一種螺旋藻營養(yǎng)蛋白粉的生產(chǎn)工藝及制備方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于生化分離純化【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明以螺旋藻（富硒）為原料，通過溢流循環(huán)超聲波破碎提取后，濾布過濾，并將濾液在0～40℃下6000～18000rpm高速離心10～60min，取上清液通過超濾膜分離系統(tǒng)截留到所需要的活性蛋白質(zhì)溶液，最后將蛋白質(zhì)溶液通過微波真空干燥制得螺旋藻（富硒）營養(yǎng)蛋白質(zhì)粉的生產(chǎn)工藝及制備方法。該工藝及制備方法簡單，易于操作，能耗低，可用于工業(yè)化生產(chǎn)。所得制品天然活性，色香味及營養(yǎng)成分保留好。
【專利說明】一種螺旋藻營養(yǎng)蛋白粉的生產(chǎn)工藝及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種螺旋藻營養(yǎng)蛋白粉的生產(chǎn)工藝及制備方法，屬于生化分離純化【技術(shù)領(lǐng)域】，可用于食品、保健食品及化妝品領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]螺旋藻(Spirulina)又名藍(lán)藻，生存于地球已35億年，是地球上現(xiàn)存最古老的生物之一。螺旋藻的營養(yǎng)極為豐富，含蛋白質(zhì)高達(dá)60-70%，是牛肉的3倍，豬肝的4倍，雞蛋的6倍，大米的10倍，螺旋藻所含蛋白質(zhì)由18種氨基酸組成，其中8種是人體必需又不能自行合成的。硒(Se)是人體必需的微量元素，被科學(xué)家稱之為人體微量元素中的“防癌之王”，中國營養(yǎng)學(xué)會也將硒列為人體必需的15種營養(yǎng)素之一，國內(nèi)外大量臨床實(shí)驗(yàn)證明，硒具有多種生物學(xué)功能。
[0003]藻膽蛋白(包括藻藍(lán)蛋白、別藻藍(lán)蛋白等)，存在于螺旋藻中，為螺旋藻中重要的活性物質(zhì)，具有對光能吸收傳遞的特殊性質(zhì)，已被用來作為腫瘤激光治療的光敏劑。研究顯示，藻膽蛋白還具有一系列重要的生理活性，其對腫瘤細(xì)胞的抑制作用備受關(guān)注，為了提高抗腫瘤活性，富硒藻膽蛋白的研究也日益活躍。近年來研究證明，含硒藻藍(lán)蛋白對小鼠實(shí)驗(yàn)性肝損傷的拮抗作用明顯強(qiáng)于硒或藻藍(lán)蛋白；富硒螺旋藻提取液可顯著提高實(shí)驗(yàn)小鼠免疫力；利用從富硒螺旋藻中純化的含硒藻藍(lán)蛋白，制備光固定生物材料，對體外培養(yǎng)肝癌、胃癌細(xì)胞生長具有顯著抑制作用。富硒螺旋藻中硒蛋白的含量是普通藻的百倍，是人體高效安全的有機(jī)硒補(bǔ)充劑，人體可消化吸收達(dá)95%以上。理論上，富硒螺旋藻兼具硒及螺旋藻活性物質(zhì)雙重功效，現(xiàn)有的研 究結(jié)果逐步證明這一推論。所以，富硒螺旋藻為人類理想的食物蛋白源和有機(jī)硒源，富硒螺旋藻的抑癌及抗輻射研究也取得可喜進(jìn)展。
[0004]目前，國內(nèi)外富硒螺旋藻產(chǎn)品仍主要停留在全藻粉的水平，作為保健食品需大劑量服用才有效果，但富硒螺旋藻作為植物細(xì)胞，細(xì)胞壁較厚，不容易被消化吸收，每日需服10-30克以上，即使是經(jīng)過細(xì)胞壁破碎，也浪費(fèi)很多，再加上藻體本身偏堿(pH8.0-10)，大量服用會中和胃酸，影響胃的消化功能，另外富硒螺旋藻帶有難聞的腥味，口味極差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個目的在于提供一種螺旋藻(富硒)的破碎方法，該方法與現(xiàn)有技術(shù)相t匕，破碎效率極高，時間短，藻內(nèi)活性物質(zhì)的提取率高、物質(zhì)功能活性保存完好，且自動化操作，可用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
[0006]本發(fā)明的另一個目的是提供一種螺旋藻(富硒)活性營養(yǎng)成分的干燥方法，該方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有干燥速度快、時間短、物料溫度低、色香味及營養(yǎng)成分保留好等優(yōu)點(diǎn)，能耗是普通干燥設(shè)備的1/20~1/10。
[0007]本發(fā)明的再一個目的在于提供一種從螺旋藻(富硒)中提取營養(yǎng)蛋白質(zhì)粉的生產(chǎn)工藝及制備方法，該方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，所提取蛋白質(zhì)粉保持天然活性，色香味及營養(yǎng)成分保留好等優(yōu)點(diǎn)，供制備不同類型的食品、保健食品或化妝品使用。[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種螺旋藻營養(yǎng)蛋白粉的生產(chǎn)工藝及制備方法，所述的生產(chǎn)工藝包含溢流循環(huán)超聲波破碎、超濾膜分離和微波真空干燥。
[0009]其具體步驟為將螺旋藻通過溢流循環(huán)超聲波破碎后，超聲波工作時間為5~20s，間歇時間為5~20s，破碎時間為10~120分鐘，通過濾布過濾，并將濾液6000~18000rpm高速離心10~120min，去除沉淀物，上清液通過超濾膜分離系統(tǒng)截留到所需要的活性蛋白質(zhì)部分，經(jīng)過微波真空干燥得到螺旋藻取營養(yǎng)蛋白粉。 [0010]螺旋藻溢流循環(huán)超聲波破碎工作時間為5~10s，間歇時間為5~10s，破碎時間為10~90分鐘，為防止溫度過高使蛋白變性，破碎時藻體的溫度應(yīng)控制在10°C以內(nèi)，濾布過濾，濾液在6000~14000 rpm高速離心20~60min,去沉淀,上清液過超濾膜，收集截留蛋白質(zhì)部分經(jīng)過微波真空干燥得到螺旋藻營養(yǎng)蛋白粉。
[0011]所述螺旋藻溢流循環(huán)超聲波破碎參數(shù)為超聲波聚能工作頻率15~80KHZ，超聲波功率 600 ~24000W。
[0012]所述螺旋藻溢流循環(huán)超聲波破碎參數(shù)為超聲波聚能工作頻率為15~33KHZ，超聲波功率為600~4600W ;體系溫度始終控制在O~40°C的范圍內(nèi)。
[0013]所述微波真空干燥設(shè)備的真空度控制在-1OlKPa~-93.7 KPa，微波工作頻率為2450±50 MHz，干燥過程中的溫度始終控制在40°C以內(nèi)。
[0014]所述制備過程中溢流循環(huán)超聲波破碎螺旋藻的體系溫度始終控制在10°C以內(nèi)，其他環(huán)節(jié)溫度控制在40°C以內(nèi)。
[0015]眾所周知?dú)鈮航档?，水的沸點(diǎn)同時降低，如在一個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100°c，而在-93.7KPa，水的沸點(diǎn)卻是40°C。在傳統(tǒng)干燥方式中，熱是通過對流、傳導(dǎo)、輻射進(jìn)行，由外部向內(nèi)滲透，但是，在真空條件下通過空氣對流傳熱難以進(jìn)行，只有依靠熱傳導(dǎo)及輻射的方式給物料提供熱能，被加熱物料表面溫度高內(nèi)部溫度低，內(nèi)外溫差大，溫度難以控制。所以，常規(guī)真空干燥方法熱的傳導(dǎo)速度緩慢、能耗大、效率低、干燥時間長。微波加熱是一種輻射加熱，是微波對物體直接發(fā)生作用，使微波輻射進(jìn)入物料內(nèi)部，使物料內(nèi)的水等極性份子按照微波頻率進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)和擺動而產(chǎn)生摩擦熱，使物料內(nèi)部和表面同時被加熱，無須通過對流或傳導(dǎo)來傳遞熱量，所以加熱速度快、熱效率高、處理時間短，物料內(nèi)外溫度均勻，因此節(jié)約能源，干燥效率高，干燥質(zhì)量好。
[0016]微波真空干燥技術(shù)是微波能技術(shù)與真空技術(shù)、噴霧干燥技術(shù)相結(jié)合，它兼?zhèn)淞宋⒉ǜ稍?、真空干燥和噴霧干燥的優(yōu)點(diǎn)，同時克服了常規(guī)真空干燥或噴霧干燥過程中溫度高、時間長、能耗大的缺點(diǎn)，在一般干燥過程中，干燥溫度在O~60攝氏度，具有干燥產(chǎn)量高、質(zhì)量好、加工成本低等優(yōu)點(diǎn)。此外在低溫低壓下干燥時氧含量低，被干燥物料氧化反應(yīng)減弱變緩，從而保證了物料的風(fēng)味、外觀和色澤，易于干燥熱敏性物料，特別是對螺旋藻(富硒)活性營養(yǎng)成分的低溫干燥，具有其獨(dú)特的優(yōu)勢，干燥速度也遠(yuǎn)高于常規(guī)干燥，其比值一般在十幾甚至幾十以上。
[0017]超濾是以壓差為驅(qū)動力的膜分離技術(shù)。選用不同孔徑的不對稱性微孔膜，按照截留分子量的大小，可分離300~1000kD的大分子物質(zhì)。溶質(zhì)或懸浮物料按大小不同而分離，比膜孔小的物質(zhì)和溶劑一起透過膜，而較大的物質(zhì)則被截留。這是一個簡單的過程，在操作過程中無相變化，不會改變產(chǎn)品的性能和活性，超濾過程不用添加任何化學(xué)藥劑，無需熱處理，特別適用于熱敏性物質(zhì)，對不穩(wěn)定產(chǎn)品是安全的；超濾設(shè)備和工藝較其它分離方法簡單，耗能低，濾膜可以反復(fù)多次使用；超濾處理量大，處理時間短，樣品殘留小，產(chǎn)品收率高。同時在超濾的過程中，不僅可以過濾除去無機(jī)鹽和小分子有害物質(zhì)，提高產(chǎn)品的安全性，同時也起到濃縮了提取物，使產(chǎn)品易于干燥。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:該方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，破碎效率極高，時間短，藻內(nèi)活性物質(zhì)的提取率高、物質(zhì)功能活性保存完好，且自動化操作，可用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)；具有干燥速度快、時間短、物料溫度低、色香味及營養(yǎng)成分保留好等優(yōu)點(diǎn)，能耗是普通干燥設(shè)備的1/20~1/10 ;所提取蛋白質(zhì)粉保持天然活性，色香味及營養(yǎng)成分保留好等優(yōu)點(diǎn)，供制備不同類型的食品、保健食品或化妝品使用。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下通過實(shí)施例對本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的描述說明但不限制本發(fā)明。
[0020]實(shí)施例1、一種螺旋藻(富硒)的破碎方法
稱取鮮螺旋藻(富硒)500g，懸浮于1000ml純凈水中，O°C條件下溢流循環(huán)超聲波破碎提取。超聲波功率為24000W，頻率為15KHZ ;超聲波工作時間為20s，間歇時間為20s ;超聲波破碎時間為10分鐘，每工作5分鐘，間歇5分鐘。在超聲波破碎完成后取樣，在400倍顯微鏡下觀察螺旋藻的破碎情況，結(jié)果為螺旋藻(富硒)細(xì)胞完全破碎。
[0021]實(shí)施例2、一種螺旋藻(富硒)的破碎方法
稱取鮮螺旋藻(富硒)500g，懸浮于1000ml純凈水中，10°C條件下溢流循環(huán)超聲波破碎提取。超聲波功率為4600W，頻率為33KHZ ;超聲波工作時間為10s，間歇時間為IOs ;超聲波破碎時間為60分鐘，每工作5分鐘，間歇5分鐘。在超聲波破碎完成后取樣，在400倍顯微鏡下觀察螺旋藻的破碎情況，結(jié)果為螺旋藻(富硒)細(xì)胞完全破碎。
[0022]實(shí)施例3、一種螺旋藻(富硒)的破碎方法
稱取鮮螺旋藻(富硒)500g，懸浮于1000ml純凈水中，40°C條件下溢流循環(huán)超聲波破碎提取。超聲波功率為600W，頻率為80KHZ ;超聲波工作時間為5s，間歇時間為20s ;超聲波破碎時間為120分鐘，每工作5分鐘，間歇5分鐘。在超聲波破碎完成后取樣，在400倍顯微鏡下觀察螺旋藻的破碎情況，結(jié)果為螺旋藻(富硒)細(xì)胞完全破碎。
[0023]實(shí)施例4、一種螺旋藻(富硒)活性營養(yǎng)成分的干燥方法
稱取鮮螺旋藻(富硒)50Kg，懸浮于100L純凈水中，溢流循環(huán)超聲波破碎提取，提取液40C 18000rpm高速離心20min，取上清液。上清液于_93.7KPa微波真空干燥得固體營養(yǎng)粉，干燥箱體內(nèi)溫度為40°C，微波工作頻率為2450MHz。取樣并檢測干燥粉的水分含量，水分含量應(yīng)不高于3%。
[0024]實(shí)施例5、一種螺旋藻(富硒)活性營養(yǎng)成分的干燥方法 稱取鮮螺旋藻(富硒)50Kg，懸浮于100L純凈水中，溢流循環(huán)超聲波破碎提取，提取液40C 18000rpm高速離心60min，取上清液。上清液于-1OlMPa微波真空干燥得固體營養(yǎng)粉，干燥箱體內(nèi)溫度為10°C，微波工作頻率為2500MHz。取樣并檢測干燥粉的水分含量，水分含量應(yīng)不高于3%。
[0025]實(shí)施例6、一種從螺旋藻(富硒)中提取營養(yǎng)蛋白粉的生產(chǎn)工藝及制備方法 稱取鮮螺旋藻(富硒)50Kg，懸浮于100L純凈水中，4°C條件下溢流循環(huán)超聲波破碎提取。超聲波功率為24000W，頻率為15KHZ ;超聲波工作時間為5s，間歇時間為20s ;超聲波破碎時間為10分鐘。提取液通過濾布過濾,過濾液在4°C下14000 rpm高速離心60min,去除沉淀物，上清液即為螺旋藻(富硒)蛋白質(zhì)粗提物。
[0026]取上清液，于-1OlKPa微波真空干燥即得螺旋藻(富硒)營養(yǎng)蛋白粉。微波真空干燥箱體內(nèi)溫度為4°C，微波工作頻率為2400MHz。
[0027]實(shí)施例7、一種從螺旋藻(富硒)中提取營養(yǎng)蛋白粉的生產(chǎn)工藝及制備方法 稱取鮮螺旋藻(富硒)50Kg，懸浮于100L純凈水中，10°C條件下溢流循環(huán)超聲波破碎提
取。超聲波功率為4600W，頻率為20KHZ ;超聲波工作時間為10s，間歇時間為IOs ;超聲波破碎時間為90分鐘。提取液通過濾布過濾,過濾液在10°C下18000 rpm高速離心IOmin,去除沉淀物，上清液即為螺旋藻(富硒)蛋白質(zhì)粗提物。
[0028]取上清液，通過超濾膜分離系統(tǒng)循環(huán)超濾，超濾膜的截留孔徑為10000MW CO，操作壓力為0.5M Pa。超濾完成后，棄去超濾透過液，收集截留液體。截留液即為螺旋藻(富硒)中提取的營養(yǎng)蛋白液。
[0029]取截留液，于-1OlKPa微波真空干燥即得螺旋藻(富硒)營養(yǎng)蛋白粉。微波真空干燥箱體內(nèi)溫度為10°c，微波工作頻率為2450MHz。
[0030]實(shí)施例8、一種從螺旋藻(富硒)中提取營養(yǎng)蛋白粉的生產(chǎn)工藝及制備方法 稱取鮮螺旋藻(富硒)50Kg,懸浮于100L純凈水中，O°C條件下溢流循環(huán)超聲波破碎提
取。超聲波功率為600W，頻率為33KHZ ;超聲波工作時間為10s，間歇時間為5s ;超聲波破碎時間為120分鐘。提取液通過濾布過濾,過濾液在0°C下6000 rpm高速離心60min,去除沉淀物，上清液即為螺旋藻(富硒)蛋白質(zhì)粗提物。
[0031]取上清液，通過超濾膜分離系統(tǒng)循環(huán)超濾，超濾膜的截留孔徑為10000MW CO，操作壓力為0.5M Pa。超濾完成后，棄去超濾透過液，收集截留液體。截留液即為螺旋藻(富硒)中提取的營養(yǎng)蛋白液。
[0032]取截留液，于-1OlKPa微波真空干燥即得螺旋藻(富硒)營養(yǎng)蛋白粉。微波真空干燥箱體內(nèi)溫度為0°c，微波工作頻率為2450MHz。
[0033]實(shí)施例9、一種從螺旋藻(富硒)中提取營養(yǎng)蛋白粉的生產(chǎn)工藝及制備方法 稱取鮮螺旋藻(富硒)50Kg，懸浮于100L純凈水中，40°C條件下溢流循環(huán)超聲波破碎提
取。超聲波功率為12000W，頻率為20KHZ ;超聲波工作時間為10s，間歇時間為20s ;超聲波破碎時間為40分鐘。提取液通過濾布過濾,過濾液在4011C下8000 rpm高速離心30min,去除沉淀物，上清液即為螺旋藻(富硒)蛋白質(zhì)粗提物。
[0034]取上清液，通過超濾膜分離系統(tǒng)循環(huán)超濾，超濾膜的截留孔徑為10000MW CO，操作壓力為0.5MPa。超濾完成后，棄去超濾透過液，收集截留液體。截留液即為螺旋藻(富硒)中提取的營養(yǎng)蛋白液。
[0035]取截留液，于-93.7KP a微波真空干燥即得螺旋藻(富硒)營養(yǎng)蛋白粉。微波真空干燥箱體內(nèi)溫度為40°C，微波工作頻率為2500MHz。
[0036]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明申請專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種螺旋藻營養(yǎng)蛋白粉的生產(chǎn)工藝及制備方法，其特征在于:所述的生產(chǎn)工藝包含溢流循環(huán)超聲波破碎、超濾膜分離和微波真空干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋藻營養(yǎng)蛋白粉的生產(chǎn)工藝及制備方法，其特征在于:其具體步驟為將螺旋藻通過溢流循環(huán)超聲波破碎后，超聲波工作時間為5~20s，間歇時間為5~20s，破碎時間為10~120分鐘，通過濾布過濾，并將濾液6000~18000 rpm高速離心10~120min，去除沉淀物，上清液通過超濾膜分離系統(tǒng)截留到所需要的活性蛋白質(zhì)部分，經(jīng)過微波真空干燥得到螺旋藻取營養(yǎng)蛋白粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋藻營養(yǎng)蛋白粉的生產(chǎn)工藝及制備方法，其特征在于:螺旋藻溢流循環(huán)超聲波破碎工作時間為5~10s，間歇時間為5~10s，破碎時間為10~90分鐘，為防止溫度過高使蛋白變性，破碎時藻體的溫度應(yīng)控制在10°C以內(nèi)，濾布過濾，濾液在6000~14000 rpm高速離心20~60min，去沉淀，上清液過超濾膜，收集截留蛋白質(zhì)部分經(jīng)過微波真空干燥得到螺旋藻營養(yǎng)蛋白粉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋藻營養(yǎng)蛋白粉的生產(chǎn)工藝及制備方法，其特征在于:所述螺旋藻溢流循環(huán)超聲波破碎參數(shù)為超聲波聚能工作頻率15~80KHZ，超聲波功率600 ~24000W。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋藻營養(yǎng)蛋白粉的生產(chǎn)工藝及制備方法，其特征在于:所述螺旋藻溢流循環(huán)超聲波破碎參數(shù)為超聲波聚能工作頻率為15~33KHZ，超聲波功率為600~4600W ;體系溫度始終控制在O~40°C的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋藻營養(yǎng)蛋白粉的生產(chǎn)工藝及制備方法，其特征在于:所述微波真空干燥設(shè)備的真空度控制在-1OlKPa~-93.7 KPa,微波工作頻率為2450±50 MHz，干燥過程中的溫度始終控制在40°C以內(nèi)。`
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種螺旋藻營養(yǎng)蛋白粉的生產(chǎn)工藝及制備方法，其特征在于:所述制備過程中溢流循環(huán)超聲波破碎螺旋藻的體系溫度始終控制在10°c以內(nèi)，其他環(huán)節(jié)溫度控制在40°C以內(nèi)。
【文檔編號】C07K1/14GK103772482SQ201310747430
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年12月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月31日
【發(fā)明者】駱建華, 謝新辭, 謝金鑒 申請人:福建省神六保健食品有限公司