[发明专利]一种脱除南极磷虾多肽中氟化物和灰分的方法

说明书

技术领域

本发明属于多肽提取纯化技术领域，具体涉及一种脱除南极磷虾多肽中氟化物和灰分的方法。

背景技术

南极磷虾是一类海洋无脊椎动物，分布于南极水域。据统计，南极磷虾的蕴藏量为6.5-10亿吨，是人类巨大的蛋白资源宝库。磷虾干重中蛋白质含量约65-75％，其氨基酸组成合理、必需氨基酸含量高，是进行蛋白质高值化利用的重要原料。

南极磷虾多肽是采用磷虾为原料，经蛋白酶水解制备所得的水溶性小分子多肽。由整虾加工得到的磷虾粉的灰分含量一般为10～17％，氟含量一般为1800-2500ppm。再以磷虾粉为原料，通过蛋白酶水解制备磷虾多肽的过程中，虾粉中大量的灰分和氟化物会残留在多肽产品中。同时，酶解过程中需要加入酸或碱来维持体系的酸碱性稳定，从而导致磷虾多肽产品中的灰分含量进一步升高。而磷虾多肽的高氟化物和高灰分含量，严重影响了多肽作为功能性蛋白食品的开发和应用前景。

目前，已经报道的多肽脱盐工艺主要包括膜处理法(超滤、微滤、纳滤)、电渗析法、单柱离子交换法和大孔树脂法，前三种工艺是在水脱盐技术的基础上发展起来的。多肽为有机物，在溶液中带有一定的电荷，膜处理脱盐法极易发生膜被有机物污染的现象，使膜的寿命缩短，成本增加。电渗析法脱盐会引起较大的多肽损失，从而使回收率偏低，且电渗析法的成本较高。大孔树脂法的洗脱环节需要使用有机溶剂，不易实现工业化。单柱离子交换法具有回收率高、脱盐率高等优点，但是处理周期长、且会用到较多的酸和碱。

模拟移动床(SMB)技术是通过流体出入口位置的定期顺序切换，在固定床装置上模拟出固定相和流动相相对逆向循环流动，使分离体系获得较大的传质推动力，高效连续实行分离操作的一种技术。SMB技术具有设备结构小、产率高、溶剂消耗少、分离能力强、污染少等优点。将SMB技术与离子交换连用克服了固定床吸附分离技术存在的间歇操作、溶剂消耗大、产品浓度低的缺点，实现了连续性大规模工业化生产和自动控制。目前SMB技术已应用于生物、手性药物、精细化学品和食品的分离提纯中。

国外专利EP1106602B1公开了一项采用SMB技术连续纯化氨基酸的方法。国内专利CN102050865B公开了一项通过SMB技术层析纯化多肽的方法，将免疫反应性化合物与其他非本质有机成分分离。国内专利CN103787868A公开了一项采用四区SMB技术分离琥珀酸和乳酸混合物的方法。刘江丽(牛初乳中乳铁蛋白分离纯化的产业化技术参数研究，黑龙江八一农垦大学，学位论文，2011年)采用SMB技术连续分离技术对乳铁蛋白进行了分离纯化，纯度为95.8％。采用已有的SMB分离纯化蛋白和多肽的方法处理磷虾多肽，并不能达到有效脱除水溶性磷虾多肽中氟化物和灰分的目的，同时，目前国内外尚未见将SMB技术应用于脱除氟化物和灰分的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种脱除南极磷虾多肽中氟化物和灰分的方法，从而弥补现有技术的不足。

本发明中脱除南极磷虾多肽中氟化物和灰分的方法，包括有如下的步骤：

1)向南极磷虾粉中加入蒸馏水，其中磷虾粉和水的质量比为1:6～15，调节混合液pH值，再向混合液中加入蛋白酶进行水解，水解温度为40～60℃，水解时间为2～12h；水解结束后加热终止酶解反应，离心，得上清液，即为磷虾多肽水溶液；

2)制备模拟移动床装置，模拟移动床装置包括有进料区ⅰ、洗脱区ⅱ、阳离子再生区ⅲ、阴离子再生区ⅳ、平衡区ⅴ；其中，洗脱区位于阳离子再生区和进料区中间；阴离子再生区位于平衡区和阳离子再生区中间；进料区位于洗脱区和平衡区中间；其中进料区由不少于3根的阳离子交换柱和不少于3根的阴离子交换柱交替串联组成，洗脱区由不少于1根的阳离子交换柱和不少于1根的阴离子交换柱组成，阳离子再生区由不少于1根的阳离子交换柱组成，阴离子再生区由不少于1根的阴离子交换柱组成，平衡区由不少于1根的阳离子交换柱和不少于1根的阴离子交换柱组成；

3)将南极磷虾多肽水溶液连续引入模拟移动床ⅰ区的进口，脱除氟化物和灰分后的产物由ⅰ区的出口流出；ⅰ区的洗脱液由ⅱ区进口流入，ⅱ区流出的含有磷虾多肽的洗脱液重新汇入ⅰ区再次进行脱除氟化物和灰分处理；其中ⅰ区和ⅱ区的离子柱依次通过ⅲ区、ⅳ区和ⅴ区进行再生和平衡处理；离子柱在ⅲ区和ⅳ区用再生液进行再生活化，在ⅴ区用平衡液进行平衡清洗；ⅴ区使用的平衡液为去离子水；ⅲ区的离子再生液为2％～4％HCl溶液，ⅳ区用离子再生液为2％～4％NaOH溶液；

4)脱除氟化物和灰分的磷虾多肽溶液经喷雾干燥，得到南极磷虾多肽粉；