一種螺旋藻營養蛋白粉的生產工藝及製備方法

2023-07-12 03:13:26

一種螺旋藻營養蛋白粉的生產工藝及製備方法
【專利摘要】本發明屬於生化分離純化【技術領域】。本發明以螺旋藻（富硒）為原料，通過溢流循環超聲波破碎提取後，濾布過濾，並將濾液在0～40℃下6000～18000rpm高速離心10～60min，取上清液通過超濾膜分離系統截留到所需要的活性蛋白質溶液，最後將蛋白質溶液通過微波真空乾燥製得螺旋藻（富硒）營養蛋白質粉的生產工藝及製備方法。該工藝及製備方法簡單，易於操作，能耗低，可用於工業化生產。所得製品天然活性，色香味及營養成分保留好。
【專利說明】一種螺旋藻營養蛋白粉的生產工藝及製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種螺旋藻營養蛋白粉的生產工藝及製備方法，屬於生化分離純化【技術領域】，可用於食品、保健食品及化妝品領域。
【背景技術】
[0002]螺旋藻(Spirulina)又名藍藻，生存於地球已35億年，是地球上現存最古老的生物之一。螺旋藻的營養極為豐富，含蛋白質高達60-70%，是牛肉的3倍，豬肝的4倍，雞蛋的6倍，大米的10倍，螺旋藻所含蛋白質由18種胺基酸組成，其中8種是人體必需又不能自行合成的。硒(Se)是人體必需的微量元素，被科學家稱之為人體微量元素中的「防癌之王」，中國營養學會也將硒列為人體必需的15種營養素之一，國內外大量臨床實驗證明，硒具有多種生物學功能。
[0003]藻膽蛋白(包括藻藍蛋白、別藻藍蛋白等)，存在於螺旋藻中，為螺旋藻中重要的活性物質，具有對光能吸收傳遞的特殊性質，已被用來作為腫瘤雷射治療的光敏劑。研究顯示，藻膽蛋白還具有一系列重要的生理活性，其對腫瘤細胞的抑制作用備受關注，為了提高抗腫瘤活性，富硒藻膽蛋白的研究也日益活躍。近年來研究證明，含硒藻藍蛋白對小鼠實驗性肝損傷的拮抗作用明顯強於硒或藻藍蛋白；富硒螺旋藻提取液可顯著提高實驗小鼠免疫力；利用從富硒螺旋藻中純化的含硒藻藍蛋白，製備光固定生物材料，對體外培養肝癌、胃癌細胞生長具有顯著抑制作用。富硒螺旋藻中硒蛋白的含量是普通藻的百倍，是人體高效安全的有機硒補充劑，人體可消化吸收達95%以上。理論上，富硒螺旋藻兼具硒及螺旋藻活性物質雙重功效，現有的研 究結果逐步證明這一推論。所以，富硒螺旋藻為人類理想的食物蛋白源和有機硒源，富硒螺旋藻的抑癌及抗輻射研究也取得可喜進展。
[0004]目前，國內外富硒螺旋藻產品仍主要停留在全藻粉的水平，作為保健食品需大劑量服用才有效果，但富硒螺旋藻作為植物細胞，細胞壁較厚，不容易被消化吸收，每日需服10-30克以上，即使是經過細胞壁破碎，也浪費很多，再加上藻體本身偏鹼(pH8.0-10)，大量服用會中和胃酸，影響胃的消化功能，另外富硒螺旋藻帶有難聞的腥味，口味極差。

【發明內容】

[0005]本發明的一個目的在於提供一種螺旋藻(富硒)的破碎方法，該方法與現有技術相t匕，破碎效率極高，時間短，藻內活性物質的提取率高、物質功能活性保存完好，且自動化操作，可用於工業化大規模生產。
[0006]本發明的另一個目的是提供一種螺旋藻(富硒)活性營養成分的乾燥方法，該方法與現有技術相比，具有乾燥速度快、時間短、物料溫度低、色香味及營養成分保留好等優點，能耗是普通乾燥設備的1/20~1/10。
[0007]本發明的再一個目的在於提供一種從螺旋藻(富硒)中提取營養蛋白質粉的生產工藝及製備方法，該方法與現有技術相比，所提取蛋白質粉保持天然活性，色香味及營養成分保留好等優點，供製備不同類型的食品、保健食品或化妝品使用。[0008]為實現上述目的，本發明採用如下技術方案:
一種螺旋藻營養蛋白粉的生產工藝及製備方法，所述的生產工藝包含溢流循環超聲波破碎、超濾膜分離和微波真空乾燥。
[0009]其具體步驟為將螺旋藻通過溢流循環超聲波破碎後，超聲波工作時間為5~20s，間歇時間為5~20s，破碎時間為10~120分鐘，通過濾布過濾，並將濾液6000~18000rpm高速離心10~120min，去除沉澱物，上清液通過超濾膜分離系統截留到所需要的活性蛋白質部分，經過微波真空乾燥得到螺旋藻取營養蛋白粉。 [0010]螺旋藻溢流循環超聲波破碎工作時間為5~10s，間歇時間為5~10s，破碎時間為10~90分鐘，為防止溫度過高使蛋白變性，破碎時藻體的溫度應控制在10°C以內，濾布過濾，濾液在6000~14000 rpm高速離心20~60min,去沉澱,上清液過超濾膜，收集截留蛋白質部分經過微波真空乾燥得到螺旋藻營養蛋白粉。
[0011]所述螺旋藻溢流循環超聲波破碎參數為超聲波聚能工作頻率15~80KHZ，超聲波功率 600 ~24000W。
[0012]所述螺旋藻溢流循環超聲波破碎參數為超聲波聚能工作頻率為15~33KHZ，超聲波功率為600~4600W ;體系溫度始終控制在O~40°C的範圍內。
[0013]所述微波真空乾燥設備的真空度控制在-1OlKPa~-93.7 KPa，微波工作頻率為2450±50 MHz，乾燥過程中的溫度始終控制在40°C以內。
[0014]所述製備過程中溢流循環超聲波破碎螺旋藻的體系溫度始終控制在10°C以內，其他環節溫度控制在40°C以內。
[0015]眾所周知氣壓降低，水的沸點同時降低，如在一個標準大氣壓下，水的沸點是100°c，而在-93.7KPa，水的沸點卻是40°C。在傳統乾燥方式中，熱是通過對流、傳導、輻射進行，由外部向內滲透，但是，在真空條件下通過空氣對流傳熱難以進行，只有依靠熱傳導及輻射的方式給物料提供熱能，被加熱物料表面溫度高內部溫度低，內外溫差大，溫度難以控制。所以，常規真空乾燥方法熱的傳導速度緩慢、能耗大、效率低、乾燥時間長。微波加熱是一種輻射加熱，是微波對物體直接發生作用，使微波輻射進入物料內部，使物料內的水等極性份子按照微波頻率進行同步旋轉和擺動而產生摩擦熱，使物料內部和表面同時被加熱，無須通過對流或傳導來傳遞熱量，所以加熱速度快、熱效率高、處理時間短，物料內外溫度均勻，因此節約能源，乾燥效率高，乾燥質量好。
[0016]微波真空乾燥技術是微波能技術與真空技術、噴霧乾燥技術相結合，它兼備了微波乾燥、真空乾燥和噴霧乾燥的優點，同時克服了常規真空乾燥或噴霧乾燥過程中溫度高、時間長、能耗大的缺點，在一般乾燥過程中，乾燥溫度在O~60攝氏度，具有乾燥產量高、質量好、加工成本低等優點。此外在低溫低壓下乾燥時氧含量低，被乾燥物料氧化反應減弱變緩，從而保證了物料的風味、外觀和色澤，易於乾燥熱敏性物料，特別是對螺旋藻(富硒)活性營養成分的低溫乾燥，具有其獨特的優勢，乾燥速度也遠高於常規乾燥，其比值一般在十幾甚至幾十以上。
[0017]超濾是以壓差為驅動力的膜分離技術。選用不同孔徑的不對稱性微孔膜，按照截留分子量的大小，可分離300~1000kD的大分子物質。溶質或懸浮物料按大小不同而分離，比膜孔小的物質和溶劑一起透過膜，而較大的物質則被截留。這是一個簡單的過程，在操作過程中無相變化，不會改變產品的性能和活性，超濾過程不用添加任何化學藥劑，無需熱處理，特別適用於熱敏性物質，對不穩定產品是安全的；超濾設備和工藝較其它分離方法簡單，耗能低，濾膜可以反覆多次使用；超濾處理量大，處理時間短，樣品殘留小，產品收率高。同時在超濾的過程中，不僅可以過濾除去無機鹽和小分子有害物質，提高產品的安全性，同時也起到濃縮了提取物，使產品易於乾燥。
[0018]本發明的優點在於:該方法與現有技術相比，破碎效率極高，時間短，藻內活性物質的提取率高、物質功能活性保存完好，且自動化操作，可用於工業化大規模生產；具有乾燥速度快、時間短、物料溫度低、色香味及營養成分保留好等優點，能耗是普通乾燥設備的1/20~1/10 ;所提取蛋白質粉保持天然活性，色香味及營養成分保留好等優點，供製備不同類型的食品、保健食品或化妝品使用。
【具體實施方式】
[0019]以下通過實施例對本發明【具體實施方式】的描述說明但不限制本發明。
[0020]實施例1、一種螺旋藻(富硒)的破碎方法
稱取鮮螺旋藻(富硒)500g，懸浮於1000ml純淨水中，O°C條件下溢流循環超聲波破碎提取。超聲波功率為24000W，頻率為15KHZ ;超聲波工作時間為20s，間歇時間為20s ;超聲波破碎時間為10分鐘，每工作5分鐘，間歇5分鐘。在超聲波破碎完成後取樣，在400倍顯微鏡下觀察螺旋藻的破碎情況，結果為螺旋藻(富硒)細胞完全破碎。
[0021]實施例2、一種螺旋藻(富硒)的破碎方法
稱取鮮螺旋藻(富硒)500g，懸浮於1000ml純淨水中，10°C條件下溢流循環超聲波破碎提取。超聲波功率為4600W，頻率為33KHZ ;超聲波工作時間為10s，間歇時間為IOs ;超聲波破碎時間為60分鐘，每工作5分鐘，間歇5分鐘。在超聲波破碎完成後取樣，在400倍顯微鏡下觀察螺旋藻的破碎情況，結果為螺旋藻(富硒)細胞完全破碎。
[0022]實施例3、一種螺旋藻(富硒)的破碎方法
稱取鮮螺旋藻(富硒)500g，懸浮於1000ml純淨水中，40°C條件下溢流循環超聲波破碎提取。超聲波功率為600W，頻率為80KHZ ;超聲波工作時間為5s，間歇時間為20s ;超聲波破碎時間為120分鐘，每工作5分鐘，間歇5分鐘。在超聲波破碎完成後取樣，在400倍顯微鏡下觀察螺旋藻的破碎情況，結果為螺旋藻(富硒)細胞完全破碎。
[0023]實施例4、一種螺旋藻(富硒)活性營養成分的乾燥方法
稱取鮮螺旋藻(富硒)50Kg，懸浮於100L純淨水中，溢流循環超聲波破碎提取，提取液40C 18000rpm高速離心20min，取上清液。上清液於_93.7KPa微波真空乾燥得固體營養粉，乾燥箱體內溫度為40°C，微波工作頻率為2450MHz。取樣並檢測乾燥粉的水分含量，水分含量應不高於3%。
[0024]實施例5、一種螺旋藻(富硒)活性營養成分的乾燥方法 稱取鮮螺旋藻(富硒)50Kg，懸浮於100L純淨水中，溢流循環超聲波破碎提取，提取液40C 18000rpm高速離心60min，取上清液。上清液於-1OlMPa微波真空乾燥得固體營養粉，乾燥箱體內溫度為10°C，微波工作頻率為2500MHz。取樣並檢測乾燥粉的水分含量，水分含量應不高於3%。
[0025]實施例6、一種從螺旋藻(富硒)中提取營養蛋白粉的生產工藝及製備方法 稱取鮮螺旋藻(富硒)50Kg，懸浮於100L純淨水中，4°C條件下溢流循環超聲波破碎提取。超聲波功率為24000W，頻率為15KHZ ;超聲波工作時間為5s，間歇時間為20s ;超聲波破碎時間為10分鐘。提取液通過濾布過濾,過濾液在4°C下14000 rpm高速離心60min,去除沉澱物，上清液即為螺旋藻(富硒)蛋白質粗提物。
[0026]取上清液，於-1OlKPa微波真空乾燥即得螺旋藻(富硒)營養蛋白粉。微波真空乾燥箱體內溫度為4°C，微波工作頻率為2400MHz。
[0027]實施例7、一種從螺旋藻(富硒)中提取營養蛋白粉的生產工藝及製備方法 稱取鮮螺旋藻(富硒)50Kg，懸浮於100L純淨水中，10°C條件下溢流循環超聲波破碎提
取。超聲波功率為4600W，頻率為20KHZ ;超聲波工作時間為10s，間歇時間為IOs ;超聲波破碎時間為90分鐘。提取液通過濾布過濾,過濾液在10°C下18000 rpm高速離心IOmin,去除沉澱物，上清液即為螺旋藻(富硒)蛋白質粗提物。
[0028]取上清液，通過超濾膜分離系統循環超濾，超濾膜的截留孔徑為10000MW CO，操作壓力為0.5M Pa。超濾完成後，棄去超濾透過液，收集截留液體。截留液即為螺旋藻(富硒)中提取的營養蛋白液。
[0029]取截留液，於-1OlKPa微波真空乾燥即得螺旋藻(富硒)營養蛋白粉。微波真空乾燥箱體內溫度為10°c，微波工作頻率為2450MHz。
[0030]實施例8、一種從螺旋藻(富硒)中提取營養蛋白粉的生產工藝及製備方法 稱取鮮螺旋藻(富硒)50Kg,懸浮於100L純淨水中，O°C條件下溢流循環超聲波破碎提
取。超聲波功率為600W，頻率為33KHZ ;超聲波工作時間為10s，間歇時間為5s ;超聲波破碎時間為120分鐘。提取液通過濾布過濾,過濾液在0°C下6000 rpm高速離心60min,去除沉澱物，上清液即為螺旋藻(富硒)蛋白質粗提物。
[0031]取上清液，通過超濾膜分離系統循環超濾，超濾膜的截留孔徑為10000MW CO，操作壓力為0.5M Pa。超濾完成後，棄去超濾透過液，收集截留液體。截留液即為螺旋藻(富硒)中提取的營養蛋白液。
[0032]取截留液，於-1OlKPa微波真空乾燥即得螺旋藻(富硒)營養蛋白粉。微波真空乾燥箱體內溫度為0°c，微波工作頻率為2450MHz。
[0033]實施例9、一種從螺旋藻(富硒)中提取營養蛋白粉的生產工藝及製備方法 稱取鮮螺旋藻(富硒)50Kg，懸浮於100L純淨水中，40°C條件下溢流循環超聲波破碎提
取。超聲波功率為12000W，頻率為20KHZ ;超聲波工作時間為10s，間歇時間為20s ;超聲波破碎時間為40分鐘。提取液通過濾布過濾,過濾液在4011C下8000 rpm高速離心30min,去除沉澱物，上清液即為螺旋藻(富硒)蛋白質粗提物。
[0034]取上清液，通過超濾膜分離系統循環超濾，超濾膜的截留孔徑為10000MW CO，操作壓力為0.5MPa。超濾完成後，棄去超濾透過液，收集截留液體。截留液即為螺旋藻(富硒)中提取的營養蛋白液。
[0035]取截留液，於-93.7KP a微波真空乾燥即得螺旋藻(富硒)營養蛋白粉。微波真空乾燥箱體內溫度為40°C，微波工作頻率為2500MHz。
[0036]以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做的均等變化與修飾，皆應屬本發明的涵蓋範圍。
【權利要求】
1.一種螺旋藻營養蛋白粉的生產工藝及製備方法，其特徵在於:所述的生產工藝包含溢流循環超聲波破碎、超濾膜分離和微波真空乾燥。
2.根據權利要求1所述的一種螺旋藻營養蛋白粉的生產工藝及製備方法，其特徵在於:其具體步驟為將螺旋藻通過溢流循環超聲波破碎後，超聲波工作時間為5~20s，間歇時間為5~20s，破碎時間為10~120分鐘，通過濾布過濾，並將濾液6000~18000 rpm高速離心10~120min，去除沉澱物，上清液通過超濾膜分離系統截留到所需要的活性蛋白質部分，經過微波真空乾燥得到螺旋藻取營養蛋白粉。
3.根據權利要求1所述的一種螺旋藻營養蛋白粉的生產工藝及製備方法，其特徵在於:螺旋藻溢流循環超聲波破碎工作時間為5~10s，間歇時間為5~10s，破碎時間為10~90分鐘，為防止溫度過高使蛋白變性，破碎時藻體的溫度應控制在10°C以內，濾布過濾，濾液在6000~14000 rpm高速離心20~60min，去沉澱，上清液過超濾膜，收集截留蛋白質部分經過微波真空乾燥得到螺旋藻營養蛋白粉。
4.根據權利要求1所述的一種螺旋藻營養蛋白粉的生產工藝及製備方法，其特徵在於:所述螺旋藻溢流循環超聲波破碎參數為超聲波聚能工作頻率15~80KHZ，超聲波功率600 ~24000W。
5.根據權利要求1所述的一種螺旋藻營養蛋白粉的生產工藝及製備方法，其特徵在於:所述螺旋藻溢流循環超聲波破碎參數為超聲波聚能工作頻率為15~33KHZ，超聲波功率為600~4600W ;體系溫度始終控制在O~40°C的範圍內。
6.根據權利要求1所述的一種螺旋藻營養蛋白粉的生產工藝及製備方法，其特徵在於:所述微波真空乾燥設備的真空度控制在-1OlKPa~-93.7 KPa,微波工作頻率為2450±50 MHz，乾燥過程中的溫度始終控制在40°C以內。`
7.根據權利要求1所述的一種螺旋藻營養蛋白粉的生產工藝及製備方法，其特徵在於:所述製備過程中溢流循環超聲波破碎螺旋藻的體系溫度始終控制在10°c以內，其他環節溫度控制在40°C以內。
【文檔編號】C07K1/14GK103772482SQ201310747430
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月31日 優先權日:2013年12月31日
【發明者】駱建華, 謝新辭, 謝金鑑 申請人:福建省神六保健食品有限公司