[发明专利]一种从蛋壳膜中提取生物活性物质的方法

说明书

技术领域

本发明涉及禽蛋加工利用技术领域，尤其涉及一种从蛋壳膜中提取生物活性物质的方法。

背景技术

蛋壳膜(俗称凤凰衣)是位于蛋壳与蛋清之间的纤维状薄膜，约占蛋壳重的4～5％，它含有约90％的蛋白质、3％的脂质体和2％的糖类。蛋壳膜的蛋白质有角蛋白、胶原蛋白、唾液酸糖蛋白、卵清蛋白、溶解酵素、卟啉蛋白等。蛋壳膜中还含有N-乙酰氨基葡萄糖半乳糖、葡萄糖醛酸、透明质酸、硫酸软骨素等生物活性物质。这些成分对人体有着重要的生理作用，是食品、化妆品、药品、化工等行业的宝贵原料。

我国是世界第一产蛋大国，2013年我国禽蛋产量2876万吨，按蛋壳重占蛋重的11％计算，我国每年产出316万吨蛋壳，14万吨蛋壳膜。而目前我国蛋壳加工利用程度却很低，主要作为废弃物抛弃，这不仅污染环境，也造成蛋壳及蛋壳膜资源的浪费。随着我国现代蛋制品加工业的发展，将在很大程度上改变蛋壳来源分散、不易收集、污染严重的现状，为蛋壳及蛋壳膜资源的利用创造条件。但蛋壳膜主要由角蛋白构成，它是硬蛋白，分子链间和链内含较高密度的二硫键，从而使分子结构紧密，在自然条件下性质非常稳定，不溶于水和多种溶剂，因而极大地限制了其开发利用。因此，进行蛋壳膜蛋白的水解是开展蛋壳膜应用的重要基础。

目前，有关蛋壳膜水解的方法主要有物理法、化学法及酶法。物理法一般都是应用加热(100～200℃)、加压(0.294～0.298MPa)的方法使角蛋白内部的双硫键被断裂水解，从而使它变为可溶、易消化的多肽混合物。化学水解法主要包括酸碱处理法、还原法和氧化法。酸碱处理法先用酸预处理来溶胀角蛋白，然后在一定的温度和碱浓度下溶解角蛋白；氧化法是用氧化剂(如过氧乙酸、卤素、双氧水等)将角蛋白中的双硫键部分氧化成磺酸基团，部分氧化后的角蛋白可用浓硫酸或甲酸酸化，制得角蛋白溶液；还原法是用巯基化合物作用于双硫键，随后向溶液中加入一定量的尿素以使角蛋白溶胀，再离心分离得到角蛋白溶液。酶解法是通过选用合适的蛋白酶，水解蛋白质的多肽链，使其成为角蛋白溶液。物理和化学水解法虽然工艺简单，但难以控制水解程度，参与水解反应的酸、碱浓度高，水解后必须除酸或除碱，工艺较为复杂、麻烦，而且，酸碱化学物质性质较烈，水解出的多肽，结构和功能会遭到破坏，营养价值和功能特性大大降低。采用蛋白酶进行蛋壳膜的酶解，其优点在于反应的温度和pH比较温和，过程易于控制，酶解产物稳定，保留了更多的营养价值和功能特性，是环境友好型的资源化、清洁化工艺技术，但蛋壳膜酶解不但耗时长，且水解率很低，难以满足工业化生产的要求，因而如何提高蛋壳膜酶解的效率是目前蛋壳膜加工利用需要解决的关键技术问题。

近年来，国内在禽蛋深加工技术方面的研究比较活跃，从蛋壳膜中分离提取角蛋白、透明质酸和硫酸软骨素等生物活性物质的技术研究也有报道，但多是单一产品的提取技术研究，多个产品联合分离提取的技术还未有报道。若从蛋壳膜中仅提取单种生物活性物质，势必造成其它生物活性物质的严重浪费。所以，对蛋壳膜中的多种生物活性物质如何高效地进行联产分离提取，是目前研究的新课题。

在《使用了酶的蛋壳膜的溶解方法》(申请号：201180040001.3)的专利文献中，提供了将蛋白质分解酶和还原剂联用的方法，能够使蛋壳膜极其有效率地溶解。我们用这种方法来溶解蛋壳膜进行生物活性物质分离提取的尝试，发现还存在一些问题：①还原剂将角蛋白分子中的二硫键还原成巯基，才利于角蛋白的酶解，而巯基性质非常活泼，极易被氧化又重新生成二硫键，需使用十二烷基磺酸钠等表面活性剂作保护剂，常用的巯基化合物等有机还原剂还需使用尿素才可使角蛋白溶胀而溶于水，因此，要分离提取角蛋白，在蛋壳膜酶解时需添加较多的助剂，这在后续的生物活性物质分离提纯时，再脱除这些助剂就非常麻烦。②透明质酸等生物活性物质的分子结构易受还原剂作用而破坏。③含大量助剂的废水需进行排污处理，否则会污染环境。因此，该方法虽已达到蛋壳膜溶解的高效，但未能达到较好地保护生物活性物质的活性和环境友好型的要求。

因此，如何既能够实现蛋壳膜的高效酶解，实现角蛋白、透明质酸和硫酸软骨素的联合分离提取，又能简化生物活性物质提取方法、满足环境友好型的要求，是本领域的一个重要研究方向。

发明内容

本发明提供了一种从蛋壳膜中提取生物活性物质的方法，在于解决现有酶法提取酶解效率低、不能实现对多种活性物质联合提取的问题。

本发明的具体实施方案如下：

一种从蛋壳膜中提取生物活性物质的方法，包括蛋壳膜的分离、粉碎、酶解和生物活性物质的提取，酶解前，对蛋壳膜粉用离子液体进行处理；