一种从藻类中提取的藻类蛋白及其制备方法

摘要

本发明涉及一种从藻类中提取的藻类蛋白及其制备方法，属于植物蛋白提取技术领域。所述方法包括步骤为：(1)藻粉的酶法破壁；(2)破壁液经无水氯化钙沉淀后过滤，得过滤清夜；(3)过滤清液超滤浓缩至原体积的20％‑25％，得浓缩液，喷粉干燥，即得藻类蛋白。本发明利用纤维素酶法破壁，破壁效率高，达到99％以上，成本低，反应条件温和，易于操作；此外，本发明利用无水氯化钙的沉淀去除叶绿素等杂质，超滤法去除杂蛋白，最终获得高纯度的藻类蛋白，藻蓝蛋白的纯度大于30％，收率大于99％；藻红蛋白的纯度大于40％，收率大于99％，同时还可以去除了螺旋藻的腥味。

说明书

技术领域

本发明涉及一种从藻类中提取的藻类蛋白及其制备方法，属于植物蛋白提取技术领域。

背景技术

螺旋藻是微藻中的蓝藻，具有高蛋白，低脂肪，低糖，低胆固醇的优点，富含维生素，蛋白质，脂肪，碳水化合物，矿物质和微量元素等营养素，且各营养素比例均衡，具有非常好的食用保健功能，是一种天然食品。被誉为“微型营养库”，“人类最理想最优秀的食品”。同时还具备多种药理作用。如降血脂，抗氧化，抗感染，抗辐射，抗衰老，增强机体免疫力等作用。

藻蓝蛋白是从蓝藻中分离纯化的一个活性蛋白，稀有的吓啉类色素蛋白，是被国家允许使用的天然食用色素，更重要的是研究表明藻蓝蛋白能显著减轻肿瘤放射化疗时对人体正常白细胞的伤害，刺激红细胞和血小板的集落生成，提高免疫力，保护肝脏组织。它具有独特的荧光性质和良好的生物功效。与蛋白质有相同的性质。产品为蓝色颗粒或粉末。溶于水。不溶于醇和油脂。乙醇等有机溶剂会导致藻蓝蛋白不可逆的变性。其水溶液的颜色为鲜艳的蔚蓝色。藻蓝蛋白是由脱辅基蛋白和藻蓝素通过一个或两个硫醚键共价连接而成的结合蛋白。每个藻蓝蛋白单体由α和β亚基构成，其单体(αβ)分子量40Kd左右，pH6.5-8.0时以三体(αβ)，pH4.5-6.0时，以六体(αβ)形式存在，分子量230Kd左右。不论以单体、三体或六体形式存在，在可见光下均呈现出美丽的蓝宝石颜色，色泽鲜艳，经测定在多种理化因素下都是相当稳定的。高纯度的藻蓝蛋白具体强烈荧光特性，可用于制备荧光探针，用于科学检测研究。

藻红蛋白，存在于红藻、蓝藻、隐甲藻的色素蛋白，开环的四吡咯藻红素作为色素部分与蛋白质共价键结合。其辅基是吡咯环所组成的链，分子中不含金属，与蛋白质结合在一起。蛋白的亚基组成为(α-β)6γ，每个α-亚基和β-亚基约20KD，每个γ亚基约30KD，其分子量240kd。藻红素在在可见光区565nm波段有最大的吸收，而且可以产生强烈的荧光，其荧光强度是荧光素的30-100倍。具有很好的吸光性能和很高的量子产率，在可见光谱区有很宽的激发及发射范围，其荧光发射峰:578nm左右。具有相当程度的稳定性，可应用于食品与化妆品上，同时亦可作为免疫学上抗体标志用的荧光色素，而应用于临床诊断及细胞生化学研究上。用常规的标记方法可以很方便地将其与生物素、亲和素和各种单克隆抗体结合起来制成荧光探针，用于免疫检测、荧光显微技术和流式细胞荧光测定等临床诊断及生物工程技术。

目前藻红素大部分是分离自红藻的大型叶状体。紫菜是最常见的一种，其中藻胆蛋白在紫菜中含量较多，大约占紫菜干质量的4％左右。藻胆蛋白是藻红蛋白、藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白等的总称，紫菜中以藻红蛋白为主。

传统的藻蓝蛋白或藻红蛋白分离技术一般通过高压均质，反复冻融和超声等方法破碎细胞提取，再通过硫酸铵蛋白沉淀发及色谱层析发进行纯化。操作不方便，能耗大，对环境污染大，废水难处理，不宜放大生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种从藻类中提取的藻类蛋白及其制备方法，本发明以纤维素酶进行酶法破壁，获得蛋白提取液，然后加入无水氯化钙将杂质沉淀去除，再通过超滤去除杂蛋白，最后干燥即得。

本发明的技术方案如下：

一种从藻类中提取蛋白的方法，步骤如下：

(1)藻粉的酶法破壁，水为10-15倍藻粉质量，纤维素酶为0.1-0.15倍藻粉质量；反应温度为25-35℃，反应时间为15-20h，反应完成后，板框过滤，得破壁液；

(2)破壁液经无水氯化钙沉淀后过滤，得过滤清夜；无水氯化钙添加量为破壁液的0.5-2％(质量分数)，充分搅拌均匀后，静置15-20h，过滤得过滤清液；

(3)过滤清液超滤浓缩至原体积的20％-25％，得浓缩液，喷粉干燥，即得藻类蛋白。

优选的，所述步骤(1)中藻粉以螺旋藻或紫菜为原料；当藻粉以螺旋藻为原料时，水为10倍藻粉质量，纤维素分别为0.1倍藻粉质量；反应温度为25℃，反应时间为20h；当藻粉以紫菜为原料时，水为10-15倍紫菜粉质量，纤维素酶为0.1-0.15倍菜粉质量；反应温度为25-35℃，反应时间为15-20h。

优选的，所述步骤(2)中无水氯化钙添加量为破壁液的1％(质量分数)，充分搅拌均匀后，静置15-20h；优选的，过滤采用碟式离心机或板框过滤。

进一步的，本发明还包括通过上述方法获得的藻类蛋白。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

(1)本发明利用纤维素酶法破壁，破壁效率高，达到99％以上(破壁后的渣，几乎测不到藻蓝蛋白)，成本低，反应条件温和，易于操作。

(2)利用无水氯化钙的沉淀去除叶绿素等杂质，超滤法去除杂蛋白，最终获得高纯度的藻类蛋白，藻蓝蛋白的纯度大于30％，收率大于99％；藻红蛋白的纯度大于40％，收率大于99％，同时还可以去除了螺旋藻的腥味。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

实施例1：一种从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法

(1)取螺旋藻粉100g，加入1000mL水搅拌均匀，分别加入10g纤维素酶搅拌30min，均匀后，停止搅拌；室温下放置18h后，板框过滤得破壁液920g。

(2)加入9.2g无水氯化钙，搅拌均匀后，静置20h后，板框过滤得过滤清液902g。

(3)将过滤清液通过100kd超滤膜超滤浓缩除杂后，得到215g浓缩液，喷粉干燥后得藻蓝蛋白粉38g，含量31％，收率99％。

实施例2:一种从螺旋藻中提取藻红蛋白的方法

取紫菜，打粉，称取100g，加入1000mL水搅拌均匀，分别加入10g纤维素酶和10gβ葡聚糖酶搅拌30min，均匀后，停止搅拌,室温下放置18h后，过滤得破壁液918g，加入9.2g无水氯化钙，搅拌均匀后，静置20h后，过滤得过滤清液895g。将过滤清液通过100kd超滤膜超滤浓缩除杂后，得到225g浓缩液，冷冻干燥后得蓝红蛋白粉9.5g，藻红蛋白含量41％，收率99％。

实施例3:一种从螺旋藻中提取藻红蛋白的方法

取紫菜，打粉，称取100g，加入800mL水搅拌均匀，分别加入15g纤维素酶搅拌30min，均匀后，停止搅拌,室温下放置16h后，过滤得破壁液918g，加入9.0g无水氯化钙，搅拌均匀后，静置20h后，过滤得过滤清液902g。将过滤清液通过100kd超滤膜超滤浓缩除杂后，得到225g浓缩液，冷冻干燥后得蓝红蛋白粉9.2g，藻红蛋白含量42％，收率99％。

实施例4：一种从螺旋藻中提取藻蓝蛋白的方法

取螺旋藻粉10kg，加入90kg水搅拌均匀，分别加入1.5kg纤维素酶搅拌1h，均匀后，停止搅拌,室温下放置16h后，过滤得破壁液91.75kg，加入10.0kg无水氯化钙，搅拌均匀后，静置20h后，过滤得过滤清液88.54kg。将过滤清液通过100kd超滤膜超滤浓缩除杂后，得到24.26kg浓缩液，冷冻干燥后得藻蓝蛋白粉3.65kg，藻蓝蛋白含量31.5％，收率99％。