利用超声波辅助同时提取微拟球藻蛋白和膳食纤维的方法技术

本发明专利技术利用超声波辅助同时提取微拟球藻蛋白和膳食纤维的方法，涉及蛋白和膳食纤维的提取技术领域。包括脱脂，破壁，双酶酶解，灭酶，固液分离，蛋白提取，分离可溶性膳食纤维，脱除重金属等步骤；本发明专利技术所述方法操作简单，蛋白、膳食纤维提取率高，重金属含量低，一个工艺过程同时得到微拟球藻蛋白、微拟球藻可溶性膳食纤维，微拟球藻不溶性膳食纤维三个产品。微拟球藻不溶性膳食纤维三个产品。

【技术实现步骤摘要】
利用超声波辅助同时提取微拟球藻蛋白和膳食纤维的方法


[0001]本专利技术涉及蛋白和膳食纤维的提取
，特别涉及一种利用超声波辅助同时提取 微拟球藻蛋白和膳食纤维的方法。

技术介绍

[0002]微拟球藻(Nannochloropsis sp.)是一种单细胞海洋藻类，有较高的生态价值和经济 价值。
[0003]微拟球藻富含DHA、EPA、β
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胡萝卜素等，能促进婴儿大脑及视力发育，还具有降血 脂、抗癌、抗炎症、延缓衰老等作用。作为一种可持续再生能源，微拟球藻具有广泛的应 用前景。目前微拟球藻主要用来生产生物柴油，微藻提油后将会产生大量藻渣，占原料的 50％
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70％。这些藻渣中还含有大量的膳食纤维和蛋白，分别占藻渣的20％和50％。然而微 拟球藻细胞壁厚且致密，膳食纤维和蛋白之间结合较为紧密，导致微拟球藻膳食纤维和蛋 白提取率低，纯度低。一直以来，藻渣没有得到较充分的利用，造成极大的资源浪费和环 境污染。另一方面，由于水体污染及海洋生物的自身特点等原因，海洋生物及衍生物的重 金属含量超标不可避免，给海洋产物的应用带来安全隐患。
[0004]膳食纤维主要存在于谷物、果蔬及藻类中，具有特殊的生理功能，在人们的日常生活 中起着重要的作用，被誉为“第七大营养素”。大量研究表明，膳食纤维能够降低餐后血糖 水平，对糖尿病患者控制血糖起着良好的作用；还能够吸附胆固醇、胆酸盐、亚硝酸盐等， 可以促进胆固醇及有害物质的排出。此外，膳食纤维具有较好的吸水性和膨胀力，能够产 生饱腹感，对肥胖症患者控制饮食有一定的作用，还具有改善肠道菌群，调节肠道功能， 预防肠道疾病的作用。
[0005]微拟球藻蛋白必需氨基酸含量占总氨基酸40％，EAAI约94％，是一种优质蛋白，在 食品、医药等方面有很好的应用前景。
[0006]目前大多数方法，在提取膳食纤维时蛋白作为杂质除去，在提取蛋白时膳食纤维作为 杂质除去。例如，中国专利技术专利CN201811172799.7报道了一种螺旋藻藻蓝蛋白的制备方 法及其应用，中国专利技术专利CN111988997A报道了一种从藻类获取蛋白质或富含蛋白质的 提取物的方法、提取物及其用途，都是对单一成分的提取。中国专利技术专利CN109593128B 公开了一种使用新鲜螺旋藻工业化联产藻蓝蛋白、螺旋藻多糖和蛋白饲料的方法，和本发 明相比，该方法未考虑产品中重金属超标的问题，藻类的吸附特性使得其容易吸附生长环 境中的重金属，如加工中不除去，则会影响最终产品的食用安全性。

技术实现思路

[0007]为解决目前微拟球藻藻渣利用率低，微拟球藻膳食纤维、蛋白生产成本高、提取时间 长，损耗率高，所得膳食纤维重金属含量超标等问题，本专利技术提供了一种利用超声波辅助 同时提取微拟球藻蛋白和膳食纤维的方法，通过超声辅助碱法提取，达到提高膳食纤维、 蛋白提取率，缩短提取时间的目的；采用有机酸脱除可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤
维中 的重金属，脱除效果好。所得膳食纤维、蛋白纯度高，安全性强，从而提高微拟球藻附加 值，延长微拟球藻生产链，减少生产成本。
[0008]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种利用超声波辅助同时提取微拟球藻蛋白和膳食纤维的方法，包括如下步骤：
[0010]S1.脱脂：微拟球藻粉用超临界CO2除去残余脂肪，萃取压力20MPa，萃取温度37.5℃， 分离压力4Mpa，分离温度40℃，萃取时间2h，得脱脂微拟球藻粉；
[0011]S2.破壁：将脱脂微拟球藻粉加入水中，脱脂微拟球藻粉与水的质量比为1:10，超声 破壁20分钟；破壁所用聚能式超声波频率20kHz，功率1000W，破壁时间30min；
[0012]S3.双酶酶解：破壁后的脱脂微拟球藻粉混悬液加热到50℃保温，按酶底质量比3％ 加入中性蛋白酶，不控制pH，按酶底质量比3％加入纤维素酶，超声辅助酶解反应15min， 所用发散式超声波频率40kHz，功率300W；
[0013]S4灭酶：超声波灭酶10min，灭酶所用聚能式超声波频率20kHz，功率2000W；
[0014]S5固液分离，3000rmp离心分离；
[0015]S6蛋白提取：S5得到得上清液加入氨水调节pH至11，超声波提取30min，所用发 散式超声波频率20kHz，功率1200W，离心20min，得上清液，加入1M有机酸混合物调 pH至4.3，3000rmp离心得沉淀，洗涤干燥得微拟球藻蛋白；
[0016]S7分离可溶性膳食纤维：S6得到的上清液加入十分之一体积95％乙醇，离心得沉淀， 洗涤干燥得可溶性膳食纤维；
[0017]S8脱除重金属：S5所得沉淀按质量比1：3加水分散，加入1M有机酸混合物调pH 为6，100KHz，300W超声波处理10min；按体积比10％加入1M加入除盐剂，100KHz， 300W超声波处理10min；离心，沉淀为不可溶性膳食纤维；
[0018]进一步的，所述步骤S6中，有机酸为柠檬酸、醋酸、乳酸等的一种或几种。
[0019]进一步的，所述步骤S8中，有机酸为柠檬酸、醋酸、乳酸等的一种或几种。
[0020]进一步的，所述步骤S8中的除盐剂为CaO、NaHCO3、FeS等的一种或几种。
[0021]通过上述技术方案，本专利技术提供的提取方法可以分别得到脱除重金属的膳食纤维和蛋 白，根据二者不同的功能特性分别或搭配应用，从而达到合理利用资源的目的。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0023]1.超声波破壁、双酶部分酶解，有利于微藻膳食纤维和蛋白之间固有缔合关系的破坏， 有利于二者分离，提高了蛋白、膳食纤维得提取得率和纯度；
[0024]2.酶解过程中所用酸均为有机酸，碱使用氨水，不引入钠离子，减少了后续纯化过程 的脱盐负担；
[0025]3.有机酸超声波辅助脱除重金属，提高产品安全性。微藻独特的吸附性能使其在生长 过程中自然富集重金属，采用超声波辅助脱除，降低了终产品中重金属的含量；
[0026]4.采用超声波灭酶，减少加热对产品活性的破坏；
[0027]5.一个工艺过程同时得到微拟球藻蛋白、可溶性膳食纤维、不可溶性膳食纤维三个产 品，工艺操作简单，生产效率高。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，但是其
应用 不仅限于实施例。
[0029]实施例1～6
[0030]S1.脱脂：微拟球藻粉用超临界CO2除去残余脂肪，萃取压力20MPa，萃取温度37.5℃， 分离压力4Mpa，分离温度40℃，萃取时间2h，得脱脂微拟球藻粉；S2.破壁：将脱脂微 拟球藻粉加入水中，脱脂微拟球藻粉与水的质量比为1:10，超声破壁20分钟；破壁所用 聚能式超声波频率20KHz，功率1000W，破壁时间30min；S3.双酶酶解：破壁后的脱脂 微拟球藻粉混悬液加热到50℃保温，按酶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用超声波辅助同时提取微拟球藻蛋白和膳食纤维的方法，其特征在于按照下述步骤进行：S1脱脂：微拟球藻粉用超临界CO2除去残余脂肪，萃取压力20MPa，萃取温度37.5℃，分离压力4Mpa，分离温度40℃，萃取时间2h，得脱脂微拟球藻粉；S2破壁：将脱脂微拟球藻粉加入水中，脱脂微拟球藻粉与水的质量比为1:10，超声破壁20分钟；破壁所用聚能式超声波频率20kHz，功率1000W，破壁时间30min；S3双酶酶解：破壁后的脱脂微拟球藻粉混悬液加热到50℃保温，按酶与底物质量比3％加入中性蛋白酶，不控制pH，按酶与底物质量比3％加入纤维素酶，超声辅助酶解反应15min，所用发散式超声波频率40kHz，功率300W；S4灭酶：超声波灭酶10min，灭酶所用聚能式超声波频率20kHz，功率2000W；S5固液分离，3000rmp离心分离；S6蛋白提取：S5得到得上清液加入氨水调节pH至11，超声波提取30min，所用发散式超声波频率20kHz，功率1200W，离心20min，得上清液，...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁青芝，孙年振，骆琳，卢歆怡，任晓锋，马海乐，容格清，程巧玉，熊天成，苏晓东，费诗璐，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：