從煮制海參廢水中提取皂苷、多糖、肽和黑色素的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海參煮制廢水的回收再利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及從煮制海參廢水中提取皂苷、多糖、肽和黑色素的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]刺參(ApostichopusjaponicasSelenka)，也稱仿刺參，屬棘皮動(dòng)物門(mén)，盾手目(Aspidochirotida)，刺參科(Stichopodidae Haeckel)。全世界約有海參 1100 余種，其中可食用者有40余種。在我國(guó)，海參不僅一向被視為具有顯著滋補(bǔ)作用的美食佳肴，而且作為藥用的歷史也非常悠久，據(jù)查證，海參早在明代就被作為補(bǔ)益藥收入《食物本草》。
[0003]鮮海參體內(nèi)具有自溶酶，因此在加工過(guò)程中首先要用沸水煮制進(jìn)行滅酶處理，但在煮制過(guò)程中，有許多營(yíng)養(yǎng)成分和功效成分會(huì)流失在加工廢液中如多糖、可溶性蛋白質(zhì)和皂苷等。遼寧、河北、山東、江蘇、浙江等沿海加工企業(yè)都是將煮制海參的廢水直接排放，不僅造成資源的極大浪費(fèi)，而且造成沿海灘涂的嚴(yán)重污染。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)合理的從煮制海參廢水中提取皂苷、多糖、肽和黑色素的方法，不僅回收了寶貴資源，同時(shí)減少了海參煮制廢水排放對(duì)沿海灘涂造成的污染。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:它的工藝流程如下:
[0006]步驟一、煮制海參廢水的澄清處理:將煮制海參的廢水經(jīng)高速離心機(jī)離心分離，得澄清液體；
[0007]步驟二、分離出海參皂苷、海參多糖、海參蛋白和黑色素:將步驟一中的澄清液體用孔徑0.1-0.Snm膜進(jìn)行過(guò)濾，其中截留液至少利用三次純水適量稀釋再過(guò)濾，過(guò)濾后的透過(guò)液中主要含皂苷和無(wú)機(jī)離子，截留液中主要含蛋白質(zhì)、多糖和黑色素；
[0008]步驟三、大孔樹(shù)脂吸附透過(guò)液中的海參皂苷:將步驟二中的透過(guò)液調(diào)PH8-10，上處理好的大孔樹(shù)脂，流速為l_5BV/h，吸附后的樹(shù)脂先用純水洗滌，再用10% -50%乙醇溶液洗滌，最后用60% -80%乙醇洗脫，洗脫液收集樹(shù)脂量4-10倍，回收乙醇，在浸膏狀固相中加適量純水分散，用石油醚脫脂3-5次，脫脂液用純水飽和正丁醇液萃取4-6次，回收正丁醇，殘?jiān)婵崭稍锏玫胶⒋衷碥粘善罚?br>[0009]步驟四、復(fù)合蛋白酶酶解截留液中海參蛋白:將步驟二中的截留液調(diào)底物濃度1-15%,卩!17.0-9.0，體系溫度40°(:-55°(:，加0.5-5.0% (蛋白總量)復(fù)合蛋白酶，攪拌酶解3-5h，升溫至80°C -95°C 10-20min滅酶，離心分離得清液；
[0010]步驟五、膜分離提取海參多糖、黑色素和海參肽:將步驟四中的清液用孔徑1-Snm的膜進(jìn)行分離，其中透過(guò)液為海參肽，截留液為海參多糖和黑色素；
[0011]步驟六、海參肽精制:將步驟五中的透過(guò)液校正PH5-7，加熱至50°C _80°C，加糖炭0.1-1.0 %攪拌脫色精制30min-45min，脫炭，精制液可以直接經(jīng)調(diào)配、灌裝、滅菌、檢驗(yàn)、包裝成海參肽口服液，也可以將精制液減壓蒸發(fā)濃縮至固含量30% -50%左右，進(jìn)行冷凍干燥或噴霧干燥得海參肽粉，海參肽粉經(jīng)調(diào)配后填裝硬膠囊，得海參肽膠囊；
[0012]步驟七、海參多糖精制:將步驟五中的截留液經(jīng)脫色樹(shù)脂柱脫色，糖炭精制，脫炭得精制液，可以進(jìn)行直接調(diào)配，灌裝、滅菌、檢驗(yàn)、包裝成海參多糖口服液，也可以將精制液減壓蒸發(fā)濃縮至固含量30% -50%進(jìn)行冷凍干燥或噴霧干燥得海參多糖粉，海參多糖粉經(jīng)調(diào)配后填裝硬膠囊得海參多糖膠囊；
[0013]步驟八、用純水將I號(hào)脫色樹(shù)脂柱洗凈，用1% -5% HCl液進(jìn)行洗脫，流速為1-5BV，收集洗脫液3-6BV，蒸發(fā)濃縮，干燥得黑色素粉。
[0014]采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明有益效果為:
[0015]1、海參煮制廢水中的蛋白質(zhì)、多糖和皂苷的含量較低，直接酶解由于底物濃度偏低，后處理消耗大量能量，從而增加生產(chǎn)成本，皂苷分子量(1000-1200Da)較小，與蛋白質(zhì)(100-120KDa)、多糖(40_50Kda)的分子量差異較大，因此用膜(孔徑0.1-0.8nm)就能將皂苷與蛋白質(zhì)、多糖分開(kāi)；在分離的同時(shí)，又能將蛋白質(zhì)和多糖濃縮10倍以上，大大節(jié)省后處理的能源消耗和費(fèi)用，低濃度的皂苷再用大孔樹(shù)脂富集，然后洗脫；
[0016]2、海參中(包括煮制廢水)的膠原蛋白與多糖通過(guò)糖肽鍵結(jié)合在一起，只有將蛋白質(zhì)酶解成小分子肽，才能用合適孔徑的膜將其分離開(kāi)，本發(fā)明中用孔徑Inm-Snm的有機(jī)膜將其分離，而不是用文獻(xiàn)方法用酒精沉淀多糖與肽分離，不采用價(jià)格較高的有機(jī)溶劑酒精，將大幅度降低生產(chǎn)費(fèi)用，增加產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力；
[0017]3、蛋白質(zhì)酶解收率與產(chǎn)物肽分子量的大小將衡量選擇的酶是否正確和酶解工藝是否合理，目前文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)蛋白質(zhì)的酶解收率一般在60% -80%，其中分子量< 2000Da的小肽含量在50% -70%，本發(fā)明用的復(fù)合蛋白酶(其中10萬(wàn)u/g Asl398中性蛋白酶20% -70%、胰酶10% -50%、60萬(wàn)u/g木瓜蛋白酶5% -30%、風(fēng)味酶I % -10% )對(duì)海參膠原蛋白的酶解收率達(dá)95%以上，分子量< 2000Da的小肽含量占95%以上，產(chǎn)品沒(méi)有苦味，這是目前文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)均未達(dá)到的指標(biāo)；
[0018]4、海參煮制廢水顏色成灰黑色，是由海參皮中色素帶來(lái)的，現(xiàn)有文獻(xiàn)中均采用高濃度雙氧水(H2O2)進(jìn)行脫色，均未回收黑色素，而且用高濃度雙氧水進(jìn)行氧化脫色對(duì)海參多糖的結(jié)構(gòu)是否有影響未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)，本發(fā)明選用脫色樹(shù)脂I號(hào)成功將海參黑色素吸附，經(jīng)洗脫后干燥制成天然黑色素，且用脫色樹(shù)脂回收海參皮中的黑色素在文獻(xiàn)中未見(jiàn)報(bào)導(dǎo)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]本【具體實(shí)施方式】采用的技術(shù)方案是:它的工藝流程如下:
[0020]步驟一、煮制海參廢水的澄清處理:將煮制海參的廢水經(jīng)高速離心機(jī)離心分離，得澄清液體；
[0021]步驟二、分離出海參皂苷、海參多糖、海參蛋白和黑色素:將步驟一中的澄清液體用孔徑0.1-0.Snm膜進(jìn)行過(guò)濾，其中截留液至少利用三次純水適量稀釋再過(guò)濾，過(guò)濾后的透過(guò)液中主要含皂苷和無(wú)機(jī)離子，截留液中主要含蛋白質(zhì)、多糖和黑色素；
[0022]步驟三、大孔樹(shù)脂吸附透過(guò)液中的海參皂苷:將步驟二中的透過(guò)液調(diào)PH8-10，上處理好的HPD-100大孔樹(shù)脂，流速為l-5BV/h，吸附后的樹(shù)脂先用純水洗滌，再用10% -50%乙醇溶液洗滌，最后用60% -80%乙醇洗脫，洗脫液收集樹(shù)脂量4-10倍，回收乙醇，在浸膏狀固相中加適量純水分散，用石油醚脫脂3-5次，脫脂液用純水飽和正丁醇液萃取4-6次，回收正丁醇，殘?jiān)婵崭稍锏玫胶⒋衷碥粘善罚?br>[0023]步驟四、復(fù)合蛋白酶酶解截留液中海參蛋白:將步驟二中的截留液調(diào)底物濃度1-15%,卩!17.0-9.0，體系溫度40°(:-55°(:，加0.5-5.0% (蛋白總量)復(fù)合蛋白酶，攪拌酶解3-5h，升溫至80°C -95°C 10-20min滅酶，離心分離得清液；
[0024]步驟五、膜分離提取海參多糖、黑色素和海參肽:將步驟四中的清液用孔徑1-Snm的膜進(jìn)行分離，其中透過(guò)液為海參肽，截留液為海參多糖和黑色素；
[0025]步驟六、海參肽精制:將步驟五中的透過(guò)液校正PH5-7，加熱至50°C _80°C，加糖炭0.1-1.0 %攪拌脫色精制30min-45min，脫炭，精制液可以直接經(jīng)調(diào)配、灌裝、滅菌、檢驗(yàn)、包裝成海參肽口服液，也可以將精制液減壓蒸發(fā)濃縮至固含量30% -50%左右，進(jìn)行冷凍干燥或噴霧干燥得海參肽粉，海參肽粉經(jīng)調(diào)配后填裝硬膠囊，得海參肽膠囊；
[0026]步驟七、海參多糖精制:將步驟五中的截留液經(jīng)I號(hào)脫色樹(shù)脂柱脫色，糖炭精制，脫炭得精制液，可以進(jìn)行直接調(diào)配，灌裝、滅菌、檢驗(yàn)、包裝成海參多糖口服液，也可以將精制液減壓蒸發(fā)濃縮至固含量30% -50%進(jìn)行冷凍干燥或噴霧干燥得海參多糖粉，海參多糖粉經(jīng)調(diào)配后填裝硬膠囊得海參多糖膠囊；
[0027]步驟八、用純水將I號(hào)脫色樹(shù)脂柱洗凈，用1% -5% HCl液進(jìn)行洗脫，流速為1-5BV，收集洗脫液3-6BV，蒸發(fā)濃縮，干燥得黑色素粉。
[0028]本【具體實(shí)施方式】中的HPD-100大孔樹(shù)脂和I號(hào)脫色樹(shù)脂柱均為河北滄州寶恩吸附材料有限公司生產(chǎn)。
[0029]本【具體實(shí)施方式】有益效果為:不僅回收了寶貴資源，同時(shí)減少了海參煮制廢水排放對(duì)沿海灘涂造成的污染。
[0030]實(shí)施例一:
[0031]步驟一、取海參煮制廢水1L，用臺(tái)式離心機(jī)8000rpm，離心20min得上清液，用孔徑0.