專利名稱：一種從紫菜中提取天然牛磺酸的方法
技術領域：
本發明涉及一種從紫菜中提取天然牛磺酸的方法，屬于海產品深加工技術領域。
背景技術：
牛磺酸，又名牛膽酸、牛膽堿、牛膽素、2-氨基乙磺酸，化學結構式為H2N-CH2-CH2-SO3H,具有維持視覺等功能。研究表明，牛磺酸是一種調節機體正常生理機能的生物活性物質，在中樞、消化、生殖和免疫等各大系統中均發揮重要的調節作用。隨著人們對牛磺酸生物學功能的研究深入，牛磺酸制品逐漸被人們所認同，展現出廣闊的市場前景。目前，牛磺酸的生產方法主要有人工合成法和生物提取法。人工合成牛磺酸得率較高，但原料毒性大，易污染環境。生物提取法主要以牡蠣、魷魚、珠母貝等海產品為原料，通過酸堿沉淀、高溫高壓、蛋白酶或膜分離法去除蛋白等大分子，再經過離子層析柱除鹽純化，最后醇沉析出牛磺酸結晶。但這些海產品生長周期較長，來源少，不能滿足市場需求。紫菜除含蛋白質、不飽和脂肪酸、維生素和礦物質外，還含有豐富的牛磺酸，含量超過干藻體質量的1.2%，這為牛磺酸的制備提供了新的、有價值的原料來源。專利(公開號CN 100554432C ;申請號201010134697. 3)分別公開了一種從牡蠣和魷魚中提取制備牛磺酸的方法，但由于軟體動物大部分屬肌肉質，2種方法均需在原料勻漿后超聲或酶解破碎細胞。專利(申請號201010289360.X)公開了一種從紫菜中提取制備牛磺酸的方法，選用紫菜為原料，粉碎后過50 80目篩，與3 6倍體積水混合后，超聲抽提，提取液經超濾除大分子物質，濃縮后的濾液通過柱層析分離純化，用純水、20 %、40%、60 %乙醇梯度洗脫。本發明將紫菜粉碎制成粉末，過100 200目篩，按料液比I : 35 I : 45比例加入浸提液(蒸餾水或0. 01 0. 50mol/L HCl)，經浸提(濾渣可選擇以I : 15 I : 25比例加入浸提液繼續浸提，以提高利用率)后采用沉淀法除去蛋白質和多糖；利用陽離子交換樹脂除鹽與純化牛磺酸，用去離子水洗脫；最后利用乙醇結晶制得天然牛磺酸。本發明與上述發明相比，有以下特點(1)以紫菜為原料，其生長周期較軟體類海產品短、繁殖量大、價格相對低廉、存儲時間久，有利于實際應用和產品開發；(2)紫菜粉碎程度高，浸提充分，可省略超聲破碎細胞的步驟；(3)浸提液選擇0. 01 0. 50mol/L HCl，浸提的同時即可使酸性蛋白變性，簡化后續的除雜工作；(4)層析柱分離純化牛磺酸時，只需去離子水洗脫，根據電導率變化判定收集牛磺酸溶液。綜上，本法所用儀器更加簡單，操作更加簡化。
發明內容
技術問題本發明目的在于克服現有生物提取牛磺酸所用的海產品生長周期較長，來源少，不能滿足市場需求的弊端，提供一種從紫菜中提取天然牛磺酸的方法，為牛磺酸的生物提取提供新的、有價值的原料來源；簡化現有提取技術的步驟，降低對儀器設備的要求，利于牛磺酸的大規模制備。、
技術方案一種從紫菜中提取天然牛磺酸的方法是以條斑紫菜為原料，經浸提后采用沉淀法除去蛋白質和多糖，利用陽離子交換樹脂除鹽與純化牛磺酸，再用乙醇結晶制得天然牛磺酸。其特征在于(I)原料預處理將紫菜粉碎制成粉末，過100 200目篩，按料液比I : 35 I 45比例加入浸提液(蒸餾水或0. 01 0. 50mol/L HCl)，80°C水浴浸提2 IOh后，用濾布過濾。濾渣以I : 15 I : 25比例加入浸提液繼續浸提I 2次，溫度、時間同前，濾布過濾后合并濾液。(2)沉淀法除大分子用HCl調濾液pH至3，沉淀蛋白質，離心，取上清液。再用NaOH將pH調到10，沉淀蛋白質，離心，取上清液。(3)濃縮用旋轉蒸發器將樣液濃縮至原液體積的1/5 1/3，過0. 45 微孔膜， 待用。(4)分離純化將濃縮后的紫菜樣液調節至pH 4. 5 pH 4. 8，在常溫常壓下用陽離子交換樹脂除鹽純化，用去離子水洗脫，收集牛磺酸洗脫液。(5)結晶將收集的牛磺酸洗脫液置于4°C冰箱中2 6h，待少量牛磺酸晶體析出后,收集上清液再加入3 5倍體積無水乙醇，得大量牛磺酸晶體析出。有益效果本發明以紫菜為原料，經浸提后采用沉淀法除去蛋白質和多糖，利用陽離子交換樹脂除鹽與純化牛磺酸，再用乙醇結晶制得天然牛磺酸。與現有提取方法相比，從紫菜中提取天然牛磺酸具有以下優點(I)紫菜除含蛋白質、不飽和脂肪酸、維生素和礦物質外，還含有豐富的牛磺酸，含量超過干藻體質量的1.2%，為生物提取牛磺酸提供了新的有價值的原料來源；較生物提取牛磺酸常用的軟體類海產品生長周期短、繁殖量大、價格相對低廉、存儲時間久，有利于實際應用與產品開發；(2)紫菜粉碎程度高，浸提充分，可省略超聲、超濾步驟，設備簡單，操作容易；(3)本方法操作簡單，工業化程度高，生產條件容易控制，生產成本低，得到的天然紫菜牛磺酸安全無毒。
具體實施例方式實施例I將紫菜粉碎制成粉末，過200目篩，稱取25g，按料液比I : 40加入浸提液0. 02mol/L HC1，80°C水浴10h，用濾布過濾。用HCl調濾液pH至3，沉淀蛋白質，離心，取上清液。再用NaOH將pH調到10，沉淀蛋白質，離心，取上清液。上清液中有牛磺酸470 yg/ml。用旋轉蒸發器將樣液濃縮至原液體積的1/3，過0.45 微孔膜，待用。將濃縮后的紫菜樣品溶液調節至PH 4. 5，在常溫常壓下用陽離子交換樹脂除鹽純化，用去離子水洗脫。收集牛磺酸溶液。將收集的牛磺酸溶液置于4°C冰箱中2h，待少量牛磺酸晶體析出后，收集上清液再加入3倍體積無水乙醇，牛磺酸晶體析出量為0. 21g。實施例2將紫菜粉碎制成粉末，過140目篩，稱取25g，按料液比I : 45加入蒸餾水，80°C水浴8h，用濾布過濾。濾液經酸堿沉淀后離心，上清液中有牛磺酸400 ii g/ml。將濃縮至原液1/4體積的紫菜樣液調節pH至4. 8，在常溫常壓下用陽離子交換樹脂除鹽純化。分離純化及結晶步驟同實施例I。牛磺酸晶體析出量為0. 18g。實施例3將紫菜粉碎制成粉末，過140目篩，稱取25g，按料液比I : 40加入蒸餾水，80°C水浴6h，用紗布過濾；濾渣按料液比I : 20繼續加入蒸餾水浸提6h，用濾布過濾。合并濾液，濾液經酸堿沉淀后離心，上清液中有牛磺酸290 u g/ml。將濃縮至原液1/5體積的紫菜樣液調節PH至4. 8，在常溫常壓下用陽離子交換樹脂除鹽純化。分離純化及結晶步驟同實施例I。牛磺酸晶體析出量為0. 20g。實施例4將紫菜粉碎制成粉末，過140目篩，稱取25g，按料液比I : 40加入浸提液 0. 02mol/L HC1，80°C水浴6h，用濾布過濾；濾渣按料液比I : 20繼續加入0. 02mol/L HCl浸提6h,用濾布過濾。合并濾液,濾液經酸堿沉淀后離心,上清液中有牛磺酸320 ii g/ml o將濃縮至原液1/5體積的紫菜樣液調節pH至4. 5，在常溫常壓下用陽離子交換樹脂除鹽純化。收集牛磺酸溶液。將收集的牛磺酸溶液置于4°C冰箱中2h，即有少量牛磺酸晶體析出，收集上清液再加入4倍體積無水乙醇，牛磺酸晶體析出量為0. 23g。以上詳細說明了本發明的實施方式，但這只是為了便于理解而舉的實例，不應被視為是對本發明范圍的限制。同樣，任何所屬技術領域的技術人員均可根據本發明的技術方案及其較佳實施例的描述，做出各種可能的等同改變或替換，但所有這些改變或替換都應屬于本發明的權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種以紫菜為原料制備牛磺酸的方法，其特征在于(1)原料預處理將紫菜粉碎制成粉末，過100 200目篩，按料液比I: 35 I : 45 比例加入浸提液(蒸餾水或O. 01 O. 50mol/L HCl)，80°C水浴浸提2 IOh后，用紗布過濾。濾渣以I : 15 I : 25比例加入浸提液繼續浸提I 2次，溫度、時間同前，濾布過濾后合并濾液；(2)沉淀法除大分子用HCl調濾液pH至3，沉淀蛋白質，離心，取上清液。再用NaOH 將pH調到10，沉淀蛋白質，離心，取上清液；(3)濃縮用旋轉蒸發器將樣液濃縮至原液體積的1/5 1/3，過O.45 μ m微孔膜，待用；(4)分離純化將濃縮后的紫菜樣液調節至pH4. 5 pH 4. 8，在常溫常壓下用陽離子交換樹脂除鹽純化，用去離子水洗脫，收集牛磺酸洗脫液；(5)結晶將收集的牛磺酸洗脫液置于4°C冰箱中2 6h，待少量牛磺酸晶體析出后， 收集上清液再加入3 5倍體積無水乙醇，得大量牛磺酸晶體析出。
2.根據權利要求I所述的制備工藝，所用紫菜原料為壇紫菜(Porphyrahaitanensis) 或條斑紫菜(Porphyra yezoensis veda)。
全文摘要
本發明涉及一種從紫菜中提取天然牛磺酸的方法，屬于海產品深加工技術領域。其特征是以紫菜為主要原料，經浸提后采用沉淀法除去蛋白質和多糖，利用陽離子交換樹脂除鹽與純化牛磺酸，再用乙醇結晶制得天然牛磺酸。本發明獲取的天然牛磺酸安全無毒，提取方法簡單易行，對設備要求低，牛磺酸得率為0.60～0.92g/100g。
文檔編號C07C303/44GK102702038SQ20121019736
公開日2012年10月3日 申請日期2012年6月15日 優先權日2012年6月15日
發明者張婷, 韓永斌, 顧振新 申請人:南京農業大學