本發(fā)明屬于天然產(chǎn)物提取領(lǐng)域,尤其涉及一種從槍烏賊中提取保健功能性黑色素的新方法。
背景技術(shù):
槍烏賊是軟體動物門(Mollusca)頭足綱 (Cephalopoda)槍形目(Teuthoidea)槍烏賊科(Loliginidae)的統(tǒng)稱。又稱魷魚、筆管,古稱鎖管、柔魚。槍烏賊科中共包括約50種,其中已成為捕撈對象的約16種,如中國槍烏賊(Loligo chinensis)、日本槍烏賊(L.japonica)、劍尖槍烏賊(L.edulis)、福氏槍烏賊(L.forbesi)、皮氏槍烏賊(L.pealei) 、萊氏擬烏賊(Sepioteuthis lessoniana)等。在中國,魷魚的年捕撈量約在230萬噸左右,捕撈量十分巨大。
墨囊是頭足綱所特有的結(jié)構(gòu),約占其體重的1.3%,用來貯藏防御用的墨汁,此墨汁十分粘稠,富含黑色素、蛋白質(zhì)及多糖。生產(chǎn)加工過程中,墨囊作為廢棄物被丟棄,初步估計一年將產(chǎn)生3萬噸的廢棄墨囊。
黑色素是一類由酚類和/或吲哚類物質(zhì)經(jīng)多步氧化聚合形成的生物色素,槍烏賊的黑色素常與糖蛋白牢固結(jié)合在一起,即形成黑色素-糖蛋白。天然黑色素廣泛存在于動植物體內(nèi),具有保護、防御功能,并參與許多生理活動,黑色素是目前所知唯一能保護生物體免受輻射傷害的天然內(nèi)源性生物聚合體。國內(nèi)魷魚墨進行了諸多研究,如雷敏等研究了魷魚墨黑色素的免疫調(diào)節(jié)作用,并證明其對機體特異性及非特異性免疫機能具有顯著調(diào)節(jié)作用。劉治東等進行了魷魚墨黏多糖對小鼠免疫調(diào)節(jié)作用的研究,發(fā)現(xiàn)魷魚墨黏多糖能提高免疫低下小鼠的體液免疫、細胞免疫和非特異性免疫功能。陳士國等通過超速離心法從魷魚墨中提取了黑色素,并采用堿降法制備可溶性黑色素,分別過10kDa和50kDa的超濾膜將所得的黑色素進行分級,結(jié)果發(fā)現(xiàn)分子量在50kDa以上的可溶性黑色素具有很強的自由基清除效果。
現(xiàn)階段黑色素的分離純化方法主要有三種:水洗法、化學(xué)法(酸解法、堿解法)、酶解法。水解法適用于含雜質(zhì)少的樣品,而槍烏賊墨汁成分復(fù)雜,單用此法將造成極大的原料及用水浪費?;瘜W(xué)法反應(yīng)條件劇烈,需用到強酸和強堿,會破壞頭足類墨汁中的黑色素-糖蛋白結(jié)合結(jié)構(gòu),從而破壞其多種生物活性。酶解法雖反應(yīng)條件溫和,但蛋白酶會破壞與黑色素相結(jié)合的糖蛋白結(jié)構(gòu),從而使其生物活性降低甚至消失。比如中國2009年5月13日授權(quán)的200610146291.0號專利“魷魚墨黑色素的制備方法及其應(yīng)用”中所采用酶解與水洗相結(jié)合的方法得到凍干的魷魚墨沉淀粉,在酶解過程中,黑色素-糖蛋白的結(jié)構(gòu)中的蛋白被不同程度的破壞,失去了原有的大分子形態(tài),生物活性大打折扣;又如中國2014年8月13日授權(quán)的201110112848.X號專利“一種烏賊墨肽聚糖的制備方法和應(yīng)用”中使用有機溶劑脫脂及去除雜蛋白,反應(yīng)條件劇烈,應(yīng)用于食品及其他日用品缺乏有機物殘留數(shù)據(jù),無法保證其安全性;再如中國2016年7月6日公布的201610072931.1號專利“不溶性及可溶性魷魚墨黑色素的制備方法及應(yīng)用”中使用了強堿NaOH和強酸HCl,獲得的黑色素失去了活性大分子結(jié)構(gòu),其抗氧化性、提高免疫能力的功能也就隨之消失。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種槍烏賊保健功能性黑色素的提取方法,該方法克服了現(xiàn)有提取技術(shù)造成的槍烏賊黑色素-糖蛋白結(jié)構(gòu)被破壞和生物活性下降的缺點。
本發(fā)明的目的是通過如下措施來達到的。
提取槍烏賊保健功能性黑色素的方法,其特征是:包含如下加工步驟:
(1)原料處理:取冰凍儲存的墨囊,過夜解凍后,加入食物切碎機中將墨囊破碎,加入墨囊重量1-5倍的純化水充分攪拌,使用漏勺將未破碎完全的組織撈出;
(2) 粗濾:用尼龍網(wǎng)初步過濾,濾去不溶解雜質(zhì)、顆粒物,得到粗濾液;
(3)第一次抽濾:粗濾液經(jīng)孔徑為0.45um的混合纖維素濾膜抽濾,得到第一次抽濾液;
(4)第二次抽濾:第一次抽濾液經(jīng)孔徑為0.22um的混合纖維素濾膜抽濾,得到第二次抽濾液;
(5)第一次噴霧干燥:將第二次抽濾液進行噴霧干燥,得到干粉;
(6) 溶解:用純化水將干粉進行溶解;
(7)分離層析:使用透明柱裝填凝膠進行分離,以除去不需要的無機鹽、氨基酸、蛋白質(zhì)、多糖等雜質(zhì),以純化水為洗脫液,肉眼可見黑色色帶緩慢沿層析柱向下移動,收集黑色色帶區(qū)域的洗脫液;
(8)第二次噴霧干燥:將分離層析收得的洗脫液,進行噴霧干燥,噴霧干粉用純化水溶解后,繼續(xù)進行分級分離層析;
(9)分級分離層析:使用較分離層析中的填料分離范圍有一定跨度、交聯(lián)度稍高凝膠的一種、兩種或兩種以上,依次進行分離純化,以盡量多地除去不需要的無機鹽、氨基酸、蛋白質(zhì)、多糖等雜質(zhì),以純化水為洗脫液,收集黑色色帶區(qū)域的洗脫液;
(10)第三次噴霧干燥:將分級分離層析收得的洗脫液,分別進行噴霧干燥,前一級的噴霧干燥粉用純化水溶解后,繼續(xù)進行下一級層析,最后一級噴霧干燥后得保健功能性黑色素。
進一步地,所述步驟(2)粗濾中尼龍網(wǎng)采用200目尼龍網(wǎng)。
進一步地,所述步驟(7)分離層析中采用規(guī)格為Φ60×1000mm玻璃柱裝填Sephadex G-15。
進一步地,所述步驟(9)分級分離層析中采用規(guī)格為Φ60×1000mm玻璃柱裝填Sephadex G-25。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的優(yōu)點在于,充分利用了寶貴的海洋資源,提高了槍烏賊的經(jīng)濟價值。制得的槍烏賊保健功能性黑色素含多種天然營養(yǎng)成分,其中黑色素-糖蛋白總含量達80-90%,還含有少量蛋白多糖復(fù)合體及其單體。整個工藝流程簡單,適于工業(yè)化生產(chǎn),反應(yīng)條件溫和,不使用有機溶劑,營養(yǎng)成分破壞少,提取的黑色素帶有活性粘多糖天然結(jié)構(gòu)未被破壞,功能性得以全面保留。
具體實施方式
提取槍烏賊保健功能性黑色素的方法包括如下步驟:
(1) 取冰凍儲存的墨囊10kg,過夜解凍后,加入食物切碎機中將墨囊破碎,加入20L純化水于破碎的墨囊中,充分攪拌,使用漏勺將未破碎完全的組織撈出。
(2)用200目尼龍網(wǎng)靜置過濾,濾去組織碎片、殘渣,得到粗濾液22L。
(3)粗濾液經(jīng)孔徑為0.45um的混合纖維素濾膜進行第一次抽濾,得到濾液22L。
(4)第一次抽濾液再經(jīng)孔徑為0.22um的混合纖維素濾膜抽濾,得到濾液22L。
(5)進行第一次噴霧干燥得干粉83g。
(6)將此干粉用400ml純化水進行溶解得1級待分離液410ml。
(7)使用規(guī)格為Φ60×1000mm玻璃柱裝填Sephadex G-15 ,以純化水為洗脫液,上樣1級待分離液,將流速設(shè)定為50ml/min,洗脫流速為2ml/min,收集黑色色帶區(qū)域的洗脫液450ml。
(8) 進行第二次噴霧干燥,得到干粉56g。
(9) 用400ml純化水溶解第二次噴霧干燥干粉得2級待分離液,使用規(guī)格為Φ60×1000mm玻璃柱裝填Sephadex G-25 ,以純化水為洗脫液,上樣2級待分離液,將流速設(shè)定為50ml/min,洗脫流速為2ml/min,收集黑色色帶區(qū)域的洗脫液600ml。
(10)進行第三次噴霧干燥即得到槍烏賊保健功能性黑色素31g。