一种从血粉中提取血红素的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提取血红素的方法，特别涉及一种从血粉中提取血红素的方法。
【背景技术】
[0002]血红素是一类具有重要生理功能和使用价值的天然卟啉铁化合物，它广泛存在于各种动物的肌肉和血液中。血红素在体内参与呼吸作用以及红细胞形成和成熟过程，并有清除体内过氧化氢、促进体内抗体产生、催化促进β-胡萝卜A素转化为维生素A等重要功能。血红素中含有丰富的铁，很容易被机体吸收利用，吸收率约为非血红素铁的五倍，因此，血红素具有较好的抗贫血作用，也可用来作为补铁剂或营养增强剂。在食品工业上，血红素可替代人工合成色素，保证食品的安全。另外，血红素可辅助治疗铅中毒，而且还是制备血红素衍生物类药物的主要原料。
[0003]目前，血红素的提取方法主要包括冰醋酸法和酸性丙酮法等，且多以新鲜猪血为原料进行提取，对原料的收集、运输和保存等环节具有明显的限制，不适用于工业化大生产。
[0004]钟耀广等利用冰醋酸法对血红素的提取进行了研宄，该方法以新鲜抗凝猪血为原料，利用冰醋酸、氯化钠和猪血共热得到血红素。该方法虽然简单，但提取温度过高，增加了生产成本。
[0005]酸性丙酮法是根据血红素和珠蛋白在ρΗ=3.0时结合最疏松的原理，将血红素与蛋白质分离后溶于酸性丙酮，而后从酸性丙酮中提取得到血红素粗品。宋照军等往已吸附血红素的酸性丙酮溶液中加入醋酸钠，离心分离后获得血红素结晶；胡鑫等将已吸附血红素的丙酮溶液进行蒸馏使血红素析出，并研宄了不同工艺条件对血红素铁得率及铁的百分含量的影响。
[0006]冰醋酸法提取温度高，溶剂回收困难，增加了生产成本，废液处理不当会造成环境污染。酸性丙酮法有机溶剂用量大，回收困难，且存在后续处理不便的问题。现有技术大多以新鲜抗凝猪血或抗凝猪血经喷雾干燥得到的血粉作为提取血红素的原料，明显限制了原料收集、运输和保存等环节。
[0007]因此，开发一种简单、安全无污染的血红素生产方法显得尤为重要。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷和不足，为人们提供一种从血粉中提取血红素的方法。
[0009]为实现上述目的，本发明采取下述技术方案来实现:一种从血粉中提取血红素的方法，包括以下步骤:
(I)枯草芽孢杆菌的制备:在250mL锥形瓶中，装入10mL牛肉膏蛋白胨液体培养基，接种一环已活化的枯草芽孢杆菌菌种，30°C培养48h后备用，此时为细菌的生长对数后期或稳定期，密度为 1.0X10-5.0XlO10 CFU/mLo
[0010](2)血粉水溶液制备:将晒干血粉与蒸馏水以1:15~1:30的比例混合，在高压均质设备中均质0.5~lh，得到血粉水溶液。
[0011](3)接种、发酵液的制备:将步骤(2)得到的血粉水溶液调节pH至6~9，按1%~6%体积将步骤(I)中得到的枯草芽孢杆菌接种到步骤(2)所得的血粉水溶液，50~200rpm的转速在25~40°C发酵6~48h，得到发酵液。
[0012](4)血红素的获得:离心步骤(3)得到的发酵液，3000~4000r/min，10~20min，收集上层溶液，调节pH值为3~5，使血红素沉淀，3000~4000r/min,离心10~20min，收集沉淀，用蒸馏水和无水乙醇洗涤沉淀，烘干，即得血红素成品。
[0013]所述步骤(2)、(3)中调节pH使用的溶液为氯化氢或氢氧化钠稀溶液。
[0014]所述步骤(3)使用枯草芽孢杆菌发酵过程中，可产生含α-淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、纤维素酶等代谢产物，与使用单一酶制剂进行处理相比，效率更好，同时节约成本，不需精制酶制剂。
[0015]所述方法不局限于枯草芽孢杆菌发酵制备血红素，所有利用微生物发酵制备血红素的方法均应为得到本发明所述方法启示。
[0016]有益效果:
本发明所述的一种从血粉中提取血红素的方法，提高了血红素的提取率，利用环保无污染的方法从血粉中提取血红素，反应条件温和，产品无毒副作用，不仅避免了污染环境、试剂毒性大和回收困难等问题，同时节约生产成本，提高了产品的安全性，并增加了对血资源的利用，解决了新鲜血液作为原料的不便之处。
【附图说明】
[0017]图1发酵温度对血红素样品纯度和提取率的影响图2接种量对血红素样品纯度和提取率的影响
图3沉淀pH对血红素样品纯度和提取率的影响。
【具体实施方式】
[0018]下面通过具体的实施例对本发明的技术方案进行详细的说明，但是本发明的范围不受这些实施例的限制。
[0019]实施例1
一种从血粉中提取血红素的方法，步骤如下:
1)枯草芽孢杆菌的制备:在250mL锥形瓶中，装入10mL牛肉膏蛋白胨液体培养基，接种一环已活化的枯草芽孢杆菌菌种，30°C培养48h后备用，此时为细菌的生长对数后期或稳定期，密度为 1.0X10-5.0XlO10 CFU/mL ；
2)称取1g血粉，加入200mL蒸馏水，均质0.5h，得到血粉溶液；
3)用2mol/L氢氧化钠溶液调节血粉溶液的pH值为9.0，按4%的量接入枯草芽孢杆菌，在30°C条件下以70rpm的转速发酵24h后，制备发酵液；
4)将步骤2)所得发酵液3000r/min离心15min，收集上层溶液，然后用lmol/L盐酸调节溶液pH至4.0，3000r/min离心15min，将得到的沉淀以蒸饱水和无水乙醇洗涤，105°C烘箱中干燥2h，得到血红素成品。 所述猪血血粉由桂林海源公司提供。
[0020]测定样品纯度为35%，提取率为92%，与现有的酶法(张亚娟，从猪血中酶法制取血红素的研宄[J]，纯度24%，提取率58% ;利用超声波及酶解技术制备鹿血血红素的方法[P]，纯度31%，提取率72%)提取血粉中血红素的方法相比，样品纯度和提取率均有所提高。
[0021]实施例2
一种从血粉中提取血红素的方法，步骤如下:
1)枯草芽孢杆菌的制备:在250mL锥形瓶中，装入10mL牛肉膏蛋白胨液体培养基，接种一环已活化的枯草芽孢杆菌菌种，30°C培养48h后备用，此时为细菌的生长对数后期或稳定期，密度为 1.0X10-5.0XlO10 CFU/mL ；
2)称取30g血粉，加入500mL蒸馏水，均质lh，得到血粉溶液；
3)用2mol/L氢氧化钠溶液调节血粉溶液的pH值为8.0，接入6%枯草芽孢杆菌，40°C发酵，并以120rmp的速度振荡12h，制备发酵液；
3)将步骤2)所述发酵液3000r/min离心20min，收集上层溶液，然后用lmol/L盐酸调节溶液pH至5.0，3000r/min离心20min，将得到的沉淀以蒸馏水和无水乙醇洗涤，105°C烘箱中干燥2h，得到血红素成品。
[0022]测定，样品纯度为31%，提取率为90%，与现有的酶法提取血粉中血红素的方法相比，样品纯度和提取率均有所提高。
[0023]实施例3
一种从血粉中提取血红素的方法，步骤如下:
1)枯草芽孢杆菌的制备:在250mL锥形瓶中，装入10mL牛肉膏蛋白胨液体培养基，接种一环已活化的枯草芽孢杆菌菌种，30°C培养48h后备用，此时为细菌的生长对数后期或稳定期，密度为 1.0X10-5.0XlO10 CFU/mL ；
2)称取1g血粉，加入300mL蒸馏水，均质0.5h，得到血粉溶液；
3)用lmol/L盐酸溶液调节血粉溶液的pH值为6.0，按3%的量接入枯草芽孢杆菌，35°C条件下振荡(转速为10rpm)发酵48h，制备发酵液；
4)3500r/min离心lOmin，收集上层溶液，然后用lmol/L盐酸调节溶液pH至4.5，3500r/min离心lOmin，将得到的沉淀以蒸饱水和无水乙醇洗涤，105°C烘箱中干燥2h，得到血红素成品。
[0024]测定所得样品纯度为37%，提取率为92%，与现有的酶法提取血粉中血红素的方法相比，样品纯度和提取率均有所提高。
[0025]相关实验的探讨
1、发酵温度对血红素样品纯度和提取率的影响
实验结果见图1，由图1可知随着发酵温度的升高，血红素样品纯度呈现略微下降的趋势，其原因可能是，芽孢杆菌的适宜生长温度为30-37?，温度升高影响了菌体和代谢产物的活性；而不同温度对样品的提取率影响不大。
[0026]2、接种量对血红素样品纯度和提取率的影响
实验结果见图2，由图2可知在一定范围内，血红素样品纯度随着接种量的增大而增大，当接种量达到6%以上时，样品纯度基本不再变化，说明此条件下，菌体代谢产物对血粉的作用已达到饱和。样品提取率随着接种量的增大呈现先增后减的趋势，在接种量4%时，提取率达到最大。
[0027]3、沉淀pH对血红素样品纯度和提取率的影响
实验结果见图3，由图3可知不同的沉淀pH对血红素样品纯度和提取率存在一定的影响。在沉淀pH为4.0的时候，样品纯度有最大值；而提取率随沉淀pH的增大略有提高。
[0028]综上，本发明所述的一种从血粉中提取血红素的方法，提高了血红素的提取率，利用环保无污染的方法从血粉中提取血红素，反应条件温和，产品无毒副作用，不仅避免了污染环境、试剂毒性大和回收困难等问题，同时节约生产成本，提高了产品的安全性，并增加了对血资源的利用，解决了新鲜血液作为原料的不便之处。
【主权项】
1.一种从血粉中提取血红素的方法，包括以下步骤: 1)枯草芽孢杆菌的制备； 2)血粉水溶液制备； 3)接种、发酵液的制备； 4)血红素的获得。2.如权利要求1所述的一种从血粉中提取血红素的方法，其特征在于:所述步骤I)枯草芽孢杆菌的制备中枯草芽孢杆菌的终密度为1.0X 109~5.0X 101° CFU/mL。3.如权利要求1所述的一种从血粉种提取血红素的方法，其特征在于:步骤2)血粉水溶液制备为将晒干血粉与蒸馏水以1:15~1:30的比例混合，在高压均质设备中均质0.5~lh，得到血粉水溶液。4.如权利要求1所述的一种从血粉种提取血红素的方法，其特征在于:所述步骤3)接种、发酵液的制备为将步骤(2 )得到的血粉水溶液调节pH至6~9，按1°/『6%体积将步骤(I)中得到的枯草芽孢杆菌接种到步骤(2)所得的血粉水溶液，50~200rpm的转速在25~40°C发酵6~48h，得到发酵液。5.如权利要求1所述的一种从血粉种提取血红素的方法，其特征在于:所述步骤4)血红素的获得为离心步骤(3)得到的发酵液，3000~4000r/min，10~20min，收集上层溶液，调节pH值为3~5，使血红素沉淀，3000~4000r/min,离心10~20min，收集沉淀，用蒸馏水和无水乙醇洗涤沉淀，烘干，即得血红素成品。
【专利摘要】本发明公开了一种从血粉中提取血红素的方法,包括以下步骤：1）枯草芽孢杆菌的制备；2）血粉水溶液制备；3）接种、发酵液的制备；4）血红素的获得。本发明所述方法，提高了血红素的提取率，利用环保无污染的方法从血粉中提取血红素，反应条件温和，产品无毒副作用，不仅避免了污染环境、试剂毒性大和回收困难等问题，同时节约生产成本，提高了产品的安全性，并增加了对血资源的利用，解决了新鲜血液作为原料的不便之处。
【IPC分类】C12R1/125, C12P17/18
【公开号】CN104928328
【申请号】CN201510208419
【发明人】刘平祥, 郑艳艳
【申请人】广州驱动力饲料有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年6月26日