專利名稱：鹽析萃取海參中有效成分的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于海產(chǎn)品深加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種從海參中鹽析萃取有效成分的方 法，特別涉及雙水相和三液相萃取海參有效成分的方法。
背景技術(shù)：
海參是人們熟悉的一種海產(chǎn)珍品，被稱為“海中人參”，具有很高的營養(yǎng)價(jià)值和藥 用價(jià)值。海參體內(nèi)不但富含氨基酸、必需脂肪酸、維生素和化學(xué)元素等人體所需的50多種 營養(yǎng)成分，還含有多種生物活性物質(zhì)，如海參皂苷、海參多糖、海參膠原蛋白、多不飽和脂肪 酸、腦苷脂類以及海參經(jīng)酶解產(chǎn)生的海參肽等。這些成分均有很高的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值， 如必需脂肪酸對(duì)增強(qiáng)人體免疫力和人腦的機(jī)能具有重要作用；海參皂苷具有抗腫瘤、抗 真菌、抗放射、抗原蟲的作用以及免疫調(diào)節(jié)和抗疲勞等作用；海參多糖具有抗凝血、抗腫瘤、 免疫調(diào)節(jié)、延緩衰老等多種生物活性；海參蛋白具有生血、養(yǎng)血、保護(hù)胃粘膜及抗?jié)冏饔茫?還有抗過敏、降血壓、降膽固醇、抗衰老、促進(jìn)傷口愈合和促進(jìn)鈣質(zhì)吸收等生物學(xué)功能。由于 各種成分均具有很高的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值，因此在醫(yī)藥、保健、食品等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng) 用。目前海參有效成分的提取多采用鮮海參做原料，經(jīng)酶解法和堿提醇沉法提取海參 多糖，或用酸沉結(jié)合多級(jí)醇沉的方法以及利用酶解結(jié)合鹽析的方法提取蛋白質(zhì)。這些方法 都是針對(duì)某種海參活性物質(zhì)(如蛋白質(zhì)或者多糖)進(jìn)行提取分離，通常沒有綜合考慮海參 其它的有效活性物質(zhì)，容易造成珍貴資源浪費(fèi)，加之提取分離方法復(fù)雜導(dǎo)致產(chǎn)品成本偏高。 而海參加工蒸煮液中含有與海參自身幾乎相同的組成，如10-30g/l蛋白和150-300g/l粗 多糖，將這些有效成分提取出來無疑可以顯著提高海參制品的附加值。利用海參加工蒸煮液提取與分離有效成分已有一些報(bào)道。如趙前程等用等電點(diǎn)沉 降和分級(jí)醇沉的方法從海參加工蒸煮液中獲得粗蛋白和多糖(中國專利CN101585873A)； 袁文鵬等人采用醇沉技術(shù)從海參煮汁中回收多糖(CN101343332)；姜玉寶研究了醇沉、脫 鹽、蒸餾等方法回收海參煮汁中的油(CN101473979A)。雖然這些技術(shù)能在一定程度上達(dá)到 分離的目的，但也存在明顯的缺陷一是上述方法只針對(duì)一、二種活性物質(zhì)，其它海參有效 成分容易在提取分離過程中損失；二是用的較多的醇沉技術(shù)乙醇用量大，生產(chǎn)周期長，活性 成分損失多，給后期純化精制也增加了難度。針對(duì)上述存在的問題，開發(fā)簡易高效的提取分離海參多種有效成分的方法具有重 要的實(shí)用價(jià)值。多相鹽析萃取技術(shù)是一種能同時(shí)萃取多種有效成分、操作簡單、條件溫和、 可連續(xù)操作、易于放大的提取分離方法。其中由親水性低分子有機(jī)物與鹽形成的新型雙水 相萃取技術(shù)具有價(jià)格低廉、溶劑回收容易、分相時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)，因此在生物基化學(xué)品、氨基 酸、抗生素、天然產(chǎn)物、中藥成分等的提取中得到了廣泛的應(yīng)用。申請(qǐng)人所在的課題組做了 大量的研發(fā)工作(中國專利CN 101531652A ；CN 101012151A ；Biotechnology Letters, 2008，30 =2079-2084 ；2009, 31 :371_376)。而由疏水性有機(jī)物/親水性低分子有機(jī)物/鹽 形成的三液相體系可同時(shí)萃取兩種以上極性相差較大的有效成分，操作簡單、條件溫和、分相時(shí)間短等。申請(qǐng)人所在課題組將該技術(shù)應(yīng)用于天然產(chǎn)物的提取分離，取得了理想的效果 (中國專利:CN101637667 ；Process Biochemistry, 2010,45 :752_756)。但在海參有效成分 的提取分離中尚無文獻(xiàn)報(bào)道，本發(fā)明嘗試應(yīng)用多相鹽析萃取體系萃取海參中的有效成分。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有海參有效成分提取中存在的目標(biāo)產(chǎn)物單一、其它有效成分損失大、成 本高、操作過程繁瑣、生產(chǎn)周期長、溶劑耗量大等問題，本發(fā)明提供了一種親水性低分子有 機(jī)物/鹽形成的新型雙水相體系及疏水性有機(jī)物/親水性低分子有機(jī)物/鹽/水三液相體 系從海參加工蒸煮液中同時(shí)提取分離多種有效成分的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種鹽析萃取分離海參有效成分的方法，其操作步驟如下向海參提取液中，直接 加入某些電解質(zhì)和普通有機(jī)溶劑，利用鹽離子的水化作用，形成有機(jī)溶劑/鹽多相鹽析萃 取體系。根據(jù)溶解度差異，海參中極性不同的有效成分在各相中的分配不同，從而實(shí)現(xiàn)有效 成分的分離與濃縮。如將鹽與親水性低分子有機(jī)物按一定比例加入到海參提取液中，攪拌 均勻，靜置或離心，形成雙水相海參醇溶性有效成分富集在上相，蛋白質(zhì)和多糖主要分配 到上相和下相之間的固相中，重金屬則被富集在下相；另外將鹽、親水性低分子有機(jī)物以及 疏水性有機(jī)物按一定比例加入到海參提取液中，攪拌均勻，靜置或離心，形成三液相鹽析萃 取體系海參油脂富集在上相，少量可溶性蛋白和多糖分配在中相，絕大部分蛋白和多糖分 配在中相與下相之間的固相中，同時(shí)重金屬被富集在下相。其中雙水相體系中鹽的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10 30%，親水性低分子有機(jī)物的質(zhì)量百 分?jǐn)?shù)為15 40%，萃取溫度為15 40°C，攪拌、靜置分相的時(shí)間為0. 1 4. 0h，或者在 2000 8500rpm下離心5 20min ；三液相體系鹽的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10 30%，親水性低分 子有機(jī)物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為15 40%，疏水性有機(jī)物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10 40%，攪拌均勻、 靜置分相0. 1 4. Oh或者在2000 8500rpm下離心5 20min，萃取溫度為15 40°C。所適用的海參提取液是指含有海參有效成分的液體，包括鮮海參汁液或其濃縮 液，也可以是海參加工蒸煮液或其濃縮液。海參加工蒸煮液是指蒸煮海參所得廢液。所選用的親水性低分子有機(jī)物為乙醇、乙二醇、正丙醇、異丙醇、1，2-丙二醇、1， 3_丙二醇、正丁醇、異丁醇、叔丁醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4_丁二醇、2，3-丁二醇、丙 酮中的一種或幾種組合；所選用的鹽為氯化鈉、氯化鋰、硫酸銨、硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、醋 酸鈉、醋酸鉀、磷酸鉀、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、草酸鈉、草酸鉀中的 一種或幾種組合；所選用的疏水性有機(jī)物為乙酸甲酯、乙酸乙酯、正己烷。其中萃取操作可以是一次萃取、多次萃取、連續(xù)萃取或逆流萃取。本發(fā)明的有益效果是和現(xiàn)有的提取分離方法相比較，本發(fā)明利用多相鹽析萃取體 系對(duì)極性不同的多種有效成分進(jìn)行同步提取與分離，獲得了海參油、醇溶性有效成分(以 乙醇為萃取劑可制作海參酒)、粗蛋白和多糖等多種產(chǎn)品，完成目標(biāo)產(chǎn)物的初步純化。經(jīng)過 萃取后獲得的固相冷干粉中有害重金屬離子(砷、汞、鉛、鎘)的含量顯著降低，有益離子 (鈣、鐵，鎂、鋅)大部分保留。整個(gè)生產(chǎn)工藝操作簡單、生產(chǎn)成本低、周期短、萃取條件溫和、 有機(jī)溶劑廉價(jià)易回收、粘度低傳質(zhì)分相快、易于產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)品符合食品安全的要求。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例中所用的海參加工蒸煮液濃縮液是通過下述方法得到。用100目濾網(wǎng)對(duì)海參蒸煮廢液進(jìn)行粗過濾，將濾液離心，再將離心上清液進(jìn)行超 濾濃縮脫鹽、滅菌、滅酶，之后再離心過濾，最后經(jīng)三效濃縮后即得海參蒸煮濃縮液。實(shí)施例中蛋白的濃度用凱氏定氮法(GB 5009.5-85)確定；多糖用DNS法測定； 油脂按國標(biāo)法(GB/T 5009. 6-2003)測定；金屬離子按國標(biāo)用原子吸收光譜法檢測Fe、 Mg (GB/T 5009.90-2003), Zn (GB/T 5009. 14—2003)，Cd(GB/T5009. 15—2003)，Se (GB/T 5009. 93-2003)，Pb (GB/T 5009. 12-2003)，As(GB/T23372-2009)，Hg(GB/T 5009.17-1996)， Ca (GB/T 5009. 92-2003)，Cu (GB/T5009. 13-2003)。實(shí)施例1 碳酸鈉/乙醇體系萃取海參中的有效成分步驟1向海參加工蒸煮液濃縮液中加入無水碳酸鈉和乙醇，使其濃度達(dá)到16% 和21 % (w/w)，攪拌搖勻，放在37°C水浴中靜止IOmin形成雙水相，并在5000rmp下離心 lOmin，使分相完全。測定各相的蛋白和多糖表明，有90. 3%的糖和96. 的蛋白分配在固相。步驟2取出上、下相界面層間的固相，將其冷凍干燥制成粉末。步驟3將制得的粉末樣品經(jīng)消化處理，進(jìn)行金屬離子的測定，測定結(jié)果顯示，金 屬汞、鉛、砷未檢出；鎘的含量為2. 865mg/L，降低到原濃縮液冷干粉的60% ；硒的含量為 0. 150mg/L ；鈣的含量為2785mg/L ；銅的含量為3. 7mg/L ；鐵的含量為95. 6mg/L ；鎂的含量 為867. 5mg/L ；鋅的含量為9. 2mg/L。實(shí)施例2 三液相萃取海參有效成分步驟1向海參加工蒸煮液濃縮液中加入無水碳酸鈉和乙醇，使其濃度達(dá)到16%和 21% (w/w)，再加入正己烷使其濃度達(dá)到無水碳酸鈉、乙醇、正己烷總質(zhì)量的28% (w/w)，攪 拌搖勻，放在37°C水浴中靜止IOmin形成三液相，并在5000rmp下離心lOmin，使其分相完 全。測定各相的蛋白和多糖表明，有96. 9%的蛋白和71. 2%的糖分配在固相。步驟2取出上相將正己烷蒸發(fā)得到油脂，經(jīng)三液相萃取得到的海參油提取率為 63. 3%。實(shí)施例3 硫酸銨/叔丁醇體系萃取海參中有效成分步驟1向海參加工蒸煮液濃縮液中加入硫酸銨(30% w/v)和叔丁醇(1 1. 5，海 參加工蒸煮液ν 叔丁醇ν)，攪拌搖勻，放在室溫靜止0. 5h形成雙水相。步驟2將雙水相的187ml上相取出，在37°C下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去叔丁醇，得到海參醇溶 性有效成分。步驟3取出上、下相界面層間的固相，將其冷凍干燥制成粉末。步驟4將制得的粉末樣品經(jīng)高氯酸、濃硝酸消化處理，進(jìn)行金屬離子的測定，測定 結(jié)果顯示有害重金屬鎘的含量為0. 620mg/L,降低到原濃縮液冷干粉的13%。
權(quán)利要求
一種鹽析萃取分離海參中有效成分的方法，其特征在于(1)將鹽與親水性低分子有機(jī)物水溶液按比例直接加入到海參提取液中，攪拌均勻，靜置分相或離心分相，形成雙水相海參醇溶性有效成分富集在上相，蛋白質(zhì)和多糖主要分配到上相和下相之間的固相中，重金屬則被富集在下相；雙水相體系中鹽的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10～30％，親水性低分子有機(jī)物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為15～40％，萃取溫度為15～40℃，靜置分相的時(shí)間為0.1～4.0h或者在2000～8500rpm下離心5～20min；(2)將鹽、親水性低分子有機(jī)物以及疏水性有機(jī)物按比例加入到海參提取液中，攪拌均勻，靜置或離心，形成三液相鹽析萃取體系海參油脂富集在上相，少量可溶性蛋白和多糖分配在中相，絕大部分蛋白和多糖分配在中相與下相之間的固相中，同時(shí)重金屬被富集在下相；三液相體系中鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10～30％，親水性低分子有機(jī)物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為15～40％，疏水性有機(jī)物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10～40％，靜置分相0.1～4.0h或者在2000～8500rpm下離心5～20min，萃取溫度為15～40℃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鹽析萃取分離海參有效成分的方法，其特征在于所述 的海參提取液是指含有海參有效成分的液體，包括鮮海參汁液、鮮海參汁液濃縮液、海參加 工蒸煮液或海參加工蒸煮液濃縮液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鹽析萃取分離海參有效成分的方法，其特征在于 所選用的親水性低分子有機(jī)物為乙醇、乙二醇、正丙醇、異丙醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、 正丁醇、異丁醇、叔丁醇、1，2-丁二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、2，3-丁二醇、丙酮中的一 種或幾種組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鹽析萃取分離海參有效成分的方法，其特征在于 所選用的鹽為氯化鈉、氯化鋰、硫酸銨、硫酸鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、醋酸鈉、醋酸鉀、磷酸鉀、磷 酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、草酸鈉、草酸鉀中的一種或幾種組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鹽析萃取分離海參有效成分的方法，其特征在于 所選用的疏水性有機(jī)物為乙酸甲酯、乙酸乙酯或正己烷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種鹽析萃取分離海參有效成分的方法，其特征在于 萃取操作是一次萃取、多次萃取、連續(xù)萃取或逆流萃取。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鹽析萃取海參中有效成分的方法，屬于海產(chǎn)品深加工技術(shù)領(lǐng)域。向海參提取液中，直接加入某些電解質(zhì)和普通有機(jī)溶劑，利用鹽離子的水化作用，形成有機(jī)溶劑/鹽多相鹽析萃取體系。根據(jù)溶解度差異，海參中極性不同的有效成分在各相中的分配不同，實(shí)現(xiàn)有效成分的分離與濃縮。將鹽與親水性低分子有機(jī)物按一定比例加入到海參提取液中，攪拌均勻，靜置或離心，形成雙水相；另外將鹽、親水性低分子有機(jī)物以及疏水性有機(jī)物按一定比例加入到海參提取液中，攪拌均勻，靜置或離心，形成三液相鹽析萃取體系。本發(fā)明開發(fā)了一種同時(shí)提取與分離海參多種有效成分、操作簡便、條件溫和、成本低廉、并有效降低重金屬毒害作用的新型鹽析萃取方法。
文檔編號(hào)A23L1/333GK101897448SQ20101023666
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者修志龍, 惠歡慶, 李曉暉, 楊向春 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)