液体)。

产品效果测试

1.萃取效率测定

最终获得的滤液中的蛋白质浓度可用来衡量不同实施例和对比例对鳕鱼鱼籽蛋白质的萃取效率(蛋白质浓度越高，表明萃取效率越高)，用BCA试剂盒(市售的常见测定蛋白质的试剂盒)对实施例1-3和对比例1、对比例3制得的滤液(滤液用质量浓度为1％的氯化钠溶液稀释10倍)中的蛋白质含量进行测定，直接测定562nm的吸光值，根据标准曲线计算出滤液中蛋白质的含量，结果如表1所示。

表1：滤液中蛋白质含量

从表1可以看出，实施例1-3制得的滤液中蛋白质的含量明显高于对比例1和对比例3制得的滤液中蛋白质的含量，从实施例1和对比例3的结果可以看出，使用实施例1制得的离子液体萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的萃取效率相对于用去离子水萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的效率高12倍，表明用本发明的离子液体萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的萃取效率高。

2.滤液中蛋白质活性测定

将实施例1制得的滤液用质量浓度为1％的氯化钠溶液稀释30倍，然后测试稀释后的滤液对羟基自由基、DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)和ABTS(2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)的清除率，以及对TYR(酪氨酸酶)和HA(透明质酸酶)活性的抑制率进行了测定，结果如表2所示。

表2：滤液中蛋白质活性测定结果

从表2可以看出，实施例1制得的滤液稀释30倍后对羟基自由基、DPPH和ABTS的清除率分别为111％(111％是相对维生素C而言的，例如滤液的清除率是63％，而维生素C的清除率是57％，把维生素C的效率看成是100％，那么滤液的相对清除率是63％÷57％＝111％)、59％和62％，对酪氨酸酶活性的抑制率为51％，对透明质酸酶活性的抑制率为47％。10μg/mL的维生素C对羟基自由基、DPPH和ABTS的清除率分别为100％、52％和53％，280μg/mL的熊果苷对酪氨酸酶活性的抑制率为48％，31mg/mL的甘草酸二钾水合物对透明质酸酶活性的抑制率为49％。由此可知，本发明实施例1制得的滤液对羟基自由基、DPPH和ABTS的清除率高，对酪氨酸酶活性和透明质酸酶活性的抑制率也十分可观，表明实施例1制得的滤液中蛋白质的活性良好。

3.滤液中蛋白质稳定性测试

以实施例1制得的滤液对DPPH和ABTS的清除率，以及对TYR和HA活性的抑制率为基准，然后将实施例1制得的滤液分别在-20℃下储存14天，在4℃下储存14天，再测试其对羟基自由基、DPPH和ABTS的清除率，以及对TYR和HA活性的抑制率，结果如表3所示(表3中的负数表示相对于未保存前对羟基自由基、DPPH和ABTS的清除率的降低值，对TYR和HA活性的抑制率的降低值)。

表3：稳定性测试结果

从表3可以看出，实施例1制得的滤液在-20℃下储存14天后，其活性均比在4℃储存的活性要好。实施例1制得的滤液在-20℃下储存14天后，其对羟基自由基、DPPH和ABTS的清除率分别下降了11％、4％和4.5％，对TYR和HA活性抑制率分别下降了2％和3％；而实施例1制得的滤液在4℃下储存14天后，其对DPPH和ABTS的清除率分别下降了27％、11％和9％，对TYR和HA活性抑制率分别下降了6％和7％。总体而言，实施例1制得的滤液稳定性好，易于保存。另外，对比例3制得的滤液在4℃的环境下保存1个月后出现浑浊沉淀现象，实施例1制得的滤液在4℃的环境下保存1个月后依然澄清透明，稳定性良好。

Claims (10)

1.一种离子液体，其特征在于，主要由以下原料组分制得：生物碱和有机酸；所述有机酸选自酒石酸、水杨酸、丁二酸或苯甲酸中的至少一种；所述生物碱和有机酸的摩尔比为(1-12)：(0.2-3)。

2.根据权利要求1所述的离子液体，其特征在于，所述生物碱选自甜菜碱、茶碱、咖啡碱、咪唑、苦参碱或左旋肉碱中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的离子液体，其特征在于，所述生物碱与有机酸按照摩尔比为(1-10)：(0.3-2.8)的比例搅拌混合。

4.一种萃取鳕鱼鱼籽蛋白质的方法，其特征在于，使用权利要求1-3中任一项所述的离子液体，并具体包括以下步骤：

将鳕鱼鱼籽与所述离子液体的水溶液混合，进行预冻和解冻，将解冻后的混合物进行破壁、搅拌和离心，上清液过滤。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述离子液体的水溶液中，所述离子液体的质量浓度为1-100％。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述离子液体的水溶液的pH为4-11。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述鳕鱼鱼籽与离子液体的水溶液按照质量比为(2-35)：(10-120)的比例混合。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预冻的温度为-20至-80℃；所述解冻的温度为10至35℃；所述预冻和解冻的过程重复进行1-15次。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述搅拌的条件为：在转速为1200-8000r/min的条件下搅拌1-50min；所述离心的条件为：在转速为7500-15000r/min的条件下离心1-40min。

10.权利要求1-3中任一项所述的离子液体在提取动物蛋白质领域中的应用。