[发明专利]一种利用磁性固定化碱性蛋白酶提取虾壳蛋白的方法

说明书

技术领域

本发明属于固定化酶技术领域，具体涉及一种利用磁性固定化碱性蛋白酶提取虾壳蛋白的方法。

背景技术

酶是一类具有催化功能的蛋白质，作为一种高效和高度专一的生物催化剂，酶在常温、常压的温和条件下就能催化某一类或某一生化反应，反应后数量和性质不发生变化。但是酶的稳定性差，对高温、有机溶剂或极端pH敏感，使得酶的应用、回收具有一定的困难，限制了酶的利用。

固定化酶是指利用化学或物理手段将游离的酶定位于限定的空间区域并使其保持活性和可反复使用的酶。酶被固定化后在保持其高效专一及温和的酶催化作用，其性质更稳定，且易于和产物分离，还可以反复使用。固定化酶技术在工业、医药、化学分析、环境保护等领域得到了广泛的应用。目前，固定化酶的制备方法有：吸附法、包埋法、共价键结合法和交联法。

利用磁性高分子微球作为酶的固定化载体，不仅方便固定化酶从反应体系中分离和回收，还可以利用外部磁场控制磁性材料固定化酶的运动和方向，从而代替传统的机械搅拌方式，提高固定化酶的催化效率。使用磁力微球作为载体具有以下优点：(1)可以保持活性和稳定性；(2)方便回收，提高酶的使用效率；(3)适合大规模连续化生产；(4)提高固定化酶的催化效率。

虾壳中的蛋白质含量约为7％-13％，是一种优质的动物性蛋白质。虾壳蛋白质不仅可以用于食品、饮料，完全水解后制成氨基酸营养液，调料添加剂及饲养添加剂，也可将其用于制作虾黄酱、虾味素等调料或水解制取复合氨基酸。因此，充分利用虾壳中的蛋白具有良好的应用和开发前景。

目前，虾壳中蛋白质的提取主要是利用酸除去虾壳中的钙，然后用碱将虾壳中的蛋白质提取出来，调节提取液pH，使蛋白质沉淀析出，或用盐析法将蛋白质回收。另一种方法是使用蛋白酶将虾壳中的蛋白质水解出来，所得水解液可以进一步调配制成虾油，或者经喷雾干燥制成蛋白粉。用碱法提取蛋白的过程中会带来严重的环境污染，而单纯用酶法来水解蛋白质由于酶的不能回收利用，也存在着严重的浪费。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用磁性固定化碱性蛋白酶提取虾壳蛋白的方法，该方法简单易操作，稳定性好，水解蛋白效果好，提取所需成本低。

实现本发明上述目的所采取的技术方案为：

一种利用磁性固定化碱性蛋白酶提取虾壳蛋白的方法，包括如下步骤：

1、制备磁性固定化碱性蛋白酶：

1.1、将磁性壳聚糖微球加入pH＝9-12的硼砂缓冲液中，再加入碱性蛋白酶，磁性壳聚糖微球、碱性蛋白酶和硼砂缓冲液的比例为1mg:100-400U:0.1-1ml，在0-10℃下反应2-5h，得到混合产物；

1.2、向混合产物中加入戊二醛，使戊二醛的终浓度为0.005-0.01g/ml，在0-10℃下反应2-5h，过滤，将滤渣用硼砂缓冲液洗涤，干燥，得到磁性固定化碱性蛋白酶；

2、提取虾壳中的蛋白：

2.1、将虾壳粉加入到浓度为50-90g/L乙酸溶液中，虾壳粉与乙酸溶液的质量体积比为1g:6-14ml，在55-75℃下反应1-5h，得混合液；

2.2、将混合液过滤，向滤渣中加入碱性溶液至体系呈中性，过滤，再用蒸馏水洗涤滤渣，干燥，得改性虾壳粉；

2.3、测定改性虾壳粉中虾壳蛋白的含量；

2.4、将改性虾壳粉加入到pH为9-12的硼砂缓冲液中，接着加入磁性固定化碱性蛋白酶(磁性固定化碱性蛋白酶的活性可以通过Folin-酚法进行测定)，磁性固定化碱性蛋白酶与虾壳蛋白的比例为10-20U:1mg，在温度为45-60℃下搅拌酶解1-5小时，酶解结束后，用吸铁石分离出磁性固定化碱性蛋白酶，将分离出的磁性固定化碱性蛋白酶洗涤后保存备用，再将所得的酶解液过滤，将滤液进行冷冻干燥，得到虾壳蛋白多肽，即为虾壳蛋白粉。

进一步，所述的碱性蛋白酶比活力为20000-32000U/mL。

进一步，所述的碱性溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。

与现有技术相比，本发明的有益效果和优点在于：

1、本发明的方法提取步骤简单，所需成本较低，虾壳蛋白粉产量高，且酶解过程可连续进行，不需要进行灭酶，可实现大规模连续化生产。

2、采用本发明的方法提取虾壳中的蛋白，提取率高达57％以上。

3、本发明采用磁性固定化碱性蛋白酶，所得的固定化碱性蛋白酶不仅酶活高，且性质稳定，方便储存。