從鹽藻渣中制備水解低聚糖和短肽的方法技術

一種從鹽藻渣中制備水解低聚糖和短肽的方法，屬于鹽藻利用技術領域。本發明專利技術以脫除β－胡蘿卜素的鹽藻渣為原料，先經多次分離及酶水解，后經濃縮、干燥，制得多種產品。本發明專利技術綜合利用鹽藻渣制得皮膚能量激活液、水解鹽藻低聚糖和多糖及短肽等日化、醫藥、保健多種產品，且生產過程中產生的水解鹽藻蛋白質沉淀殘渣，都保留不棄，用作制備微生物肥料的發酵基料；且有生產工藝簡單、能耗低、成本低，生產過程中無“三廢”排放等特點。采用本發明專利技術方法制備出的產品，可廣泛用于護膚、保濕、營養、抗氧化、抗衰老產品中，也可用于保健品、抗腫瘤的產品中，還可作為單細胞蛋白質食品補充氮素營養、抗輻射產品中。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于鹽藻利用
，特別涉及從脫除;5—胡蘿卜素的鹽藻渣中制備鹽藻糖和 短肽的方法。二
技術介紹
鹽藻又稱鹽藻，是綠色單細胞藻，形態微小，具有糖蛋白形成的包被。主要分布在近海水域，對鹽度的適應范圍為0.2 3.5%，具有繁殖快、生存力強、適于養殖等特點。我國海 岸線長，加之有大量適合鹽藻生存的內陸鹽湖，因此鹽藻分布廣，資源豐富。鹽藻含有豐富 的油脂、yS—胡蘿卜素、蛋白質、多糖類化合物和Ca、 P、 Zn等微量礦物質，包括人類必需 的8種氨基酸等系列可利用的物質。目前內蒙古吉蘭泰公司已經實現從鹽藻中提取甘油和yS 一胡蘿卜素已形成產業化，有大量的鹽藻渣資源。在提取^一胡蘿卜素的鹽藻渣中，還有超 過10%的多糖類、超過30%的蛋白質及礦質等營養成分。近年來的研究發現，糖類在人體免疫系統中起十分關鍵的作用，在人體對抗病毒及細菌 侵襲的防御過程中尤其如此。例如，鹽藻中的硫酸化多糖可抑制敗血癥病毒(VHSV)和非洲豬 熱病毒(AFSV)的復制。現已發現鹽藻多糖復合物具有較強的藥物生物活性，能有效調節機體 免疫功能，增強巨噬細胞的吞噬功能，明顯抑制60%以上實體瘤S180的生長。短肽是由二到卜幾個氨基酸組成的具有生物活性的肽類，又稱功能性短肽。功能性短肽 屬于生物活性肽，具有多種生物學功能，如激素作用、抗血栓、抗高血壓、抗氧化、免疫調 節、降膽固醇、抑制細菌、促進生長、調節食品風味及硬度等。現代營養學家研究發現，蛋 白質經消化道中酶的作用后分解成游離氨基酸和短鈦，機體吸收蛋白質營養一部分以游離氨 基酸的形式吸收，另一部分則以短肽形式吸收，且機體對短肽的吸收速度大于游離氨基酸。 此外，短肽無異味，滲透壓低，因此，其生物效價和營養價值更高，用短肽開發保健食品和 保健用品的前景更好。所以，功能性短肽的制備已成為近年來的研究熱點。現有制備鹽藻糖和短肽的方法，如《中國海洋大學學報》2005年11月第35巻第六期的 "鹽藻多糖提取工藝的研究"一文，公開的方法是，以提取過胡蘿卜素的鹽藻渣粉為原料，先 按固液比為1:16，用NaOH調節pH為9的弱堿水，在溫度為IOO'C的條件下，提取10小時，' 醇沉分離，制得多糖粗品(及蛋白多糖)，后用酶解法，即先加多種水解酶(中性蛋白酶和木瓜 蛋白酶及胰蛋白酶)，后滅酶，.然后醇沉分離，制得糖含量為29.01%的混合多糖。該方法提 取時間高達10小時，會導致多糖及蛋白質大量水解，雖然將鹽藻多糖和鹽藻蛋白質用醇沉淀 的方式從提取液中提出并用多種酶水解，但是，并未對蛋白質的酶水解物進行有效深加工及 利用，即同時制備出短肽，資源利用率低。此外，也未對脫y8—胡蘿卜素的鹽藻渣中存在的 大量礦質營養進行利用。又如公開號為CN101129324A的"一種鹽藻二次提取液產品及其在皮 膚保健用日用化工產品中的應用"專利，公開的方法是，以除去脂溶性物質的鹽藻粉為原料， 先用60 70%的乙醇為提取液，在75 100'C下，提取3 4個小時，后進行減壓蒸餾回收乙醇，再調整濃縮液的pH值為5 10，然后用蒸餾水稀釋至畫體含量為3 10%，加入防腐劑 制得成品。該方法只是提取出鹽藻渣中的小分子營養物質，例如礦質、氨基酸等，未對鹽藻 多糖及蛋白質進行利用，資源利用率極低。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有制備鹽藻糖和短肽方法的不足之處，提供一種從鹽藻渣中制備 水解低聚糖和短肽的方法。具有從脫y^—胡蘿卜素的鹽藻渣中同時制備水解低聚糖、水解鹽 藻多糖、短肽及皮膚能量激活液等多種產品，資源綜合利用率高的特點，制備工藝無"三廢" 污染，屬于綠色生產；其產品既可用于閂化行業，也可用于保健、食品及飼料等行業。本專利技術的機理脫y6—胡蘿卜素鹽藻殘渣中約含10%鹽藻多糖，鹽藻多糖是以半乳糖、 阿拉伯糖、木糖、葡萄糖等單糖聚合成的高分子，單糖之間主要是以/ 一l， 2、 ^一1， 3、 一l， 4糖苷鍵連接，溶解于熱堿性水溶液，不溶于冷水或高濃度的低溫醇溶液。因此，采用 弱堿性水溶液，先從鹽藻渣屮提取出鹽藻多糖，經過超濾分離礦質離子及小分子有機物，再 用葡聚糖酶(水解P—1， 3—糖苷鍵)、纖維素酶(水解-一l， 4糖苷鍵)等水解，獲得分子量小 于3000Da的水解鹽藻低聚糖液，再經過超濾截留、寘空濃縮、冷凍干燥，獲得水解鹽藻低 聚糖凍干粉。鹽藻多糖為含蛋白的復合物，分子量最高達數十萬Da，用蛋白酶水解其肽鍵， 制備出小分子短肽。將水解超濾截留液調節pH值，用中性蛋A酶和風味蛋白酶水解，獲得 平均分子量為600Da的短肽溶液，水解經過超濾、濃縮和凍干，獲得鹽藻短肽凍干粉。此外， 脫P —胡蘿卜素的鹽藻殘渣含蛋白超過30%，鹽藻蛋白質是氨基酸以肽鍵聚合而成的高分子， 溶解于堿性溶液。分子量高的蛋白質水溶性、穩定性均差，大量的羧基，氨基及側鏈基團被 壓縮或掩蔽，抗氧化、抗衰老活性低，因此必須進行水解，降低其分子量，使大量側鏈功能 基團暴露，方可提升其功能性質。蛋白酶是專門水解肽鍵的生物催化劑，不同種類的蛋白酶 可水解不同氨基酸組成的肽鍵。因此用數種酶聯合水解鹽藻蛋白質，可獲得不同分子量的水 解鹽藻肽。將水解鹽藻肽進行納濾分級分離，再進行濃縮和凍干，即獲得平均分子量為5KDa 的水解鹽藻肽和平均分子量為600Da的水解鹽藻短肽。本專利技術的目的是這樣實現的 一種，以脫除y — 胡蘿卜素的鹽藻渣為原料，先經多次分離及酶水解，后經濃縮、千燥，制得多種產品，具體 的方法歩驟如下(l)對鹽藻渣進行分離以提取/9一胡蘿卜素的鹽藻渣粉為原料，按鹽藻渣粉的重量(克)去離子水的體積(升) 比為1:5 10的比例，先在容器中加入去離子水，再放入鹽藻渣粉，攪拌至鹽藻渣粉分散均 勻后，接著用超盧波處理30 60分鐘，然后用10000 13000轉/分的速度，離心5 20 分鐘，分別收集下層沉淀和上層清液。收集的下層沉淀用于制備水解鹽藻肽，收集的上層清 液用截留分子量為5KDa的超濾器進行超濾分離，再分別收集超濾濾過液和截留濃縮液，濾 過液中含有小分子量無機鹽、氨基酸、三磷酸腺苷(ATP)、維生素等，截留濃縮液中含有大分 子量的多糖類化合物、蛋白質等。(2) 制備皮膚能量激活液第(l)步完成后，將第(l)歩收集的超濾濾過液置于真空濃縮器中，先用氫氧化鉀(KOH)溶 液調節其pH值為5.5 6.0，后在溫度為80 90°C、真空度為0.06 0.08Mpa的條件下，進 行真空濃縮至可溶性固形物濃度為10 12%，就制備出K離子濃度為40 60mg/mL、氨基 酸濃度為18 25mg/mL及磷酸鹽濃度為13 16mg/mL的皮膚能量激活液，其收得率為脫— 胡蘿卜素鹽藻渣粉質量百分數的8 12%。(3) 對截留濃縮液進行分離第P)歩完成以后，對第(l)歩收集的截留濃縮液，按截留濃縮液蒸餾水的體積比為1:5 IO的比例，先在截留濃縮液中加入蒸餾水并攪拌均勻后，再轉移至提取罐中，用稀氫氧化鈉 (NaOH)溶液調節其pH值為9 10，加熱升溫至80 90°C，在攪拌下保溫提取5 10小時。 提取完成后，用換熱器降溫至40 5(TC，再泵入管式離心機，以10000 14000轉/分的速 度，進行離心分離，分別收集下層沉淀和上層清液。將收集的下層沉淀稱本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種從鹽藻渣中制備水解低聚糖和短肽的方法，其特征在于具體的方法步驟如下：　（１）對鹽藻渣進行分離　以提取β－胡蘿卜素的鹽藻渣粉為原料，按鹽藻渣粉的重量：去離子水的體積比為１∶５～１０的比例，先在容器中加入去離子水，再放入鹽藻渣粉 ，攪拌至鹽藻渣粉分散均勻后，接著用超聲波處理３０～６０分鐘，然后用１００００～１３０００轉／分的速度，離心５～２０分鐘，分別收集下層沉淀和上層清液，收集的上層清液用截留分子量為５ＫＤａ的超濾器進行超濾分離，再分別收集超濾濾過液和截留濃縮液；　（２）制備皮肽能量激活液　第（１）步完成后，將第（１）步收集的超濾濾過液置于真空濃縮器中，先用氫氧化鉀溶液調節其ｐＨ值為５．５～６．０，后在溫度為８０～９０℃、真空度為０．０６～０．０８Ｍｐａ的條件下，進行真空濃縮至可溶性固形 物濃度為１０～１２％，就制備出Ｋ離子濃度為４０～６０ｍｇ／ｍＬ、氨基酸濃度為１８～２５ｍｇ／ｍＬ及磷酸鹽濃度為１３～１６ｍｇ／ｍＬ的皮膚能量激活液；　（３）對截留濃縮液進行分離　第（２）步完成以后，對第（１）步收集的截留濃縮液， 按截留濃縮液：蒸餾水的體積比為１∶５～１０的比例，先在截留濃縮液中加入蒸餾水并攪拌均勻后，再轉移至提取罐中，用稀氫氧化鈉溶液調節其ｐＨ值為９～１０，加熱升溫至８０～９０℃，在攪拌下保溫提取５～１０小時，提取完成后，用換熱器降溫至４０～５０℃，再泵入管式離心機，以１００００～１４０００轉／分的速度，進行離心分離，分別收集下層沉淀和上層清液，將收集的下層沉淀稱重，然后加入其５～１０倍重量的、ｐＨ值為９～１０的蒸餾水，進行洗滌，再以１００００～１４０００轉／分的速度進行離心分離，再分別收集下層沉淀和上層清液，如此重復洗滌和分離１～２次，最后，分別將各次收集的下層沉淀和上層清液合并；　（４）制備水解鹽藻低聚糖和多糖凍干粉　①制備水解鹽藻多糖溶液　第（３）步完成以后，對第（３）步最后合并的各次上層清液， 先用稀鹽酸溶液調節其ｐＨ值為５～６，再加入脫除β－胡蘿卜素鹽藻質量百分數為２～４％的葡萄聚糖酶和１～３％的纖維素酶，在溫度為５０～６０℃條件下，攪拌酶水解３～６小時；　②超濾分離　第（４）－①步完成以后，對第（４）－①步制備出的 水解鹽藻多糖溶液，用截留分子量為３ＫＤａ的超濾器，在壓力為０．１～０．２５Ｍｐａ下，進行超濾分離，分別收集超濾濾過液和超濾截留...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：魏順安，周小華，金挺，廖妙飛，蘇霞利，陳林，趙成霞，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：85[中國|重慶]