CN103408473A

CN103408473A - 一种从扇贝内脏中提取天然牛磺酸的方法

Info

Publication number: CN103408473A
Application number: CN2013103096209A
Authority: CN
Inventors: 李鹏程; 李婷; 邢荣娥; 刘松; 于华华
Original assignee: Institute of Oceanology of CAS
Current assignee: Institute of Oceanology of CAS
Priority date: 2013-07-22
Filing date: 2013-07-22
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2033-07-22
Also published as: CN103408473B

Abstract

本发明涉及天然牛磺酸提取方法，尤其是涉及一种从扇贝内脏中提取天然牛磺酸的方法。具体的是，以扇贝为原料，烘干后用高速粉碎机粉碎，粉碎后粉末于蒸馏水中55℃-80℃,恒温水浴保温1-3h，过滤收集清液，将上述收集的上清液加入活性炭进行脱色处理，过滤收集清液，调节上述收集清液的pH值，而后去除清液中酸性沉淀蛋白质和碱性沉淀蛋白质，过滤收集清液，将上述清液减压浓缩，所得浓缩液经纯化处理即为天然牛磺酸。本发明的提取方法条件温和、操作简单、速度快、价值高、不产生污染，是一种安全有效的方法。

Description

一种从扇贝内脏中提取天然牛磺酸的方法

技术领域

本发明涉及天然牛磺酸提取方法，尤其是涉及一种从扇贝内脏中提取天然牛磺酸的方法。

背景技术

牛磺酸（H₂N-CH₂-CH₂SO₃H）又叫牛胆素，是一种β-含硫氨基酸，因1872年首次从牛胆汁中分离出来而得名。牛磺酸能参与维持机体内环境稳态，在中枢消化生殖免疫和内分泌等***生理功能的正常发挥中起重要的调节作用，具有独特的生理特性。一些发达国家已经确立将牛磺酸添加至牛奶中，增强其营养价值。此外，牛磺酸还具有抗心律失常、降血压、抗血栓以及抗动脉粥样硬化的作用。

牛磺酸的制取一般包括化学合成法和天然物提取法。目前国内外多采用化学合成法，包括乙醇胺法、二氯乙烷法等10多种,其中乙醇胺法占比例最大。牛磺酸化学合成法产量高，但存在原料毒性大、工艺操作复杂、生产投资高、回收困难、环境污染等问题。因此，从天然产物中提取牛磺酸是一种安全有效的方法。目前，国际市场上以天然物质为来源的牛磺酸价格远高于合成品，这也为天然源牛磺酸的开发和应用提供了有利条件。然而，由于从天然产物中提取牛磺酸的成本过高，寻找牛磺酸含量高的天然产物并探求最佳提取工艺是当前研究的热点。

据报道，海洋多种生物体中牛磺酸的含量较陆地生物更加丰富，尤其贝类。扇贝在加工过程中会产生大量的下脚料，其中内脏部分约占整个扇贝重量的17%。现有加工过程中，扇贝内脏作为废料丢弃，造成了环境污染和资源浪费。目前，从扇贝内脏中提取牛磺酸的研究在国内尚未见报道。

发明内容

本发明目的在于提供一种从扇贝内脏中提取天然牛磺酸的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种从扇贝内脏中提取天然牛磺酸的方法，

a)以扇贝为原料，烘干后用高速粉碎机粉碎，粉碎后粉末于蒸馏水中55℃-80℃,恒温水浴保温1-3h，过滤收集清液，待用；

b)将上述收集的上清液加入活性炭进行脱色处理，过滤收集清液，待用；

c)调节上述收集清液的pH值，而后去除清液中酸性沉淀蛋白质和碱性沉淀蛋白质，过滤收集清液，待用；

d)将上述清液减压浓缩，所得浓缩液经纯化处理即为天然牛磺酸。

将上述浓缩液以蒸馏水作为洗脱液进行离子交换树脂吸附的纯化处理，即得牛磺酸溶液；将所得的牛磺酸溶液旋蒸浓缩，加入无水乙醇，得到牛磺酸沉淀物，沉淀物进行结晶和干燥处理，得到高纯度天然牛磺酸的白色结晶体。

进一步的说，将加工扇贝过程中所产生的下脚料内脏作为原料去除污染物，清洗干净，烘干，烘干的扇贝内脏用高速粉碎机粉碎；而后按1:20-1:100（w/v）的比例将粉碎后加入到蒸馏水中，于55℃-80℃恒温水浴保温1-3h，过滤收集清液，待用。

在进一步的说，将所述烘干的扇贝内脏用高速粉碎机粉碎；而后按1:60-1:100（w/v）的比例将粉碎后加入到蒸馏水中，于65℃-75℃恒温水浴保温1.5-2.5h，过滤收集清液，待用。

更进一步的说，将所述烘干的扇贝内脏用高速粉碎机粉碎；而后按1:75-1:85（w/v）的比例将粉碎后加入到蒸馏水中，于65℃-75℃恒温水浴保温2h，过滤收集清液，待用。

所述步骤c)将上述收集的清液用HCl溶液将pH调到2-4以沉淀酸性蛋白质，4000-6000r/min离心15-25min，取上清液；再向上清液中加入NaOH溶液调节上清液pH为9-11以沉淀碱性蛋白质，4000-6000r/min离心15-25min，去除清液中酸性沉淀蛋白质和碱性沉淀蛋白质，过滤收集清液，待用。

将上述浓缩液以蒸馏水作为洗脱液进行苯乙烯系钠型732阳离子交换树脂进行吸附纯化，即得牛磺酸溶液；将所得的牛磺酸溶液旋蒸浓缩，浓缩后加入浓缩液2-5倍体积的无水乙醇，得到牛磺酸沉淀物，沉淀物进行结晶和干燥处理，得到高纯度天然牛磺酸的白色结晶体；其中，洗脱流速为2-5ml/min。

本发明所具有的优点：本发明以虾夷扇贝内脏为原料通过高速粉碎机粉碎，使扇贝内脏的细胞膜在短时间内就能得到充分破碎，是牛磺酸在水提时从细胞内充分释放出来，使牛磺酸的提取率有一定的提高，进而可见本发明的提取方法反应条件温和，设备简单安全，工艺操作速度快，可连续生产，及时处理企业在加工扇贝过程中所产生的废料。既避免了环境污染，又能节约资源、变废为宝，获得附加值很高的天然牛磺酸。因此增进了工业化提取牛磺酸的效益。

附图说明

图1为本发明实例提供的从扇贝内脏中提取牛磺酸的技术路线图。

图2为本发明实例提供的采用分光光度计法测得的牛磺酸的吸光度-浓度标准曲线图。

图3为本发明实例提供的柱层析时测得的电导率流出曲线图。

图4为本发明实例提供的采用水提法从扇贝内脏中提取牛磺酸时不同料液比所得牛磺酸的提取率的差异图。

图5为本发明实例提供的采用水提法从扇贝内脏中提取牛磺酸时不同提取温度所得牛磺酸的提取率的差异图。

图6为本发明实例提供的采用水提法从扇贝内脏中提取牛磺酸时不同提取时间所得牛磺酸的提取率的差异图。

具体实施例

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明，并且本发明的保护范围不仅局限于以下实施例。

实施例1

从扇贝内脏中提取牛磺酸的方法，包括下述步骤（参见图1）：

将加工扇贝过程中所产生的下脚料内脏去除污染物，清洗干净，烘干至两次称重重量差不超过0.002g；将烘干的扇贝内脏用高速粉碎机粉碎；取1.0829g所述的粉末加入80ml蒸馏水置于恒温水浴中75℃保温2h，过滤，取上清液；将上清液中加入0.5g活性炭进行脱色4h，过滤，取上清液；收集的上清液用6mol/L HCl溶液将pH调到3以沉淀酸性蛋白质，而后以5000r/min离心20min，取上清液。上清液再用5mol/L NaOH溶液调节上清液pH为10以沉淀碱性蛋白质，而后再以5000r/min离心20min，离心处理后用6mol/L HCl溶液调节pH为4.5；去除清液中酸性沉淀蛋白质和碱性沉淀蛋白质，过滤收集清液，将收集的上清液置于旋转蒸发仪上减压浓缩至5ml；用离子交换吸附法吸附和纯化经减压浓缩的上述的浓缩液，具体是采用强酸性苯乙烯系钠型732阳离子交换树脂，上样量为2ml，流速为3ml/min，用蒸馏水洗脱，接取电导率从开始下降到稳定期间的洗脱液(如图3)，得到牛磺酸溶液；将所得牛磺酸溶液在400nm条件下用分光光度法测定吸光度值，其结果与牛磺酸标准品在400nm条件下用分光光度法测定结果一致。用分光光度法测定牛磺酸标准品的标准曲线（如图2）后，测定扇贝内脏中牛磺酸含量为7.5804mg/g,提取率为0.7636%。将收集的馏分浓缩，所得浓缩中加入3倍体积的无水乙醇，置于4℃冰箱12h结晶，冷冻干燥，得到高纯度天然牛磺酸的白色结晶体。

实施例2

与上述实施例操作步骤相同，在料液比分别为1:20、1:40:、1:60、1:80、1:100条件下，得到不同的牛磺酸提取率，结果见图4.由图4可知，随着料液比的增加，牛磺酸的提取率增加，在料液比为1:80时牛磺酸的提取率可达到6.018%，1:100时有所降低。因此，本试验较适宜的料液比为1:80。

实施例3

与上述实施例操作步骤相同，在提取温度分别为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃条件下，得到不同的牛磺酸提取率，结果见图5.由图5可知，随着提取温度的升高，牛磺酸的提取率在一定的温度内呈上升趋势，这与牛磺酸易溶于水的性质有关。在40℃时的提取率很高，可能是因为取样的不均匀造成。在70℃时牛磺酸的提取率可达到5.049%，到80℃时有所降低。本试验较适宜的提取温度为70℃。

实施例4

与上述实施例操作步骤相同，在提取时间分别为1.0h、1.5h、2.0h、2.5h、3.0h、条件下，得到不同的牛磺酸提取率，结果见图6.扇贝内脏中存在某些酶，在适当条件下，可使自身的蛋白水解，造成牛磺酸分解，从而影响牛磺酸的溶出，进而影响到牛磺酸的提取率。由图6可知，随着水提时间的延长，牛磺酸的提取率在2h内呈上升趋势，2h达到最大，为6.499%，2h后提取量开始下降。本试验较适宜的提取时间为2h。

实施例5-实施例13

与上述实施例操作步骤相同，料液比为1：60、提取温度为55℃、提取时间为1h，牛磺酸的提取率为0.5569%；料液比为1：60、提取温度为65℃、提取时间为2h，牛磺酸的提取率为0.6437%；料液比为1：60、提取温度为75℃、提取时间为3h，牛磺酸的提取率为0.,3171%；料液比为1：80、提取温度为55℃、提取时间为2h，牛磺酸的提取率为0.4699%；料液比为1：80、提取温度为65℃、提取时间为3h，牛磺酸的提取率为0.5746%；料液比为1：80、提取温度为75℃、提取时间为1h，牛磺酸的提取率为0.6206%；料液比为1：100、提取温度为55℃、提取时间为3h，牛磺酸的提取率为0.4516%；料液比为1：100、提取温度为65℃、提取时间为1h，牛磺酸的提取率为0.2895%；料液比为1：100、提取温度为75℃、提取时间为2h，牛磺酸的提取率为0.6441%；

如下表试验结果。

Claims

1.一种从扇贝内脏中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于：

2.按权利要求1所述的从扇贝内脏中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于：将上述浓缩液以蒸馏水作为洗脱液进行离子交换树脂吸附的纯化处理，即得牛磺酸溶液；将所得的牛磺酸溶液旋蒸浓缩，加入无水乙醇，得到牛磺酸沉淀物，沉淀物进行结晶和干燥处理，得到高纯度天然牛磺酸的白色结晶体。

3.按权利要求1所述的从扇贝内脏中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于：将加工扇贝过程中所产生的下脚料内脏作为原料去除污染物，清洗干净，烘干，烘干的扇贝内脏用高速粉碎机粉碎；而后按1:20-1:100（w/v）的比例将粉碎后加入到蒸馏水中，于55℃-80℃恒温水浴保温1-3h，过滤收集清液，待用。

4.按权利要求1或3所述的从扇贝内脏中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于：将所述烘干的扇贝内脏用高速粉碎机粉碎；而后按1:60-1:100（w/v）的比例将粉碎后加入到蒸馏水中，于65℃-75℃恒温水浴保温1.5-2.5h，过滤收集清液，待用。

5.按权利要求4所述的从扇贝内脏中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于：将所述烘干的扇贝内脏用高速粉碎机粉碎；而后按1:75-1:85（w/v）的比例将粉碎后加入到蒸馏水中，于65℃-75℃恒温水浴保温2h，过滤收集清液，待用。

6.按权利要求1所述的从扇贝内脏中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于：所述步骤c)将上述收集的清液用HCl溶液将pH调到2-4以沉淀酸性蛋白质，4000-6000r/min离心15-25min，取上清液；再向上清液中加入NaOH溶液调节上清液pH为9-11以沉淀碱性蛋白质，4000-6000r/min离心15-25min，去除清液中酸性沉淀蛋白质和碱性沉淀蛋白质，过滤收集清液，待用。

7.按权利要求1或2所述的从扇贝内脏中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于：将上述浓缩液以蒸馏水作为洗脱液进行苯乙烯系钠型732阳离子交换树脂进行吸附纯化，即得牛磺酸溶液；将所得的牛磺酸溶液旋蒸浓缩，浓缩后加入浓缩液2-5倍体积的无水乙醇，得到牛磺酸沉淀物，沉淀物进行结晶和干燥处理，得到高纯度天然牛磺酸的白色结晶体；其中，洗脱流速为2-5ml/min。