一種以江蘺為原料酶法提取瓊脂、巖藻多糖和蛋白質(zhì)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以江蘺為原料酶法提取瓊脂、巖藻多糖和蛋白質(zhì)的方法，利用生物酶解技術(shù)對江蘺進(jìn)行酶解，酶解液經(jīng)濃縮后，利用等電點(diǎn)沉淀技術(shù)將蛋白質(zhì)分離出來，提蛋白后的溶液再經(jīng)乙醇沉淀分離巖藻多糖，酶解殘?jiān)?jīng)過漂白、煮膠、凍結(jié)、解凍、脫水等工序獲得高純度瓊脂產(chǎn)品。本發(fā)明突破傳統(tǒng)的堿法提膠與水浸提法提取巖藻多糖工藝的缺陷，采用生物酶解法一步實(shí)現(xiàn)瓊脂、巖藻多糖與蛋白質(zhì)的提取分離，在提高江蘺原料綜合利用價(jià)值的同時(shí)，也極大限度地實(shí)現(xiàn)了節(jié)水、節(jié)能、減排，符合國家相關(guān)政策方針。
【專利說明】一種以江蘺為原料酶法提取瓊脂、巖藻多糖和蛋白質(zhì)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋資源深加工與綜合利用領(lǐng)域，具體涉及一種以江蘺為原料酶法提取瓊脂、巖藻多糖和蛋白質(zhì)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]巖藻多糖(Fucoidin)，是一種獨(dú)特的結(jié)合有硫酸基團(tuán)的水溶性多糖，也稱褐藻多糖硫酸酯、褐藻糖膠，它是1913年由Kylin首先從掌狀海帶中提取出來的，主要存在于多種褐藻和一些海洋無脊椎動(dòng)物中。近年來，由于海藻資源逐年增多，國內(nèi)外學(xué)者對巖藻聚糖的提取、組成以及生理活性等方面進(jìn)行了大量的研究。研究表明巖藻聚糖不僅具有抗病毒，防輻射，降血脂等多種生理活性，還可作為抗氧化營養(yǎng)素，用于預(yù)防氧化應(yīng)激引起的疾病，能清除自由基、各種氧化物及致癌因子，促進(jìn)人體健康，目前已經(jīng)是海洋藥物研究的熱點(diǎn)之
一 O
[0003]瓊脂，學(xué)名瓊膠，又名洋菜、凍粉、瓊膠、燕菜精、洋粉、寒天、大菜絲，是植物膠的一種，是由麒麟菜、石花菜或江籬(屬紅藻)經(jīng)加熱至溶化后，加以冷卻凝固而成的海藻精華，為無色、無固定形狀的固體，溶于熱水。瓊脂含有豐富的膳食纖維(含量為80.9%)，蛋白質(zhì)含量高，熱量低，具有排毒養(yǎng)顏、灣火、潤腸、降血壓、降血糖和防癌作用，在食品工業(yè)中應(yīng)用廣泛，亦常用作細(xì)菌培養(yǎng)基。
[0004]江蘺體內(nèi)充滿藻膠，含膠達(dá)30%以上，是制造瓊膠的重要原料之一，廣泛應(yīng)用于工、農(nóng)、醫(yī)業(yè)，作為細(xì)菌、微生物的培養(yǎng)基。沿海群眾用其膠煮涼粉食用，也直接炒食。煮水加糖服用，具有清涼、解腸熱、養(yǎng)胃滋陰的功效。
[0005]目前國內(nèi)已有從江蘺中提取瓊脂、巖藻多糖等單一產(chǎn)品的相關(guān)研究與產(chǎn)業(yè)化實(shí)施案例，例如，專利200810029075.7超聲酸提江蘺多糖硫酸酯的方法，專利200910001265.2江蘺多糖的制備方法，但將江蘺中的絕大部分有效成分綜合利用的相關(guān)報(bào)道卻甚少；此外，現(xiàn)有瓊脂和巖藻多糖的提取工藝還沿承傳統(tǒng)工藝，不僅未充分利用海藻原料資源，還給環(huán)境污染、能源消耗帶來巨大壓力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種以江蘺為原料酶法提取瓊脂、巖藻多糖和蛋白質(zhì)的方法，本發(fā)明利用生物酶解技術(shù)將江蘺中的有效成分充分提取分離，這對實(shí)現(xiàn)海產(chǎn)資源高值化綜合利用、生產(chǎn)過程節(jié)能減耗具有重要意義。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種以江蘺為原料酶法提取瓊脂、巖藻多糖和蛋白質(zhì)的方法，其特征在于，包括如下步
驟:
(I)江蘺生物酶法預(yù)處理:將江蘺剪碎，用萬能粉碎機(jī)打成粉末狀，按原料重量加入1:8~1:14的水,室溫浸泡使之充分溶脹,然后置于40~65°C水浴中，調(diào)節(jié)浸泡液pH值為3.5~6.5，加入0.05~0.5%的纖維素酶，反應(yīng)5~8 h ;然后在上述同樣溫度下，將體系pH值調(diào)為8~10，加入0.01~0.2%的復(fù)合蛋白酶，反應(yīng)I~4 h，酶解結(jié)束后，離心分離，得到酶解液和酶解殘?jiān)y渣用水清洗兩遍，清洗液合并留作下批次浸泡使用；
(2)蛋白質(zhì)的提取:江蘺酶解液升溫到90°C保溫1(T20min，進(jìn)行滅酶活處理，然后減壓濃縮酶解液，使其中的蛋白質(zhì)含量達(dá)到2~5%，然后用稀鹽酸調(diào)節(jié)至蛋白質(zhì)等電點(diǎn)(pH=4.5~5.5)，靜置4 h以上，使蛋白質(zhì)充分析出，離心收集沉淀物，40~60°C減壓真空干燥得到蛋白質(zhì)；
(3)巖藻多糖的提取:提取蛋白質(zhì)后的酶解液，用飽和氧化鈣溶液調(diào)pH值為6.5~9，再用2~3倍體積95%的乙醇進(jìn)行醇沉，離心或過濾出沉淀，沉淀再用無水乙醇2次脫水，40~60°C烘干得到巖藻多糖；
(4)瓊脂的提取:殘?jiān)M(jìn)行漂白處理，然后迅速用水清洗殘?jiān)林行?，然后加?倍體積的水，置于90°C水浴保溫I h，趁熱過濾，濾渣再加入I倍體積的水進(jìn)行二次煮膠，合并兩次膠液，自然冷卻凝固，將凝固后的凝膠放入冰箱中冷凍24 h以上，然后室溫解凍，用清水漂洗瓊膠除去雜質(zhì)，擠干，烘干得到瓊脂。[0008]上述步驟(1)中纖維素酶的添加量優(yōu)選為0.2%，復(fù)合蛋白酶的添加量優(yōu)選為0.1%。
[0009]上述步驟(1)中中水浴加熱溫度優(yōu)選為55°C，調(diào)節(jié)浸泡液pH值為6。
[0010]上述步驟(2)中用稀鹽酸調(diào)節(jié)至蛋白質(zhì)等電點(diǎn)優(yōu)選為pH=5。
[0011]上述步驟(3)中所用乙醇均重復(fù)回收利用。
[0012]上述步驟(3)中巖藻多糖的提取率為8%~10%，醇沉物中巖藻多糖含量在40%以上。
[0013]上述步驟(4)中漂白處理為:向酶解得到的江蘺渣中加入2~4倍體積的水，用鹽酸調(diào)節(jié)PH值為2~4，加入NaClO使其中的有效氯濃度在0.05~0.3%，室溫漂白處理3~15 min。
[0014]上述步驟(4)中瓊脂提取率為27~28%。
[0015]上述步驟(4)中于40~60°C烘箱中烘干得到干燥瓊脂。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
1、本發(fā)明以江蘺為原料，通過生物酶預(yù)處理江蘺，將其中的巖藻多糖等水溶性物質(zhì)提前溶出，而瓊脂則保留在殘?jiān)?，這為后續(xù)瓊脂高提取率及產(chǎn)品品質(zhì)提供了保障。
[0017]2、瓊脂的提取過程采用90°C水浴煮膠，既可以將瓊脂充分溶出，還起到滅酶活作用，明顯高于傳統(tǒng)堿法提瓊脂得率，并且本法獲得的瓊膠強(qiáng)度和白度均較好。
[0018]3、酶解液中的巖藻多糖和蛋白質(zhì)濃度較高，提取工藝簡單、生產(chǎn)成本降低、能耗降低。
[0019]4、與傳統(tǒng)工藝相比，大大降低了水資源的消耗及污水排放量，減少了環(huán)境污染。【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以助于理解本發(fā)明的內(nèi)容。
[0021]實(shí)施例1
稱取江蘺50 g，剪碎，用萬能粉碎機(jī)打成粉末狀，加入600 mL水，室溫浸泡使之充分溶脹，然后置于55°C水浴中，調(diào)節(jié)浸泡液pH值為6,加入50 mg纖維素酶,反應(yīng)8 h ;然后在上述溫度下，將體系pH值調(diào)為9.5，加入20 mg的復(fù)合蛋白酶，反應(yīng)4 h。將酶解后的料液離心分離，得到酶解液和酶解殘?jiān)?，江蘺渣用水清洗兩遍，清洗液合并留作下批次浸泡使用。
[0022]江蘺酶解液升溫到90°C保溫10 min，進(jìn)行滅酶活處理，酶解液減壓濃縮至原有體積的1/3，然后用稀鹽酸調(diào)節(jié)至蛋白質(zhì)等電點(diǎn)pH=5.0，靜置4 h，離心收集沉淀物，40°C減壓真空干燥得到蛋白質(zhì)。提取蛋白質(zhì)后的酶解液，用飽和氧化鈣溶液調(diào)pH=6.5，再用2倍體積95%的乙醇進(jìn)行醇沉，離心分離沉淀，沉淀再用無水乙醇進(jìn)行2次脫水，40°C烘干得到巖藻多糖。得到的巖藻多糖的提取率為8.96%，醇沉物中巖藻多糖含量在44.53%。
[0023]向江蘺酶解渣中加入500 mL水，用鹽酸調(diào)節(jié)pH=2，加入NaClO 4.5 mL，充分?jǐn)嚢? min ;漂白結(jié)束后,迅速用水清洗殘洛至中性,然后加入250 mL水,置于90°C水浴煮I h,趁熱過濾，濾渣再加入100 mL水進(jìn)行二次煮膠，合并兩次膠液，自然冷卻凝固；將凝固后的凝膠放于冰箱中冷凍24 h，然后室溫解凍，用清水漂洗瓊膠除去雜質(zhì)，擠干，然后于50°C烘箱烘干，得到干燥瓊脂。瓊脂提取率為27.21%。
[0024]實(shí)施例2
稱取江蘺100 g，剪碎，用萬能粉碎機(jī)打成粉末狀，加入1000 mL水，室溫浸泡使之充分溶脹，然后置于55°C水浴中，調(diào)節(jié)浸泡液pH值為6,加入110 mg纖維素酶,反應(yīng)8 h ;然后在上述溫度下，將體系pH值調(diào)為8，加入50 mg的復(fù)合蛋白酶，反應(yīng)2 h。將酶解后的料液離心分離，得到酶解液和酶解殘?jiān)?，江蘺渣用水清洗兩遍，清洗液合并留作下批次浸泡使用。
[0025]江蘺酶解液升溫到90°C保溫15 min，進(jìn)行滅酶活處理，酶解液減壓濃縮至原有體積的1/3，然后用稀鹽酸調(diào)節(jié)至蛋白質(zhì)等電點(diǎn)pH=5.0，靜置4 h，離心收集沉淀物，40°C減壓真空干燥得到蛋白質(zhì)。提取蛋白質(zhì)后的酶解液，用飽和氧化鈣溶液調(diào)pH=7.5，再用2倍體積95%的乙醇進(jìn)行醇沉，離心分離沉淀，沉淀再用無水乙醇進(jìn)行2次脫水，50°C烘干得到巖藻多糖。得到的巖藻多糖的提`取率為9.45%，醇沉物中巖藻多糖含量在41.71%。
[0026]向江蘺酶解渣中加入600 mL水，用鹽酸調(diào)節(jié)pH=3，加入NaClO 6 mL，充分?jǐn)嚢?0min ;漂白結(jié)束后,迅速用水清洗殘洛至中性,然后加入250 mL水,置于90°C水浴煮I h,趁熱過濾，濾渣再加入110 mL水進(jìn)行二次煮膠，合并兩次膠液，自然冷卻凝固；將凝固后的凝膠放于冰箱中冷凍25 h，然后室溫解凍，用清水漂洗瓊膠除去雜質(zhì)，擠干，然后于55°C烘箱烘干，得到干燥瓊脂。瓊脂提取率為27.32%。
[0027]實(shí)施例3
稱取江蘺100 g，剪碎，用萬能粉碎機(jī)打成粉末狀，加入800 mL的水，室溫浸泡使之充分溶脹，然后置于55°C水浴中，調(diào)節(jié)浸泡液pH值為6,加入150 mg的纖維素酶,反應(yīng)6 h ;然后在上述同樣溫度下，將體系pH值調(diào)為9，加入60 mg的復(fù)合蛋白酶，反應(yīng)3 h，酶解結(jié)束后，離心分離，得到酶解液和酶解殘?jiān)?，江蘺渣用水清洗兩遍，清洗液合并留作下批次浸泡使用；江蘺酶解液升溫到90°C保溫20 min,進(jìn)行滅酶活處理，酶解液減壓濃縮至原有體積的1/3，然后用稀鹽酸調(diào)節(jié)至蛋白質(zhì)等電點(diǎn)pH=5.0，靜置5 h，離心收集沉淀物，40°C減壓真空干燥得到蛋白質(zhì)。提取蛋白質(zhì)后的酶解液，用飽和氧化鈣溶液調(diào)pH=8，再用3倍體積95%的乙醇進(jìn)行醇沉，離心分離沉淀，沉淀再用無水乙醇進(jìn)行2次脫水，55°C烘干得到巖藻多糖。巖藻多糖的提取率為9.84%，醇沉物中巖藻多糖含量在52.47%。
[0028]向江蘺酶解渣中加入700 mL水，用鹽酸調(diào)節(jié)pH=4，加入NaClO 7 mL，充分?jǐn)嚢?3min ;漂白結(jié)束后,迅速用水清洗殘洛至中性,然后加入250 mL水,置于90°C水浴煮I h,趁熱過濾，濾渣再加入120 mL水進(jìn)行二次煮膠，合并兩次膠液，自然冷卻凝固；將凝固后的凝膠放于冰箱中冷凍26 h，然后室溫解凍，用清水漂洗瓊膠除去雜質(zhì)，擠干，然后于60°C烘箱烘干，得到干燥瓊脂。瓊脂提取率為27.63%。
[0029]實(shí)施例4
稱取江蘺100 g，剪碎，用萬能粉碎機(jī)打成粉末狀，加入1400 mL的水，室溫浸泡使之充分溶脹，然后置于55°C水浴中，調(diào)節(jié)浸泡液pH值為6,加入200 mg的纖維素酶,反應(yīng)5 h ；然后在上述同樣溫度下，將體系pH值調(diào)為10，加入100 mg的復(fù)合蛋白酶，反應(yīng)I h，酶解結(jié)束后，離心分離，得到酶解液和酶解殘?jiān)y渣用水清洗兩遍，清洗液合并留作下批次浸泡使用；
江蘺酶解液升溫到90°C保溫20 min,進(jìn)行滅酶活處理，酶解液減壓濃縮至原有體積的1/3，然后用稀鹽酸調(diào)節(jié)至蛋白質(zhì)等電點(diǎn)pH=5.0，靜置5 h，離心收集沉淀物，40°C減壓真空干燥得到蛋白質(zhì)。提取蛋白質(zhì)后的酶解液，用飽和氧化鈣溶液調(diào)pH=9，再用3倍體積95%的乙醇進(jìn)行醇沉，離心分離沉淀，沉淀再用無水乙醇進(jìn)行2次脫水，60°C烘干得到巖藻多糖。得到巖藻多糖的提取率為9.95%，醇沉物中巖藻多糖含量在54.18%。
[0030]向江蘺酶解渣中加入800 mL水，用鹽酸調(diào)節(jié)pH=4，加入NaClO 8 mL，充分?jǐn)嚢?5min ;漂白結(jié)束后，迅速用水清洗殘洛至中性，然后加入400 mL水，置于90°C水浴煮I h，趁熱過濾，濾渣再加入150 mL水進(jìn)行二次煮膠，合并兩次膠液，自然冷卻凝固；將凝固后的凝膠放于冰箱中冷凍26 h，然后室溫解凍，用清水漂洗瓊膠除去雜質(zhì)，擠干，然后于60°C烘箱烘干，得到干燥瓊脂。瓊脂提取率為`28.02%。
【權(quán)利要求】
1.一種以江蘺為原料酶法提取瓊脂、巖藻多糖和蛋白質(zhì)的方法，其特征在于，包括如下步驟: (1)江蘺生物酶法預(yù)處理:將江蘺剪碎，用萬能粉碎機(jī)打成粉末狀，按原料重量加入1:8~1:14的水,室溫浸泡使之充分溶脹,然后置于40~65°C水浴中，調(diào)節(jié)浸泡液pH值為3.5~6.5，加入0.05~0.5%的纖維素酶，反應(yīng)5~8 h ;然后在上述同樣溫度下，將體系pH值調(diào)為8~10，加入0.01~0.2%的復(fù)合蛋白酶，反應(yīng)I~4 h，酶解結(jié)束后，離心分離，得到酶解液和酶解殘?jiān)y渣用水清洗兩遍，清洗液合并留作下批次浸泡使用； (2)蛋白質(zhì)的提取:江蘺酶解液升溫到90°C保溫1(T20min，進(jìn)行滅酶活處理，然后減壓濃縮酶解液，使其中的蛋白質(zhì)含量達(dá)到2~5%，然后用稀鹽酸調(diào)節(jié)至蛋白質(zhì)等電點(diǎn)(pH=4.5~5.5)，靜置4 h以上，使蛋白質(zhì)充分析出，離心收集沉淀物，40~60°C減壓真空干燥得到蛋白質(zhì)； (3)巖藻多糖的提取:提取蛋白質(zhì)后的酶解液，用飽和氧化鈣溶液調(diào)pH值為6.5~9，再用2~3倍體積95%的乙醇進(jìn)行醇沉，離心或過濾出沉淀,沉淀再用無水乙醇2次脫水，40~60°C烘干得到巖藻多糖； (4)瓊脂的提取:殘?jiān)M(jìn)行漂白處理，然后迅速用水清洗殘?jiān)林行裕缓蠹尤?倍體積的水，置于90°C水浴保溫I h，趁熱過濾，濾渣再加入I倍體積的水進(jìn)行二次煮膠，合并兩次膠液，自然冷卻凝固，將凝固后的凝膠放入冰箱中冷凍24 h以上，然后室溫解凍，用清水漂洗瓊膠除去雜質(zhì)，擠干，烘干得到瓊脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以江蘺為原料酶法提取瓊脂、巖藻多糖和蛋白質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(1)中纖維素酶的添加量優(yōu)選為0.2%，復(fù)合蛋白酶的添加量優(yōu)選為 0.1%。
3.根據(jù)權(quán)利要`求1所述的一種以江蘺為原料酶法提取瓊脂、巖藻多糖和蛋白質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(1)中水浴加熱溫度優(yōu)選為55°C，調(diào)節(jié)浸泡液pH值為6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以江蘺為原料酶法提取瓊脂、巖藻多糖和蛋白質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(2)中用稀鹽酸調(diào)節(jié)至蛋白質(zhì)等電點(diǎn)優(yōu)選為pH=5。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以江蘺為原料酶法提取瓊脂、巖藻多糖和蛋白質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(3)中所用乙醇均重復(fù)回收利用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以江蘺為原料酶法提取瓊脂、巖藻多糖和蛋白質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(3)中巖藻多糖的提取率為8%~10%，醇沉物中巖藻多糖含量在40%以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以江蘺為原料酶法提取瓊脂、巖藻多糖和蛋白質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(4)中漂白處理為:向酶解得到的江蘺渣中加入2~4倍體積的水，用鹽酸調(diào)節(jié)PH值為2~4，加入NaClO使其中的有效氯濃度在0.05~0.3%，室溫漂白處理3~15 min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以江蘺為原料酶法提取瓊脂、巖藻多糖和蛋白質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(4)中瓊脂提取率為27~28%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種以江蘺為原料酶法提取瓊脂、巖藻多糖和蛋白質(zhì)的方法，其特征在于，所述步驟(4)中于40~60°C烘箱中烘干得到干燥瓊脂。
【文檔編號】C08B37/12GK103694374SQ201310694077
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】任憲君, 孫來娣, 張秋艷 申請人:青島福創(chuàng)環(huán)境科技有限公司