一种血红素的提取方法
【专利摘要】本发明公开了一种血红素的提取方法，包括以下步骤：将新鲜猪血离心分离，收集猪血球；将猪血球与水按一定比例混合后，高速搅拌使猪血球破膜，然后调节温度至30～70℃、pH4.0～9.0，再加入胰蛋白酶进行酶解6～24h，接着调节酶解后的酶解液pH至4.0～9.0，并加热至温度50～90℃；再将酶解液离心分离收集沉淀，此沉淀为血红素粗品；向血红素粗品中加入氢氧化钠溶液，加热至50～90℃，搅拌使血红素粗品溶解；溶液冷却后，加入CMC，搅拌均匀；离心分离，收集获得CMC-血红素；使用超滤膜分离CMC和血红素烘干，即为血红素成品。本方法不需要任何有机溶剂，安全环保，生产工艺简单可控，纯度可达85％以上。
【专利说明】一种血红素的提取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种血红素的提取方法。
【背景技术】
[0002] 猪血中含有0.5%的血红素，它不仅可作为肉制品中的发色剂使用，还可作为半 合成胆红素原料，而且是抗癌的特效药，在临床上还可作为补铁剂，治疗由缺铁引起的贫血 症。目前国内血红素的研究比较热门，但生产上分离提取仍未突破传统的方法，要获得高纯 度的血红素，依然靠的是酸性丙酮沉淀法。此方法先用氯仿沉淀猪血球中的血红蛋白，然 后过滤收集沉淀，加入5倍体积2. 5%的浓盐酸丙酮溶液，搅拌浸提，收集丙酮血红素溶液， 最后真空抽滤回收丙酮，获得血红素纯品。这种传统方法的缺点是工艺复杂，使用大量有机 溶剂，不安全环保，得到的血红素油性大，需要蒸馏塔等大型设备，设备投入很大，产品成本 高，应用受到限制。
【发明内容】
[0003] 本发明是为了解决现有的血红素提取方法工艺复杂，使用大量的有机溶剂的技术 问题，本发明提供一种新型环保的血红素的提取方法。
[0004] 为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
[0005] -种血红素的提取方法，包括以下步骤：
[0006] 步骤一：将新鲜猪血离心分离，收集猪血球；新鲜猪血经连续分离机进行离心分 离，转速 > 5000rpm。
[0007] 步骤二：酶法水解分离血红素肽：将猪血球与水按一定比例混合后，高速搅拌使 猪血球破膜，然后调节温度至30?70°C、pH4. 0?9. 0,再加入胰蛋白酶进行酶解6?24h， 接着调节酶解后的酶解液pH至4. 0?9. 0,并加热至温度50?90°C;再将酶解液离心分离 收集沉淀，此沉淀为血红素粗品；此步骤为使用胰蛋白酶水解血红蛋白，将血红蛋白分解成 小分子的肽，包裹在血红蛋白内部的疏水性的血红素暴露出来，血红素上还连有一些未被 水解的小肽，经后期调节pH、加热处理，肽链变性，与疏水性的血红素一起形成沉淀。
[0008] 步骤三：血红素肽重新溶解并吸附：向血红素粗品中加入氢氧化钠溶液并加热至 温度50?90°C，搅拌使血红素粗品溶解；待溶液冷却后，加入羧甲基纤维素钠 CMC，搅拌均 匀；将CMC-血红素粗品进行离心分离，收集获得CMC-血红素；CMC是一种大分子、粘稠性的 亲水物质，它能吸附血红素形成粘稠的糊状物，使其与小肽分离。
[0009] 步骤四：CMC-血红素的分离：使用截留分子量为500?50000Da的超滤膜分离CMC 和血红素，超滤后取超滤截留物，烘干，即为血红素成品。
[0010] 进一步的技术方案是：所述的猪血球与水的质量比为1:1?3。
[0011] 进一步的技术方案是：所述的胰蛋白酶的加入量为每千克猪血球中加入50?500 万U酶活力单位。
[0012] 进一步的技术方案是：所述的酶解液离心分离采用卧螺离心机或三轴离心机，离 心转速大于3000rpm，离心20min以上。
[0013] 进一步的技术方案是：所述的氢氧化钠溶液的质量分数为0. 1?5%;氢氧化钠溶 剂的加入量为血红素粗品质量的15?30倍。
[0014] 进一步的技术方案是：步骤三中加入CMC的终浓度为0. 1?10%，S卩加入羧甲基 纤维素钠 CMC后，CMC的质量分数为0. 1?10%。
[0015] 进一步的技术方案是：所述的CMC-血红素粗品进行离心分离采用碟片离心机，转 速大于5000rpm，离心时间为30min。
[0016] 进一步的技术方案是：所述的超滤膜的材料为聚酰胺，超滤膜的膜组件为卷式，超 滤温度为60°c，料液pH为4?10,超滤压力为0· OIMPa，超滤时间为30?60min。
[0017] 本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
[0018] 本方法结合酶解法和CMC吸附法来提取血红素，不需要任何有机溶剂，安全环保， 生产工艺简单可控，设备投入不大，可连续化操作；提取的血红素不油性，纯度可达85%以 上。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
[0020] 血红素的提取方法，包括以下步骤：
[0021] 1、猪血球前处理：新鲜猪血经高精度连续分离机分离（转速> 5000rpm)，收集获 得猪血球。
[0022] 2、酶法水解分离血红素肽：在夹套式的酶解罐中加入一定量的血球，加入一定质 量的水，高速搅拌l〇min?2h，在低渗透压下，血球破膜，释放出血红蛋白，同时酶解罐温度 升高到30?70°C，稀盐酸调节酶解液pH4. 0?9. 0,加入胰蛋白酶，加入量按每lkg血球加 50?500万U酶活力单位，酶解6-24h后，调节酶解液pH至4. 0?9. 0,并加热至50?90°C 保持30min，处理结束。酶解液用卧螺离心机或三轴离心机离心分离，转速大于3000rpm，离 心20min以上，收集沉淀。此沉淀为血红素粗品。
[0023] 3、血红素肽重新溶解并吸附：在酶解罐中加入血红素肽沉淀，加入15?30倍质量 的0. 1 %?5%氢氧化钠溶液，加热到50?90°C，快速搅拌使血红素肽溶解。溶液冷却后， 加入羧甲基纤维素钠（CMC)，使其终浓度为0. 1?10%，搅拌。CMC是一种大分子、粘稠性的 亲水物质，它能吸附血红素形成粘稠的糊状物，使其与小肽分离。碟片离心机离心分离，转 速大于5000rpm，离心30min以上，收集CMC-血红素。
[0024] 4、CMC_血红素与肽的分离：使用超滤设备分离CMC和血红素，膜组件为卷式，材料 为聚酰胺，超滤膜截留分子量为500?50000Da，超滤温度为60°C，料液pH为4?10,超滤 压力为0. OIMPa，循环超滤时间为40min。超滤后取超滤截留物，烘干，即为血红素成品。
[0025] 实施例1 :
[0026] 在夹套式酶解罐中加入分离获得的新鲜猪血球150kg，加水150kg混合，快速搅拌 (频率30赫兹）破膜lh，然后将酶解罐温度升高到温度50°C、用稀盐酸溶液调节pH至7. 0， 再加入胰蛋白酶4. 5kg，溶解后搅拌速度降低（频率14赫兹），酶解10h后，调节酶解液pH 至5. 0,并加热至80°C维持30min，处理结束。待冷却后，用卧螺离心机分离，转速4000rpm， 离心20min，收集沉淀得血红素粗品，纯度为30 %。
[0027] 将血红素粗品10kg放入酶解罐中，加入200kg0. 5%氢氧化钠溶液并加热到90°C， 快速搅拌使其溶解。待溶液冷却后，加入羧甲基纤维素钠6kg，搅拌。碟片离心机5000rpm 离心分离30min，收集糊状沉淀，S卩CMC-血红素。
[0028] 将收集的糊状沉淀10kg，加水40kg，调节pH为9,采用截留分子量为lOOODa的卷 式超滤膜设备超滤，超滤温度为60°C，超滤压力为0. OIMPa，循环超滤时间为30min。超滤后 的截留物经烘干即为血红素成品。血红素纯度经检测为87%。实施例2:
[0029] 在夹套式酶解罐中加入分离获得的新鲜猪血球150kg，加水300kg混合，快速搅拌 (频率30赫兹）破膜lh，然后将酶解罐温度升高到温度40°C、用稀盐酸溶液调节pH至5. 0， 再加入胰蛋白酶4. 5kg，溶解后搅拌速度降低（频率14赫兹），酶解15h后，调节酶解液pH 至8. 0,并加热至80°C维持30min，处理结束。待冷却后，用卧螺离心机分离，转速4000rpm， 离心20min，收集沉淀得血红素粗品，纯度为30%。
[0030] 将血红素粗品10kg放入酶解罐中，加入150kg2%氢氧化钠溶液并加热到70°C，快 速搅拌使其溶解。待溶液冷却后，加入羧甲基纤维素钠 l〇kg，搅拌。碟片离心机5000rpm离 心分离30min，收集糊状沉淀，S卩CMC-血红素。
[0031] 将收集的糊状沉淀10kg，加水40kg，调节pH为9,采用截留分子量为5000Da的卷 式超滤膜设备超滤，超滤温度为60°C，超滤压力为0. OIMPa，循环超滤时间为30min。超滤后 的截留物经烘干即为血红素成品。血红素纯度经检测为89%。
[0032] 实施例3 :
[0033] 在夹套式酶解罐中加入分离获得的新鲜猪血球150kg，加水200kg混合，快速搅拌 (频率30赫兹）破膜lh，然后将酶解罐温度升高到温度70°C、用稀盐酸溶液调节pH至9. 0， 再加入胰蛋白酶4. 5kg，溶解后搅拌速度降低（频率14赫兹），酶解15h后，调节酶解液pH 至8. 0,并加热至90°C维持30min，处理结束。待冷却后，用卧螺离心机分离，转速4000rpm， 离心20min，收集沉淀得血红素粗品，纯度为29 %。
[0034] 将血红素粗品10kg放入酶解罐中，加入300kg0. 1%氢氧化钠溶液并加热到70°C， 快速搅拌使其溶解。待溶液冷却后，加入羧甲基纤维素钠20kg，搅拌。碟片离心机5000rpm 离心分离30min，收集糊状沉淀，S卩CMC-血红素。
[0035] 将收集的糊状沉淀10kg，加水40kg，调节pH为9,采用截留分子量为20000Da的卷 式超滤膜设备超滤，超滤温度为60°C，超滤压力为0. OIMPa，循环超滤时间为30min。超滤后 的截留物经烘干即为血红素成品。血红素纯度经检测为88%。
[0036] 尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发 明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人 员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则 范围和精神之内。
【权利要求】
1. 一种血红素的提取方法，其特征在于包括以下步骤： 步骤一：将新鲜猪血离心分离，收集猪血球； 步骤二：酶法水解分离血红素肽：将猪血球与水按一定比例混合后，高速搅拌使猪血 球破膜，然后调节温度至30?70°C、pH4. 0?9. 0,再加入胰蛋白酶进行酶解6?24h，接着 调节酶解后的酶解液pH至4. 0?9. 0,并加热至温度50?90°C;再将酶解液离心分离收集 沉淀，此沉淀为血红素粗品； 步骤三：血红素肽重新溶解并吸附：向血红素粗品中加入氢氧化钠溶液并加热至温度 50?90°C，搅拌使血红素粗品溶解；待溶液冷却后，加入羧甲基纤维素钠 CMC，搅拌均匀；将 CMC-血红素粗品进行离心分离，收集获得CMC-血红素； 步骤四：CMC-血红素的分离：使用截留分子量为500?50000Da的超滤膜分离CMC和 血红素，超滤后取超滤截留物，烘干，即为血红素成品。
2. 根据权利要求1所述的一种血红素的提取方法，其特征在于所述的猪血球与水的质 量比为1:1?3。
3. 根据权利要求1所述的一种血红素的提取方法，其特征在于所述的胰蛋白酶的加入 量为每千克猪血球中加入50?500万U酶活力单位。
4. 根据权利要求1所述的一种血红素的提取方法，其特征在于所述的酶解液离心分离 采用卧螺离心机或三轴离心机，离心转速大于3000rpm，离心20min以上。
5. 根据权利要求1所述的一种血红素的提取方法，其特征在于所述的氢氧化钠溶液的 质量分数为〇. 1?5% ;氢氧化钠溶剂的加入量为血红素粗品质量的15?30倍。
6. 根据权利要求1所述的一种血红素的提取方法，其特征在于步骤三中加入CMC的终 浓度为〇. 1?10%。
7. 根据权利要求1所述的一种血红素的提取方法，其特征在于所述的CMC-血红素粗品 进行离心分离采用碟片离心机，转速大于5000rpm，离心时间为30min。
8. 根据权利要求1所述的一种血红素的提取方法，其特征在于所述的超滤膜的材料为 聚酰胺，超滤膜的膜组件为卷式，超滤温度为60°C，料液pH为4?10,超滤压力为0. OIMPa， 超滤时间为30?60min。
【文档编号】C12P17/18GK104195195SQ201410409254
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】郝刚 申请人:成都宏安生物科技有限公司