一種用雙酶法高效提取全成分蜈蚣藻提取液的方法

2023-05-31 18:53:01 3

一種用雙酶法高效提取全成分蜈蚣藻提取液的方法
【專利摘要】本發明所述雙酶法高效提取全成分蜈蚣藻提取液的方法，包括以下步驟：將蜈蚣藻加水攪拌均勻形成底料；加無水碳酸鈉調pH至6.5～7.5；再稱取0.25%～0.39%底料重的瓊膠酶，用水溶解後加入上述調好pH值的底料中進行酶解，酶解溫度20～35℃，酶解時間7～9h；在酶解液中加入乳酸、山梨酸鉀，攪拌均勻，並使pH控制在4.8～5.2；再稱取0.17%～0.22%底料重的纖維素酶，用水溶解後加入前面溶液中進行酶解，酶解溫度45～55℃，酶解時間11～14h；反應結束後進行離心或抽濾，得清液；在清液中加入無水碳酸鈉調整酸鹼度調pH至6.5～7.5後加熱進行滅菌滅酶，所得溶液即為全成分蜈蚣藻提取液。本發明確保了全成分蜈蚣藻提取物的純度和有效提高了蜈蚣藻有效成分的提取率。
【專利說明】一種用雙酶法高效提取全成分蜈蚣藻提取液的方法 【技術領域】
[0001] 本發明涉及海藻的提取方法，特別是一種用雙酶法高效提取全成分蜈蚣藻提取 液的方法。 【背景技術】
[0002]目前我國是世界上主要的海藻生產國，每年收穫各種海藻(按幹品計）150萬噸以 上。這些海藻用以生產海藻酸鹽和酯、瓊脂、卡拉膠，廣泛用於加工食品、食品添加劑、藥品、 化工產品等行業。研究表明：海藻的活性物質，有海藻多糖、海藻寡糖、小分子肽以及各種 維生素、微量元素，具有改善大腦的血液循環，增強心肌功能，預防心血管疾病的作用，特別 對高血壓、腦血栓等有特效，同時可增強人體免疫力，輔助抑制腫瘤。傳統的海藻深加工方 法，都是以提取某單一成分如海藻酸鹽和酯、瓊脂、卡拉膠、海藻多糖等為主，未有見全成分 提取的報導，這樣會造成海藻其它沒有充分分解和提取的有效成分流失。
[0003] 現有的海藻加工技術有：（1)現有技術1 :期刊《廣東農業科學》中《帶狀蜈蚣藻粗 多糖的提取工藝優化》通過單因素試驗和L9(33)正交試驗對熱水浸提法提取帶狀蜈蚣藻多 糖的工藝進行了優化。優選方案為料液比1 : 70、浸取溫度95°C、浸取時間4. 5 h、醇沉濃度 95%。在此條件下，帶狀蜈蚣藻多糖提取率為20. 20%，得率為67. 3% ; (2)現有技術2 :期刊 《食品與機械》中《超聲波輔助提取蜈蚣藻多糖的工藝優化研究》採用單因素試驗和L9(33) 正交試驗研究溫度、超聲處理時間、提取次數和超聲波功率對多糖提取率的影響。最佳工藝 為超聲波提取溫度70°C、超聲處理時間15min、超聲波功率為450W、提取3次；多糖提取率 為18. 83%，得率為62. 75% ；(3)現有技術3 :發明專利《水溶性海藻粉的製造方法》（專利公 告號：CN101012286B)，採用酶解法製備，以纖維素酶和蛋白酶為主要成分的複合酶，重量比 例為50 : 1?1 : 1，酶解條件為pH 3?10，溫度35°C?65°C，滅酶過濾，取濾餅加濃度 為20%的Na2C03溶液至全部溶解，再將濾餅溶解液和過濾時所得濾液混合後調節pH值到 中性，乾燥制粉。
[0004] 現有的這些提取蜈蚣藻多糖的技術，如熱水提取法、醇沉提取法及超聲波提取法 存在多糖提取率較低，且長時間高溫及超聲波處理可能會對蜈蚣藻中的有效成分造成破壞 等缺點。另蜈蚣藻細胞壁主要成分為纖維素和瓊膠，現有技術3中的複合酶法採用纖維素 酶和蛋白酶，酶解後產生大量的濾餅，需要引入大量似20)3、1(20) 3進一步將濾餅溶解提純。還 有現有方法較難提取半胱氨酸、組氨酸、脯氨酸、色氨酸、鋅、鐵等組分，造成提取的有效成 分流失。再加上現有技術中常採用鹽酸、硫酸調節pH，鹽酸及硫酸酸性強，腐蝕性大，添加條 件難控制，實施過程中難操作，提取方法繁瑣，且提取物應用於食品、化妝品安全性低。
【發明內容】

[0005] 本發明的目的在於針對上述存在問題和不足，提供一種可最大程度地破壞蜈蚣藻 細胞壁，將絕大部分不溶物降解為可溶物，使蜈蚣藻中的有效物質充分溶出，從而確保全成 分蜈蚣藻提取物的純度和提高了蜈蚣藻有效成分的提取率，且提取方法操作簡易的用雙酶 法高效提取全成分蜈蚣藻提取液的方法。此外本發明中的提取液安全性高，可適合應用於 食品、化妝品領域中。
[0006] 本發明的技術方案是這樣實現的： 本發明所述用雙酶法高效提取全成分蜈蚣藻提取液的方法，其特點是包括以下步驟： (一)、稱取所需量的蜈蚣藻，清洗後加去離子水，攪拌均勻，形成底料； (二)、在上述底料中加入無水碳酸鈉，調pH至6. 5?7. 5 ; (三)、稱取0. 25%?0. 39%底料重的瓊膠酶，用去離子水溶解後加入上述調好PH值的底 料中，攪拌均勻；再在反應鍋內進行第一次酶解，酶解的溫度為20?35°C，時間為7?9h ; (四)、在上述酶解液中加入乳酸、山梨酸鉀，攪拌均勻，使pH控制在4. 8?5. 2範圍內； (五)、稱取0. 17%?0. 22%底料重的纖維素酶，用去離子水溶解後加入步驟（四)的溶液 中，攪拌均勻後在反應鍋內進行第二次酶解，酶解的溫度為45?55°C，時間為ll_14h ； (六)、反應結束後，將酶解完成液進行離心或抽濾，得清液； (七)、在清液中加入無水碳酸鈉調整酸鹼度，調pH至6. 5?7. 5後加熱進行滅菌滅 酶(放涼待用)，所得溶液即為全成分蜈蚣藻提取液，所述全成分蜈蚣藻提取液的提取率為 26. 32% ?27. 92%,得率為 87. 73% ?93. 07%。
[0007] 因為生產條件應控制在酶的最適範圍內，溫度的高低及pH的大小都會影響酶的 活性大小或導致酶的失活，所以瓊膠酶的最佳溫度是25°C，最佳pH值是7 ;纖維素酶的最佳 溫度是50°C，最佳pH值是5。
[0008] 同時因是用乳酸調節pH，乳酸溫和，可用於食品、化妝品，反應條件易控制，操作安 全性高。
[0009] 其中上述步驟(三）和步驟(五）中採用的瓊膠酶和纖維素酶的活力為30000單位。 上述步驟(一）中去離子水的加入量一般為蜈蚣藻量的30-50倍。上述步驟(二）中無水碳 酸鈉的加入量一般為底料重的0. 01%?0. 016%。上述步驟（四）中上述酶解液中乳酸的加 入量一般為底料重的0. 02%?0. 032%。上述步驟(七）中無水碳酸鈉的加入量一般為底料 重的 0. 03% ?0. 037%。
[0010] 本發明由於採用纖維素酶和瓊膠酶配合使用來對蜈蚣藻進行全成分提取的方法， 通過這兩種酶對全成分蜈蚣藻提取物提取的協同增效和促進作用，可最大程度地破壞蜈蚣 藻細胞壁，將絕大部分不溶物(主要為瓊膠、卡拉膠等）降解為可溶物，使蜈蚣藻中的有效物 質充分溶出（如用其它方法較難提取的半胱氨酸、組氨酸、脯氨酸、色氨酸、鋅、鐵等有效物 質的提取率得到大大提高)，最大程度的保留蜈蚣藻的有效成分，提高了全成分蜈蚣藻提取 物的提取率。這是因為蜈蚣藻細胞壁的主要成分是瓊膠和纖維素，瓊膠酶能夠破壞蜈蚣藻 的細胞壁，有利於細胞內含物中的多糖及其它成分溶出，並且能夠降低蜈蚣藻液的粘度，有 利於纖維素酶與底料結合，從而降低纖維素酶的添加量，提高蜈蚣藻有效成分的提取率。同 時酶解過程中產生的瓊膠降解物寡糖還具有抗病毒、抗腫瘤、增強免疫力等作用。由於本發 明還採用食用乳酸代替鹽酸及硫酸，乳酸溫和，可用於食品、化妝品，反應條件易控制，操作 安全性高。本發明技術中的酶解反應充分、溫和，提取率高，不溶物濾餅極少，不需要再加碳 酸鈉溶解濾餅、可節省勞力物力，且操作方法簡易，同時確保全成分蜈蚣藻提取物的純度， 這些技術效果是現有的蜈蚣藻提取方法所無法達到的，創造性高。 【具體實施方式】
[0011] 本發明所述用雙酶法高效提取全成分蜈蚣藻提取液的方法，其特點是包括以下步 驟： (一)、稱取所需量的蜈蚣藻，清洗後(用水洗淨，確保無沙石、泥土或其它雜質)，加去離 子水，攪拌均勻，形成底料； (二)、在上述底料中加入無水碳酸鈉，調pH至6?8範圍內； (三)、稱取0. 25%?0. 39%底料重的瓊膠酶，用去離子水溶解後加入上述調好pH值的底 料中，攪拌均勻；再在反應鍋內進行第一次酶解，酶解的溫度為20?35°C，時間為7?9h ; (四)、在上述酶解液中加入乳酸、山梨酸鉀，攪拌均勻，使pH控制在4. 8?5. 2範圍內； (五)、稱取0. 17%?0. 22%底料重的纖維素酶，用去離子水溶解後加入步驟（四）的溶液 中，攪拌均勻後在反應鍋內進行第二次酶解，酶解的溫度為45?55°C，時間為ll_14h ； (六)、反應結束後，將酶解完成液進行離心或抽濾，得清液； (七)、在清液中加入無水碳酸鈉調整酸鹼度，調pH至6. 5?7. 5後加熱進行滅菌滅酶 (可放涼待用），所得溶液即為全成分蜈蚣藻提取液，所述全成分蜈蚣藻提取液的提取率為 26. 32% ?27. 92%,得率為 87. 73% ?93. 07%。
[0012] 本發明在提取的過程中，可通過纖維素酶和瓊膠酶這兩種酶對全成分蜈蚣藻提取 物提取的協同增效和促進作用，可最大程度地破壞蜈蚣藻細胞壁，將絕大部分不溶物(主要 為瓊膠、卡拉膠等）降解為可溶物，使蜈蚣藻中的有效物質充分溶出，最大程度的保留蜈蚣 藻的有效成分，提高了全成分蜈蚣藻提取物的提取率。
[0013] 其中瓊膠酶的最佳pH值是7 ;纖維素酶的最佳pH值是5。上述步驟(三）和步驟 (五)中一般採用的瓊膠酶和纖維素酶的活力為30000單位。上述步驟(一)中去離子水的加 入量一般為蜈蟻藻量的30-50倍。優選是35倍。
[0014] 為進一步的提高本發明的提取率和得率，上述步驟(二）中無水碳酸鈉的加入量 一般為底料重的0. 01%?0. 016%。上述步驟(七）中無水碳酸鈉的加入量一般為底料重的 0. 03%?0. 037%。上述步驟（四）中上述酶解液中乳酸的加入量一般為底料重的0. 02%? 0.032%。
[0015] 上述山梨酸鉀的主要作用是作為防腐劑，視情況添加即可。
[0016] 本發明可最大程度地破壞蜈蚣藻細胞壁，將絕大部分不溶物降解為可溶物，使蜈 蚣藻中的有效物質充分溶出，從而確保全成分蜈蚣藻提取物的純度和提高了蜈蚣藻有效成 分的提取率，且提取方法操作簡易、提取液安全性高，可廣泛適合應用於食品、化妝品領域 中。
[0017] 以下結合具體實施例對本發明作本一步詳細的描述： 實施例一：稱取2kg的蜈蚣藻，加入70kg去離子水，攪勻，加入7. 2g無水碳酸鈉，調pH 至7。加入200g的瓊膠酶，攪勻，在反應鍋內25°C加熱8h。加入144g山梨酸鉀、23mL的 乳酸，攪勻，調pH至5.0。加入122g的纖維素酶，攪勻，在反應鍋內50°C加熱12h。反應結 束後，將酶解液離心(渣為576g)。在離心清液中加入22g無水碳酸鈉，調pH至7，加熱至 100°C滅菌滅酶，所得溶液即為全成分蜈蚣藻提取液，放涼待用。全成分蜈蚣藻提取液的提 取率為27. 74%，得率為92. 47%。
[0018] 實施例二 ：稱取2kg的蜈蚣藻，加入70kg去離子水，攪勻，加入8. 4g無水碳酸鈉， 調pH至7. 5。加入240g的瓊膠酶，攪勻，在反應鍋內25°C加熱8h。加入144g山梨酸鉀、 25mL的乳酸，攪勻，調pH至5. 1。加入140g的纖維素酶，攪勻，在反應鍋內52°C加熱12h。 反應結束後，將酶解液離心(渣為920g)。在離心清液中加入20g無水碳酸鈉，調pH至7，加 熱至100°C滅菌滅酶，所得溶液即為全成分蜈蚣藻提取液，放涼待用。全成分蜈蚣藻提取液 的提取率為26. 83%，得率為89. 43%。
[0019] 實施例三：稱取2kg的蜈蚣藻，加入70kg去離子水，攪勻，加入7. 2g無水碳酸鈉， 調pH至7。加入144g的瓊膠酶，攪勻，在反應鍋內25°C加熱8h。加入144mL山梨酸鉀、 23mL的乳酸，攪勻，調pH至5.0。加入72g的纖維素酶，攪勻，在反應鍋內50°C加熱12h。反 應結束後，將酶解液離心(渣為1728g)。在離心清液中加入22g無水碳酸鈉，調pH至7，加 熱至100°C滅菌滅酶，所得溶液即為全成分蜈蚣藻提取液，放涼待用。全成分蜈蚣藻提取液 的提取率為24. 53%，得率為81. 77%。
[0020] 在該實施例中，因瓊膠酶及纖維酶的添加量減少，導致細胞壁破壞不完全，不溶物 增多，提取率下降。
[0021] 實施例四：稱取2kg的蜈蚣藻，加入70kg去離子水，攪勻，加入7. 2g無水碳酸鈉， 調pH至8.0。加入200g的瓊膠酶，攪勻，在反應鍋內45°C加熱8h。加入144g山梨酸鉀、 23mL的乳酸，攪勻，調pH至6.0。加入122g的纖維素酶，攪勻，在反應鍋內65°C加熱12h。 反應結束後，將酶解液離心(渣為6840g)。在離心清液中加入22g無水碳酸鈉，調pH至7， 加熱至100°C滅菌滅酶，所得溶液即為蜈蚣藻提取液，放涼待用。蜈蚣藻提取液的提取率為 19. 88%，得率為 66. 27%。
[0022] 該實施例中各組分的提取率低的原因是：反應條件在瓊膠酶及纖維酶的最適條件 夕卜，酶活性下降或失活，導致提取率下降。
[0023] 實施例五：稱取2kg的蜈蚣藻，加入70kg去離子水，144g山梨酸鉀、23mL的乳酸， 攪勻，調pH至4. 8。加入122g的纖維素酶，攪勻，在反應鍋內50°C加熱12h。反應結束後， 將酶解液離心(渣為2448g)。在離心清液中加入22g無水碳酸鈉，調pH至7，加熱至100°C 滅菌滅酶，所得溶液即為蜈蚣藻提取液，放涼待用。蜈蚣藻提取液的提取率為24. 32%，得率 為 81. 07%。
[0024] 本實施例因沒有加瓊膠酶，細胞壁破壞不完全，導致提取率下降。
[0025] 實施六：稱取2kg的蜈蚣藻，加入70kg去離子水，攪勻，加入6. 5g無水碳酸鈉，調 pH至6. 5。加入200g的蛋白酶，攪勻，在反應鍋內25°C加熱8h。加入144g山梨酸鉀、21mL 的乳酸，攪勻，調pH至5.0。加入122g的纖維素酶，攪勻，在反應鍋內50°C加熱12h。反應 結束後，將酶解液離心(渣為6344g)。在離心清液中加入22g無水碳酸鈉，調pH至7，加熱至 100°C滅菌滅酶，所得溶液即為蜈蚣藻提取液，放涼待用。蜈蚣藻提取液的提取率為20. 24%， 得率為67. 45%。
[0026] 該實施例由於採用其它雙酶法來提取蜈蚣藻，導致渣多、提取率低。
[0027] 以下為各實施例提取液主要營養成分分析表(測定組分的單位mg/ml)
【權利要求】
1. 一種用雙酶法高效提取全成分蜈蚣藻提取液的方法，其特徵在於包括以下步驟： (一)、稱取所需量的蜈蚣藻，清洗後加去離子水，攪拌均勻，形成底料； (二)、在上述底料中加入無水碳酸鈉，調pH至6. 5?7. 5 ; (三)、稱取0. 25%?0. 39%底料重的瓊膠酶，用去離子水溶解後加入上述調好pH值的底 料中，攪拌均勻；再在反應鍋內進行第一次酶解，酶解的溫度為20?35°C，時間為7?9h ; (四）、在上述酶解液中加入乳酸、山梨酸鉀，攪拌均勻，並使pH控制在4. 8?5. 2範圍 內； (五)、稱取0. 17%?0. 22%底料重的纖維素酶，用去離子水溶解後加入步驟（四)的溶液 中，攪拌均勻後在反應鍋內進行第二次酶解，酶解的溫度為45?55°C，時間為ll_14h ； (六)、反應結束後，將酶解完成液進行離心或抽濾，得清液； (七)、在清液中加入無水碳酸鈉調整酸鹼度，調pH至6. 5?7. 5後加熱進行滅菌滅 酶，所得溶液即為全成分蜈蚣藻提取液，所述全成分蜈蚣藻提取液的提取率為26. 32%? 27. 92%，得率為 87. 73% ?93. 07%。
2.根據權利要求1所述的用雙酶法高效提取全成分蜈蚣藻提取液的方法，其特徵在於 上述步驟(三）和步驟(五）中採用的瓊膠酶和纖維素酶的活力為30000單位。
3.根據權利要求1所述的用雙酶法高效提取全成分蜈蚣藻提取液的方法，其特徵在於 上述步驟(一）中去離子水的加入量為蜈蚣藻量的30-50倍。
4.根據權利要求1所述的用雙酶法高效提取全成分蜈蚣藻提取液的方法，其特徵在於 上述步驟(二）中無水碳酸鈉的加入量為底料重的0. 01%?0. 016%。
5.根據權利要求1所述的用雙酶法高效提取全成分蜈蚣藻提取液的方法，其特徵在於 上述步驟（四）中上述酶解液中乳酸的加入量為底料重的0. 02%?0. 032%。
6.根據權利要求1所述的用雙酶法高效提取全成分蜈蚣藻提取液的方法，其特徵在於 上述步驟(七）中無水碳酸鈉的加入量為底料重的0. 03%?0. 037%。
【文檔編號】C08B37/04GK104045735SQ201410278752
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年6月21日 優先權日:2014年6月21日
【發明者】莊鎧燕, 林展新, 謝紹河 申請人:廣東紹河珍珠有限公司