一种藻蓝蛋白的除菌方法
阅读说明：本技术 一种藻蓝蛋白的除菌方法 (Phycocyanin sterilization method ) 是由 吕雪峰 李新 张凯 段仰凯 吴晓菲 于 2020-12-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种藻蓝蛋白的除菌方法,将藻蓝蛋白粗提液和/或藻蓝蛋白溶液进行超滤获得藻蓝蛋白浓缩液,向藻蓝蛋白浓缩液中添加柠檬酸钠和海藻糖后混合,再采用多级除菌膜对混合后的溶液进行过滤获得藻蓝蛋白混合溶液,然后对藻蓝蛋白混合溶液依次进行喷雾干燥、烘干。本发明提供的除菌方法能够大大提高对藻蓝蛋白的除菌效率,从而大大提高了藻蓝蛋白的保存期限。(The invention discloses a phycocyanin degerming method, which includes the steps of carrying out ultrafiltration on crude phycocyanin extracting solution and/or phycocyanin solution to obtain phycocyanin concentrated solution, adding sodium citrate and trehalose into the phycocyanin concentrated solution, mixing, filtering the mixed solution by adopting a multi-stage sterilization membrane to obtain phycocyanin mixed solution, and then carrying out spray drying and drying on the phycocyanin mixed solution in sequence. The sterilization method provided by the invention can greatly improve the efficiency of phycocyanin sterilization, thereby greatly improving the shelf life of phycocyanin.)
技术领域
本发明属于藻蓝蛋白的提取技术领域，涉及一种藻蓝蛋白的除菌方法。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
藻蓝蛋白是自然界中少见的色素蛋白之一，不仅颜色鲜艳，而且本身是一种营养丰富的蛋白质，其氨基酸组成齐全，必需氨基酸含量高，且具有抗癌、刺激红细胞集落生成，与红细胞生成素(EPO)作用类似；藻蓝蛋白还具有荧光作用，可作为生物学、细胞学等一些光动力学的研究试剂。传统的藻蓝蛋白分离纯化方法在推广到实际工业化生产过程中往往具有操作步骤复杂、产量损失大、能耗高、周期长等问题。因此藻蓝蛋白的工业化生产必须寻求更为离效、经济和规模化的提纯工艺，对于藻蓝蛋白的保存期限提出更高的要求。
中国专利CN201911299627.0公开了一种藻蓝蛋白的提取方法，能够保证藻蓝蛋白的稳定性和产率，又能节约用水、降低能耗。然而经过发明人研究发现，目前该提取方法获得藻蓝蛋白的保质期较短，不利于藻蓝蛋白的长期保存。
发明内容
经过发明人进一步研究发现，影响藻蓝蛋白的保存期限的主要因素为藻蓝蛋白的除菌效率。目前,工业生产中的藻蓝蛋白除菌效率仅为62％左右，因此导致的藻蓝蛋白的保存期限较短。
为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种藻蓝蛋白的除菌方法，本发明提供的除菌方法能够进一步提高藻蓝蛋白的除菌效果，从而大大提高藻蓝蛋白的保存期限。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：
一方面，一种藻蓝蛋白的除菌方法，将藻蓝蛋白粗提液和/或藻蓝蛋白溶液进行超滤获得藻蓝蛋白浓缩液，向藻蓝蛋白浓缩液中添加柠檬酸钠和海藻糖后混合，再采用多级除菌膜对混合后的溶液进行过滤获得藻蓝蛋白混合溶液，然后对藻蓝蛋白混合溶液依次进行喷雾干燥、烘干。
本发明为了提高对藻蓝蛋白的除菌效率，采用多级除菌膜对添加柠檬酸钠和海藻糖的混合液进行处理，处理后的除菌效率大大提高，可达90％以上，但是，除菌并不彻底，仍然会影响藻蓝蛋白的保存期限。因而本发明选择喷雾干燥的方式进行干燥，这是由于喷雾干燥过程中，进口温度较高，能够进行进一步杀菌。然而经过实验发现，喷雾后的藻蓝蛋白粉菌落数仍然不合格，因而本发明进一步进行烘干处理，从而使得除菌效率大于99％，从而大大提高藻蓝蛋白的保存期限。
另一方面，一种藻蓝蛋白制品，由上述藻蓝蛋白的除菌方法获得。
本发明的有益效果为：
本发明经过多级除菌膜，然后依次进行喷雾干燥、烘干，能够大大提高藻蓝蛋白的除菌效率，除菌效果可达99％以上，制备的藻蓝蛋白的保存期限显著延长，其保质期可达1年。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
鉴于现有藻蓝蛋白存在保存期限较短等问题，本发明提出了一种藻蓝蛋白的除菌方法。
本发明的一种典型实施方式，提供了一种藻蓝蛋白的除菌方法，将藻蓝蛋白粗提液和/或藻蓝蛋白溶液进行超滤获得藻蓝蛋白浓缩液，向藻蓝蛋白浓缩液中添加柠檬酸钠和海藻糖后混合，再采用多级除菌膜对混合后的溶液进行过滤获得藻蓝蛋白混合溶液，然后对藻蓝蛋白混合溶液依次进行喷雾干燥、烘干。
多级除菌膜原理：膜过滤除菌法是用物理阻留的方法将液体或空气的细菌除去，以达到无菌目的。所用的器具是含有微小孔径的滤菌器。本发明滤菌器是薄膜滤菌器(0.45μm和0.22μm孔径)。
多级除菌膜过滤：采用多张(例如3、4、5张)膜孔径为0.1微米，进行循环过滤除菌。
经过多级除菌膜后，再经过喷雾干燥和烘干的协同作用。除菌效率可达到100％。
以4级除菌膜为例，仅经过4级除菌膜后，藻蓝蛋白的除菌率大于92％，经过喷雾干燥(进出口温度过可起到杀菌作用，因此该步除菌率大于98％，为确保喷雾后藻蓝蛋白粉菌落数合格，因此进行烘干，除菌效率大于99.99％。
本发明中的藻蓝蛋白粗提液、藻蓝蛋白溶液按照CN201911299627.0公开的方法获得。
该实施方式的一些实施例中，多级除菌膜为4级除菌膜。
该实施方式的一些实施例中，超滤的温度为4～40℃。
该实施方式的一些实施例中，超滤的压力为0.1～2MPa。
该实施方式的一些实施例中，藻蓝蛋白、柠檬酸钠和海藻糖的添加比例为10％～90％：5％～90％：10％～90％，且三者比例总和为1。
该实施方式的一些实施例中，喷雾干燥的进风温度为110～130℃。
该实施方式的一些实施例中，喷雾干燥的出风温度为70～90℃。
该实施方式的一些实施例中，烘干的温度为105～115℃。
该实施方式的一些实施例中，烘干后在无菌条件下进行分装。
本发明的另一种实施方式，提供了一种藻蓝蛋白制品，由上述藻蓝蛋白的除菌方法获得。
为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本发明的技术方案，以下将结合具体的实施例详细说明本发明的技术方案。
以下实施例、对比例中的藻蓝蛋白均按照CN201911299627.0中公开的方法获得。
实施例1
对藻蓝蛋白的粗提液进行超滤获得藻蓝蛋白浓缩液，超滤膜的膜孔径为3000D，超滤的温度为10℃，压力为200kPa。
将海藻糖及柠檬酸钠加入至藻蓝蛋白浓缩液中混合均匀，藻蓝蛋白、柠檬酸钠、海藻糖的比例为65％：5％：30％。
将混合均匀后的溶液经4级除菌膜进行过滤(循环过除菌膜，循环4遍即可；除菌管路采用蒸汽灭菌方式进行灭菌)，过滤后获得藻蓝蛋白混合溶液。
藻蓝蛋白混合溶液进行喷雾干燥获得藻蓝蛋白干粉，喷雾干燥过程中，进风温度为120℃，出风温度为75℃。
将藻蓝蛋白干粉放入110℃烘箱内烘干，在无菌车间进行分装，最终获得藻蓝蛋白制品。
获得藻蓝蛋白纯度为0.7(藻蓝蛋白在波长620nm的吸光值与总蛋白在波长280nm的吸光值的比值即为纯度)，菌落总数为0g/CFU。
实施例2
对藻蓝蛋白的粗提液进行超滤获得藻蓝蛋白浓缩液，超滤膜的膜孔径为2500D，超滤的温度为5℃，压力为400kPa。
将海藻糖及柠檬酸钠加入至藻蓝蛋白浓缩液中混合均匀，藻蓝蛋白、柠檬酸钠、海藻糖的比例为60％：10％：30％。
将混合均匀后的溶液经4级除菌膜进行过滤(循环过除菌膜，循环4遍即可；除菌管路采用蒸汽灭菌方式进行灭菌)，过滤后获得藻蓝蛋白混合溶液。
藻蓝蛋白混合溶液进行喷雾干燥获得藻蓝蛋白干粉，喷雾干燥过程中，进风温度为110℃，出风温度为90℃。
将藻蓝蛋白干粉放入110℃烘箱内烘干，在无菌车间进行分装，最终获得藻蓝蛋白制品。
获得藻蓝蛋白纯度为1.3，菌落总数为0g/CFU。
实施例3
对藻蓝蛋白的粗提液进行超滤获得藻蓝蛋白浓缩液，超滤膜的膜孔径为3000D，超滤的温度为8℃，压力为1000kPa。
将海藻糖及柠檬酸钠加入至藻蓝蛋白浓缩液中混合均匀，藻蓝蛋白、柠檬酸钠、海藻糖的比例为75％：10％：15％。
将混合均匀后的溶液经4级除菌膜进行过滤(循环过除菌膜，循环4遍即可；除菌管路采用蒸汽灭菌方式进行灭菌)，过滤后获得藻蓝蛋白混合溶液。
藻蓝蛋白混合溶液进行喷雾干燥获得藻蓝蛋白干粉，喷雾干燥过程中，进风温度为115℃，出风温度为75℃。
将藻蓝蛋白干粉放入110℃烘箱内烘干，在无菌车间进行分装，最终获得藻蓝蛋白制品。
获得藻蓝蛋白纯度为0.5，菌落总数为0g/CFU。
实施例4
对藻蓝蛋白的粗提液进行超滤获得藻蓝蛋白浓缩液，超滤膜的膜孔径为3000D，超滤的温度为10℃，压力为200kPa。
将海藻糖及柠檬酸钠加入至藻蓝蛋白浓缩液中混合均匀，藻蓝蛋白、柠檬酸钠、海藻糖的比例为65％：5％：30％。
将混合均匀后的溶液经4级除菌膜进行过滤(循环过除菌膜，循环4遍即可；除菌管路采用蒸汽灭菌方式进行灭菌)，过滤后获得藻蓝蛋白混合溶液。
藻蓝蛋白混合溶液进行喷雾干燥获得藻蓝蛋白干粉，喷雾干燥过程中，进风温度为120℃，出风温度为75℃。
将藻蓝蛋白干粉放入110℃烘箱内烘干，在无菌车间进行分装，最终获得藻蓝蛋白制品。
获得藻蓝蛋白纯度为1.2，菌落总数为0g/CFU。
对比例1
对藻蓝蛋白的粗提液进行超滤获得藻蓝蛋白浓缩液，超滤膜的膜孔径为3000D，超滤的温度为10℃，压力为200kPa。
将海藻糖及柠檬酸钠加入至藻蓝蛋白浓缩液中混合均匀，藻蓝蛋白、柠檬酸钠、海藻糖的比例为65％：5％：30％。
将混合均匀的溶液进行喷雾干燥获得藻蓝蛋白干粉，喷雾干燥过程中，进风温度为120℃，出风温度为75℃。
将藻蓝蛋白干粉放入110℃烘箱内烘干，在无菌车间进行分装，最终获得藻蓝蛋白制品。
获得藻蓝蛋白纯度为1.3，菌落总数40g/CFU。
对比例2
对藻蓝蛋白的粗提液进行超滤获得藻蓝蛋白浓缩液，超滤膜的膜孔径为3000D，超滤的温度为10℃，压力为200kPa。
将海藻糖及柠檬酸钠加入至藻蓝蛋白浓缩液中混合均匀，藻蓝蛋白、柠檬酸钠、海藻糖的比例为65％：5％：30％。
将混合均匀后的溶液经4级除菌膜进行过滤(循环过除菌膜，循环4遍即可；除菌管路采用蒸汽灭菌方式进行灭菌)，过滤后获得藻蓝蛋白混合溶液。
藻蓝蛋白混合溶液进行真空干燥获得藻蓝蛋白干粉，真空干燥过程中，预冷冻5小时达到-40℃后，打开真空泵进入升华干燥阶段，当隔板温度达到设定的最高温度65℃时，物料进入解析干燥阶段，并在这一温度下直至干燥完成。
将藻蓝蛋白干粉放入110℃烘箱内烘干，在无菌车间进行分装，最终获得藻蓝蛋白制品。
获得藻蓝蛋白纯度为1.5，菌落总数20g/CFU。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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