专利名称：一种食品级藻蓝蛋白及其制备方法
技术领域：
本发明属于生化分离纯化技术领域，特别涉及一种藻蓝蛋白的分离纯化方法。
背景技术：
螺旋藻是微藻中的蓝藻，它具有高蛋白、低脂肪、低糖、低胆固醇的特点，含有多种 维生素、蛋白质、脂肪、碳水化合物、矿物质和微量元素，而且各种比例科学合理，其中很多 成分达到药物的含量和强度，使它的药用功能十分广泛，在促进人体新陈代谢，提高机体免 疫力，提高身体素质，抗辐射，辅助癌症放、化疗，降低放疗、化疗副作用等多方面都有积极 作用，是一种理想的纯天然生物活性健康食品。藻胆蛋白是由脱辅基蛋白和藻蓝素(开链的四毗咯发色团)通过一个或两个硫醚 键共价连接而成的结(缀)合蛋白。每种藻胆蛋白由等摩尔量的α和β亚基构成，α亚 基的大小约为13kD 20kD，β亚基约为14kD 24kD。藻蓝蛋白的α亚基含1个藻蓝素， β亚基含2个藻蓝素，而别藻蓝蛋白的每个亚基中皆只有1个藻蓝素。螺旋藻藻胆蛋白能够 刺激机体免疫系统产生免疫球蛋白，保持或促进正常的细胞功能，全面增强机体的防病、抗 病能力，可防止肿瘤或抑制肿瘤的生长和复发，具有抗肿瘤的功效；它还是一种天然色素， 可以取代人工合成色素，用作食品和化妆品等方面，是理想安全的添加剂。螺旋藻藻胆蛋白 中所含的藻蓝蛋白含量高达17%，是植物中之最。藻蓝蛋白是一种纯天然色素，可用作食物色素，也可用于化妆品工业，不会对人造 成伤害，是安全的添加剂，同时，藻蓝蛋白也是活性物质，能极大地提高淋巴系统的免疫功 能，增强免疫细胞活力，杀伤癌细胞。目前，可从数种海藻中提取藻蓝蛋白，但高纯度的藻蓝 蛋白价格十分昂贵，且价格还在迅速上涨。传统的螺旋藻藻蓝蛋白制备方法一般包括反复冻融，冷冻离心，硫酸按盐析，透 析，上柱脱盐，多次梯度洗脱，冷冻干燥等，工艺繁琐、得率低、成本高，价格昂贵，并且无法 大量制备，严重限制了螺旋藻藻蓝蛋白制品的推广使用。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种生产成本低，简单有效，并且适合大量制备食品 级藻蓝蛋白的方法。为实现上述目的，本发明提供了一种食品级藻蓝蛋白制备方法，包括如下步骤Α.螺旋藻粉破壁；B.向破壁后的螺旋藻粉中加入弱酸盐缓冲液浸提；C.将螺旋藻粉浸提液进行固液分离，并提取上清液；D.过滤所述上清液，得到粗提液；Ε.纯化所述粗提液，得到浓缩液；F.将所述浓缩液喷雾干燥。进一步地，步骤A是先将螺旋藻粉和4°C磷酸盐缓冲液投入到混合颗粒机中湿混，湿混完毕后，通过5-16目尼龙网摇摆颗粒机制成颗粒，再用胶体磨循环研磨。进一步地，磷酸盐缓冲溶液为0. 01 0. 05M, pH6. 0 7. 0。进一步地，步骤B中的弱酸盐缓冲液为0. 01 0. 05M，pH6. 0 7. 0的磷酸盐缓冲溶液。进一步地，步骤C是将所述螺旋藻粉浸提液依次进行转速为5000-8000转/分的 卧式离心和转速为8000-12000转/分的管式离心。进一步地，步骤D是将上清液依次通过200-500目的袋式过滤和0. 22-0. 45微米 的平板过滤，得到粗提液。这样，可以使浸提液与细胞碎片有效分离，制得粗提液。进一步地，步骤E是将粗提液依次用300-200KD、100-50KD两级超滤分级纯化，得 到浓缩液。通过超滤纯化，可以充分洗出杂蛋白。进一步地，步骤F中的喷雾干燥的进风温度为180_220°C，出风温度为60_90°C。本发明的另一个目的在于提供一种成本低，产量大，适合工业化应用的食品级藻 蓝蛋白。为实现上述目的，本发明提供了一种依据上述方法制备的食品级藻蓝蛋白。进一步地，该食品级藻蓝蛋白的纯度(0D62Q/0D28Q)大于1. 0，并且其中藻蓝蛋白的 含量大于50 %，别藻蓝蛋白的含量大于10 %，藻红蛋白的含量大于2 %，其他蛋白的含量小 于2%。本发明提供的食品级藻蓝蛋白制备方法具有蛋白提取率高，工艺简单有效、生产 成本低廉、适合工业化生产等特点。本方法的蛋白提取率> 16% (鲜藻干重)，是目前常用 的藻胆蛋白分离方法得率的10倍。同时，本方法操作简便，对设备要求低，流程简单，生产 周期短，尤其是生产成本低，初步估算仅为国外同类产品成本的二十分之一。由本方法制备 的藻蓝蛋白具有纯度高和活性高的特点，纯度已达到食品级(OD62tlA)D28tl)要求，同时，该藻 蓝蛋白生物水溶性好，容易被人体的消化和吸收。因此，本发明提供的食品级藻蓝蛋白制备 方法为藻蓝蛋白的广泛应用提供了基础。
图1为本发明的食品级藻蓝蛋白制备方法流程图。
具体实施例方式图1为本发明的食品级藻蓝蛋白制备方法流程图。步骤Si，向市售的螺旋藻粉中 加入弱酸盐缓冲液，并利用胶体磨进行破壁处理；步骤S2，向经过破壁处理后的螺旋藻粉 中再加入弱酸盐缓冲液，并浸提8小时以上；步骤S3，对步骤S2中的螺旋藻粉浸提液进行 固液分离，并提取上清液；步骤S4，将S3中提取的上清液依次经过袋式过滤和平板过滤，将 藻渣弃去，得到粗提液；步骤S5，将粗提液进行超滤处理，得到藻蓝蛋白浓缩液；步骤S6，将 藻蓝蛋白浓缩液进行喷雾干燥；步骤S7，制得食品级藻蓝蛋白粉。实施例1 食品级藻蓝蛋白制备方法步骤如下(1)取螺旋藻粉5公斤，将配置好的4°C等量的磷酸盐缓冲液投入到混合颗粒机 中，调整时间继电器，设定湿混时间为3分钟，开启搅拌电机和切碎电机，将搅拌桨转速设为I速，切碎刀转速均设为II速，进行湿混。湿混完毕后，打开出料活塞，开启搅拌浆，出 料，用16目尼龙网摇摆颗粒机制成螺旋藻湿粒，再将螺旋藻湿粒用胶体磨循环研磨，充分 粉碎。在研磨过程中，温度不超过4°C。(2)向经胶体磨研磨过的螺旋藻粉中再加入25升0. 01 0. 05M，pH6. 0 7. 0磷 酸盐缓冲液，并置于冷柜中浸提8小时以上；(3)浸提液依次进行转速为5000转/分的卧式离心和转速为8000转/分的管式 离心，离心后提取上清液。(4)将离心后提取的上清液依次经过200目的袋式过滤和0. 22微米的平板过滤， 过滤后得到蓝藻蛋白粗提液(5)将蓝藻蛋白粗提液用超滤膜层析，选用截留分子量300KD、100KD的中空纤维 超滤器两级超滤分级纯化，控制压力在0. IMpa，流量为20升/小时，与蠕动泵配套使用，以 恒体积洗滤的方式得到藻蓝蛋白超滤浓缩液。(6)将藻蓝蛋白超滤浓缩液直接喷雾干燥，喷雾干燥机进风温度为220°C，出风温 度为90°C。依据上述方法，制得的藻蓝蛋白为宝石蓝色的水溶性粉剂，藻蓝蛋白的纯度 (OD62tZOD28tl)大于1. 0，达到食品级，并且其中藻蓝蛋白的含量大于50%，别藻蓝蛋白的含量 大于10 %，藻红蛋白的含量大于2 %，其他蛋白的含量小于2 %。实施例2 食品级藻蓝蛋白制备方法步骤如下(1)取螺旋藻粉10公斤，将配置好的4°C等量的磷酸盐缓冲液投入到混合颗粒机 中，调整时间继电器，设定湿混时间为3分钟，开启搅拌电机和切碎电机，将搅拌桨转速设 为I速，切碎刀转速均设为II速，进行湿混。湿混完毕后，打开出料活塞，开启搅拌浆，出料， 用16目尼龙网摇摆颗粒机制成螺旋藻湿粒，再将螺旋藻湿粒用胶体磨循环研磨，以充分粉 碎。在研磨过程中，温度不超过4°C。(2)向经胶体磨研磨过的螺旋藻粉中再加入50升0. 01 0. 05M，pH6. 0 7. 0磷 酸盐缓冲液，并置于冷柜中浸提8小时以上；(3)浸提液依次进行转速为8000转/分的卧式离心和转速为12000转/分的管式 离心，离心后提取上清液。(4)将离心后提取的上清液依次经过500目的袋式过滤和0. 45微米的平板过滤， 过滤后得到蓝藻蛋白粗提液(5)将蓝藻蛋白粗提液用超滤膜层析，选用截留分子量200KD、50KD的中空纤维超 滤器两级超滤分级纯化，控制压力在0. IMpa，流量为20升/小时，与蠕动泵配套使用，以恒 体积洗滤的方式得到藻蓝蛋白超滤浓缩液。(6)将藻蓝蛋白超滤浓缩液直接喷雾干燥，喷雾干燥机进风温度为220°C，出风温 度为90°C。依据上述方法，制得的藻蓝蛋白为宝石蓝色的水溶性粉剂，藻蓝蛋白的纯度 (OD62tZOD28tl)大于1. 0，达到食品级，并且其中藻蓝蛋白的含量大于50%，别藻蓝蛋白的含量 大于10 %，藻红蛋白的含量大于2 %，其他蛋白的含量小于2 %。实施例3
食品级藻蓝蛋白制备方法步骤如下(1)取螺旋藻粉15公斤，将配置好的4°C等量的磷酸盐缓冲液投入到混合颗粒机 中，调整时间继电器，设定湿混时间为3分钟，开启搅拌电机和切碎电机，将搅拌桨转速设 为I速，切碎刀转速均设为II速，进行湿混。湿混完毕后，打开出料活塞，开启搅拌浆，出料， 用5目尼龙网摇摆颗粒机制成螺旋藻湿粒，再将螺旋藻湿粒用胶体磨循环研磨，充分粉碎。 在研磨过程中，温度不超过4°C。(2)向经胶体磨研磨过的螺旋藻粉中再加入75升0. 01 0. 05M，pH6. 0 7. 0磷 酸盐缓冲液，并置于冷柜中浸提8小时以上；(3)浸提液依次进行转速为6000转/分的卧式离心和转速为10000转/分的管式 离心，离心后提取上清液。(4)将离心后提取的上清液依次经过500目的袋式过滤和0. 45微米的平板过滤， 过滤后得到蓝藻蛋白粗提液(5)将蓝藻蛋白粗提液用超滤膜层析，选用截留分子量300KD、100KD的中空纤维 超滤器两级超滤分级纯化，控制压力在0. 02Mpa,流量为20升/小时，与蠕动泵配套使用，以 恒体积洗滤的方式得到藻蓝蛋白超滤浓缩液。(6)将藻蓝蛋白超滤浓缩液直接喷雾干燥，喷雾干燥机进风温度为180°C，出风温 度为60V。依据上述方法，制得的藻蓝蛋白为宝石蓝色的水溶性粉剂，藻蓝蛋白的纯度 (OD62tZOD28tl)大于1. 0，达到食品级，并且其中藻蓝蛋白的含量大于50%，别藻蓝蛋白的含量 大于10 %，藻红蛋白的含量大于2 %，其他蛋白的含量小于2 %。应当指出，虽然通过上述实施方式对本发明进行了描述，然而本发明还可有其它 多种实施方式。在不脱离本发明精神和范围的前提下，熟悉本领域的技术人员显然可以对 本发明做出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应当属于本发明所附权利要求及 其等效物所保护的范围内。
权利要求
一种食品级藻蓝蛋白的制备方法，其特征在于，包括如下步骤A.螺旋藻粉破壁；B.向破壁后的螺旋藻粉中加入弱酸盐缓冲液浸提；C.将螺旋藻粉浸提液进行固液分离，并提取上清液；D.过滤所述上清液，得到粗提液；E.纯化所述粗提液，得到浓缩液；F.将所述浓缩液喷雾干燥。
2.如权利要求1所述的藻蓝蛋白制备方法，其特征在于，所述的步骤A是先将螺旋藻粉 和4°C磷酸盐缓冲液投入到混合颗粒机中湿混，湿混完毕后，通过5-16目尼龙网摇摆颗粒 机制成颗粒，再用胶体磨循环研磨。
3.如权利要求2所述的藻蓝蛋白制备方法，其特征在于，所述的磷酸盐缓冲溶液为 0. 01 0. 05M, pH6. 0 7. 0。
4.如权利要求1所述的藻蓝蛋白制备方法，其特征在于，所述步骤B中的弱酸盐缓冲液 为0. 01 0. 05M, pH6. 0 7. 0的磷酸盐缓冲溶液。
5.如权利要求1所述的藻蓝蛋白制备方法，其特征在于，所述步骤C是将所述螺旋藻粉 浸提液依次进行转速为5000-8000转/分的卧式离心和转速为8000-12000转/分的管式 离心。
6.如权利要求1所述的藻蓝蛋白制备方法，其特征在于，所述步骤D是将所述上清液依 次通过200-500目的袋式过滤和0. 22-0. 45微米的平板过滤，得到所述粗提液。
7.如权利要求1所述的藻蓝蛋白制备方法，其特征在于，所述步骤E是将所述粗提液依 次用300-200KD、100-50KD两级超滤分级纯化，得到所述浓缩液。
8.如权利要求1所述的藻蓝蛋白制备方法，其特征在于，所述步骤F中，喷雾干燥的进 风温度为180-220°C，出风温度为60-90°C。
9.一种食品级藻蓝蛋白，其特征在于，所述食品级藻蓝蛋白是依据权利要求1所述方 法制备的。
10.如权利要求9所述的食品级藻蓝蛋白，其特征在于，所述食品级藻蓝蛋白的纯度 (OD620/OD280)大于1. 0，并且其中藻蓝蛋白的含量大于50 %，别藻蓝蛋白的含量大于10 %， 藻红蛋白的含量大于2 %，其他蛋白的含量小于2 %。
全文摘要
本发明公开了一种食品级藻蓝蛋白制备方法，步骤包括螺旋藻粉破壁；向破壁后的螺旋藻粉中加入弱酸盐缓冲液浸提；将螺旋藻粉浸提液进行固液分离，并提取上清液；过滤上清液，得到粗提液；纯化粗提液，得到浓缩液；将浓缩液喷雾干燥。本发明还公开了一种根据上述方法制备的食品级藻蓝蛋白，其纯度(OD620/OD280)大于1.0，并且其中藻蓝蛋白的含量大于50％，别藻蓝蛋白的含量大于10％，藻红蛋白的含量大于2％，其他蛋白的含量小于2％。本方法生产成本低，简单有效，适合大量制备食品级藻蓝蛋白。
文档编号C07K1/34GK101942014SQ20101027627
公开日2011年1月12日 申请日期2010年9月6日 优先权日2010年8月23日
发明者刘冰, 林甜甜, 秦松, 衣悦涛, 闫鸣艳 申请人:中国科学院烟台海岸带研究所