本发明涉及墨黑色素的制备及分析方法，特别涉及一种海洋动物可溶性墨黑色素的制备及分析方法。
背景技术
墨黑色素(melanin)一词来源于希腊，由瑞士化学家berzelius首先提出，是一种不溶于水的生物大分子多聚体，还是已知唯一能够保护生物体免受辐射伤害的天然内源生物聚合体，它广泛存在于动植物体内。海洋动物墨黑色素主要分布在软体动物门(mollusca)头足纲(cephalopoda)，现存约650种，如章鱼(octopus)、乌贼俗称墨鱼(cuttlefish)、枪乌贼俗称鱿鱼（squid）、鹦鹉螺(nautilus)等。从近岸到远海，表层到4，500公尺以下深处都有分布。墨黑色素是墨鱼、鱿鱼、章鱼等海洋头足类生物的墨汁中所含有的生物大分子多聚体的代称，是已知唯一能够保护生物体免受辐射伤害的天然内源生物聚合体。含有多肽片断、酸性多糖、酪氨酸酶等多种生物活性成分。具有清除自由基和结合潜在毒性离子（如一些过渡金属）的特性，应用潜力巨大。据报道，全世界大洋中头足类的总资源量为4.2-6.5亿吨。
目前，有许多枪乌贼、章鱼等头足类生产加工企业，其生产产生大量的墨汁无法综合利用，造成大量的浪费，充分利用头足类墨汁是头足类生产加工企业亟待解决的技术问题。墨黑色素在具有增强免疫功能、抗肿瘤、抗氧化、抗衰老及抗菌等生物活性的同时也存在不溶于水，难分离纯化的缺点，这大大限制了其在医药、食品等领域的应用。因此，制备可溶解性墨黑色素是当下亟待解决的一个难题。
技术实现要素：
为此，需要提供一种高纯度的可溶性墨黑色素的制备方法。为实现上述目的，发明人提供了一种海洋动物可溶性墨黑色素的制备方法，所述方法包括以下步骤：
s1：将头足纲动物腹部剖开，取出墨囊，剪开囊膜，挤出墨汁，将墨汁用等体积的纯化水浸泡12小时以上，得到第一混合溶液;
s2：将第一混合溶液进行离心，离心速度为12000r/min，离心时间为10分钟，离心后弃除上清液，得到第一沉淀物；
s3：将第一沉淀物加入蛋白酶溶液进行水解，水解时间控制在4~8小时，水解温度控制在40~60℃，得到第二混合溶液；
s4：将第二混合溶液在90℃的水浴锅中加热10分钟,得到第三混合溶液；
s5：将第三混合溶液进行离心，离心速度为12000r/min，离心时间为10分钟，离心后弃除上清液，得到第二沉淀物；
s6：将第二沉淀物进行真空干燥，干燥温度控制在65~75℃，得到可溶性墨黑色素成品；
s7：取可溶性墨黑色素成品2mg，加入2%的naoh溶液25ml，在65~75℃水浴加热10分钟，得到第四混合溶液；
s8：将第四混合溶液进行吸光度检测，检测可溶性墨黑色素的浓度。
进一步地，所述s1步骤中，所述头足纲动物为鱿鱼、章鱼或乌贼。
进一步地，所述s1步骤中，所述纯化水的温度控制在0~4℃。
进一步地，所述s3步骤中，所述蛋白酶溶液为碱性蛋白酶溶液，所述蛋白酶活性为4200u/g，水解时间为6小时，水解温度为50℃。
进一步地，所述s3步骤中，第一沉淀物和蛋白酶溶液的重量比为1：50。
进一步地，所述s3步骤中，采用0.1mol/l的hcl或naoh溶液控制水解过程的ph值为8.0。
进一步地，所述s6步骤中，采用真空带式干燥设备进行第二沉淀物干燥。
进一步地，所述s8步骤的检测波长为206nm。
本发明所制备的可溶性墨黑色素，在药品、保健食品、营养食品和化妆品领域的应用。
区别于现有技术，上述技术方案采用90℃加热10min定向保温酶解和高速离心（12000r/min，10min）提取海洋动物墨黑色素，可定向分离蛋白质和墨黑色素，提高墨黑色素产品的纯度；酶法提取条件温和，有利于保持天然墨黑色素形态结构的稳定，还可降低传统提取法化学试剂的消耗；缩短海洋头足类动物墨黑色素酶解法制备时间，提高墨黑色素的纯度，采用的真空带式干燥设备在65~75℃进行干燥，保持墨黑色素活性和稳定性，提高干燥得率。最后采用吸光度作为判断墨黑色素浓度的检测方法，准确度高、简单易行，容易操作。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例详予说明。
实施例1:蛋白酶的选用
选用胃蛋白酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶、胰蛋白酶、碱性蛋白酶五种蛋白酶，水解条件中第一沉淀物和蛋白酶溶液的质量比均为1:50，蛋白酶溶液活性均为4200u/g，水解时间均为6小时，在各蛋白酶最适合温度和ph条件下，分别对海洋头足类动物墨汁进行保温酶解，以制品黑色素的吸光值（260nm）为指标，从中选出对墨汁水解效果最佳的蛋白酶。根据比尔定律，吸光值与吸光物质的浓度成正比。黑色素浓度高的，相应的吸光值也大。因此，本研究以吸光度作为衡量黑色素含量高低的相对指标。海洋动物墨黑色素在紫外光区域(190～400nm)和可见光区域中,各存在一个明显吸收峰(206和557nm),其中在约206nm处有较大吸收。选优确定采用206nm作为测定波长。
具体结果见下表
从结果中，我们可以明显的看出，碱性蛋白的在206nm的吸光值为0.3696，高于其他蛋白酶，说明碱性蛋白酶对墨黑色素的水解效果最佳。在其他条件相同的情况下，碱性蛋白酶蛋白酶制品中墨黑色素的浓度最高。因此我们选用碱性蛋白酶作为墨黑色素的降解酶。
实施例2：工艺条件优化：
对酶解的温度、ph、酶用量和时间4个因素进行单因素实验，以确定相关因素及各因素的合适范围。在提取单因素试验的基础上，采用正交实验优化工艺条件。以酶解温度、ph值、酶活量、水解时间作为考察对象，每个因素选用3个水平，并安排试验，优化工艺条件。
在温度为50℃、酶用量为4200u/g、酶解时间6小时条件下,选择不同ph值6.8、7.4、8.0、8.6、9.2进行试验,探讨ph对酶解过程的影响。当酶溶液的的ph在6.8～8.0之间,反应产物的吸光值有一个缓慢的提升,ph到达8.0时,达到一个极大值,接着呈现有明显的下降趋势。
综上所述，我们可以得出结论：当采用碱性蛋白酶，并且水解温度50℃、墨黑色素和碱性蛋白酶溶液质量比为1:50、ph值为8.0，酶活为4200u/g，为海洋动物可溶性墨黑色素制备的最佳工艺。
实施例3：工艺条件验证：
正交实验得出的最佳工艺参数进行验证实验，与不加酶的同等条件下制得的黑色素作对照，结果与不加酶的水提法相比，经正交实验优化的酶法提取的黑色素吸光值明显较高，吸光度由0.3841提升为0.6265。
实施例4：海洋动物可溶性墨黑色素成品制备
将鱿鱼腹部剖开，取出墨囊，剪开囊膜，挤出墨汁。收集上述墨汁，将墨汁用同体积的0~4℃纯化水浸泡12小时;得到第一混合溶液；将第一混合溶液进行离心，离心速度为12000r/min，离心时间为10分钟，离心后弃除上清液，得到不可溶性墨黑色素；将不溶性墨黑色素加入50倍质量的蛋白酶活性为4200u/g碱性蛋白酶溶液进行水解，水解时间为6小时，水解过程中溶液ph值用0.1mol/l的naoh和hcl控制为8.0，水解温度50℃，得到第二混合溶液；将第二混合溶液在90℃的水浴锅中加热10分钟,得到第三混合溶液；将第三混合溶液进行离心，离心速度为12000r/min，离心时间为10分钟，离心后弃除上清液，得到第二沉淀物；将第二沉淀物采用真空带式干燥设备进行真空干燥，干燥温度控制在70℃，得到可溶性墨黑色素成品。
实施例5海洋动物可溶性墨黑色素成品结果分析
取可溶性墨黑色素成品2mg，加入2%的naoh溶液25ml，在70℃水浴加热10分钟后将溶液进行吸光度检测，检测溶液在260nm的吸光值，进而得到该成品中墨黑色素的浓度。
根据比尔定律，吸光值与吸光物质的量的浓度成正比。黑色素浓度高的，相应的吸光值也大。因此，本研究以吸光度作为衡量黑色素含量高低的相对指标。海洋动物墨黑色素在紫外光区域(190～400nm)和可见光区域中,各存在一个明显吸收峰(206和557nm),其中在206nm处有较大吸收。选优确定采用206nm作为测定波长。
实施例6生物活性研究
取可溶性墨黑色素成品2mg，加入2%的naoh溶液25ml，将混合溶液过不同孔径的超滤膜进行分离；检测墨黑色素溶液中各种不同分子量墨黑色素的占比；对墨黑色素溶液及分离出的不同分子量的墨黑色素进行生物活性研究，以便其在药品、保健食品、营养食品和化妆品领域的应用。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。
尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。