水酶法制備南極磷蝦油及其微膠囊和低氟南極磷蝦肽的方法
【專利摘要】本發明公開了一種水酶法制備南極磷蝦油及其微膠囊和低氟南極磷蝦肽的方法，以南極磷蝦原料熱處理、勻漿后酶解，離心后的酶解液可分為4層，由上至下分別為游離油層+乳層Ⅰ、水層、乳層Ⅱ、殘渣層。收集游離油層+乳層Ⅰ和乳層Ⅱ，以其為芯材，阿拉伯膠和明膠加熱混合溶液為壁材，乳化、均質后經噴霧干燥制得南極磷蝦微膠囊。水層經陶瓷膜過濾后，濾液經真空濃縮，再噴霧干燥獲得低氟南極磷蝦肽粉。本發明綠色環保，無溶劑殘留，避免了溶劑法造成的溶殘等不安全因素，克服了超臨界流體萃取法中脂質組成萃取不完全的問題；而且本發明分別獲得南極磷蝦油、南極磷蝦微膠囊和低氟南極磷蝦肽，豐富磷蝦油產品的種類。
【專利說明】水酶法制備南極磷蝦油及其微膠囊和低氟南極磷蝦肽的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及南極磷蝦的深加工技術，更具體地說，涉及一種水酶法制備南極磷蝦油及其微膠囊和低氟南極磷蝦肽的方法。
【背景技術】
[0002]南極磷奸(Euphausia superba),是地球上數量最大,繁衍最成功的單種生物資源之一。據聯合國糧農組織公布的數據，南極磷蝦的生物量約1.25-7.25億噸，年可捕撈量在1300萬噸以上，是重要的潛在漁業資源。近年來，隨著世界性傳統漁業資源的逐漸衰竭，以及200海里專屬經濟區的提出，使南極水域中巨大的南極磷蝦資源受到一些遠洋漁業發達國家的關注。我國自2009年開始對南極磷蝦進行探捕，2013年的捕撈量已超過2萬噸。南極磷蝦資源開發已上升為國家戰略。南極磷蝦油富含磷脂型多不飽和脂肪酸及蝦青素，具有抑制肝脂肪化、抗過敏、抗氧化、降血脂、降血糖及心臟保護等活性，具有較高的開發利用價值。
[0003]干基南極磷蝦的油脂含量約在10-20%之間，蝦油中富含以DHA和EPA為代表的omega-3多不飽和脂肪酸。目前，對南極磷蝦資源的開發以利用其蛋白質為主，而對南極磷蝦油的開發利用尚不充分，南極磷蝦油產品種類較少。現階段提取南極磷蝦油的主要方法為溶劑浸出法。單一有機溶劑浸出時，提取效率較低，國外在浸提南極磷蝦油時多采用一種強極性有機溶劑和一種弱極性有機溶劑搭配分步浸提，這種方法稱為“兩步法”。兩步法雖然可以提高浸提效率，但也存在操作過程繁瑣、有機溶劑使用量大、有機溶劑分離、回收困難等問題。此外，有機溶劑浸提法提取的蝦油在脫溶劑時一般需要高溫，會破壞南極蝦油中的熱敏性功能活性成分蝦青素的結構，影響蝦油的品質。除了有機溶劑浸提法，還有一種較為綠色環保的提取方法，超臨界CO2萃取法，可以不使用有機溶劑對南極磷蝦油進行提取，但是用該法所提的蝦油以甘油三酯等中性油脂為主，極性油脂一磷脂的含量很低，而磷脂恰恰是南極磷蝦油的特色功能性成分，因此單純使用超臨界CO2萃取法很難實現南極磷蝦油的充分提取。本發明同樣利用一種綠色提取方法一水酶法，從全蝦中提取南極磷蝦油并制備其微膠囊和低氟南極磷蝦肽，此種方法不使用有機溶劑，綠色環保，無溶劑殘留，可將南極磷蝦中的磷脂提取出來。本方法不僅綠色環保，還可以將南極磷蝦充分利用，分別獲得南極磷蝦油、南極磷蝦微膠囊和低氟南極磷蝦肽，豐富磷蝦油產品的種類。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種水酶法制備南極磷蝦油及其微膠囊和低氟南極磷蝦肽的方法，旨在達到安全、環保、流程簡單、重量穩定、提取到的南極磷蝦油回收率高的優點。
[0005]為了達到上述目的，本發明提供一種水酶法制備南極磷蝦油及其微膠囊和低氟南極磷蝦肽的方法，包括如下步驟:
[0006](SI)以南極磷蝦原料，在80?100°C下熱處理10_30min，勻漿；或者將南極磷蝦(整蝦)直接勻漿，再在80?100°C下熱處理10-30min后二次勻漿。按重量加入I?4倍重量的水，攪拌均勻。用lmol/L氫氧化鈉溶液調節勻漿液pH值至8?10，加入食品級堿性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量為250?1000U/g磷蝦原料，于40?60°C溫度下酶解0.5?
1.5h。酶解液加熱至沸騰，并保持沸騰狀態10?30min以滅活蛋白酶。酶解液冷卻至10?30°C，在8000?13500Xg離心力下離心10?30min。離心后的酶解液可分為4層，由上至下分別為游離油層+乳層1、水層、乳層I1、殘渣層。其中，游離油層+乳層I緊貼在一起，界限不是很清楚，限定為一層。
[0007](S2)收集游離油層+乳層I和乳層II，以其為芯材。阿拉伯膠和明膠加熱混合溶液為壁材，按重量比1:1?1:4將阿拉伯膠和明膠混合，溶于重量比I?3倍的40?60°C水中，制備壁材水溶液；將芯材加入到重量比為I?3倍壁材水溶液中，分散乳化；調整乳化液的pH值6.0，以轉谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)為固化劑，100?120°C殺菌10?20min后25MPa高壓均質2?4次；均質液在干燥塔進風溫度為150?180°C，排氣溫度為80?90°C條件下經噴霧干燥制得南極磷蝦油微膠囊。
[0008](S3)水層通過8000-1OOOODa分子量大小孔徑的陶瓷膜過濾，濾液在相對真空度-0.05?-0.08Mpa，溫度60?80°C下濃縮至固形物含量為20%，再經進風溫度為150?180°C，排氣溫度為80?90°C條件下的噴霧干燥獲得低氟南極磷蝦肽粉。
[0009]本發明方法提取的南極磷蝦油及其微膠囊和南極磷蝦肽，其油脂回收率為50%以上，蛋白回收率為40%以上；油脂中磷脂含量經棒狀薄層色譜法檢測達脂類的40%以上；南極磷蝦肽粉氟含量可低于300mg/kg ;南極磷蝦微膠囊的包埋率為80%以上，微膠囊直徑200 μ m以下。
[0010]本發明的技術創新在于:采用了一種環保綠色提取方法一水酶法，從全蝦中提取南極磷蝦油并制備其微膠囊和低氟南極磷蝦肽，此種方法不使用有機溶劑，綠色環保，無溶劑殘留，可將南極磷蝦中的磷脂提取出來。既避免了溶劑法造成的溶殘等不安全因素，又克服了超臨界流體萃取法中脂質組成萃取不完全的問題。不僅綠色環保，還可以將南極磷蝦得以充分利用，分別獲得南極磷蝦油、南極磷蝦微膠囊和低氟南極磷蝦肽，豐富磷蝦油產品的種類。該方法安全，環保，流程簡單，重量穩定，且提取到的南極磷蝦油回收率高。
【具體實施方式】
[0011]本發明以南極磷蝦原料，熱處理、勻漿后酶解，離心后的酶解液可分為4層，由上至下分別為游離油層+乳層1、水層、乳層I1、殘渣層。收集游離油層+乳層I和乳層II，以其為芯材，阿拉伯膠和明膠加熱混合溶液為壁材，乳化、均質后經噴霧干燥制得南極磷蝦微膠囊。水層經陶瓷膜過濾后，濾液經真空濃縮，再噴霧干燥獲得低氟南極磷蝦肽粉。具體實例如下:
[0012]實施例1
[0013](I)將南極磷蝦(整蝦)在100°C水浴熱處理30min，勻漿。
[0014](2)按重量加入I倍的水，攪拌均勻。用lmol/L氫氧化鈉溶液調節勻漿液pH值至8，加入食品級堿性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量為250U/g磷蝦原料，于40°C溫度下酶解0.5h。酶解液加熱至沸騰，并保持沸騰狀態1min以滅活蛋白酶。酶解液冷卻至10°C，在8000Xg離心力下離心lOmin。離心后的酶解液可分為4層，由上至下分別為游離油層+乳層1、水層、乳層I1、殘渣層。所得的游離油層+乳層I與乳層II的油脂回收率為
60.65±2.07%，磷脂含量占脂類的51.62±1.08%。
[0015](3)收集游離油層+乳層I和乳層II，以其為芯材，阿拉伯膠和明膠加熱混合溶液為壁材，按重量比1:1將阿拉伯膠和明膠混合，溶于重量比I倍的40°c水中，制備壁材水溶液；將芯材加入到重量比為I倍壁材水溶液中，分散乳化；調整乳化液的PH值6.0,以轉谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)為固化劑，100°C殺菌1min后25MPa高壓均質2次；均質液在干燥塔進風溫度為150°C，排氣溫度為80°C條件下噴霧干燥制得南極磷蝦微膠囊。所得南極磷蝦微膠囊的包埋率為81.85%，微膠囊直徑200 μ m以下。
[0016](4)水層經SOOOnmDa分子量大小孔徑的陶瓷膜過濾，濾液在相對真空度-0.05Mpa，溫度60°C下濃縮至固形物含量為20%，再經進風溫度為150°C，排氣溫度為80°C條件下的噴霧干燥獲得低氟南極磷蝦肽粉。所得南極磷蝦肽粉中蛋白回收率達41.38%，氟含量為 286mg/kg。
[0017]實施例2
[0018](I)將南極磷蝦(整蝦)在100°C水浴熱處理30min，勻漿。
[0019](2)按重量加入4倍的水，攪拌均勻。用lmol/L氫氧化鈉溶液調節勻漿液pH值至10，加入食品級堿性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量為1000U/g磷蝦原料，于60°C溫度下酶解2.5h。酶解液加熱至沸騰，并保持沸騰狀態30min以滅活蛋白酶。酶解液冷卻至40°C，在13500\8離心力下離心301^11。離心后的酶解液可分為4層，由上至下分別為游離油層+乳層1、水層、乳層I1、殘渣層。所得的游離油層+乳層I與乳層II的油脂回收率為
61.51+0.58%，磷脂含量占脂類的61.11±0.89%。
[0020](3)收集游離油層+乳層I和乳層II，以其為芯材，阿拉伯膠和明膠加熱混合溶液為壁材，按重量比1:4將阿拉伯膠和明膠混合，溶于重量比3倍的60°C水中，制備壁材水溶液；將芯材加入到重量比為3倍壁材水溶液中，分散乳化；調整乳化液的pH值6.0,以轉谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)為固化劑，120°C殺菌20min后25MPa高壓均質4次；均質液在干燥塔進風溫度為180°C，排氣溫度為90°C條件下噴霧干燥制得南極磷蝦微膠囊。所得南極磷蝦微膠囊的包埋率為82.33%，微膠囊直徑200 μ m以下。
[0021](4)水層通過1000Da分子量大小孔徑的陶瓷膜過濾，濾液在相對真空度0.08Mpa，溫度80°C下濃縮至固形物含量為20%，再經進風溫度為180°C，排氣溫度為90°C條件下的噴霧干燥獲得低氟南極磷蝦肽粉。所得南極磷蝦肽粉中肽的回收率達48.59%，氟含量為238ug/g干基。
[0022]實施例3
[0023](I)將南極磷蝦(整蝦)在100°C水浴熱處理30min，勻漿。
[0024](2)按重量加入2倍的水，攪拌均勻。用lmol/L氫氧化鈉溶液調節勻漿液pH值至9，加入食品級堿性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量為750U/g磷蝦原料，于50°C溫度下酶解1.5h。酶解液加熱至沸騰，并保持沸騰狀態20min以滅活蛋白酶。酶解液冷卻至20°C，在13500Xg離心力下離心15min。離心后的酶解液可分為4層，由上至下分別為游離油層+乳層1、水層、乳層I1、殘渣層。所得的游離油層+乳層I與乳層II的油脂回收率為64.77 ±0.12%，磷脂含量占脂類的65.58±1.02%。
[0025](3)收集游離油層+乳層I和乳層II，以其為芯材，阿拉伯膠和明膠加熱混合溶液為壁材，按重量比1:2將阿拉伯膠和明膠混合，溶于重量比2倍的50°C水中，制備壁材水溶液；將芯材加入到重量比為2倍壁材水溶液中，分散乳化；調整乳化液的pH值6.0,以轉谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)為固化劑，110°C殺菌15min后25MPa高壓均質3次；均質液在干燥塔進風溫度為160°C，排氣溫度為90°C條件下噴霧干燥制得南極磷蝦微膠囊。所得南極磷蝦微膠囊的包埋率為86.86%,微膠囊直徑200 μ m以下。
[0026](4)水層通過1000Da分子量大小孔徑的陶瓷膜過濾，濾液在相對真空度-0.06Mpa,溫度70 V下濃縮至固形物含量為20 %，再經進風溫度為160 V，排氣溫度為90°C條件下的噴霧干燥獲得低氟南極磷蝦肽粉。所得南極磷蝦肽粉中肽的回收率達49.57%，氟含量為228ug/g干基。
[0027]實施例4
[0028](I)將南極磷蝦(整蝦)先勻漿，在100°C水浴熱處理30min，二次勻漿。
[0029](2)按重量加入3倍的水，攪拌均勻。用lmol/L氫氧化鈉溶液調節勻漿液pH值至9.5，加入食品級堿性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量為1000U/g磷蝦原料，于40°C溫度下酶解1.0h。酶解液加熱至沸騰，并保持沸騰狀態30min以滅蛋白酶。酶解液冷卻至25°C，在13500Xg離心力下離心lOmin。離心后的酶解液可分為4層，由上至下分別為游離油層+乳層1、水層、乳層I1、殘渣層。所得的游離油層+乳層I與乳層II的油脂回收率為
66.85±0.77%，磷脂含量占脂類的65.96±1.27%。
[0030](3)收集游離油層+乳層I和乳層II，以其為芯材，阿拉伯膠和明膠加熱混合溶液為壁材，按重量比1:3將阿拉伯膠和明膠混合，溶于重量比3倍的60°C水中，制備壁材水溶液；將芯材加入到重量比為2倍壁材水溶液中，分散乳化；調整乳化液的pH值6.0,以轉谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)為固化劑，120°C殺菌1min后25MPa高壓均質3次；均質液在干燥塔進風溫度為180°C，排氣溫度為90°C條件下噴霧干燥制得南極磷蝦微膠囊。所得南極磷蝦微膠囊的包埋率為87.04%,微膠囊直徑200 μ m以下。
[0031](4)水層通過1000Da分子量大小孔徑的陶瓷膜過濾，濾液在相對真空度-0.08Mpa,溫度60 V下濃縮至固形物含量為20 %，再經進風溫度為180 V，排氣溫度為90°C條件下的噴霧干燥獲得低氟南極磷蝦肽粉。所得南極磷蝦肽粉中肽的回收率達48.96%，氟含量為230ug/g干基。
[0032]實施例5
[0033](I)將南極磷蝦(整蝦)先勻漿，在100°C水浴熱處理30min，二次勻漿。
[0034](2)按重量加入I倍的水，攪拌均勻。用lmol/L氫氧化鈉溶液調節勻漿液pH值至8，加入食品級堿性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量為1000U/g磷蝦原料，于40°C溫度下酶解1.5h。酶解液加熱至沸騰，并保持沸騰狀態15min以滅活蛋白酶。酶解液冷卻至25°C，在13500Xg離心力下離心1min離心后的酶解液可分為4層，由上至下分別為游離油層+乳層1、水層、乳層I1、殘渣層。所得的游離油層+乳層I與乳層II的油脂回收率為
67.69±1.04%，磷脂含量占脂類的66.01±0.73%以上。
[0035](3)收集游離油層+乳層I和乳層II，以其為芯材，阿拉伯膠和明膠加熱混合溶液為壁材，按重量比1:4將阿拉伯膠和明膠混合，溶于重量比2倍的60°C水中，制備壁材水溶液；將芯材加入到重量比為2倍壁材水溶液中，分散乳化；調整乳化液的pH值6.0,以轉谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)為固化劑，120°C殺菌1min后25MPa高壓均質3次；均質液在干燥塔進風溫度為180°C，排氣溫度為90°C條件下噴霧干燥制得南極磷蝦微膠囊。所得南極磷蝦微膠囊的包埋率為87.11%，微膠囊直徑200 μ m以下。
[0036](4)水層通過1000Da分子量大小孔徑的陶瓷膜過濾，濾液在相對真空度-0.05Mpa,溫度70 V下濃縮至固形物含量為20 %，再經進風溫度為180 V，排氣溫度為90°C條件下的噴霧干燥獲得低氟南極磷蝦肽粉。所得南極磷蝦肽粉中肽的回收率為50.26%，氟含量為225ug/g干基。
[0037]實施例6
[0038](I)將南極磷蝦(整蝦)先勻漿，在100°C水浴熱處理30min，二次勻漿。
[0039](2)按重量加入4倍的水，攪拌均勻。用lmol/L氫氧化鈉溶液調節勻漿液pH值至8，加入食品級堿性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量為1000U/g磷蝦原料，于60°C溫度下酶解1.5h。酶解液加熱至沸騰，并保持沸騰狀態30min以滅活蛋白酶。酶解液冷卻至30°C，在13500Xg離心力下離心lOmin。離心后的酶解液可分為4層，由上至下分別為游離油層+乳層1、水層、乳層I1、殘渣層。所得的游離油層+乳層I與乳層II的油脂回收率為
69.74±0.96%，磷脂含量占脂類的67.58±0.46%。
[0040](3)收集游離油層+乳層I和乳層II，以其為芯材，阿拉伯膠和明膠加熱混合溶液為壁材，按重量比1:2將阿拉伯膠和明膠混合，溶于重量比2倍的60°C水中，制備壁材水溶液；將芯材加入到重量比為3倍壁材水溶液中，分散乳化；調整乳化液的pH值6.0,以轉谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)為固化劑，120°C殺菌1min后25MPa高壓均質3次；均質液在干燥塔進風溫度為180°C，排氣溫度為90°C條件下噴霧干燥制得南極磷蝦微膠囊。所得南極磷蝦微膠囊的微膠囊化效率為87.97%，產率為83.01%，載量為56.24%。
[0041](4)通過9000Da分子量大小孔徑的陶瓷膜過濾，濾液在相對真空度_0.08Mpa,溫度60°C下濃縮至固形物含量為20%，再經進風溫度為180°C，排氣溫度為90°C條件下的噴霧干燥獲得低氟南極磷蝦肽粉。所得南極磷蝦肽粉中肽的回收率為48.46%，氟含量為216ug/g 干基。
[0042]實施例7
[0043](I)將南極磷蝦(整蝦)先勻漿，在100°C水浴熱處理30min，二次勻漿。
[0044](2)按重量加入I倍的水，攪拌均勻。用lmol/L氫氧化鈉溶液調節勻漿液pH值至8，加入食品級堿性蛋白酶(EC3.4.21.62)，酶加量為1000U/g磷蝦原料，于60°C溫度下酶解1.5h。酶解液加熱至沸騰，并保持沸騰狀態30min以滅活蛋白酶。酶解液冷卻至25°C，在13500Xg離心力下離心lOmin。離心后的酶解液可分為4層，由上至下分別為游離油層+乳層1、水層、乳層I1、殘渣層。所得的游離油層+乳層I與乳層II的油脂回收率為
70.21 ±0.45%，磷脂含量占脂類的68.04±1.18%。
[0045](3)收集游離油層+乳層I和乳層II，以其為芯材，阿拉伯膠和明膠加熱混合溶液為壁材，按重量比1:2將阿拉伯膠和明膠混合，溶于重量比2倍的60°C水中，制備壁材水溶液；將芯材加入到重量比為2倍壁材水溶液中，分散乳化；調整乳化液的pH值6.0,以轉谷氨酰胺酶(EC 2.3.2.13)為固化劑，100°C殺菌20min后25MPa高壓均質3次；均質液在干燥塔進風溫度為180°C，排氣溫度為80°C條件下噴霧干燥制得南極磷蝦微膠囊。所得南極磷蝦微膠囊的包埋率為87.99%,微膠囊直徑200 μ m以下。
[0046](4)水層通過1000Da分子量大小孔徑的陶瓷膜過濾，濾液在相對真空度-0.06Mpa,溫度80 V下濃縮至固形物含量為20 %，再經進風溫度為180 V，排氣溫度為80°C條件下的噴霧干燥獲得低氟南極磷蝦肽粉。所得南極磷蝦肽粉中肽的回收率達50.66%，氟含量為202ug/g干基。
[0047]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明披露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種水酶法制備南極磷蝦油及其微膠囊和低氟南極磷蝦肽的方法，其特征在于，包括如下步驟 (51)以南極磷蝦為原料，在80?100°C下熱處理10-30min，勻漿；或者，將南極磷蝦直接勻漿，再在80?100°C下熱處理10-30min，之后二次勻漿； 按重量加入I?4倍重量的水，攪拌均勻；用lmol/L氫氧化鈉溶液調節pH值至8?.10，加入食品級堿性蛋白酶EC3.4.21.62，酶加量為250?1000U/g磷蝦原料，于40?60°C溫度下酶解0.5?1.5h ;酶解液加熱至沸騰，并保持沸騰狀態10?30min以滅活蛋白酶；酶解液冷卻至10?30°C,在8000?13500Xg離心力下離心10?30min ;離心后的酶解液分為4層，由上至下分別為游離油層+乳層1、水層、乳層I1、殘渣層； (52)收集游離油層+乳層I和乳層II，以其為芯材；阿拉伯膠和明膠加熱混合溶液為壁材，按重量比1:1?1:4將阿拉伯膠和明膠混合，溶于重量比I?3倍的40?60°C水中，制備壁材水溶液；將芯材加入到重量比為I?3倍壁材水溶液中，分散乳化；調整乳化液的pH值6.0,以轉谷氨酰胺酶EC 2.3.2.13為固化劑，100?120°C殺菌10?20min后25MPa高壓均質2?4次；均質液在干燥塔進風溫度為150?180°C，排氣溫度為80?90°C條件下經噴霧干燥制得南極磷蝦油微膠囊； (53)水層通過8000-10000Da分子量大小孔徑的陶瓷膜過濾，濾液在相對真空度-0.05?-0.08Mpa、溫度60?80°C下濃縮至固形物含量為20%，再經進風溫度為150?.180°C，排氣溫度為80?90°C條件下的噴霧干燥獲得低氟南極磷蝦肽粉。
【文檔編號】C12P21/06GK104388176SQ201410629513
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月10日 優先權日:2014年11月10日
【發明者】周大勇, 徐文思, 宋澤宇, 潘錦鋒, 朱蓓薇, 詹佳新, 王風雅, 何超琪 申請人:大連工業大學