專利名稱：一種從海洋動物蛋白酶解液中去除重金屬的方法
技術領域：
本發明屬于生物技術領域，更具體地說，是涉及一種海洋動物蛋白酶解液中去除重金屬的方法。
背景技術：
海洋蛋白酶解液中含有大量生物活性肽，具有獨特的生理活性，在免疫調節、腫瘤抑制、酶抑制、抗菌、抗病毒、抗氧化、抗輻射等方面均具有特殊功效。近年來，隨著其功能被人們逐漸認識，已廣泛地應用于食品、醫療保健及化妝品等行業。然而在制備過程中，活性肽基料的質量安全問題是目前限制該產業群快速發展的重要瓶頸，其中重金屬超標問題尤為嚴重。除蛋白酶解液外，其他海洋制品如魚糜、海鮮調味汁等品質也均受到重金屬影響。以海洋貝類為例，由于貝類的濾食性特點，使其體內易于富集海水中的重金屬。調查結果顯示，貝類體內鎘、鉛、銅等重金屬及砷等均容易出現超標現象，特別是在我國廣東、浙江及山 東等工業發達地區海域的水產養殖貝類產品。對海洋動物蛋白酶解液進行重金屬脫除成為確保基料安全性的重要手段，也是新世紀海洋綠色生物技術研究的熱點之一。目前在蛋白酶解液中脫除重金屬的技術主要包括離子交換法、電滲析法、吸附法、絡合法等。電滲析法是利用電場的作用，強行將離子向電極處吸引，使電極中間部分酶解液離子濃度大大下降，從而將重金屬離子處理掉。但其存在能耗高，不環保等缺點。吸附法利用吸附材料的吸附性能對重金屬進行吸附，但因為蛋白酶解液是一個成分非常復雜的體系，主要包括蛋白質、活性肽及氨基酸等功能成分，吸附劑由于不具備選擇性而在吸附過程中對營養物質造成損失，且因操作流程復雜而不適合大規模使用。絡合法利用絡合試劑對于重金屬的螯合能力，用于重金屬的脫除，雖然在選擇性和脫除率方面有其優勢，但脫除過程中分離困難，絡合劑加入后只是改變了重金屬的存在形態，一定程度上降低其毒性，仍沒有真正意義上解決重金屬超標的問題。
發明內容
本發明就是針對上述問題，提供了一種操作簡單、經濟實用、脫除率高的從海洋動物蛋白酶解液中去除重金屬的方法。為了實現本發明的上述目的，本發明采用如下技術方案，利用有機酸絡合與樹脂吸附相結合的方法，從海洋動物蛋白酶解液中去除重金屬。所述的有機酸為檸檬酸、醋酸、植酸、乳酸、酒石酸、抗壞血酸、己二酸、琥珀酸中的一種或一種以上。所述的樹脂為大孔苯乙烯系離子交換樹脂，功能基為-N(CH2COONa) 2、-N+(CH3)3、-S03_、-N (CH3) 2、-SH中的一種或一種以上。同時也可以使用改性樹脂來進行吸附，所述改性是指在樹脂上覆載金屬離子以進一步提聞樹脂的重金屬脫除率。具體步驟為，
I、有機酸絡合向海洋動物蛋白酶解液中加入有機酸，加入量為海洋動物蛋白酶解液的重量的
O.I 3%。，以利于重金屬在離子交換樹脂上的吸附，控制反應溫度50 70°C，恒溫振蕩10 30min后，使海洋動物蛋白酶解液中的重金屬與有機酸絡合，離心分離得到酶解上清液促進酶解液中難溶的重金屬的溶解；2、離子交換樹脂吸附(I)預處理首先用去離子水沖洗樹脂，洗去雜質及樹脂粉末，接著依次用4wt%的HCl、去離子水、4wt %的NaOH水溶液、去離子水處理樹脂，鹽酸和NaOH水溶液的用量為樹脂體積的兩倍，進酸、堿液后浸泡2 4小時。用去離子水洗至中性；(2)過柱將酶解上清液流過樹脂柱，控制柱溫為40 60°C，pH為4 7，柱流速I 15BV/h，流出液為脫除了重金屬的海洋動物蛋白酶解液。
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過柱后的樹脂可以再生，再生過程為，先用去離子水沖洗樹脂，再依次用2倍樹脂柱體積的4wt % HCl、去離子水、2倍樹脂柱體積的4wt % NaOH、去離子水洗滌，重復上述步驟2 3次。海洋動物蛋白酶解液的制備過程為取新鮮海洋動物去殼去內臟并清洗后，力口I 3體積去離子水勻漿5min，超聲lOmin，再加入蛋白酶酶解，加酶量為800U/g 7200U/g，酶解條件為pH 6 9，酶解時間3 10h，酶解溫度40 60°C;酶解反應結束后在100°C下滅酶lOmin，高速離心15 20min，過濾后上清液為海洋動物蛋白酶解液。所述的海洋動物為貝類、魚類、蝦蟹甲殼類、棘皮類動物中的一種或一種以上。所述的海洋動物為牡蠣、馬氏珠母貝、扇貝、菲律賓蛤仔、文蛤、波紋巴菲蛤、蜆、鱈魚、軍曹魚、黃魚、帶魚、鯛科魚類、對蝦、毛蝦、鷹爪蝦、青蟹、梭子蟹、海膽、海參、鮑魚中的一種或一種以上。所述的蛋白酶為菠蘿蛋白酶、木瓜蛋白酶、枯草桿菌蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶、風味蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶中的一種或一種以上。所述的重金屬為鎘、鉛、銅、鎳、鉻、錳、鐵、鈷、鋅、砷中的一種或一種以上。本發明的有益效果(I)本發明采用絡合法與樹脂吸附法相結合，在酶解液中添加有機酸，使其爭奪生物大分子對重金屬的結合，有效地提高了重金屬的溶出速度，通過改變重金屬的存在形態，提高隨后樹脂吸附過程中對重金屬的脫除效率；(2)本發明所使用的離子交換樹脂對重金屬具有特殊選擇性，在提高重金屬脫除效果的同時，使營養物質損失較小。(3)本發明的工藝操作簡便，速度快，成本低，樹脂可再生使用，適合工業生產。(4)本發明采用離子交換樹脂技術，具有脫除選擇性好，工藝簡單，操作易行，處理過程溫和等優點，并且投資運行成本低廉，可工業化，具有良好的發展前景。
具體實施例方式實施例I將牡蠣去殼取肉后加2倍體積去離子水勻漿5min，超聲lOmin，再加入中性蛋白酶，加酶量為3000U/g，酶解條件為pH = 7，酶解時間4h，酶解溫度50°C，反應結束后在100°C下滅酶lOmin,高速離心15min,過濾后在蛋白酶解液中加入3. 0%。(WtteigZffggiwia)的檸檬酸混合，調控溫度在60°C，反應時間20min，，離心分離取上清液；調節上清液在反應溫度為50°C，pH為6，柱流速5 BV/h條件下通過D401大孔螯合樹脂柱進行重金屬脫除，得到脫除危害物質的酶解液。分別就脫除前后酶解液利用原子發射光譜檢測重金屬含量，凱氏定氮法測蛋白質含量，檢測結果見表I。表I
權利要求
1.一種從海洋動物蛋白酶解液中去除重金屬的方法，其特征在于其利用有機酸絡合與樹脂吸附相結合的方法，從海洋動物蛋白酶解液中去除重金屬。
2.根據權利要求I所述的去除重金屬的方法，其特征在于所述的有機酸為檸檬酸、醋酸、植酸、乳酸、酒石酸、抗壞血酸、己二酸、琥拍酸中的一種或一種以上。
3.根據權利要求I所述的去除重金屬的方法，其特征在于所述的樹脂為大孔苯乙烯系離子交換樹脂或以其為母體的改性樹脂，功能基為-N (CH2COONa) 2、-N+ (CH3) 3、_S03_、-N (CH3)2、-SH中的一種或一種以上。
4.根據權利要求I所述的去除重金屬的方法，其特征在于所述的重金屬為鎘、鉛、銅、鎳、鉻、猛、鐵、鈷、鋅、砷中的一種或一種以上。
5.根據權利要求I所述的去除重金屬的方法，其特征在于具體步驟為， (1)有機酸絡合 向海洋動物蛋白酶解液中加入有機酸，加入量為海洋動物蛋白酶解液的重量的O. I 3%。，控制反應溫度50 70°C，恒溫振蕩10 30min后，使海洋動物蛋白酶解液中的重金屬與有機酸絡合，離心分離得到酶解上清液； (2)離子交換樹脂吸附 a.預處理首先用去離子水沖洗樹脂，洗去雜質及樹脂粉末，接著依次用4wt%的HC1、去離子水、4wt%的NaOH水溶液、去離子水處理樹脂，鹽酸和NaOH水溶液的用量為樹脂體積的兩倍；進酸、堿液后浸泡2 4小時，用去離子水將樹脂洗至中性； b.過柱將步驟(I)得到的酶解上清液流過樹脂柱，控制柱溫為40 60°C，pH為4 7，柱流速I 15BV/h，，流出液即為脫除了重金屬的海洋動物蛋白酶解液。
6.根據權利要求5所述的去除重金屬的方法，其特征在于所述的海洋動物蛋白酶解液的制備過程為，取新鮮海洋動物去殼去內臟并清洗后，加I 3體積去離子水勻漿5min，超聲lOmin，再加入蛋白酶酶解，加酶量為800U/g 7200U/g，酶解條件為pH 6 9，酶解時間3 10h，酶解溫度40 60°C;酶解反應結束后在100°C下滅酶lOmin，高速離心15 20min,過濾后上清液為海洋動物蛋白酶解液。
7.根據權利要求6所述的去除重金屬的方法，其特征在于所述的海洋動物為貝類、魚類、蝦蟹甲殼類、棘皮類動物中的一種或一種以上。
8.根據權利要求7所述的去除重金屬的方法，其特征在于所述的海洋動物為牡蠣、馬氏珠母貝、扇貝、菲律賓蛤仔、文蛤、波紋巴菲蛤、蜆、鱈魚、軍曹魚、黃魚、帶魚、鯛科魚類、對蝦、毛蝦、鷹爪蝦、青蟹、梭子蟹、海膽、海參、鮑魚中的一種或一種以上。
9.根據權利要求6所述的去除重金屬的方法，其特征在于所述的蛋白酶為菠蘿蛋白酶、木瓜蛋白酶、枯草桿菌蛋白酶、中性蛋白酶、堿性蛋白酶、風味蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶中的一種或一種以上。
10.根據權利要求5所述的去除重金屬的方法，其特征在于過柱后的樹脂可以再生，再生過程為，先用去離子水沖洗樹脂，再依次用2倍樹脂柱體積的4wt%HCl、去離子水、2倍樹脂柱體積的4wt% NaOH水溶液、去離子水處理樹脂，重復上述步驟2 3次。
全文摘要
一種從海洋動物蛋白酶解液中去除重金屬的方法屬于生物技術領域，更具體地說，是涉及一種海洋動物蛋白酶解液中去除重金屬的方法。本發明提供了一種操作簡單、經濟實用、脫除率高的從海洋動物蛋白酶解液中去除重金屬的方法。其利用有機酸絡合與樹脂吸附相結合的方法，從海洋動物蛋白酶解液中去除重金屬。
文檔編號C07K1/22GK102786578SQ20111021656
公開日2012年11月21日 申請日期2011年7月25日 優先權日2011年7月25日
發明者孫恢禮, 楊小滿, 潘劍宇, 焦緒棟, 秦松, 郭占勇 申請人:中國科學院南海海洋研究所, 中國科學院煙臺海岸帶研究所