一種可溶性珠蛋白的製備方法
2023-09-11 05:42:20
專利名稱：一種可溶性珠蛋白的製備方法
技術領域：
本發明屬於生物技術和農業領域；更具體地，本發明涉及一種可溶性珠蛋白的製備方法。
背景技術：
日前，我國屠宰業規模日漸擴大，屠宰畜禽生產肉食品的同時，產生大量的羽毛、 血液、內臟、蹄殼等副產物，這些巨大的資源如不能合理及時的利用或處理，不僅引起環境汙染，還將導致資源的嚴重浪費。我國畜禽副產物動物血資源年產近230萬噸。目前和過去相當長的時間內，大部分畜禽動物鮮血被採集用於加工全血粉，同時還有相當一部分血液因屠宰規模小等原因而被隨意排放，造成環境汙染。全血粉加工主要是採集凝血塊(在血池中撈取)，通過蒸煮、壓榨或暴曬、烘乾等傳統方法，再經粉碎而成。這一傳統的生產工藝存在三大缺點第一，全血利用不全。由於生產過程中僅收集凝血塊，因而許多血清中的營養物質被白白丟棄。第二，嚴重的環境汙染。撈取血凝塊後剩餘血液成份的直接排放，以及落後的壓榨、暴曬工藝使生產過程中形成的汙水、腐臭均可造成環境汙染。第三、產品功效及可利用度低。傳統工藝生產使血液功效和可消化吸收率大大降低，血液應有的價值未能得到充分發揮。國內在近幾年內，有部分企業開始關注動物血的深度開發，主要是將全血經抗凝、 分離後直接噴霧乾燥工藝生產血漿蛋白粉和血球蛋白粉初級產品，部分質量指標雖然能替代國外同類進口產品，但因起步相對較晚，國內僅有一家公司能將動物血同時開發成低灰份血漿蛋白粉、高粘度蛋白、珠肽粉、免疫球蛋白、血紅素等系列產品(圖1)。故國內在動物血的綜合利用開發上整體上還有一定的差距，工藝相對落後、產品相對單一，特別是利用動物血開發功能性產品，差距更大。綜上，本領域迫切需要開發方便快捷、利用率高的動物血處理方法，充分合理利用動物血資源，減少環境汙染。
發明內容
本發明的目的在於提供一種可溶性珠蛋白的製備方法。本發明的另一個目的是提供所述方法獲得的珠蛋白的用途。在本發明的第一方面，提供一種珠蛋白的製備方法，所述的方法包括步驟(a)將血球在水中破細胞膜，得到破膜的血紅蛋白液體，去除細胞膜，獲得去膜的血紅蛋白液；(b)將去膜的血紅蛋白液與無機酸混合，使PH為1 4，攪拌，得到血紅素與珠蛋白混合液I ；(c)將混合液I與活性炭混合、攪拌，得到混合液II ；
(d)將混合液II進行至少一次(1-5次，較佳地2-3次)的微濾，得到透過液；微濾用膜分子量為10士2萬(較佳地10士1萬)單位；(e)將透過液進行納濾脫鹽，得截留液V ；納濾所用膜分子量為200單位；所述的截留液V即為珠蛋白溶液。在一個優選例中，所述的血球來源於動物。在另一優選例中，所述的動物是畜。在另一優選例中，步驟(a)中，將血球在水中破細胞膜的方法是將血球與2-5倍體積(較佳地2-4倍體積，更佳地3倍體積)的水混合，攪拌處理1-3小時，得到破膜的血紅蛋白液體。在另一優選例中，所述的血球為新鮮健康血球。在另一優選例中，血球和水的重量比為1 2-5，以混合物總重量計，血球濃度為 5-10% (w/v)。在另一優選例中，所述水為純水。較佳地，所述水為自來水經200分子量納濾膜過濾的水(透過濾膜的為水)。在另一優選例中，步驟(a)中，通過離心去除細胞膜，所述離心採用碟片式離心機，轉速8000-11000轉/分鐘，細胞膜從下端排渣口排出。在另一優選例中，排渣時間為10-20分鐘/次。在另一優選例中，所述的無機酸選自(但不限於)檸檬酸、鹽酸。在另一優選例中，所述的無機酸是鹽酸。在另一優選例中，所述的無機酸為安全實用、質優價廉型無機酸。在另一優選例中，步驟(b)中，將去膜的血紅蛋白液與無機酸在30_40°C攪拌6-12 小時，得到血紅素與珠蛋白混合液I。在另一優選例中，所述的無機酸是鹽酸。在另一優選例中，步驟(c)中，將混合液I與活性炭混合，於40-50°C攪拌6-14小時，得到混合液II ； 所述活性炭添加量為血球體積的1-8 %，即10-80公斤/噸血球。在另一優選例中，所述的活性炭目數在40-100之間。在另一優選例中，所述的活性炭為製糖用活性炭。在另一優選例中，步驟(d)包括(dl)將混合液II進行微濾，得透過液III與截留液；(d2)用稀的無機酸(如濃度在0. 01-0. 05% (w/v))稀釋截留液，使PH為1 4， 再次進行微濾，得透過液IV;(d3)合併透過液 III、IV。在另一優選例中，稀釋截留液的稀釋倍數為按照體積1 3倍。在另一優選例中，步驟(a)之前，還包括步驟將抗凝全血進行分離，得到血漿和血球，分離獲得其中的血球。在另一優選例中，還包括步驟(f)將截留液V進行噴霧乾燥，得珠蛋白(可溶性珠蛋白)的固體。本發明的其它方面由於本文的公開內容，對本領域的技術人員而言是顯而易見的。
圖1顯示了將全血加工成各種功能性物質的流程示意圖。圖2顯示了本發明的製備珠蛋白的方法的流程示意圖。
具體實施例方式本發明人經過深入的研究，開發了一種基於活性炭吸附技術與微濾技術，從血球中分離純化珠蛋白的新方法。所述方法可大規模地生產珠蛋白，方便快捷，成本低廉，且產品得率高。本發明的方法有利於血資源的回收利用，避免了資源的浪費，且有效減少了環境汙染。本發明公開了一種珠蛋白的製備方法，包括步驟(a)將血球在水中破細胞膜，得到破膜的血紅蛋白液體，離心去除細胞膜，獲得去膜的血紅蛋白液；(b)將去膜的血紅蛋白液與無機酸混合、攪拌，得到血紅素與珠蛋白混合液1(無機酸用於調節PH值，調節至PH為1 4)；(c)將混合液I與活性炭混合、攪拌，得到混合液II ；(d)將混合液II進行至少一次(1-5次，較佳地2-3次)的微濾，得到透過液；微濾用膜分子量為10士2萬(較佳地10士1萬)單位；(e)將透過液進行納濾脫鹽，得截留液V ；納濾所用膜分子量為200單位；所述的截留液V即為珠蛋白溶液。原料本發明所述的血球來源於任何體內具有血液的生物，包括動物或禽類等。本領域人員均了解，哺乳動物或禽類等的血液成分是非常相似的，因此任何具有血液的生物都包含在本發明中。來源於各種血液的血球均可作為本發明中生產珠蛋白的原料。所述的畜例如(但不限於)豬、牛、羊、兔、狗等。較佳地，採用新鮮健康的血球作為生產珠蛋白的原料。從血液中分離出血球及血球的破膜處理是本領域技術人員熟知的技術，本發明對此不作特別的限制。將抗凝全血進行分離，可得到血漿和血球，分離獲得其中的血球，作為生產珠蛋白的原料。固液分離首先，將血球的細胞膜破碎，以分離出血球中的成分(其中包括珠蛋白)。將血球在水中破細胞膜的方法是將血球與2-5倍體積(較佳地2-4倍體積，更佳地3倍體積)的水混合，攪拌處理1-3小時，得到破膜的血紅蛋白液體。加水攪拌處理可使細胞膜溶脹破裂，釋放出血紅蛋白。按照重量比計算，血球和水的重量比為1 2-5(w/w)；按血球與水混合物的總重量計，血球濃度為5-10% (w/v)。本發明的方法採用的水較佳地為純水。更佳地，所述水為自來水經200分子量納濾膜過濾的水。將血球的細胞膜通過離心的方式去除。離心後，血球的細胞膜形成沉澱，可方便地與液體通過固液分離的方法進行分離。使用的離心機的種類可以視生產的規模而定；較佳地，採用碟片式離心機，轉速8000-11000轉/分鐘，細胞膜從下端排渣口排出。更佳地，排渣時間為10-20分鐘/次。無機酸處理獲得去膜的血紅蛋白液之後，將血紅蛋白液於無機酸混合、攪拌，得到血紅素與珠蛋白混合液I。無機酸的主要作用是調節液體的PH值，在pHl 4條件下，血紅蛋白中的血紅素與珠蛋白分離，利於血紅素被活性炭吸附。所述的無機酸是指具有安全實用、質優價廉特徵的無機酸，選自(但不限於)檸檬酸、鹽酸。作為一種實施方式，所述的無機酸是鹽酸，所述鹽酸的添加量具體需視混合液的PH值而定。作為本發明的優選方式，將去膜的血紅蛋白液與無機酸在30-40°C攪拌6-12小時，得到血紅素與珠蛋白混合液I。加水攪拌處理可使細胞膜溶脹破裂，釋放出血紅蛋白。吸附獲得血紅素與珠蛋白混合液I之後，混合液I與活性炭混合、攪拌。活性炭可吸附混合液I中的血紅素成分，而不吸附珠蛋白；從而可使得混合液中珠蛋白以游離方式存在， 而血紅素被吸附於活性炭上。較佳地，所述的活性炭的目數在40-100之間。更佳地，所述的活性炭為製糖用活性炭。作為本發明的優選方式，將混合液I與活性炭混合，於40-50°C攪拌6-14小時，得到混合液II。作為本發明的優選方式，所述活性炭添加量為血球體積的1-8%，S卩10-80公斤活性碳/噸血球。過濾獲得混合液II之後，通過過濾的方式將珠蛋白與混合液中其他成分分離。較佳地所述的過濾是微濾或納濾。微濾或納濾的次數是至少一次。作為本發明的優選方式，通過 2次微濾和一次納濾來進行分離純化。作為本發明的優選方式，選擇分子量為10士2萬(較佳地10士1萬)單位的微濾用膜，將混合液II進行微濾，得透過液III與截留液；之後用稀的無機酸(如0. 01-0. 05% (w/v)鹽酸)稀釋截留液，再次進行微濾，得透過液IV ；之後合併透過液III、IV得到總的透過液用於後續純化。當然，可視所需獲得的產品的純度、質量、得率來確定微濾的次數，可進行3次或4次的微濾，合併每一次獲得的透過液，這樣有利於提高可溶性珠蛋白得率。之後，將微濾獲得的透過液進行納濾脫鹽，得截留液V ；納濾所用膜分子量為200 單位；所述的截留液V即為珠蛋白溶液。可視最終所需的產品狀態來後續加工所述的珠蛋白溶液。從方便儲藏或使用的的角度出發，優選的是將截留液V(珠蛋白溶液)進行噴霧乾燥，得珠蛋白(可溶性珠蛋白) 的固體。作為本發明的一種優選實施方式，公開了一種珠蛋白的製備方法，所述的方法包括步驟(1)將血球與三倍血球體積的水混合，攪拌處理1-3小時，得到破膜的血紅蛋白液體；所述的血球來自畜；所述的血球為新鮮健康血球；所述水為純水；(2)將破膜的血球液進行離心，去除細胞膜；所述離心採用碟片式離心機，轉速 8000轉/分鐘，下端排渣口排出物為細胞膜；
(3)將去膜的血紅蛋白液與無機酸混合，於30-40°C攪拌6-12小時，得到血紅素與珠蛋白混合液I ；所述無機酸可是檸檬酸、鹽酸等，添加量根據PH而定。(4)將混合液I與活性炭混合，於40-50°C攪拌6_14小時，得到混合液II ；所述活性炭添加量為液體體積的1_8%，S卩10-80公斤/噸。( 將混合液II進行微濾，得透過液III與截留液；微濾用膜分子量為10萬單位， 透過液為珠蛋白、無機酸，截留液為珠蛋白、無機酸與活性炭。(6)用稀酸稀釋截留液，再次進行微濾，得透過液IV ；透過液為珠蛋白與酸的混合液，截留液為活性炭；(7)合併透過液III、IV，進行納濾脫鹽，得截留液V ；納濾所用膜分子量為200，截留液為珠蛋白與少部分無機酸，透過液為無機酸。(8)將截留液V進行噴霧乾燥，得可溶性珠蛋白。本發明的主要有點在於本發明的方法生產的珠蛋白有較好的起泡性、乳化性以及較高的粘度，可加工成功能性食品，也可作為一種蛋白源，或者黏合劑；本發明生產的珠蛋白還可繼續加工成肽產
P
ΡΠ O下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。應理解，這些實施例僅用於說明本發明而不用於限制本發明的範圍。下列實施例中未註明具體條件的實驗方法，通常按照常規條件如 Sambrook 等人，分子克隆實驗室指南(New York Co Id Spring Harbor Laboratory Press, 1989)中所述的條件，或按照製造廠商所建議的條件。除非另外說明，否則百分比和份數按重量計算。除非另行定義，文中所使用的所有專業與科學用語與本領域熟練人員所熟悉的意義相同。此外，任何與所記載內容相似或均等的方法及材料皆可應用於本發明中。文中所述的較佳實施方法與材料僅作示範之用。實施例1、可溶性珠蛋白的製備1(0)將豬抗凝全血進行分離，分別得血漿、血球。血球用於生產珠蛋白。抗凝全血經管式離心機(12000轉/分鐘)離心後，所得輕液為血漿，重液為血球，此血球液用於製備可溶性珠蛋白。(1)將2噸血球與6噸純水混合，攪拌處理2小時，得到破膜的血紅蛋白液體；所述的血球為新鮮健康血球；所述水為純水；(2)將破膜的8噸血紅蛋白液採用碟片式離心機進行離心，去除細胞膜；離心轉速 8000轉/分鐘，下端排渣口排出物為細胞膜；(3)將15公斤鹽酸(濃度38 % (w/v))與42公斤純水混合(鹽酸終濃度約為10 % (w/v))，緩慢加入去膜的8噸血紅蛋白液中。於35°C攪拌6小時，得到血紅素與珠蛋白混合液I ；PH約為3 ；(4)將混合液I與60公斤活性炭混合，於40°C攪拌14小時，得到混合液II ；( 將混合液II進行微濾，得透過液III與截留液；微濾用膜分子量為10萬單位， 得約7噸透過液，透過液成分為珠蛋白、無機酸，截留液為珠蛋白、無機酸與活性炭；(6)將1公斤鹽酸(濃度38 % (w/v))與2噸純水混合(鹽酸終濃度為0. 019 % (w/v))，添加到截留液中，溶液PH約為3，攪拌20分鐘，再次進行微濾，得透過液IV ；透過液為珠蛋白與酸的混合液，截留液為活性炭；(7)合併透過液III、IV，進行納濾脫鹽，得截留液V ；納濾所用膜分子量為200，截留液為珠蛋白與少部分無機酸，透過液為無機酸。(8)將截留液V進行噴霧乾燥，得可溶性珠蛋白。結果，採用以上方法，2噸豬血球得到約550公斤可溶性珠蛋白產品，指標檢測結果如表1。表 權利要求
1.一種珠蛋白的製備方法，其特徵在於，所述的方法包括步驟(a)將血球在水中破細胞膜，得到破膜的血紅蛋白液體，去除細胞膜，獲得去膜的血紅蛋白液；(b)將去膜的血紅蛋白液與無機酸混合，使PH為1 4，攪拌，得到血紅素與珠蛋白混合液I ；(c)將混合液I與活性炭混合、攪拌，得到混合液II；(d)將混合液II進行至少一次的微濾，得到透過液；微濾用膜分子量為10士2萬單位；(e)將透過液進行納濾脫鹽，得截留液V；納濾所用膜分子量為200單位；所述的截留液V即為珠蛋白溶液。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的血球來源於動物。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(a)中，將血球在水中破細胞膜的方法是將血球與2-5倍體積的水混合，攪拌處理1-3小時，得到破膜的血紅蛋白液體。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(a)中，通過離心去除細胞膜，所述離心採用碟片式離心機，轉速8000-11000轉/分鐘，細胞膜從下端排渣口排出。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的無機酸選自檸檬酸、鹽酸。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(b)中，將去膜的血紅蛋白液與無機酸在30-40°C攪拌6-12小時，得到血紅素與珠蛋白混合液I。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(c)中，將混合液I與活性炭混合，於 40-50°C攪拌6-14小時，得到混合液II ；所述活性炭添加量為血球體積的1_8%，即10-80公斤/噸血球。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(d)包括(dl)將混合液II進行微濾，得透過液III與截留液；(d2)用稀的無機酸稀釋截留液，使PH為1 4，再次進行微濾，得透過液IV ；(d3)合併透過液III、IV。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(a)之前，還包括步驟將抗凝全血進行分離，得到血漿和血球，分離獲得其中的血球。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，還包括步驟(f)將截留液V進行噴霧乾燥，得珠蛋白的固體。
全文摘要
本發明涉及一種可溶性珠蛋白的製備方法。本發明的方法基於活性炭吸附技術與微濾技術從血球中分離純化珠蛋白，可大規模地生產珠蛋白，方便快捷，成本低廉，且產品得率高。本發明的方法有利於血資源的回收利用，避免了資源的浪費，且有效減少了環境汙染。
文檔編號C07K1/34GK102464711SQ20101054384
公開日2012年5月23日 申請日期2010年11月15日 優先權日2010年11月15日
發明者於偉, 成國祥, 江國永, 潘勇 申請人:上海傑隆生物製品股份有限公司