从煮制海参废水中提取皂苷、多糖、肽和黑色素的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及海参煮制废水的回收再利用技术领域，具体涉及从煮制海参废水中提取皂苷、多糖、肽和黑色素的方法。
【背景技术】
[0002]刺参(ApostichopusjaponicasSelenka)，也称仿刺参，属棘皮动物门，盾手目(Aspidochirotida)，刺参科(Stichopodidae Haeckel)。全世界约有海参 1100 余种，其中可食用者有40余种。在我国，海参不仅一向被视为具有显著滋补作用的美食佳肴，而且作为药用的历史也非常悠久，据查证，海参早在明代就被作为补益药收入《食物本草》。
[0003]鲜海参体内具有自溶酶，因此在加工过程中首先要用沸水煮制进行灭酶处理，但在煮制过程中，有许多营养成分和功效成分会流失在加工废液中如多糖、可溶性蛋白质和皂苷等。辽宁、河北、山东、江苏、浙江等沿海加工企业都是将煮制海参的废水直接排放，不仅造成资源的极大浪费，而且造成沿海滩涂的严重污染。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种工艺简单、设计合理的从煮制海参废水中提取皂苷、多糖、肽和黑色素的方法，不仅回收了宝贵资源，同时减少了海参煮制废水排放对沿海滩涂造成的污染。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:它的工艺流程如下:
[0006]步骤一、煮制海参废水的澄清处理:将煮制海参的废水经高速离心机离心分离，得澄清液体；
[0007]步骤二、分离出海参皂苷、海参多糖、海参蛋白和黑色素:将步骤一中的澄清液体用孔径0.1-0.Snm膜进行过滤，其中截留液至少利用三次纯水适量稀释再过滤，过滤后的透过液中主要含皂苷和无机离子，截留液中主要含蛋白质、多糖和黑色素；
[0008]步骤三、大孔树脂吸附透过液中的海参皂苷:将步骤二中的透过液调PH8-10，上处理好的大孔树脂，流速为l_5BV/h，吸附后的树脂先用纯水洗涤，再用10% -50%乙醇溶液洗涤，最后用60% -80%乙醇洗脱，洗脱液收集树脂量4-10倍，回收乙醇，在浸膏状固相中加适量纯水分散，用石油醚脱脂3-5次，脱脂液用纯水饱和正丁醇液萃取4-6次，回收正丁醇，残渣真空干燥得到海参粗皂苷成品；
[0009]步骤四、复合蛋白酶酶解截留液中海参蛋白:将步骤二中的截留液调底物浓度1-15%,卩!17.0-9.0，体系温度40°(:-55°(:，加0.5-5.0% (蛋白总量)复合蛋白酶，搅拌酶解3-5h，升温至80°C -95°C 10-20min灭酶，离心分离得清液；
[0010]步骤五、膜分离提取海参多糖、黑色素和海参肽:将步骤四中的清液用孔径1-Snm的膜进行分离，其中透过液为海参肽，截留液为海参多糖和黑色素；
[0011]步骤六、海参肽精制:将步骤五中的透过液校正PH5-7，加热至50°C _80°C，加糖炭0.1-1.0 %搅拌脱色精制30min-45min，脱炭，精制液可以直接经调配、灌装、灭菌、检验、包装成海参肽口服液，也可以将精制液减压蒸发浓缩至固含量30% -50%左右，进行冷冻干燥或喷雾干燥得海参肽粉，海参肽粉经调配后填装硬胶囊，得海参肽胶囊；
[0012]步骤七、海参多糖精制:将步骤五中的截留液经脱色树脂柱脱色，糖炭精制，脱炭得精制液，可以进行直接调配，灌装、灭菌、检验、包装成海参多糖口服液，也可以将精制液减压蒸发浓缩至固含量30% -50%进行冷冻干燥或喷雾干燥得海参多糖粉，海参多糖粉经调配后填装硬胶囊得海参多糖胶囊；
[0013]步骤八、用纯水将I号脱色树脂柱洗净，用1% -5% HCl液进行洗脱，流速为1-5BV，收集洗脱液3-6BV，蒸发浓缩，干燥得黑色素粉。
[0014]采用上述结构后，本发明有益效果为:
[0015]1、海参煮制废水中的蛋白质、多糖和皂苷的含量较低，直接酶解由于底物浓度偏低，后处理消耗大量能量，从而增加生产成本，皂苷分子量(1000-1200Da)较小，与蛋白质(100-120KDa)、多糖(40_50Kda)的分子量差异较大，因此用膜(孔径0.1-0.8nm)就能将皂苷与蛋白质、多糖分开；在分离的同时，又能将蛋白质和多糖浓缩10倍以上，大大节省后处理的能源消耗和费用，低浓度的皂苷再用大孔树脂富集，然后洗脱；
[0016]2、海参中(包括煮制废水)的胶原蛋白与多糖通过糖肽键结合在一起，只有将蛋白质酶解成小分子肽，才能用合适孔径的膜将其分离开，本发明中用孔径Inm-Snm的有机膜将其分离，而不是用文献方法用酒精沉淀多糖与肽分离，不采用价格较高的有机溶剂酒精，将大幅度降低生产费用，增加产品市场竞争力；
[0017]3、蛋白质酶解收率与产物肽分子量的大小将衡量选择的酶是否正确和酶解工艺是否合理，目前文献报导蛋白质的酶解收率一般在60% -80%，其中分子量< 2000Da的小肽含量在50% -70%，本发明用的复合蛋白酶(其中10万u/g Asl398中性蛋白酶20% -70%、胰酶10% -50%、60万u/g木瓜蛋白酶5% -30%、风味酶I % -10% )对海参胶原蛋白的酶解收率达95%以上，分子量< 2000Da的小肽含量占95%以上，产品没有苦味，这是目前文献报导均未达到的指标；
[0018]4、海参煮制废水颜色成灰黑色，是由海参皮中色素带来的，现有文献中均采用高浓度双氧水(H2O2)进行脱色，均未回收黑色素，而且用高浓度双氧水进行氧化脱色对海参多糖的结构是否有影响未见报导，本发明选用脱色树脂I号成功将海参黑色素吸附，经洗脱后干燥制成天然黑色素，且用脱色树脂回收海参皮中的黑色素在文献中未见报导。
【具体实施方式】
[0019]本【具体实施方式】采用的技术方案是:它的工艺流程如下:
[0020]步骤一、煮制海参废水的澄清处理:将煮制海参的废水经高速离心机离心分离，得澄清液体；
[0021]步骤二、分离出海参皂苷、海参多糖、海参蛋白和黑色素:将步骤一中的澄清液体用孔径0.1-0.Snm膜进行过滤，其中截留液至少利用三次纯水适量稀释再过滤，过滤后的透过液中主要含皂苷和无机离子，截留液中主要含蛋白质、多糖和黑色素；
[0022]步骤三、大孔树脂吸附透过液中的海参皂苷:将步骤二中的透过液调PH8-10，上处理好的HPD-100大孔树脂，流速为l-5BV/h，吸附后的树脂先用纯水洗涤，再用10% -50%乙醇溶液洗涤，最后用60% -80%乙醇洗脱，洗脱液收集树脂量4-10倍，回收乙醇，在浸膏状固相中加适量纯水分散，用石油醚脱脂3-5次，脱脂液用纯水饱和正丁醇液萃取4-6次，回收正丁醇，残渣真空干燥得到海参粗皂苷成品；
[0023]步骤四、复合蛋白酶酶解截留液中海参蛋白:将步骤二中的截留液调底物浓度1-15%,卩!17.0-9.0，体系温度40°(:-55°(:，加0.5-5.0% (蛋白总量)复合蛋白酶，搅拌酶解3-5h，升温至80°C -95°C 10-20min灭酶，离心分离得清液；
[0024]步骤五、膜分离提取海参多糖、黑色素和海参肽:将步骤四中的清液用孔径1-Snm的膜进行分离，其中透过液为海参肽，截留液为海参多糖和黑色素；
[0025]步骤六、海参肽精制:将步骤五中的透过液校正PH5-7，加热至50°C _80°C，加糖炭0.1-1.0 %搅拌脱色精制30min-45min，脱炭，精制液可以直接经调配、灌装、灭菌、检验、包装成海参肽口服液，也可以将精制液减压蒸发浓缩至固含量30% -50%左右，进行冷冻干燥或喷雾干燥得海参肽粉，海参肽粉经调配后填装硬胶囊，得海参肽胶囊；
[0026]步骤七、海参多糖精制:将步骤五中的截留液经I号脱色树脂柱脱色，糖炭精制，脱炭得精制液，可以进行直接调配，灌装、灭菌、检验、包装成海参多糖口服液，也可以将精制液减压蒸发浓缩至固含量30% -50%进行冷冻干燥或喷雾干燥得海参多糖粉，海参多糖粉经调配后填装硬胶囊得海参多糖胶囊；
[0027]步骤八、用纯水将I号脱色树脂柱洗净，用1% -5% HCl液进行洗脱，流速为1-5BV，收集洗脱液3-6BV，蒸发浓缩，干燥得黑色素粉。
[0028]本【具体实施方式】中的HPD-100大孔树脂和I号脱色树脂柱均为河北沧州宝恩吸附材料有限公司生产。
[0029]本【具体实施方式】有益效果为:不仅回收了宝贵资源，同时减少了海参煮制废水排放对沿海滩涂造成的污染。
[0030]实施例一:
[0031]步骤一、取海参煮制废水1L，用台式离心机8000rpm，离心20min得上清液，用孔径0.