专利名称：盐析萃取海参中有效成分的方法
技术领域：
本发明属于海产品深加工技术领域，涉及一种从海参中盐析萃取有效成分的方 法，特别涉及双水相和三液相萃取海参有效成分的方法。
背景技术：
海参是人们熟悉的一种海产珍品，被称为“海中人参”，具有很高的营养价值和药 用价值。海参体内不但富含氨基酸、必需脂肪酸、维生素和化学元素等人体所需的50多种 营养成分，还含有多种生物活性物质，如海参皂苷、海参多糖、海参胶原蛋白、多不饱和脂肪 酸、脑苷脂类以及海参经酶解产生的海参肽等。这些成分均有很高的营养价值和药用价值， 如必需脂肪酸对增强人体免疫力和人脑的机能具有重要作用；海参皂苷具有抗肿瘤、抗 真菌、抗放射、抗原虫的作用以及免疫调节和抗疲劳等作用；海参多糖具有抗凝血、抗肿瘤、 免疫调节、延缓衰老等多种生物活性；海参蛋白具有生血、养血、保护胃粘膜及抗溃疡作用， 还有抗过敏、降血压、降胆固醇、抗衰老、促进伤口愈合和促进钙质吸收等生物学功能。由于 各种成分均具有很高的营养价值和药用价值，因此在医药、保健、食品等领域有着广泛的应 用。目前海参有效成分的提取多采用鲜海参做原料，经酶解法和碱提醇沉法提取海参 多糖，或用酸沉结合多级醇沉的方法以及利用酶解结合盐析的方法提取蛋白质。这些方法 都是针对某种海参活性物质(如蛋白质或者多糖)进行提取分离，通常没有综合考虑海参 其它的有效活性物质，容易造成珍贵资源浪费，加之提取分离方法复杂导致产品成本偏高。 而海参加工蒸煮液中含有与海参自身几乎相同的组成，如10-30g/l蛋白和150-300g/l粗 多糖，将这些有效成分提取出来无疑可以显著提高海参制品的附加值。利用海参加工蒸煮液提取与分离有效成分已有一些报道。如赵前程等用等电点沉 降和分级醇沉的方法从海参加工蒸煮液中获得粗蛋白和多糖(中国专利CN101585873A)； 袁文鹏等人采用醇沉技术从海参煮汁中回收多糖(CN101343332)；姜玉宝研究了醇沉、脱 盐、蒸馏等方法回收海参煮汁中的油(CN101473979A)。虽然这些技术能在一定程度上达到 分离的目的，但也存在明显的缺陷一是上述方法只针对一、二种活性物质，其它海参有效 成分容易在提取分离过程中损失；二是用的较多的醇沉技术乙醇用量大，生产周期长，活性 成分损失多，给后期纯化精制也增加了难度。针对上述存在的问题，开发简易高效的提取分离海参多种有效成分的方法具有重 要的实用价值。多相盐析萃取技术是一种能同时萃取多种有效成分、操作简单、条件温和、 可连续操作、易于放大的提取分离方法。其中由亲水性低分子有机物与盐形成的新型双水 相萃取技术具有价格低廉、溶剂回收容易、分相时间短等优势，因此在生物基化学品、氨基 酸、抗生素、天然产物、中药成分等的提取中得到了广泛的应用。申请人所在的课题组做了 大量的研发工作(中国专利CN 101531652A ；CN 101012151A ；Biotechnology Letters, 2008，30 =2079-2084 ；2009, 31 :371_376)。而由疏水性有机物/亲水性低分子有机物/盐 形成的三液相体系可同时萃取两种以上极性相差较大的有效成分，操作简单、条件温和、分相时间短等。申请人所在课题组将该技术应用于天然产物的提取分离，取得了理想的效果 (中国专利:CN101637667 ；Process Biochemistry, 2010,45 :752_756)。但在海参有效成分 的提取分离中尚无文献报道，本发明尝试应用多相盐析萃取体系萃取海参中的有效成分。
发明内容
为解决现有海参有效成分提取中存在的目标产物单一、其它有效成分损失大、成 本高、操作过程繁琐、生产周期长、溶剂耗量大等问题，本发明提供了一种亲水性低分子有 机物/盐形成的新型双水相体系及疏水性有机物/亲水性低分子有机物/盐/水三液相体 系从海参加工蒸煮液中同时提取分离多种有效成分的方法。本发明的技术方案如下一种盐析萃取分离海参有效成分的方法，其操作步骤如下向海参提取液中，直接 加入某些电解质和普通有机溶剂，利用盐离子的水化作用，形成有机溶剂/盐多相盐析萃 取体系。根据溶解度差异，海参中极性不同的有效成分在各相中的分配不同，从而实现有效 成分的分离与浓缩。如将盐与亲水性低分子有机物按一定比例加入到海参提取液中，搅拌 均勻，静置或离心，形成双水相海参醇溶性有效成分富集在上相，蛋白质和多糖主要分配 到上相和下相之间的固相中，重金属则被富集在下相；另外将盐、亲水性低分子有机物以及 疏水性有机物按一定比例加入到海参提取液中，搅拌均勻，静置或离心，形成三液相盐析萃 取体系海参油脂富集在上相，少量可溶性蛋白和多糖分配在中相，绝大部分蛋白和多糖分 配在中相与下相之间的固相中，同时重金属被富集在下相。其中双水相体系中盐的质量百分数为10 30%，亲水性低分子有机物的质量百 分数为15 40%，萃取温度为15 40°C，搅拌、静置分相的时间为0. 1 4. 0h，或者在 2000 8500rpm下离心5 20min ；三液相体系盐的质量百分数为10 30%，亲水性低分 子有机物的质量百分数为15 40%，疏水性有机物的质量百分数为10 40%，搅拌均勻、 静置分相0. 1 4. Oh或者在2000 8500rpm下离心5 20min，萃取温度为15 40°C。所适用的海参提取液是指含有海参有效成分的液体，包括鲜海参汁液或其浓缩 液，也可以是海参加工蒸煮液或其浓缩液。海参加工蒸煮液是指蒸煮海参所得废液。所选用的亲水性低分子有机物为乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、1，2-丙二醇、1， 3_丙二醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4_丁二醇、2，3-丁二醇、丙 酮中的一种或几种组合；所选用的盐为氯化钠、氯化锂、硫酸铵、硫酸钠、碳酸钠、碳酸钾、醋 酸钠、醋酸钾、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、柠檬酸钠、柠檬酸钾、草酸钠、草酸钾中的 一种或几种组合；所选用的疏水性有机物为乙酸甲酯、乙酸乙酯、正己烷。其中萃取操作可以是一次萃取、多次萃取、连续萃取或逆流萃取。本发明的有益效果是和现有的提取分离方法相比较，本发明利用多相盐析萃取体 系对极性不同的多种有效成分进行同步提取与分离，获得了海参油、醇溶性有效成分(以 乙醇为萃取剂可制作海参酒)、粗蛋白和多糖等多种产品，完成目标产物的初步纯化。经过 萃取后获得的固相冷干粉中有害重金属离子(砷、汞、铅、镉)的含量显著降低，有益离子 (钙、铁，镁、锌)大部分保留。整个生产工艺操作简单、生产成本低、周期短、萃取条件温和、 有机溶剂廉价易回收、粘度低传质分相快、易于产业化、产品符合食品安全的要求。
具体实施例方式实施例中所用的海参加工蒸煮液浓缩液是通过下述方法得到。用100目滤网对海参蒸煮废液进行粗过滤，将滤液离心，再将离心上清液进行超 滤浓缩脱盐、灭菌、灭酶，之后再离心过滤，最后经三效浓缩后即得海参蒸煮浓缩液。实施例中蛋白的浓度用凯氏定氮法(GB 5009.5-85)确定；多糖用DNS法测定； 油脂按国标法(GB/T 5009. 6-2003)测定；金属离子按国标用原子吸收光谱法检测Fe、 Mg (GB/T 5009.90-2003), Zn (GB/T 5009. 14—2003)，Cd(GB/T5009. 15—2003)，Se (GB/T 5009. 93-2003)，Pb (GB/T 5009. 12-2003)，As(GB/T23372-2009)，Hg(GB/T 5009.17-1996)， Ca (GB/T 5009. 92-2003)，Cu (GB/T5009. 13-2003)。实施例1 碳酸钠/乙醇体系萃取海参中的有效成分步骤1向海参加工蒸煮液浓缩液中加入无水碳酸钠和乙醇，使其浓度达到16% 和21 % (w/w)，搅拌摇勻，放在37°C水浴中静止IOmin形成双水相，并在5000rmp下离心 lOmin，使分相完全。测定各相的蛋白和多糖表明，有90. 3%的糖和96. 的蛋白分配在固相。步骤2取出上、下相界面层间的固相，将其冷冻干燥制成粉末。步骤3将制得的粉末样品经消化处理，进行金属离子的测定，测定结果显示，金 属汞、铅、砷未检出；镉的含量为2. 865mg/L，降低到原浓缩液冷干粉的60% ；硒的含量为 0. 150mg/L ；钙的含量为2785mg/L ；铜的含量为3. 7mg/L ；铁的含量为95. 6mg/L ；镁的含量 为867. 5mg/L ；锌的含量为9. 2mg/L。实施例2 三液相萃取海参有效成分步骤1向海参加工蒸煮液浓缩液中加入无水碳酸钠和乙醇，使其浓度达到16%和 21% (w/w)，再加入正己烷使其浓度达到无水碳酸钠、乙醇、正己烷总质量的28% (w/w)，搅 拌摇勻，放在37°C水浴中静止IOmin形成三液相，并在5000rmp下离心lOmin，使其分相完 全。测定各相的蛋白和多糖表明，有96. 9%的蛋白和71. 2%的糖分配在固相。步骤2取出上相将正己烷蒸发得到油脂，经三液相萃取得到的海参油提取率为 63. 3%。实施例3 硫酸铵/叔丁醇体系萃取海参中有效成分步骤1向海参加工蒸煮液浓缩液中加入硫酸铵(30% w/v)和叔丁醇(1 1. 5，海 参加工蒸煮液ν 叔丁醇ν)，搅拌摇勻，放在室温静止0. 5h形成双水相。步骤2将双水相的187ml上相取出，在37°C下旋转蒸发除去叔丁醇，得到海参醇溶 性有效成分。步骤3取出上、下相界面层间的固相，将其冷冻干燥制成粉末。步骤4将制得的粉末样品经高氯酸、浓硝酸消化处理，进行金属离子的测定，测定 结果显示有害重金属镉的含量为0. 620mg/L,降低到原浓缩液冷干粉的13%。
权利要求
一种盐析萃取分离海参中有效成分的方法，其特征在于(1)将盐与亲水性低分子有机物水溶液按比例直接加入到海参提取液中，搅拌均匀，静置分相或离心分相，形成双水相海参醇溶性有效成分富集在上相，蛋白质和多糖主要分配到上相和下相之间的固相中，重金属则被富集在下相；双水相体系中盐的质量百分数为10～30％，亲水性低分子有机物的质量百分数为15～40％，萃取温度为15～40℃，静置分相的时间为0.1～4.0h或者在2000～8500rpm下离心5～20min；(2)将盐、亲水性低分子有机物以及疏水性有机物按比例加入到海参提取液中，搅拌均匀，静置或离心，形成三液相盐析萃取体系海参油脂富集在上相，少量可溶性蛋白和多糖分配在中相，绝大部分蛋白和多糖分配在中相与下相之间的固相中，同时重金属被富集在下相；三液相体系中盐的质量分数为10～30％，亲水性低分子有机物的质量百分数为15～40％，疏水性有机物的质量百分数为10～40％，静置分相0.1～4.0h或者在2000～8500rpm下离心5～20min，萃取温度为15～40℃。
2.根据权利要求1所述的一种盐析萃取分离海参有效成分的方法，其特征在于所述 的海参提取液是指含有海参有效成分的液体，包括鲜海参汁液、鲜海参汁液浓缩液、海参加 工蒸煮液或海参加工蒸煮液浓缩液。
3.根据权利要求1或2所述的一种盐析萃取分离海参有效成分的方法，其特征在于 所选用的亲水性低分子有机物为乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、 正丁醇、异丁醇、叔丁醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、丙酮中的一 种或几种组合。
4.根据权利要求1或2所述的一种盐析萃取分离海参有效成分的方法，其特征在于 所选用的盐为氯化钠、氯化锂、硫酸铵、硫酸钠、碳酸钠、碳酸钾、醋酸钠、醋酸钾、磷酸钾、磷 酸二氢钾、磷酸氢二钾、柠檬酸钠、柠檬酸钾、草酸钠、草酸钾中的一种或几种组合。
5.根据权利要求1或2所述的一种盐析萃取分离海参有效成分的方法，其特征在于 所选用的疏水性有机物为乙酸甲酯、乙酸乙酯或正己烷。
6.根据权利要求1或2所述的一种盐析萃取分离海参有效成分的方法，其特征在于 萃取操作是一次萃取、多次萃取、连续萃取或逆流萃取。
全文摘要
本发明公开了一种盐析萃取海参中有效成分的方法，属于海产品深加工技术领域。向海参提取液中，直接加入某些电解质和普通有机溶剂，利用盐离子的水化作用，形成有机溶剂/盐多相盐析萃取体系。根据溶解度差异，海参中极性不同的有效成分在各相中的分配不同，实现有效成分的分离与浓缩。将盐与亲水性低分子有机物按一定比例加入到海参提取液中，搅拌均匀，静置或离心，形成双水相；另外将盐、亲水性低分子有机物以及疏水性有机物按一定比例加入到海参提取液中，搅拌均匀，静置或离心，形成三液相盐析萃取体系。本发明开发了一种同时提取与分离海参多种有效成分、操作简便、条件温和、成本低廉、并有效降低重金属毒害作用的新型盐析萃取方法。
文档编号A23L1/333GK101897448SQ20101023666
公开日2010年12月1日 申请日期2010年7月26日 优先权日2010年7月26日
发明者修志龙, 惠欢庆, 李晓晖, 杨向春 申请人:大连理工大学