水酶法制备南极磷虾油及其微胶囊和低氟南极磷虾肽的方法
【专利摘要】本发明公开了一种水酶法制备南极磷虾油及其微胶囊和低氟南极磷虾肽的方法，以南极磷虾原料热处理、匀浆后酶解，离心后的酶解液可分为4层，由上至下分别为游离油层+乳层Ⅰ、水层、乳层Ⅱ、残渣层。收集游离油层+乳层Ⅰ和乳层Ⅱ，以其为芯材，阿拉伯胶和明胶加热混合溶液为壁材，乳化、均质后经喷雾干燥制得南极磷虾微胶囊。水层经陶瓷膜过滤后，滤液经真空浓缩，再喷雾干燥获得低氟南极磷虾肽粉。本发明绿色环保，无溶剂残留，避免了溶剂法造成的溶残等不安全因素，克服了超临界流体萃取法中脂质组成萃取不完全的问题；而且本发明分别获得南极磷虾油、南极磷虾微胶囊和低氟南极磷虾肽，丰富磷虾油产品的种类。
【专利说明】水酶法制备南极磷虾油及其微胶囊和低氟南极磷虾肽的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及南极磷虾的深加工技术，更具体地说，涉及一种水酶法制备南极磷虾油及其微胶囊和低氟南极磷虾肽的方法。
【背景技术】
[0002]南极磷奸(Euphausia superba),是地球上数量最大,繁衍最成功的单种生物资源之一。据联合国粮农组织公布的数据，南极磷虾的生物量约1.25-7.25亿吨，年可捕捞量在1300万吨以上，是重要的潜在渔业资源。近年来，随着世界性传统渔业资源的逐渐衰竭，以及200海里专属经济区的提出，使南极水域中巨大的南极磷虾资源受到一些远洋渔业发达国家的关注。我国自2009年开始对南极磷虾进行探捕，2013年的捕捞量已超过2万吨。南极磷虾资源开发已上升为国家战略。南极磷虾油富含磷脂型多不饱和脂肪酸及虾青素，具有抑制肝脂肪化、抗过敏、抗氧化、降血脂、降血糖及心脏保护等活性，具有较高的开发利用价值。
[0003]干基南极磷虾的油脂含量约在10-20%之间，虾油中富含以DHA和EPA为代表的omega-3多不饱和脂肪酸。目前，对南极磷虾资源的开发以利用其蛋白质为主，而对南极磷虾油的开发利用尚不充分，南极磷虾油产品种类较少。现阶段提取南极磷虾油的主要方法为溶剂浸出法。单一有机溶剂浸出时，提取效率较低，国外在浸提南极磷虾油时多采用一种强极性有机溶剂和一种弱极性有机溶剂搭配分步浸提，这种方法称为“两步法”。两步法虽然可以提高浸提效率，但也存在操作过程繁琐、有机溶剂使用量大、有机溶剂分离、回收困难等问题。此外，有机溶剂浸提法提取的虾油在脱溶剂时一般需要高温，会破坏南极虾油中的热敏性功能活性成分虾青素的结构，影响虾油的品质。除了有机溶剂浸提法，还有一种较为绿色环保的提取方法，超临界CO2萃取法，可以不使用有机溶剂对南极磷虾油进行提取，但是用该法所提的虾油以甘油三酯等中性油脂为主，极性油脂一磷脂的含量很低，而磷脂恰恰是南极磷虾油的特色功能性成分，因此单纯使用超临界CO2萃取法很难实现南极磷虾油的充分提取。本发明同样利用一种绿色提取方法一水酶法，从全虾中提取南极磷虾油并制备其微胶囊和低氟南极磷虾肽，此种方法不使用有机溶剂，绿色环保，无溶剂残留，可将南极磷虾中的磷脂提取出来。本方法不仅绿色环保，还可以将南极磷虾充分利用，分别获得南极磷虾油、南极磷虾微胶囊和低氟南极磷虾肽，丰富磷虾油产品的种类。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种水酶法制备南极磷虾油及其微胶囊和低氟南极磷虾肽的方法，旨在达到安全、环保、流程简单、重量稳定、提取到的南极磷虾油回收率高的优点。
[0005]为了达到上述目的，本发明提供一种水酶法制备南极磷虾油及其微胶囊和低氟南极磷虾肽的方法，包括如下步骤:
[0006](SI)以南极磷虾原料，在80?100°C下热处理10_30min，匀浆；或者将南极磷虾(整虾)直接匀浆，再在80?100°C下热处理10-30min后二次匀浆。按重量加入I?4倍重量的水，搅拌均匀。用lmol/L氢氧化钠溶液调节匀浆液pH值至8?10，加入食品级碱性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量为250?1000U/g磷虾原料，于40?60°C温度下酶解0.5?
1.5h。酶解液加热至沸腾，并保持沸腾状态10?30min以灭活蛋白酶。酶解液冷却至10?30°C，在8000?13500Xg离心力下离心10?30min。离心后的酶解液可分为4层，由上至下分别为游离油层+乳层1、水层、乳层I1、残渣层。其中，游离油层+乳层I紧贴在一起，界限不是很清楚，限定为一层。
[0007](S2)收集游离油层+乳层I和乳层II，以其为芯材。阿拉伯胶和明胶加热混合溶液为壁材，按重量比1:1?1:4将阿拉伯胶和明胶混合，溶于重量比I?3倍的40?60°C水中，制备壁材水溶液；将芯材加入到重量比为I?3倍壁材水溶液中，分散乳化；调整乳化液的pH值6.0，以转谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)为固化剂，100?120°C杀菌10?20min后25MPa高压均质2?4次；均质液在干燥塔进风温度为150?180°C，排气温度为80?90°C条件下经喷雾干燥制得南极磷虾油微胶囊。
[0008](S3)水层通过8000-1OOOODa分子量大小孔径的陶瓷膜过滤，滤液在相对真空度-0.05?-0.08Mpa，温度60?80°C下浓缩至固形物含量为20%，再经进风温度为150?180°C，排气温度为80?90°C条件下的喷雾干燥获得低氟南极磷虾肽粉。
[0009]本发明方法提取的南极磷虾油及其微胶囊和南极磷虾肽，其油脂回收率为50%以上，蛋白回收率为40%以上；油脂中磷脂含量经棒状薄层色谱法检测达脂类的40%以上；南极磷虾肽粉氟含量可低于300mg/kg ;南极磷虾微胶囊的包埋率为80%以上，微胶囊直径200 μ m以下。
[0010]本发明的技术创新在于:采用了一种环保绿色提取方法一水酶法，从全虾中提取南极磷虾油并制备其微胶囊和低氟南极磷虾肽，此种方法不使用有机溶剂，绿色环保，无溶剂残留，可将南极磷虾中的磷脂提取出来。既避免了溶剂法造成的溶残等不安全因素，又克服了超临界流体萃取法中脂质组成萃取不完全的问题。不仅绿色环保，还可以将南极磷虾得以充分利用，分别获得南极磷虾油、南极磷虾微胶囊和低氟南极磷虾肽，丰富磷虾油产品的种类。该方法安全，环保，流程简单，重量稳定，且提取到的南极磷虾油回收率高。
【具体实施方式】
[0011]本发明以南极磷虾原料，热处理、匀浆后酶解，离心后的酶解液可分为4层，由上至下分别为游离油层+乳层1、水层、乳层I1、残渣层。收集游离油层+乳层I和乳层II，以其为芯材，阿拉伯胶和明胶加热混合溶液为壁材，乳化、均质后经喷雾干燥制得南极磷虾微胶囊。水层经陶瓷膜过滤后，滤液经真空浓缩，再喷雾干燥获得低氟南极磷虾肽粉。具体实例如下:
[0012]实施例1
[0013](I)将南极磷虾(整虾)在100°C水浴热处理30min，匀浆。
[0014](2)按重量加入I倍的水，搅拌均匀。用lmol/L氢氧化钠溶液调节匀浆液pH值至8，加入食品级碱性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量为250U/g磷虾原料，于40°C温度下酶解0.5h。酶解液加热至沸腾，并保持沸腾状态1min以灭活蛋白酶。酶解液冷却至10°C，在8000Xg离心力下离心lOmin。离心后的酶解液可分为4层，由上至下分别为游离油层+乳层1、水层、乳层I1、残渣层。所得的游离油层+乳层I与乳层II的油脂回收率为
60.65±2.07%，磷脂含量占脂类的51.62±1.08%。
[0015](3)收集游离油层+乳层I和乳层II，以其为芯材，阿拉伯胶和明胶加热混合溶液为壁材，按重量比1:1将阿拉伯胶和明胶混合，溶于重量比I倍的40°c水中，制备壁材水溶液；将芯材加入到重量比为I倍壁材水溶液中，分散乳化；调整乳化液的PH值6.0,以转谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)为固化剂，100°C杀菌1min后25MPa高压均质2次；均质液在干燥塔进风温度为150°C，排气温度为80°C条件下喷雾干燥制得南极磷虾微胶囊。所得南极磷虾微胶囊的包埋率为81.85%，微胶囊直径200 μ m以下。
[0016](4)水层经SOOOnmDa分子量大小孔径的陶瓷膜过滤，滤液在相对真空度-0.05Mpa，温度60°C下浓缩至固形物含量为20%，再经进风温度为150°C，排气温度为80°C条件下的喷雾干燥获得低氟南极磷虾肽粉。所得南极磷虾肽粉中蛋白回收率达41.38%，氟含量为 286mg/kg。
[0017]实施例2
[0018](I)将南极磷虾(整虾)在100°C水浴热处理30min，匀浆。
[0019](2)按重量加入4倍的水，搅拌均匀。用lmol/L氢氧化钠溶液调节匀浆液pH值至10，加入食品级碱性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量为1000U/g磷虾原料，于60°C温度下酶解2.5h。酶解液加热至沸腾，并保持沸腾状态30min以灭活蛋白酶。酶解液冷却至40°C，在13500\8离心力下离心301^11。离心后的酶解液可分为4层，由上至下分别为游离油层+乳层1、水层、乳层I1、残渣层。所得的游离油层+乳层I与乳层II的油脂回收率为
61.51+0.58%，磷脂含量占脂类的61.11±0.89%。
[0020](3)收集游离油层+乳层I和乳层II，以其为芯材，阿拉伯胶和明胶加热混合溶液为壁材，按重量比1:4将阿拉伯胶和明胶混合，溶于重量比3倍的60°C水中，制备壁材水溶液；将芯材加入到重量比为3倍壁材水溶液中，分散乳化；调整乳化液的pH值6.0,以转谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)为固化剂，120°C杀菌20min后25MPa高压均质4次；均质液在干燥塔进风温度为180°C，排气温度为90°C条件下喷雾干燥制得南极磷虾微胶囊。所得南极磷虾微胶囊的包埋率为82.33%，微胶囊直径200 μ m以下。
[0021](4)水层通过1000Da分子量大小孔径的陶瓷膜过滤，滤液在相对真空度0.08Mpa，温度80°C下浓缩至固形物含量为20%，再经进风温度为180°C，排气温度为90°C条件下的喷雾干燥获得低氟南极磷虾肽粉。所得南极磷虾肽粉中肽的回收率达48.59%，氟含量为238ug/g干基。
[0022]实施例3
[0023](I)将南极磷虾(整虾)在100°C水浴热处理30min，匀浆。
[0024](2)按重量加入2倍的水，搅拌均匀。用lmol/L氢氧化钠溶液调节匀浆液pH值至9，加入食品级碱性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量为750U/g磷虾原料，于50°C温度下酶解1.5h。酶解液加热至沸腾，并保持沸腾状态20min以灭活蛋白酶。酶解液冷却至20°C，在13500Xg离心力下离心15min。离心后的酶解液可分为4层，由上至下分别为游离油层+乳层1、水层、乳层I1、残渣层。所得的游离油层+乳层I与乳层II的油脂回收率为64.77 ±0.12%，磷脂含量占脂类的65.58±1.02%。
[0025](3)收集游离油层+乳层I和乳层II，以其为芯材，阿拉伯胶和明胶加热混合溶液为壁材，按重量比1:2将阿拉伯胶和明胶混合，溶于重量比2倍的50°C水中，制备壁材水溶液；将芯材加入到重量比为2倍壁材水溶液中，分散乳化；调整乳化液的pH值6.0,以转谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)为固化剂，110°C杀菌15min后25MPa高压均质3次；均质液在干燥塔进风温度为160°C，排气温度为90°C条件下喷雾干燥制得南极磷虾微胶囊。所得南极磷虾微胶囊的包埋率为86.86%,微胶囊直径200 μ m以下。
[0026](4)水层通过1000Da分子量大小孔径的陶瓷膜过滤，滤液在相对真空度-0.06Mpa,温度70 V下浓缩至固形物含量为20 %，再经进风温度为160 V，排气温度为90°C条件下的喷雾干燥获得低氟南极磷虾肽粉。所得南极磷虾肽粉中肽的回收率达49.57%，氟含量为228ug/g干基。
[0027]实施例4
[0028](I)将南极磷虾(整虾)先匀浆，在100°C水浴热处理30min，二次匀浆。
[0029](2)按重量加入3倍的水，搅拌均匀。用lmol/L氢氧化钠溶液调节匀浆液pH值至9.5，加入食品级碱性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量为1000U/g磷虾原料，于40°C温度下酶解1.0h。酶解液加热至沸腾，并保持沸腾状态30min以灭蛋白酶。酶解液冷却至25°C，在13500Xg离心力下离心lOmin。离心后的酶解液可分为4层，由上至下分别为游离油层+乳层1、水层、乳层I1、残渣层。所得的游离油层+乳层I与乳层II的油脂回收率为
66.85±0.77%，磷脂含量占脂类的65.96±1.27%。
[0030](3)收集游离油层+乳层I和乳层II，以其为芯材，阿拉伯胶和明胶加热混合溶液为壁材，按重量比1:3将阿拉伯胶和明胶混合，溶于重量比3倍的60°C水中，制备壁材水溶液；将芯材加入到重量比为2倍壁材水溶液中，分散乳化；调整乳化液的pH值6.0,以转谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)为固化剂，120°C杀菌1min后25MPa高压均质3次；均质液在干燥塔进风温度为180°C，排气温度为90°C条件下喷雾干燥制得南极磷虾微胶囊。所得南极磷虾微胶囊的包埋率为87.04%,微胶囊直径200 μ m以下。
[0031](4)水层通过1000Da分子量大小孔径的陶瓷膜过滤，滤液在相对真空度-0.08Mpa,温度60 V下浓缩至固形物含量为20 %，再经进风温度为180 V，排气温度为90°C条件下的喷雾干燥获得低氟南极磷虾肽粉。所得南极磷虾肽粉中肽的回收率达48.96%，氟含量为230ug/g干基。
[0032]实施例5
[0033](I)将南极磷虾(整虾)先匀浆，在100°C水浴热处理30min，二次匀浆。
[0034](2)按重量加入I倍的水，搅拌均匀。用lmol/L氢氧化钠溶液调节匀浆液pH值至8，加入食品级碱性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量为1000U/g磷虾原料，于40°C温度下酶解1.5h。酶解液加热至沸腾，并保持沸腾状态15min以灭活蛋白酶。酶解液冷却至25°C，在13500Xg离心力下离心1min离心后的酶解液可分为4层，由上至下分别为游离油层+乳层1、水层、乳层I1、残渣层。所得的游离油层+乳层I与乳层II的油脂回收率为
67.69±1.04%，磷脂含量占脂类的66.01±0.73%以上。
[0035](3)收集游离油层+乳层I和乳层II，以其为芯材，阿拉伯胶和明胶加热混合溶液为壁材，按重量比1:4将阿拉伯胶和明胶混合，溶于重量比2倍的60°C水中，制备壁材水溶液；将芯材加入到重量比为2倍壁材水溶液中，分散乳化；调整乳化液的pH值6.0,以转谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)为固化剂，120°C杀菌1min后25MPa高压均质3次；均质液在干燥塔进风温度为180°C，排气温度为90°C条件下喷雾干燥制得南极磷虾微胶囊。所得南极磷虾微胶囊的包埋率为87.11%，微胶囊直径200 μ m以下。
[0036](4)水层通过1000Da分子量大小孔径的陶瓷膜过滤，滤液在相对真空度-0.05Mpa,温度70 V下浓缩至固形物含量为20 %，再经进风温度为180 V，排气温度为90°C条件下的喷雾干燥获得低氟南极磷虾肽粉。所得南极磷虾肽粉中肽的回收率为50.26%，氟含量为225ug/g干基。
[0037]实施例6
[0038](I)将南极磷虾(整虾)先匀浆，在100°C水浴热处理30min，二次匀浆。
[0039](2)按重量加入4倍的水，搅拌均匀。用lmol/L氢氧化钠溶液调节匀浆液pH值至8，加入食品级碱性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量为1000U/g磷虾原料，于60°C温度下酶解1.5h。酶解液加热至沸腾，并保持沸腾状态30min以灭活蛋白酶。酶解液冷却至30°C，在13500Xg离心力下离心lOmin。离心后的酶解液可分为4层，由上至下分别为游离油层+乳层1、水层、乳层I1、残渣层。所得的游离油层+乳层I与乳层II的油脂回收率为
69.74±0.96%，磷脂含量占脂类的67.58±0.46%。
[0040](3)收集游离油层+乳层I和乳层II，以其为芯材，阿拉伯胶和明胶加热混合溶液为壁材，按重量比1:2将阿拉伯胶和明胶混合，溶于重量比2倍的60°C水中，制备壁材水溶液；将芯材加入到重量比为3倍壁材水溶液中，分散乳化；调整乳化液的pH值6.0,以转谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)为固化剂，120°C杀菌1min后25MPa高压均质3次；均质液在干燥塔进风温度为180°C，排气温度为90°C条件下喷雾干燥制得南极磷虾微胶囊。所得南极磷虾微胶囊的微胶囊化效率为87.97%，产率为83.01%，载量为56.24%。
[0041](4)通过9000Da分子量大小孔径的陶瓷膜过滤，滤液在相对真空度_0.08Mpa,温度60°C下浓缩至固形物含量为20%，再经进风温度为180°C，排气温度为90°C条件下的喷雾干燥获得低氟南极磷虾肽粉。所得南极磷虾肽粉中肽的回收率为48.46%，氟含量为216ug/g 干基。
[0042]实施例7
[0043](I)将南极磷虾(整虾)先匀浆，在100°C水浴热处理30min，二次匀浆。
[0044](2)按重量加入I倍的水，搅拌均匀。用lmol/L氢氧化钠溶液调节匀浆液pH值至8，加入食品级碱性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量为1000U/g磷虾原料，于60°C温度下酶解1.5h。酶解液加热至沸腾，并保持沸腾状态30min以灭活蛋白酶。酶解液冷却至25°C，在13500Xg离心力下离心lOmin。离心后的酶解液可分为4层，由上至下分别为游离油层+乳层1、水层、乳层I1、残渣层。所得的游离油层+乳层I与乳层II的油脂回收率为
70.21 ±0.45%，磷脂含量占脂类的68.04±1.18%。
[0045](3)收集游离油层+乳层I和乳层II，以其为芯材，阿拉伯胶和明胶加热混合溶液为壁材，按重量比1:2将阿拉伯胶和明胶混合，溶于重量比2倍的60°C水中，制备壁材水溶液；将芯材加入到重量比为2倍壁材水溶液中，分散乳化；调整乳化液的pH值6.0,以转谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)为固化剂，100°C杀菌20min后25MPa高压均质3次；均质液在干燥塔进风温度为180°C，排气温度为80°C条件下喷雾干燥制得南极磷虾微胶囊。所得南极磷虾微胶囊的包埋率为87.99%,微胶囊直径200 μ m以下。
[0046](4)水层通过1000Da分子量大小孔径的陶瓷膜过滤，滤液在相对真空度-0.06Mpa,温度80 V下浓缩至固形物含量为20 %，再经进风温度为180 V，排气温度为80°C条件下的喷雾干燥获得低氟南极磷虾肽粉。所得南极磷虾肽粉中肽的回收率达50.66%，氟含量为202ug/g干基。
[0047]以上所述，仅为本发明较佳的【具体实施方式】，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种水酶法制备南极磷虾油及其微胶囊和低氟南极磷虾肽的方法，其特征在于，包括如下步骤 (51)以南极磷虾为原料，在80?100°C下热处理10-30min，匀浆；或者，将南极磷虾直接匀浆，再在80?100°C下热处理10-30min，之后二次匀浆； 按重量加入I?4倍重量的水，搅拌均匀；用lmol/L氢氧化钠溶液调节pH值至8?.10，加入食品级碱性蛋白酶EC3.4.21.62，酶加量为250?1000U/g磷虾原料，于40?60°C温度下酶解0.5?1.5h ;酶解液加热至沸腾，并保持沸腾状态10?30min以灭活蛋白酶；酶解液冷却至10?30°C,在8000?13500Xg离心力下离心10?30min ;离心后的酶解液分为4层，由上至下分别为游离油层+乳层1、水层、乳层I1、残渣层； (52)收集游离油层+乳层I和乳层II，以其为芯材；阿拉伯胶和明胶加热混合溶液为壁材，按重量比1:1?1:4将阿拉伯胶和明胶混合，溶于重量比I?3倍的40?60°C水中，制备壁材水溶液；将芯材加入到重量比为I?3倍壁材水溶液中，分散乳化；调整乳化液的pH值6.0,以转谷氨酰胺酶EC 2.3.2.13为固化剂，100?120°C杀菌10?20min后25MPa高压均质2?4次；均质液在干燥塔进风温度为150?180°C，排气温度为80?90°C条件下经喷雾干燥制得南极磷虾油微胶囊； (53)水层通过8000-10000Da分子量大小孔径的陶瓷膜过滤，滤液在相对真空度-0.05?-0.08Mpa、温度60?80°C下浓缩至固形物含量为20%，再经进风温度为150?.180°C，排气温度为80?90°C条件下的喷雾干燥获得低氟南极磷虾肽粉。
【文档编号】C12P21/06GK104388176SQ201410629513
【公开日】2015年3月4日 申请日期:2014年11月10日 优先权日:2014年11月10日
【发明者】周大勇, 徐文思, 宋泽宇, 潘锦锋, 朱蓓薇, 詹佳新, 王风雅, 何超琪 申请人:大连工业大学