[发明专利]一种螺旋藻藻蓝蛋白的制备方法

说明书

本发明公开了一种螺旋藻藻蓝蛋白的制备方法，步骤是：⑴用异丙醇提取螺旋藻中的叶绿素、叶绿醇和叶绿酸，使结构空洞化；⑵用正己烷提取生物膜中的磷脂、脂类和细胞内脂类成分、β‑胡萝卜素及类胡萝卜素，以破坏生物膜的结构；⑶用微酸性乙醇溶液提取包括钙镁铁离子在内的矿物质和小分子物质；⑷微碱性条件下用纯净水搅拌浸泡破壁和提取藻蓝蛋白；⑸纳滤浓缩、酸沉淀藻蓝蛋白和洗涤沉淀；⑹酸沉淀藻蓝蛋白经调节pH溶解、离心和干燥，即得藻蓝蛋白产品。该方法成本低,可分步利用螺旋藻不同有效成分,提取利用率高,产品纯度高。

技术领域

本发明属于藻类天然产物分离提取加工技术领域，更具体涉及一种螺旋藻藻蓝蛋白的制备方法，适用于螺旋藻藻蓝蛋白的提取、各功能成分的分步提取和螺旋藻的高附加值综合利用。

背景技术

螺旋藻(Spirulina)是蓝藻门藻蓝纲段殖体目颤藻科的水生植物，是地球上最早出现的能进行光合作用的丝状多细胞螺旋形原核藻类生物，现国内外应用生产的只有两个种，即钝顶螺旋藻和极大螺旋藻，在世界各地都有分布。据分析，螺旋藻含有40～70％的蛋白质、5～20％的藻蓝蛋白、0.1～0.5％的包括β-胡萝卜素在内的类胡萝卜素、0.5～2.0％的叶绿素、0.3～2％的油脂、2～8％的多糖和丰富的矿物质元素和微量元素及多种维生素，其中钙离子含量可达0.1～2％，镁离子含量可达0.2～1.5％，钾离子含量可达0.5～2％。由于营养丰富和营养价值高，螺旋藻被营养学家称为“人类营养的微型宝库”，被联合国粮农组织(FAO)誉为“21世纪最佳的理想食品”，也被世界卫生组织(WHO)评为“人类21世纪的最佳保健品”。现代医学研究表明，螺旋藻除了由于营养成分丰富因而具有很高的营养价值外，还由于含有丰富的β-胡萝卜素、藻蓝蛋白和藻蓝素、叶绿素、螺旋藻多糖等生物活性物质，从而使螺旋藻还具有抗肿瘤抗癌、抗氧化抗衰老、抗辐射、提高免疫力等生理功能。近年来，螺旋藻食品的研究与开发比较活跃，开发了螺旋藻片、螺旋藻粉、螺旋藻蛋白质、螺旋藻蓝色素、螺旋藻多肽、螺旋藻饮料、螺旋藻口服液和螺旋藻焙烤食品等形式多样的螺旋藻食品或者螺旋藻保健品。

藻蓝蛋白和藻蓝素是两个不同的概念，不少文献和研究者将两者混为一谈。藻蓝素(phycocyanobilin，CAS号：20298-86-6)，是含有两个羧基的开链四吡咯化合物；藻蓝蛋白(phycocyanin，CAS号：11016-15-2)，又称螺旋藻蓝色素、藻蓝色素、藻蓝，是由藻蓝素的第一个和/或第四个吡咯环上的亚甲基与蛋白质(即脱辅基蛋白，apoprotein)通过硫醚键(共价键)结合形成的藻蓝素-蛋白质复合物。虽然藻蓝素和藻蓝蛋白都呈现鲜艳的蓝色，但藻蓝素是吡咯类色素，而藻蓝蛋白是蛋白质结合色素。由于结构不同，藻蓝素溶于有机溶剂而不溶于水，藻蓝蛋白具有水溶性但不溶于有机溶剂。通常所说的藻蓝蛋白是藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白的统称，藻蓝蛋白由含1个藻蓝素的α-亚基和含2个藻蓝素的β-亚基构成；而别藻蓝蛋白的每个亚基中皆只有1个藻蓝素，也就是说，别藻蓝蛋白只由含1个藻蓝素的α-亚基构成。藻蓝蛋白和别藻蓝蛋白以聚集体的形式构成圆盘迭垛状的螺旋藻藻胆蛋白体，即藻胆蛋白是由藻蓝蛋白亚基聚集体和别藻蓝蛋白亚基聚集体构成的复合体。藻蓝蛋白除了可以作为天然色素使用于食品、化妆品和药品外，还具体营养、促进人体对铁的吸收、提高免疫力、促进血细胞再生和机体抗氧化等多种生理功能。

中国是世界上最大的螺旋藻干粉生产国。以螺旋藻为原料提取藻蓝蛋白的一般过程为：先破壁，再水提取，然后分离精制，最后干燥得到产品。螺旋藻破壁的方法有溶胀法、冷冻法、机械剪切法、果胶酶酶解法；分离精制的方法主要包括盐析法、树脂吸附法和膜分离法等；现有以螺旋藻为原料提取藻蓝蛋白的工艺技术主要存在如下问题：1.破壁效果差，而且往往是多种破壁方法联合使用，成本高，污染大；2.分离精制多使用硫酸铵盐析，盐析的选择性差，不仅产品纯度低，成本高而且得率低，对环境的污染也重，同时产品的卫生安全性差；3.螺旋藻中其他成分没有系统地综合利用，整体经济效益差，因而很难产业化。因此，研究与探索藻蓝蛋白制备的新工艺新技术，开发成本低、纯度高、卫生安全性好和成熟实用的藻蓝蛋白产品，对于整个螺旋藻产业的健康发展，具有重要的经济、社会和环境意义。

发明内容