CN101353686B - 血红素和脱色血球蛋白粉的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了血红素和脱色血球蛋白粉的生产方法，将血红蛋白原料经过酶解、等点沉淀后，上清液通过浓缩、干燥制得蛋白粉；沉淀结晶制得血红素。本发明方法能有效利用禽畜血液珍贵的蛋白质资源，联合提取血红素和食用级脱色血球蛋白粉，无浪费，得到的脱色蛋白粉色泽好，杂质少，蛋白含量高。本发明操作简单，成本低廉，清洁无污染，适用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及血红素和脱色血球蛋白粉的生产方法，属于食品化学和生物化学领域。
背景技术
血液占家禽家畜总蛋白量的7％-8％，本身营养丰富，蛋白含量高达20％左右，有“液体肉“之称。血液中蛋白有白蛋白、血红蛋白等，其中血红蛋白占70％-80％。但是由于血红蛋白的令人厌恶的腥味，除了少量用于血豆腐外，大部分被丢弃掉，不仅浪费了大量珍贵的蛋白资源而且污染了生态环境。血红蛋白是一个由四个亚基组成的同源四聚体，每一个亚基含有一个珠蛋白和一个与之结合的血红素。其中血红素更是一种优良的补血剂和重要的医药化工原料。因此充分利用血资源既能有效利用资源又能保护环境而且能创造良好的经济效益，受到国内外广泛关注。
充分合理利用血资源的关节点在于分离血红蛋白的血红素部分和珠蛋白部分，现在已经提出了很多种分离方法。传统的方法利用有机溶剂抽提，包括冰醋酸抽提，小分子酮抽提如丙酮、甲乙酮等，小分子醇抽提如甲醇、乙醇等。有机溶剂抽提能很好的抽提血红素，但是需要非常大量的有机溶剂，提取1kg的血红素需要800L-1000L的有机溶剂，因此效率低下，给操作带来巨大的不便，而且对环境危害也较大。美国专利US4376727提出用羧甲基纤维素吸附血红素，该方法可以解决血红素跟珠蛋白分离，但是得到的是血红素和羧甲基纤维素的混合物，不能得到纯的血红素，而且羧甲基纤维素不能再生，因此该方法成本较高，限制了其使用。中国专利ZL87101834和ZL200610080022.9使用表面活性剂作为催化剂结晶血红素，结晶效果较好，但是该方法血球在加热过程中容易产生珠蛋白和血红素共沉淀，要解决这个问题就需要精确控制反应进程并且运用复杂的操作设备；更重要的是该法生成的蛋白粉含有表面活性剂，其人畜安全性受到质疑。
发明内容
本发明的目的是提供一种操作简单，成本低廉，无污染的血红素和脱色血球蛋白粉的生产方法。
本发明的血红素和脱色血球蛋白粉的生产方法，其步骤如下
1)血红蛋白原料加水溶解并搅拌均匀，配制质量浓度在1％-20％血红蛋白水溶液，然后加入蛋白水解酶，蛋白水解酶的添加量为血红蛋白溶液中蛋白量的0.05％-10％，调节pH1.5～9.0，在25～70℃温度下进行酶解，得到酶解液，酶解程度控制在水解度5％～40％；
2)调节酶解液的pH值至2.0-6.0，过滤，收集血红素沉淀，干燥后得血红素半成品，滤液为不含血红素的蛋白溶液；
3)血红素半成品中加入水、浓盐酸和非离子表面活性剂，并搅拌均匀，以干重计，控制血红素半成品:水:浓盐酸:非离子表面活性剂的质量比为1:10-200:0.1-10:0.2-5，继续搅拌，加热至70℃～95℃，离心，收集血红素结晶，用水洗涤后干燥，得成品血红素；
4)调节步骤2)所得滤液的pH至中性、浓缩、干燥，得脱色血球蛋白粉。
本发明中，所说的血红蛋白原料为禽畜血或为禽畜血加工的血红蛋白、抗凝血液、血块、血球蛋白粉或血球。
本发明中，对蛋白水解酶并没有特殊的要求，只要能水解血红蛋白的蛋白酶都可用，如动物来源的胃蛋白酶、胰蛋白酶，植物来源的木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶，微生物来源的动物蛋白水解酶(南宁庞博生物科技有限公司生产)、风味酶等等，可以用上述中的任一种或其混合物。由于动物蛋白水解酶和风味酶价格便宜、使用方便而且有商品化的产品销售，优选动物蛋白水解酶和风味酶，或者两者的混合酶。
为了消除蛋白酶的活性，提高产品质量，本发明的进一步特征是将步骤1)得到的酶解液加热到90℃以上保持20分钟灭活蛋白酶。
本发明中，所说的非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、吐温和斯潘中的一种或其混合物。由于吐温作为食品添加剂在日常生活中广泛使用，其安全性早已获得证明，优选吐温作为结晶血红素的表面活性剂。
本发明中所用浓盐酸的质量浓度为35％～38％。
本发明方法在结晶血红素前，血红蛋白酶解为小分子的蛋白，热稳定性提高，不会和血红素共沉淀；通过调节酶解液的pH值，把大部分的蛋白跟血红素分开，这样血红素结晶就比较容易，反应更容易操作，整个过程不需要特别的设备，也不需要添加晶种。
本发明得到的脱色蛋白粉色泽好，杂质少，蛋白含量达到95％左右，可用于食品添加剂。
本发明方法操作简单，成本低廉，可以利用提取超氧化物歧化酶(SOD)后的血红蛋白作为原料，联合提取血红素和食用级脱色血球蛋白粉，从而实现了禽畜血的综合利用，无浪费，清洁无污染，适用于工业化生产。
具体实施方式
实施例1
屠宰场收集新鲜猪血300L，加1kg柠檬酸钠抗凝，加300L水搅拌均匀后，加入1kg动物蛋白水解酶，1kg风味酶，调节pH值到7.5，加热到55℃，酶解48小时。加热酶解液到90℃保温20min灭活蛋白酶。冷却后用盐酸调节酶解液的pH到6.0，然后离心分别收集上清液和沉淀。上清液略带黄色，用氢氧化钠溶液调节pH到7，三效浓缩，喷雾干燥得白色蛋白粉50kg；沉淀(约含干物质10kg)加50L水搅拌均匀，加1L质量浓度为38％的浓盐酸，50kg吐温20，继续搅拌，然后加热到70℃停止搅拌，保温30min，冷却后离心收集沉淀，该沉淀用水洗涤后烘干得成品血红素1.5kg，纯度为91.3％，铁回收率为91％。
实施例2
屠宰场收集新鲜牛血300L，加草酸钾抗凝，连续离心机分离得血浆170L，血球130L。血浆喷雾干燥制得血浆蛋白粉13kg。血球中加200L水，搅拌30分钟溶血，用1M的NaOH溶液调节pH值到9.0，加入4kg动物蛋白水解酶，加热到65℃，酶解至水解度达到40％。酶解完成后酶解液煮沸30分钟，冷却后用盐酸调节pH到4.5后压滤，得滤液280kg，滤渣50kg(干物质8kg左右)。滤液用氢氧化钠溶液调节pH到6.5，超滤浓缩，喷雾干燥制得蛋白粉40kg。滤渣加水1600L搅拌均匀，加80L质量浓度为35％的浓盐酸，1.6kg吐温80，搅拌均匀，加热到95℃即有血红素晶体析出，待结晶完全后，离心收集血红素沉淀，血红素沉淀用水洗涤，烘干得成品血红素1.6kg，纯度90.3％。
实施例3
屠宰场鸡鸭血，凝结成血块，取500kg，粉碎机粉碎后，加1000L水，搅拌均匀，调节pH值到7.0，加入60g动物蛋白水解酶，加热到70℃，酶解12小时，水解度为5.6％。用盐酸调节pH到2.5后，离心分别收集清液和沉淀，上清液用氢氧化钠溶液调节pH到5.5，三效浓缩，喷雾干燥得白色蛋白粉105kg；沉淀加水800L搅拌均匀，加100L质量浓度为36％的浓盐酸、4kg吐温20、1kg斯潘60，搅拌均匀，加热到75℃停止搅拌，保温静置15min，冷却，离心收集沉淀，沉淀用水洗涤后烘干得成品血红素2.7kg，纯度90％。
实施例4
血球蛋白粉30kg，加2500L水，搅拌均匀，调节pH值到1.5，加入150g胃蛋白酶，加热到37℃，酶解72小时。酶解完成后用氢氧化钠调节pH到6.0，压滤得滤液2400L。滤液三效浓缩，喷雾干燥得蛋白粉26kg；滤渣(干重约5kg)加水500L搅拌均匀，加40L质量浓度为35％的浓盐酸，25kg脂肪醇聚氧乙烯醚平平加O15，搅拌均匀，加热到88℃停止搅拌，保温45min，冷却后离心，收集沉淀并用水洗涤，干燥得成品血红素1.1kg，纯度88％。
实施例5
市售血粉200kg，加800L水，搅拌均匀，调节pH值到7.8，加入10kg风味酶，25℃酶解12小时，此时水解度为5.3％，煮沸30min灭活蛋白酶，用磷酸调节pH4.5，压滤分别收集滤液跟滤渣，滤液用碳酸氢钠溶液调节pH到7.0，超滤浓缩，喷雾干燥得白色蛋白粉160kg；滤渣(干物质含量约40kg)加水500L搅拌均匀，加40L质量浓度为35％的浓盐酸，50kg吐温20，50kg吐温，搅拌均匀，加热到95℃停止搅拌，保温5min，冷却后离心收集沉淀，该沉淀用水洗涤后，烘干即为成品血红素5kg，纯度92％。
实施例6
抗凝猪血300L，加300L水，搅拌均匀，用盐酸调节pH值到5.7，加入1kg木瓜蛋白酶，加热到58℃，酶解48小时。酶解后加热煮沸灭活蛋白酶，冷却后离心分别收集上清液和沉淀。上清液略带黄色，用氢氧化钠溶液调节pH到7，三效浓缩，喷雾干燥得白色蛋白粉50kg；沉淀加50L水搅拌均匀，加4L质量浓度为35％的浓盐酸，10kg壬基酚聚氧乙烯醚NP-10，继续搅拌，然后加热到70℃停止搅拌，保温30min，冷却后离心收集沉淀，该沉淀用水洗涤后烘干得成品血红素1.6kg，纯度为90％。
实施例7
抗凝猪血300L，离心得血球130L，血浆170L，血浆喷雾干燥制成血浆蛋白粉13kg，血球中加水600L，搅拌30min后，加适量氯化钠，并用盐酸调节pH值到5.0，60℃保温30min，过滤，上清液进一步处理可以获得超氧化物歧化酶。滤渣主要是血红蛋白，滤渣中加入600L水，调节pH值到7.0，加入1kg复合蛋白水解酶，1kg风味酶，加热到58℃，保温酶解48小时。酶解完成后加热煮沸灭活蛋白酶，冷却后离心分别收集上清液和沉淀。上清液略带黄色，三效浓缩，喷雾干燥得白色蛋白粉45kg；沉淀(约含干物质10kg)加50L水搅拌均匀，加4L质量浓度为35％的浓盐酸，10kg壬基酚聚氧乙烯醚NP-10，继续搅拌，然后加热到70℃停止搅拌，保温60min，冷却后离心收集沉淀，该沉淀用水洗涤后烘干得成品血红素1.5kg，纯度为91％。
Claims (5)
1.一种血红素生产方法，其步骤如下：
1)血红蛋白原料加水溶解并搅拌均匀，配制质量浓度在1％-20％血红蛋白水溶液，然后加入蛋白水解酶，蛋白水解酶的添加量为血红蛋白溶液中蛋白量的0.05％-10％，调节pH1.5～9.0，在25～70℃温度下进行酶解，得到酶解液，酶解程度控制在水解度5％～40％；
2)调节酶解液的pH值至2.0-6.0，过滤，收集血红素沉淀，干燥后得血红素半成品，滤液为不含血红素的蛋白溶液；
3)血红素半成品中加入水、浓盐酸和非离子表面活性剂，并搅拌均匀，以干重计，控制血红素半成品∶水∶浓盐酸∶非离子表面活性剂的质量比为1∶10-200∶0.1-10∶0.2-5，继续搅拌，加热至70℃～95℃，离心，收集血红素结晶，用水洗涤后干燥，得成品血红素。
2.根据权利要求1所述的血红素生产方法，其特征在于所说的血红蛋白原料为禽畜血或为禽畜血加工的血红蛋白、抗凝血液、血块、血球蛋白粉或血球。
3.根据权利要求1所述的血红素生产方法，其特征在于所说的蛋白水解酶为胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和风味酶中的一种或其混合物。
4.据权利要求1所述的血红素生产方法，其特征在于所说的非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、吐温和斯潘中的一种或其混合物。
5.据权利要求1所述的血红素生产方法，其特征在于将步骤1)得到的酶解液加热到90℃以上保持20分钟灭活蛋白酶。
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