一种升温加压式提取氯化高铁血红素的方法与流程

本发明涉及生物化学，更具体的是涉及利用动物血的酶解粉升温加压提取氯化高铁血红素的方法。

背景技术：

1、氯化高铁血红素作为补铁的食品营养强化剂，列入gb14880中，并于2022年3月7日实施食品安全国家标准《食品营养强化剂氯化高铁血红素》，应用前景越来越广。生产上通常采用冰乙酸法、酶解和乙酸结合法、酸性丙酮法三种方法提取氯化高铁血红素，但提取过程中均大量使用有机溶剂冰乙酸或丙酮，容易造成环境污染、操作人员人身伤害甚至火灾的风险。因此，在氯化高铁血红素生产过程中避免使用或仅少量使用乙酸或丙酮等有机溶剂，是一个有应用价值的研究方向。

2、目前，在避免使用或仅少量使用乙酸或丙酮等有机溶剂提取氯化高铁血红素的方法中，依然存在工艺不稳定、产品纯度较低、血红素易与珠蛋白共沉淀而分离不开等问题，具体表现如下：

3、1.专利zl87101834“氯化血红素的分离和纯化”，避免了使用乙酸或丙酮，在ph0.5～2.5时，用氯化苄基十二烷基二甲铵或其他表面活性剂来催化，温度约90℃至沸腾来提取。但需要快速加热，且快速冷却，稍有不慎就不能产出产品，工艺极不稳定，无法实际应用；

4、2.专利zl2006100800229“用表面活性剂提取氯化血红素的方法”，在血红蛋白液稀释后，加入脂肪醇聚氧乙烯醚及其他表面活性剂为催化剂，调至酸性后加热至小于85℃来提取。但温度偏低，血红素与珠蛋白拆分不完全，导致产品纯度在95％以下；而且仅用表面活性剂助溶而未用尿素来溶解珠蛋白，血红素易与珠蛋白共沉淀而分离不开；

5、3.专利zl200810120963x“血红素和脱色血球蛋白粉的生产方法”，先酶解、干燥得到血红素半成品；再加入水、浓盐酸和非离子型表面活性剂搅匀，加热至70～95℃，离心，收集血红素结晶，水洗后干燥，得到血红素。同上述专利zl2006100800229一样，存在两个缺陷：①温度偏低，血红素与珠蛋白拆分不完全，导致产品纯度偏低，约88～92％；②仅用表面活性剂助溶而未用尿素来溶解珠蛋白，血红素易与珠蛋白共沉淀而分离不开；

6、4.申请号2017103732471“一种高铁血红素及其制备方法”的专利，采用5～7mol/l高浓度的尿素溶液来溶解血粉，调至酸性后加入脂肪醇聚氧乙烯醚或其他表面活性剂，加热至90～100℃，而使血红素析出。但该法尿素用量很大，生产成本高且污染环境；该法没有标明产品的纯度，经我们的重复试验，仅加热至90～100℃，温度偏低，血红素与珠蛋白拆分不完全导致纯度低。

7、综上所述，需要一种提取氯化高铁血红素的方法，解决现有提取工艺中产品纯度较低、血红素易与珠蛋白共沉淀而分离不开、生产成本高且污染环境的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：为了解决上述技术问题，本发明提供一种升温加压式提取氯化高铁血红素的方法，可使血红素与珠蛋白易拆分完全，进而提取的氯化高铁血红素产率高、纯度高，同时降低生产成本和减少环境污染。

2、本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：一种升温加压式提取氯化高铁血红素的方法，包括以下步骤：

3、s1.选择原料：动物血球制成的酶解粉；

4、s2.酶解粉溶散：酶解粉中加入二级反渗透水搅拌溶散，再加入尿素加速溶解，得到溶散溶液；

5、s3.提高活性：溶散溶液中加入一种表面活性剂或几种表面活性剂的混合物，得到活性溶液；

6、s4.调节ph值：活性溶液中加入盐酸调节ph至2.0～3.0；

7、s5.升温加压：调节ph值后的溶液泵入压力容器内，蒸汽加热升温至140～150℃，压力0.36～0.48mpa，保温保压10～20分钟而使血红素和珠蛋白拆分；

8、s6.冷却析出：溶液快速释压放料、自然冷却，血红素晶体析出，经离心、乙酸液洗、水洗、干燥粉碎，制得氯化高铁血红素。

9、优选的，所述s1中酶解粉，具体由动物血球经溶血、蛋白酶酶解、陶瓷膜过滤、过滤后的浓缩液喷雾干燥得到。

10、优选的，所述s1中酶解粉的铁含量为2～3％，氯化高铁血红素的纯度为23～35％。

11、优选的，所述s2中二级反渗透水的重量为酶解粉重量的20～40倍，加入的尿素为总重量的2～4％。

12、优选的，所述s3中一种表面活性剂或几种表面活性剂的混合物为吐温-20、氯化苄基十二烷基二甲铵、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种的混合物，至溶液浓度的0.8％～2.6％。

13、优选的，所述s6中血红素晶体析出的溶液，经离心、乙酸液洗、水洗、干燥粉碎，得到铁含量8.42％以上，纯度98％以上的氯化高铁血红素。

14、本发明的有益效果如下：

15、1、食品安全国家标准《食品营养强化剂氯化高铁血红素》中，氯化高铁血红素采用冰乙酸法、酶解和乙酸结合法制得，实际生产中还采用酸性丙酮法制得，而本申请的技术方法仅用少量的乙酸液洗涤离心的沉淀，避免了生产过程中大量使用冰乙酸或丙酮等有机溶剂；

16、2、本申请方法中不以鲜血、鲜血球或血粉、血球粉为原料，而以蛋白酶酶解后含铁量已达2.0～3.0％，氯化高铁血红素纯度已达23～35％的酶解粉为原料，进而数十倍甚至上百倍地降低了尿素和表面活性剂的用量，几何级地降低升温加压所需的热能，从而大幅降低生产成本和减少环境污染；而且血球酶解后的过滤透过液可超滤浓缩、喷雾干燥生产血肽而综合利用；

17、3、动物血中的血红蛋白由珠蛋白和血红素共价键连接，提取高纯度的血红素必须把共价键打开而完成拆分，血红素和珠蛋白的拆分是整个技术的关键点。打开共价键需要剧烈的反应条件，故采用升温加压至140～150℃，压力0.36～0.48mpa，这样在较高的温度和压力条件下，拆分完全而产率高，纯度高；而其他现有研究的技术中的该项条件是80℃至沸腾，拆分不完全，许多珠蛋白的肽段仍然连接在血红素分子上；

18、4、通过对调节ph值后的溶液升温至140～150℃，压力0.36～0.48mpa，拆分出的珠蛋白容易与析出的血红素共沉淀而分离不开，导致失败。但加入尿素，能溶解拆分出的珠蛋白，且表面活性剂对珠蛋白有助溶作用；缩短保温保压时间至10～20分钟，马上释压放料，自然冷却，能避免共沉淀的发生；

19、5、本申请技术的方法中均采用常规速度地升温和降温，不需要特殊设备，因此适合规模化生产。

技术特征：

1.一种升温加压式提取氯化高铁血红素的方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种升温加压式提取氯化高铁血红素的方法，其特征在于：所述s1中的酶解粉，具体由动物血球经溶血、蛋白酶酶解、陶瓷膜过滤、过滤后的浓缩液喷雾干燥得到。

3.根据权利要求1所述的一种升温加压式提取氯化高铁血红素的方法，其特征在于：所述s1中酶解粉的铁含量为2～3％，氯化高铁血红素的纯度为23～35％。

4.根据权利要求1所述的一种升温加压式提取氯化高铁血红素的方法，其特征在于：所述s2中二级反渗透水的重量为酶解粉重量的20～40倍；加入的尿素为总重量的2～4％。

5.根据权利要求1所述的一种升温加压式提取氯化高铁血红素的方法，其特征在于：所述s3中一种表面活性剂或几种表面活性剂的混合物为吐温-20、氯化苄基十二烷基二甲铵、脂肪醇聚氧乙烯醚中的一种或几种的混合物，至溶液浓度的0.8％～2.6％。

6.根据权利要求1所述的一种升温加压式提取氯化高铁血红素的方法，其特征在于：所述s4中调节ph值至2.0～3.0。

7.根据权利要求1所述的一种升温加压式提取氯化高铁血红素的方法，其特征在于：所述s5中调节ph值后的溶液泵入压力容器内，蒸汽加热升温至140～150℃，压力0.36～0.48mpa，保温保压10～20分钟。

8.根据权利要求1所述的一种升温加压式提取氯化高铁血红素的方法，其特征在于：所述s6血红素晶体析出后的溶液，经离心、乙酸液洗、水洗、干燥粉碎，得到铁含量8.4％以上，纯度98％以上的氯化高铁血红素。

技术总结
本发明公开了一种升温加压式提取氯化高铁血红素的方法，涉及生物化学技术领域，包括以下步骤：原料为动物血球制成的酶解粉；酶解粉中加入二级反渗透水、尿素得到溶散溶液：加入表面活性剂得到活性溶液；活性溶液中加入盐酸调节pH值；溶液升温加压使血红素和珠蛋白拆分；溶液冷却，析出血红素晶体，经常规方法制得氯化高铁血红素；原料为酶解粉大幅降低了尿素和表面活性剂的用量、升温加压所需的热能，降低生产成本并减少环境污染；血球酶解后的过滤透过液可超滤浓缩、喷雾干燥生产血肽；溶液升温加压后血红素与珠蛋白拆分完全，提高了氯化高铁血红素的产率与纯度；通过短时间的保温保压，快速释压冷却，可避免析出的血红素和珠蛋白共沉淀的发生。

技术研发人员：莫宏春,莫文博,李永珍
受保护的技术使用者：甘肃养泰和生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/24