從螺旋藻中提取藻膽蛋白的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種從螺旋藻中提取藻膽蛋白的方法，向螺旋藻藻泥中加入水制成螺旋藻細(xì)胞懸液，然后進行超聲處理，得到螺旋藻破壁液，破壁液經(jīng)離心取上清，依次用0.8μm和0.45μm的濾膜過濾，得到藻藍(lán)蛋白粗提液，粗提液再依次經(jīng)過分子截留量為300KD和100KD的超濾膜包超濾，收集該分子段的濾液，該濾液經(jīng)冷凍干燥即得藻膽蛋白粉。本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)提取藻藍(lán)蛋白使用化學(xué)試劑的缺點，制劑無殘留，環(huán)境無污染。藻膽蛋白的提取率大于80％，藻膽蛋白的含量>60％，藻藍(lán)蛋白的純度>1.5。整個工藝過程安全可靠，快捷高效。本方法與傳統(tǒng)方法比較，在使用層析之前就能獲得較高藻藍(lán)蛋白的含量，該純度的藻膽蛋白不僅滿足了食品和化妝品行業(yè)的要求，還可以應(yīng)用于醫(yī)藥保健等方面。
【專利說明】從螺旋藻中提取藻膽蛋白的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物化工領(lǐng)域，具體地說，涉及一種從螺旋藻中提取藻膽蛋白的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]螺旋藻包含多種生物活性物質(zhì)，其營養(yǎng)價值得到了廣泛的應(yīng)用。作為螺旋藻中的主要活性色素蛋白，即藻膽蛋白，又包含藻藍(lán)蛋白、別藻藍(lán)蛋白以及藻紅蛋白。藻膽蛋白不僅可以作為天然色素廣泛應(yīng)用于食品、化妝品、染料等工業(yè)，而且由于其具有強烈的熒光性，藻膽蛋白又可以開發(fā)成熒光試劑用于醫(yī)學(xué)診斷、免疫化學(xué)及生物工程等領(lǐng)域。同時因為藻膽蛋白具有明顯的抗氧化，抗炎癥，提高機體免疫力，促進動物細(xì)胞再生，抑制癌細(xì)胞的作用等生物活性，因此藻膽蛋白還可以制成食品和藥品用于醫(yī)療保健。已有的研究均表明藻膽蛋白具有良好的應(yīng)用開發(fā)前景。
[0003]目前螺旋藻中藻膽蛋白的提取方法包括很多，CN1268516A公開的方法中雖然采用鮮藻但是要對鮮藻進行脫水處理，然后采用凍融的方法提出藻藍(lán)蛋白，然后用板框過濾，最后用分子截留量為100KD的超濾膜出去分子量為十萬道爾頓以下的小分子，最后采用羥基磷石灰柱層析純化，整個過程比較繁瑣，使用設(shè)備太多，不便工業(yè)化生產(chǎn)。CN1027316545A中公開的方法主要是用微濾加等電點的方法從螺旋藻粉中提取藻藍(lán)蛋白，其結(jié)構(gòu)遭到部分損傷，仍含有許多雜蛋白，其藻膽蛋白含量也只有30%左右，而且由于含量低得到的藻藍(lán)蛋白粉末為綠色不顯藍(lán)色，其應(yīng)用價值不高。CN103613661A公開的方法雖然制得的藻藍(lán)蛋白純度>4.0,但是處理較為繁瑣，需對螺旋藻前處理、層析脫色、羥基磷石灰提純、脫鹽、濃縮步驟，工藝復(fù)雜，這樣的藻藍(lán)蛋白純度與實際應(yīng)用脫節(jié)，食品和化妝品應(yīng)用方面不需要如此高的純度；而用作生物制劑又純度太低，不適合實際應(yīng)用。CN102993297A公開的方法中采用PEG20000/Na2S04雙水相體系萃取，操作相對簡單，但是該方法最后要對藻藍(lán)蛋白透析脫鹽，加大了時間成本，同時所用的化學(xué)試劑較多，廢液處理較為麻煩，容易對環(huán)境造成二次污染。CN102329381A公開的方法中采用凍融加超聲破碎的提取方法，采用硫酸銨鹽析提純，提取過程使用了大量的化學(xué)試劑，且用羥基磷石灰柱梯度洗脫的步驟工藝較為復(fù)雜，而且單位時間的產(chǎn)量較低，難以實現(xiàn)工業(yè)化大批量的生產(chǎn)。以上方法存在的共同缺陷是或多或少使用了化學(xué)試劑，均會對環(huán)境存在潛在的污染，提取技術(shù)操作相對簡單的，所得到的藻藍(lán)蛋白含量低，提取相對高含量藻藍(lán)蛋白的技術(shù)操作又過于復(fù)雜，難以實現(xiàn)工業(yè)化的大批量的生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種不使用任何化學(xué)試劑，適合于工業(yè)化生產(chǎn)的從螺旋藻中提取藻藍(lán)蛋白的方法。
[0005]為了實現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明的一種從螺旋藻中提取藻膽蛋白的方法，包括以下步驟:
[0006]I)按照料液比g:mL為1:1_2向螺旋藻藻泥中加入水并攪拌均勻，或者按照料液比g:mL為1:15-20向螺旋藻藻粉按中加入水并攪拌均勻，制成螺旋藻細(xì)胞懸液；
[0007]2)對螺旋藻細(xì)胞懸液進行超聲處理，得到螺旋藻破壁液；
[0008]3)螺旋藻破壁液經(jīng)離心，取上清，依次用0.8 μ m和0.45 μ m的濾膜過濾上清，得到操監(jiān)蛋白粗提液；
[0009]4)室溫下將藻藍(lán)蛋白粗提液經(jīng)過分子截留量為300KD超濾膜包超濾，操作壓力為0-0.3MP，收集濾液，再將濾液經(jīng)過100KD的超濾膜包過濾，操作壓力為0-0.3MP，收集濾液，得到藻膽蛋白精提取液；
[0010]5)藻膽蛋白精提取液經(jīng)過冷凍干燥即得藻膽蛋白粉。
[0011]前述的方法，步驟2)中超聲的功率為700W-1600W，超聲時間為30_90min。
[0012]前述的方法，還包括在用濾膜過濾之前，對步驟3)中所述上清加水稀釋的步驟。優(yōu)選上清加水稀釋10倍。
[0013]前述的方法，螺旋藻藻泥是從藻池中撈出，不經(jīng)過任何沖洗和干燥處理的步驟。
[0014]本發(fā)明中使用的水為純凈水、蒸餾水或礦物質(zhì)水。
[0015]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0016]本發(fā)明提供的從螺旋藻中提取高含量藻膽蛋白的方法，原料來源廣泛，操作方法簡捷易行，對環(huán)境友好，藻膽蛋白含量高，提高了經(jīng)濟效益，經(jīng)過了實驗室放大設(shè)備的驗證。得到的藻藍(lán)蛋白純度A62(i/A28(i>1.5，藻膽蛋白含量在60%以上，不僅提高了藻藍(lán)蛋白的純度，提取制備過程中，溶劑僅使用水，綠色無污染、無殘留，確保了食用安全性和使用安全性，并且與傳統(tǒng)技術(shù)相比省去了柱層析的步驟，節(jié)約了生產(chǎn)成本。同時本方法不添加任何的化學(xué)試劑，避免使用傳統(tǒng)的化學(xué)試劑在生產(chǎn)過程中排出的廢液，對環(huán)境造成污染，制取方便，成本低廉。并且該方法對螺旋藻原料本身要求較低，減少了因為螺旋藻粉不合格而造成的浪費現(xiàn)象。

【具體實施方式】
[0017]以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段，所用原料均為市售商品。
[0018]以下實施例中涉及的料液比為g:mL。
[0019]實施例1從螺旋藻中提取藻膽蛋白的方法
[0020]包括以下步驟:
[0021](I)收集新鮮的螺旋藻藻泥250g，按照料液比為1:1加入蒸餾水并攪拌均勻。
[0022](2)將步驟(I)中得到的螺旋藻細(xì)胞懸浮液進行超聲處理，超聲的功率為1400W，超聲時間為30min，得到螺旋藻破壁液。
[0023](3)將步驟⑵中得到的螺旋藻破壁液經(jīng)過離心分離取上清液，稀釋10倍，依次用0.8 μ m和0.45 μ m的濾膜過濾上清液，得到藻藍(lán)蛋白粗提液。
[0024](4)將步驟(3)中的藻藍(lán)蛋白粗提液經(jīng)過分子截留量為300KD超濾膜包超濾，收集300KD以下的濾液，操作壓力為0-0.3MP，溫度為室溫；再將300KD以下的濾液經(jīng)過100KD的超濾膜包過濾，收集100KD以上的濾液，操作壓力為0-0.3MP，溫度為室溫，得到藻膽蛋白精提取液。
[0025](5)將步驟(4)中的藻膽蛋白精提液經(jīng)過冷凍干燥得到藻膽蛋白粉。根據(jù)SNT1113-2002標(biāo)準(zhǔn)，測得藻膽蛋白粉末中藻膽蛋白含量為58.4%，藻膽蛋白的提取率大于80%，藻藍(lán)蛋白純度>1.5。
[0026]實施例2從螺旋藻中提取藻膽蛋白的方法
[0027]包括以下步驟:
[0028](I)收集新鮮的螺旋藻藻粉5g，按照料液比為1: 20加入蒸餾水并攪拌均勻。
[0029](2)將步驟⑴中得到的螺旋藻細(xì)胞懸浮液進行超聲處理，超聲的功率為700W，超聲時間為30min，得到螺旋藻破壁液。
[0030](3)將步驟⑵中得到的螺旋藻破壁液經(jīng)過離心分離取上清液，稀釋10倍，依次用0.8 μ m和0.45 μ m的濾膜過濾上清液，得到藻藍(lán)蛋白粗提液。
[0031](4)將步驟(3)中的藻藍(lán)蛋白粗提液經(jīng)過分子截留量為300KD超濾膜包超濾，收集300KD以下的濾液，操作壓力為0-0.3MP，溫度為室溫；再將300KD以下的濾液經(jīng)過100KD的超濾膜包過濾，收集100KD以上的濾液，操作壓力為0-0.3MP，溫度為室溫，得到藻膽蛋白精提取液。
[0032](5)將步驟(4)中的藻膽蛋白精提液經(jīng)過冷凍干燥得到藻膽蛋白粉。根據(jù)SNT1113-2002標(biāo)準(zhǔn)，測得藻膽蛋白粉末中藻膽蛋白含量為51.6%，藻膽蛋白的提取率大于80%，藻藍(lán)蛋白純度>1.5。
[0033]實施例3從螺旋藻中提取藻膽蛋白的方法
[0034]包括以下步驟:
[0035](I)收集新鮮的螺旋藻藻泥l(xiāng)OOOg，按照料液比為1:1加入蒸餾水并攪拌均勻。
[0036](2)將步驟(I)中得到的螺旋藻細(xì)胞懸浮液進行超聲處理，超聲的功率為1400W，超聲時間為75min，得到螺旋藻破壁液。
[0037](3)將步驟⑵中得到的螺旋藻破壁液經(jīng)過離心分離取上清液，稀釋10倍，依次用0.8 μ m和0.45 μ m的濾膜過濾上清液，得到藻藍(lán)蛋白粗提液。
[0038](4)將步驟(3)中的藻藍(lán)蛋白粗提液經(jīng)過分子截留量為300KD超濾膜包超濾，收集300KD以下的濾液，操作壓力為0-0.3MP，溫度為室溫；再將300KD以下的濾液經(jīng)過100KD的超濾膜包過濾，收集100KD以上的濾液，操作壓力為0-0.3MP，溫度為室溫，得到藻膽蛋白精提取液。
[0039](5)將步驟(4)中的藻膽蛋白精提液經(jīng)過冷凍干燥得到藻膽蛋白粉。根據(jù)SNTl113-2002標(biāo)準(zhǔn)，測得藻膽蛋白粉末中藻膽蛋白含量為70.3%，藻膽蛋白的提取率大于85%，藻藍(lán)蛋白純度>2.4。
[0040]實施例4從螺旋藻中提取藻膽蛋白的方法
[0041]包括以下步驟:
[0042](I)收集新鮮的螺旋藻藻粉5g，按照料液比為1:18加入蒸餾水并攪拌均勻。
[0043](2)將步驟(I)中得到的螺旋藻細(xì)胞懸浮液進行超聲處理，超聲的功率為700W，超聲時間為30min，得到螺旋藻破壁液。
[0044](3)將步驟⑵中得到的螺旋藻破壁液經(jīng)過離心分離取上清液，稀釋10倍，依次用0.8 μ m和0.45 μ m的濾膜過濾上清液，得到藻藍(lán)蛋白粗提液。
[0045](4)將步驟(3)中的藻藍(lán)蛋白粗提液經(jīng)過分子截留量為300KD超濾膜包超濾，收集300KD以下的濾液，操作壓力為0-0.3MP，溫度為室溫；再將300KD以下的濾液經(jīng)過100KD的超濾膜包過濾，收集10KD以上的濾液，操作壓力為0-0.3MP，溫度為室溫，得到藻膽蛋白精提取液。
[0046](5)將步驟(4)中的藻膽蛋白精提液經(jīng)過冷凍干燥得到藻膽蛋白粉，測得藻膽蛋白粉末中藻膽蛋白含量為50.6%，藻膽蛋白的提取率大于80%，藻藍(lán)蛋白純度>1.3。
[0047]實施例5從螺旋藻中提取藻膽蛋白的方法
[0048]包括以下步驟:
[0049](I)收集新鮮的螺旋藻藻粉5g，按照料液比為1:18加入蒸餾水并攪拌均勻。
[0050](2)將步驟(I)中得到的螺旋藻細(xì)胞懸浮液進行超聲處理，超聲的功率為900W，超聲時間為30min，得到螺旋藻破壁液。
[0051](3)將步驟⑵中得到的螺旋藻破壁液經(jīng)過離心分離取上清液，稀釋10倍，依次用0.8 μ m和0.45 μ m的濾膜過濾上清液，得到藻藍(lán)蛋白粗提液。
[0052](4)將步驟(3)中的藻藍(lán)蛋白粗提液經(jīng)過分子截留量為300KD超濾膜包超濾，收集300KD以下的濾液，操作壓力為0-0.3MP，溫度為室溫；再將300KD以下的濾液經(jīng)過100KD的超濾膜包過濾，收集100KD以上的濾液，操作壓力為0-0.3MP，溫度為室溫，得到藻膽蛋白精提取液。
[0053](5)將步驟(4)中的藻膽蛋白精提液經(jīng)過冷凍干燥得到藻膽蛋白粉。根據(jù)SNT1113-2002標(biāo)準(zhǔn)，測得藻膽蛋白粉末中藻膽蛋白含量為48.9%，藻膽蛋白的提取率大于80%，藻藍(lán)蛋白純度>1.3。
[0054]實施例6從螺旋藻中提取藻膽蛋白的方法
[0055]包括以下步驟:
[0056](I)收集新鮮的螺旋藻藻泥l(xiāng)OOOg，按照料液比為1:1加入蒸餾水并攪拌均勻。
[0057](2)將步驟(I)中得到的螺旋藻細(xì)胞懸浮液進行超聲處理，超聲的功率為1500W，超聲時間為60min，得到螺旋藻破壁液。
[0058](3)將步驟⑵中得到的螺旋藻破壁液經(jīng)過離心分離取上清液，稀釋10倍，依次用0.8 μ m和0.45 μ m的濾膜過濾上清液，得到藻藍(lán)蛋白粗提液。
[0059](4)將步驟(3)中的藻藍(lán)蛋白粗提液經(jīng)過分子截留量為300KD超濾膜包超濾，收集300KD以下的濾液，操作壓力為0-0.3MP，溫度為室溫；再將300KD以下的濾液經(jīng)過100KD的超濾膜包過濾，收集100KD以上的濾液，操作壓力為0-0.3MP，溫度為室溫，得到藻膽蛋白精提取液。
[0060](5)將步驟(4)中的藻膽蛋白精提液經(jīng)過冷凍干燥得到藻膽蛋白粉。根據(jù)SNTl113-2002標(biāo)準(zhǔn)，測得藻膽蛋白粉末中藻膽蛋白含量為57.3%，藻膽蛋白的提取率大于80%，藻藍(lán)蛋白純度>1.5。
[0061]由上述結(jié)果可知，本發(fā)明提供的方法能夠從螺旋藻中提取出高含量的藻膽蛋白。
[0062]雖然，上文中已經(jīng)用一般性說明及具體實施方案對本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對之作一些修改或改進，這對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進，均屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
【權(quán)利要求】
1.從螺旋藻中提取藻膽蛋白的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)按照料液比g:mL為1:1-2向螺旋藻藻泥中加入水并攪拌均勻，或者按照料液比g:mL為1:15-20向螺旋藻藻粉按中加入水并攪拌均勻，制成螺旋藻細(xì)胞懸液； 2)對螺旋藻細(xì)胞懸液進行超聲處理，得到螺旋藻破壁液； 3)螺旋藻破壁液經(jīng)離心，取上清，依次用0.8 μ m和0.45 μ m的濾膜過濾上清，得到藻藍(lán)蛋白粗提液； 4)室溫下將藻藍(lán)蛋白粗提液經(jīng)過分子截留量為300KD超濾膜包超濾，操作壓力為0-0.3MP，收集濾液，再將濾液經(jīng)過100KD的超濾膜包過濾，操作壓力為0-0.3MP，收集濾液，得到藻膽蛋白精提取液； 5)藻膽蛋白精提取液經(jīng)過冷凍干燥即得藻膽蛋白粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中超聲的功率為700W-1600W，超聲時間為30-90min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括在用濾膜過濾之前，對步驟3)中所述上清加水稀釋的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，上清加水稀釋10倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的方法，其特征在于，所述的水為純凈水、蒸餾水或礦物質(zhì)水。
【文檔編號】C07K1/14GK104292327SQ201410509405
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月28日
【發(fā)明者】李博生, 李鐵棟 申請人:北京林業(yè)大學(xué)