CN104195195A - 一种血红素的提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种血红素的提取方法，包括以下步骤：将新鲜猪血离心分离，收集猪血球；将猪血球与水按一定比例混合后，高速搅拌使猪血球破膜，然后调节温度至30～70℃、pH4.0～9.0，再加入胰蛋白酶进行酶解6～24h，接着调节酶解后的酶解液pH至4.0～9.0，并加热至温度50～90℃；再将酶解液离心分离收集沉淀，此沉淀为血红素粗品；向血红素粗品中加入氢氧化钠溶液，加热至50～90℃，搅拌使血红素粗品溶解；溶液冷却后，加入CMC，搅拌均匀；离心分离，收集获得CMC-血红素；使用超滤膜分离CMC和血红素烘干，即为血红素成品。本方法不需要任何有机溶剂，安全环保，生产工艺简单可控，纯度可达85％以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种血红素的提取方法。
背景技术
猪血中含有0.5％的血红素，它不仅可作为肉制品中的发色剂使用，还可作为半合成胆红素原料，而且是抗癌的特效药，在临床上还可作为补铁剂，治疗由缺铁引起的贫血症。目前国内血红素的研究比较热门，但生产上分离提取仍未突破传统的方法，要获得高纯度的血红素，依然靠的是酸性丙酮沉淀法。此方法先用氯仿沉淀猪血球中的血红蛋白，然后过滤收集沉淀，加入5倍体积2.5％的浓盐酸丙酮溶液，搅拌浸提，收集丙酮血红素溶液，最后真空抽滤回收丙酮，获得血红素纯品。这种传统方法的缺点是工艺复杂，使用大量有机溶剂，不安全环保，得到的血红素油性大，需要蒸馏塔等大型设备，设备投入很大，产品成本高，应用受到限制。
发明内容
本发明是为了解决现有的血红素提取方法工艺复杂，使用大量的有机溶剂的技术问题，本发明提供一种新型环保的血红素的提取方法。
为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：
一种血红素的提取方法，包括以下步骤：
步骤一：将新鲜猪血离心分离，收集猪血球；新鲜猪血经连续分离机进行离心分离，转速≥5000rpm。
步骤二：酶法水解分离血红素肽：将猪血球与水按一定比例混合后，高速搅拌使猪血球破膜，然后调节温度至30～70℃、pH4.0～9.0，再加入胰蛋白酶进行酶解6～24h，接着调节酶解后的酶解液pH至4.0～9.0，并加热至温度50～90℃；再将酶解液离心分离收集沉淀，此沉淀为血红素粗品；此步骤为使用胰蛋白酶水解血红蛋白，将血红蛋白分解成小分子的肽，包裹在血红蛋白内部的疏水性的血红素暴露出来，血红素上还连有一些未被水解的小肽，经后期调节pH、加热处理，肽链变性，与疏水性的血红素一起形成沉淀。
步骤三：血红素肽重新溶解并吸附：向血红素粗品中加入氢氧化钠溶液并加热至温度50～90℃，搅拌使血红素粗品溶解；待溶液冷却后，加入羧甲基纤维素钠CMC，搅拌均匀；将CMC-血红素粗品进行离心分离，收集获得CMC-血红素；CMC是一种大分子、粘稠性的亲水物质，它能吸附血红素形成粘稠的糊状物，使其与小肽分离。
步骤四：CMC-血红素的分离：使用截留分子量为500～50000Da的超滤膜分离CMC和血红素，超滤后取超滤截留物，烘干，即为血红素成品。
进一步的技术方案是：所述的猪血球与水的质量比为1:1～3。
进一步的技术方案是：所述的胰蛋白酶的加入量为每千克猪血球中加入50～500万U酶活力单位。
进一步的技术方案是：所述的酶解液离心分离采用卧螺离心机或三轴离心机，离心转速大于3000rpm，离心20min以上。
进一步的技术方案是：所述的氢氧化钠溶液的质量分数为0.1～5％；氢氧化钠溶剂的加入量为血红素粗品质量的15～30倍。
进一步的技术方案是：步骤三中加入CMC的终浓度为0.1～10％，即加入羧甲基纤维素钠CMC后，CMC的质量分数为0.1～10％。
进一步的技术方案是：所述的CMC-血红素粗品进行离心分离采用碟片离心机，转速大于5000rpm，离心时间为30min。
进一步的技术方案是：所述的超滤膜的材料为聚酰胺，超滤膜的膜组件为卷式，超滤温度为60℃，料液pH为4～10，超滤压力为0.01MPa，超滤时间为30～60min。
本发明与现有技术相比，具有以下的有益效果：
本方法结合酶解法和CMC吸附法来提取血红素，不需要任何有机溶剂，安全环保，生产工艺简单可控，设备投入不大，可连续化操作；提取的血红素不油性，纯度可达85％以上。
具体实施方式
下面结合本发明的实施例对本发明作进一步的阐述和说明。
血红素的提取方法，包括以下步骤：
1、猪血球前处理：新鲜猪血经高精度连续分离机分离(转速≥5000rpm)，收集获得猪血球。
2、酶法水解分离血红素肽：在夹套式的酶解罐中加入一定量的血球，加入一定质量的水，高速搅拌10min～2h，在低渗透压下，血球破膜，释放出血红蛋白，同时酶解罐温度升高到30～70℃，稀盐酸调节酶解液pH4.0～9.0，加入胰蛋白酶，加入量按每1kg血球加50～500万U酶活力单位，酶解6-24h后，调节酶解液pH至4.0～9.0，并加热至50～90℃保持30min，处理结束。酶解液用卧螺离心机或三轴离心机离心分离，转速大于3000rpm，离心20min以上，收集沉淀。此沉淀为血红素粗品。
3、血红素肽重新溶解并吸附：在酶解罐中加入血红素肽沉淀，加入15～30倍质量的0.1％～5％氢氧化钠溶液，加热到50～90℃，快速搅拌使血红素肽溶解。溶液冷却后，加入羧甲基纤维素钠(CMC)，使其终浓度为0.1～10％，搅拌。CMC是一种大分子、粘稠性的亲水物质，它能吸附血红素形成粘稠的糊状物，使其与小肽分离。碟片离心机离心分离，转速大于5000rpm，离心30min以上，收集CMC-血红素。
4、CMC-血红素与肽的分离：使用超滤设备分离CMC和血红素，膜组件为卷式，材料为聚酰胺，超滤膜截留分子量为500～50000Da，超滤温度为60℃，料液pH为4～10，超滤压力为0.01MPa，循环超滤时间为40min。超滤后取超滤截留物，烘干，即为血红素成品。
实施例1：
在夹套式酶解罐中加入分离获得的新鲜猪血球150kg，加水150kg混合，快速搅拌(频率30赫兹)破膜1h，然后将酶解罐温度升高到温度50℃、用稀盐酸溶液调节pH至7.0，再加入胰蛋白酶4.5kg，溶解后搅拌速度降低(频率14赫兹)，酶解10h后，调节酶解液pH至5.0，并加热至80℃维持30min，处理结束。待冷却后，用卧螺离心机分离，转速4000rpm，离心20min，收集沉淀得血红素粗品，纯度为30％。
将血红素粗品10kg放入酶解罐中，加入200kg0.5％氢氧化钠溶液并加热到90℃，快速搅拌使其溶解。待溶液冷却后，加入羧甲基纤维素钠6kg，搅拌。碟片离心机5000rpm离心分离30min，收集糊状沉淀，即CMC-血红素。
将收集的糊状沉淀10kg，加水40kg，调节pH为9，采用截留分子量为1000Da的卷式超滤膜设备超滤，超滤温度为60℃，超滤压力为0.01MPa，循环超滤时间为30min。超滤后的截留物经烘干即为血红素成品。血红素纯度经检测为87％。实施例2：
在夹套式酶解罐中加入分离获得的新鲜猪血球150kg，加水300kg混合，快速搅拌(频率30赫兹)破膜1h，然后将酶解罐温度升高到温度40℃、用稀盐酸溶液调节pH至5.0，再加入胰蛋白酶4.5kg，溶解后搅拌速度降低(频率14赫兹)，酶解15h后，调节酶解液pH至8.0，并加热至80℃维持30min，处理结束。待冷却后，用卧螺离心机分离，转速4000rpm，离心20min，收集沉淀得血红素粗品，纯度为30％。
将血红素粗品10kg放入酶解罐中，加入150kg2％氢氧化钠溶液并加热到70℃，快速搅拌使其溶解。待溶液冷却后，加入羧甲基纤维素钠10kg，搅拌。碟片离心机5000rpm离心分离30min，收集糊状沉淀，即CMC-血红素。
将收集的糊状沉淀10kg，加水40kg，调节pH为9，采用截留分子量为5000Da的卷式超滤膜设备超滤，超滤温度为60℃，超滤压力为0.01MPa，循环超滤时间为30min。超滤后的截留物经烘干即为血红素成品。血红素纯度经检测为89％。
实施例3：
在夹套式酶解罐中加入分离获得的新鲜猪血球150kg，加水200kg混合，快速搅拌(频率30赫兹)破膜1h，然后将酶解罐温度升高到温度70℃、用稀盐酸溶液调节pH至9.0，再加入胰蛋白酶4.5kg，溶解后搅拌速度降低(频率14赫兹)，酶解15h后，调节酶解液pH至8.0，并加热至90℃维持30min，处理结束。待冷却后，用卧螺离心机分离，转速4000rpm，离心20min，收集沉淀得血红素粗品，纯度为29％。
将血红素粗品10kg放入酶解罐中，加入300kg0.1％氢氧化钠溶液并加热到70℃，快速搅拌使其溶解。待溶液冷却后，加入羧甲基纤维素钠20kg，搅拌。碟片离心机5000rpm离心分离30min，收集糊状沉淀，即CMC-血红素。
将收集的糊状沉淀10kg，加水40kg，调节pH为9，采用截留分子量为20000Da的卷式超滤膜设备超滤，超滤温度为60℃，超滤压力为0.01MPa，循环超滤时间为30min。超滤后的截留物经烘干即为血红素成品。血红素纯度经检测为88％。
尽管这里参照本发明的解释性实施例对本发明进行了描述，上述实施例仅为本发明较佳的实施方式，本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。
Claims (8)
1.一种血红素的提取方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：将新鲜猪血离心分离，收集猪血球；
步骤二：酶法水解分离血红素肽：将猪血球与水按一定比例混合后，高速搅拌使猪血球破膜，然后调节温度至30～70℃、pH4.0～9.0，再加入胰蛋白酶进行酶解6～24h，接着调节酶解后的酶解液pH至4.0～9.0，并加热至温度50～90℃；再将酶解液离心分离收集沉淀，此沉淀为血红素粗品；
步骤三：血红素肽重新溶解并吸附：向血红素粗品中加入氢氧化钠溶液并加热至温度50～90℃，搅拌使血红素粗品溶解；待溶液冷却后，加入羧甲基纤维素钠CMC，搅拌均匀；将CMC-血红素粗品进行离心分离，收集获得CMC-血红素；
步骤四：CMC-血红素的分离：使用截留分子量为500～50000Da的超滤膜分离CMC和血红素，超滤后取超滤截留物，烘干，即为血红素成品。
2.根据权利要求1所述的一种血红素的提取方法，其特征在于所述的猪血球与水的质量比为1:1～3。
3.根据权利要求1所述的一种血红素的提取方法，其特征在于所述的胰蛋白酶的加入量为每千克猪血球中加入50～500万U酶活力单位。
4.根据权利要求1所述的一种血红素的提取方法，其特征在于所述的酶解液离心分离采用卧螺离心机或三轴离心机，离心转速大于3000rpm，离心20min以上。
5.根据权利要求1所述的一种血红素的提取方法，其特征在于所述的氢氧化钠溶液的质量分数为0.1～5％；氢氧化钠溶剂的加入量为血红素粗品质量的15～30倍。
6.根据权利要求1所述的一种血红素的提取方法，其特征在于步骤三中加入CMC的终浓度为0.1～10％。
7.根据权利要求1所述的一种血红素的提取方法，其特征在于所述的CMC-血红素粗品进行离心分离采用碟片离心机，转速大于5000rpm，离心时间为30min。
8.根据权利要求1所述的一种血红素的提取方法，其特征在于所述的超滤膜的材料为聚酰胺，超滤膜的膜组件为卷式，超滤温度为60℃，料液pH为4～10，超滤压力为0.01MPa，超滤时间为30～60min。
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