一种末水坛紫菜蛋白质的提取方法与流程

本发明涉及一种末水坛紫菜蛋白质的提取方法。

背景技术：

坛紫菜(porphyrahaitanensis)，系暖温带性种类，主要分布在福建、浙江、和广东沿岸，是我国特有的原始大型经济海藻。坛紫菜蛋白营养价值高，其总氨基酸含量高于浒苔、石莼、裙带菜、龙须菜、海带、马尾藻和麒麟藻，含8种必需氨基酸，富含天冬氨酸、谷氨酸、丙氨酸、亮氨酸、缬氨酸、精氨酸和赖氨酸，可弥补谷物蛋白中赖氨酸含量较低的缺陷。

中国是世界紫菜的主要生产国和出口国，2017年养殖面积达79千公顷，年产量达17.3万t，其中坛紫菜是主要养殖种类，占我国紫菜总产量的50％以上，具有巨大的碳汇潜力和经济开发价值。坛紫菜的采收期一般分为4～5次，即头水、二水、三水、四水和末水紫菜，营养品质和市场价格随着采收期的延长逐渐降低。其中，头水紫菜因营养品质高，售价高达400～500元/kg，而末水紫菜因营养品质和口感差，售价低至20～40元/kg，产品附加值不高，经济效益有待提升。迄今，虽然紫菜已实现工业化培育、养殖和采收，但紫菜仍旧作为初级产品进入销售市场，且末水紫菜大多被废弃，这造成了资源的浪费和环境的污染，因此如何提高坛紫菜产业的附加值，促进高附加值产品的开发是当下坛紫菜产业要解决的关键技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种末水坛紫菜蛋白质的提取方法，解决现有技术中末水坛紫菜附加值低，末水坛紫菜蛋白质提取率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种末水坛紫菜蛋白质的提取方法，包括如下步骤：

(1)取末水坛紫菜脱水烘干至质量恒定，然后进行粉碎过筛；

(2)将粉碎后的末水坛紫菜与蒸馏水混合配置成溶液，采用超声波进行处理，超声处理后离心取上清液，调整上清液ph，静置，离心取沉淀物，即得末水坛紫菜粗蛋白；

(3)取末水坛紫菜粗蛋白复溶于蒸馏水，调整ph后进行透析脱盐；

(4)将步骤(3)透析后的末水坛紫菜蛋白质溶液进行抽真空旋转蒸发浓缩，然后冷冻真空干燥，即得末水坛紫菜蛋白质提取物。

本发明中，所述步骤(1)脱水烘干为在50～60℃干燥机中烘干进行脱水。

本发明中，所述步骤(1)干燥后的末水坛紫菜粉碎过筛为用高速粉碎机粉碎过100目筛。

本发明中，所述步骤(2)粉碎后的末水坛紫菜与蒸馏水混合的料液比为7.5～12.5mg/ml。

本发明中，所述步骤(2)超声波频率为20khz，超声发出时间(超声间隔时间)为4～6s，在超声功率为1080w～1260w条件下处理45min～60min。

本发明中，所述步骤(2)在超声处理离心后的上清液ph调至末水坛紫菜蛋白质的等电点4.0～4.4，静置1～2h。

本发明中，所述步骤(2)离心为在转速3000～5000r/min的条件下，离心时间为10～20min。

本发明中，所述步骤(3)复溶后的末水坛紫菜蛋白质溶液调整ph至中性，所述透析脱盐采用100da的透析袋透析24～36h。

本发明中，所述步骤(4)透析后的末水坛紫菜蛋白质溶液抽真空旋转蒸发浓缩的温度为50℃～55℃，浓缩至100mg/ml～200mg/ml。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明末水坛紫菜蛋白质的提取方法采用将超声波辅助水溶液提取末水坛紫菜蛋白质，超声波辅助提取法通过在生物基质中产生热效应、机械效应和空化效应破碎坛紫菜的组织细胞壁，超声波增强了水分子配位能力，促进了蛋白质分子和水分子的交互作用，同时调整上清液ph降低蛋白质溶解度，因此提高了蛋白质的提取率。试验证明，如图1，随着超声波功率在720w～1260w增加时，蛋白质的提取率在1080w～1260w达到最大值，这是因为随着超声波功率的增加，空化效应和机械效应增强，促进了蛋白质分子与水分子之间相互作用，进而促进蛋白质的溶解，因此提取率迅速上升；等电点试验结果表明，如图2，ph值在3.4～5.0增加时，上清液中蛋白溶解度先下降后上升，在ph4.0～4.4达到最小值，这是因为ph靠近等电点时，蛋白质之间的疏水相互作用增强，蛋白质无序聚集，溶解度部分丧失或全部丧失。

(2)本发明末水坛紫菜蛋白质的提取方法，其中蛋白质提取率(粗蛋白中蛋白质质量与样品原料中蛋白质质量之比)为52％～62％，通过凯氏定氮法检测最终产品纯度为70％～75％。

(3)本发明采用超声波辅助法提取坛紫菜蛋白，充分利用末水坛紫菜的营养价值，满足人们对于高品质蛋白质的需求，为提高海洋资源开发能力和发展海洋经济提供一条可行之路，同时具有设备简单，安全环保，无化学残留，耗时短，效率高等优势。

附图说明

图1为超声功率对末水坛紫菜蛋白质提取率的影响情况图；

图2为末水坛紫菜蛋白等电点测定结果图；

具体实施方式

下面结合具体实施例详细说明本发明的技术方案，以便本领域技术人员更好理解和实施本发明的技术方案。

实施例1

一种末水坛紫菜蛋白质的提取方法，包括如下步骤：

取末水坛紫菜于60℃干燥机中烘干至质量恒定。干燥后的末水坛紫菜用高速粉碎机粉碎，过100目筛，干燥保存。将粉碎后的末水坛紫菜用蒸馏水配置成10(mg/ml)的溶液，采用频率为20khz超声波进行处理，超声模式为超声发出时间(超声间隔时间)为6s，功率为1260w条件下超声处理60min。超声结束后将提取液在4000r/min的转速下离心20min，取上清液；将上清液ph调至等电点4.2，静置1h。静置后，将提取液在4000r/min的转速下离心20min，取沉淀物，即得粗蛋白。取沉淀物复溶于蒸馏水，将溶液ph调至中性，于100da的透析袋中透析36h脱盐。将透析后的末水坛紫菜蛋白质溶液经抽真空旋转蒸发浓缩，其中温度为50℃，浓缩至200mg/ml，再冷冻真空干燥，即为成品，其中蛋白质提取率(粗蛋白中蛋白质质量与样品原料中蛋白质质量之比)为57.02％，最终产品纯度为73.55％。

实施例2

一种末水坛紫菜蛋白质的提取方法，包括如下步骤：

取末水坛紫菜于50℃干燥机中烘干至质量恒定。干燥后的末水坛紫菜用高速粉碎机粉碎，过100目筛，干燥保存。将粉碎后的末水坛紫菜用蒸馏水配置成7.5(mg/ml)的溶液，采用频率为20khz超声波进行处理，超声模式为超声发出时间(超声间隔时间)为4s，功率为1080w条件下超声处理45min。超声结束后将提取液在3000r/min的转速下离心20min，取上清液；将上清液ph调至等电点4.0，静置1.5h。静置后，将提取液在4000r/min的转速下离心15min，取沉淀物，即得粗蛋白。取沉淀物复溶于蒸馏水，将溶液ph调至中性，于100da的透析袋中透析24h脱盐。将透析后的末水坛紫菜蛋白质溶液经抽真空旋转蒸发浓缩，其中温度为55℃，浓缩至100mg/ml，再冷冻真空干燥，即为成品，其中蛋白质提取率(粗蛋白中蛋白质质量与样品原料中蛋白质质量之比)为52.09％，最终产品纯度为71.97％。

实施例3

一种末水坛紫菜蛋白质的提取方法，包括如下步骤：

取末水坛紫菜于55℃干燥机中烘干至质量恒定。干燥后的末水坛紫菜用高速粉碎机粉碎，过100目筛，干燥保存。将粉碎后的末水坛紫菜用蒸馏水配置成12.5(mg/ml)的溶液，采用频率为20khz超声波进行处理，超声模式为超声发出时间(超声间隔时间)为6s，功率为1080w条件下超声处理60min。超声结束后将提取液在5000r/min的转速下离心10min，取上清液；将上清液ph调至等电点4.4，静置2h。静置后，将提取液在5000r/min的转速下离心10min，取沉淀物，即得粗蛋白。取沉淀物复溶于蒸馏水，将溶液ph调至中性，于100da的透析袋中透析32h脱盐。将透析后的末水坛紫菜蛋白质溶液经抽真空旋转蒸发浓缩，其中温度为50℃，浓缩至150mg/ml，再冷冻真空干燥，即为成品，其中蛋白质提取率(粗蛋白中蛋白质质量与样品原料中蛋白质质量之比)为55.48％，最终产品纯度为72.15％。

以上实施例仅用于阐述本发明，而本发明的保护范围并非仅仅局限于以上实施例。所属技术领域的普通技术人员依据以上本发明公开的内容均可实现本发明的目的，任何基于本发明构思基础上做出的改进和变形，均落入本发明的保护范围之内，具体保护范围以权利要求书记载的为准。