CN100999743A - 一种从牡蛎中提取天然牛磺酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从牡蛎中提取天然牛磺酸的方法，该方法依次设置了制备浆液、超声波－酶解破碎、灭酶过滤、浓缩、二级分离、活性炭处理、树脂吸附纯化、沉淀和结晶和干燥步骤；通过超声波－酶解破碎牡蛎肉的细胞膜的过程，由于超声波和蛋白酶的协同作用，使牡蛎肉的细胞膜在短时间内就能得到充分破碎，牛磺酸能从细胞内充分释放出来，所用破碎细胞的时间比单用蛋白酶破碎细胞缩短了5倍多，得到的牛磺酸结晶体超过单用蛋白酶破碎得到的牛磺酸结晶体二成多，这样就在工业化生产中就大大缩短了提取牛磺酸的时间，并且进一步提高了牛磺酸的产量，增进了工业化提取牛磺酸的效益。
Description
技术领域
本发明涉及提取牛磺酸的方法，尤其涉及一种从牡蛎中提取天然牛磺酸的方法。
背景技术
牛磺酸是一种含硫非蛋白质氨基酸，其化学名称为2-氨基乙磺酸，分子式为C2H7NO3S，又名牛胆素，是名贵药材牛磺的主要成份之一，其具有多种生理功能，能提高机体的免疫能力，促进机体的营养物质代谢，如促进糖代谢和糖原合成，参与胆碱的合成，降低血脂等，牛磺酸对细胞有保护作用，能促进婴幼儿的脑组织和智力发育，因此牛磺酸广泛应用于医药和食品领域，美国和日本为了保证婴幼儿的健康成长，早已规定婴幼儿的食品中必须添加牛磺酸，并且含量不得低于0.16mg/ml；牛磺酸对成年人具有抗疲劳、提神醒脑、调节血脂等功能。
牛磺酸多以游离形式存在于生物体的细胞内，在海洋动物的含量十分丰富，尤其是软体动物，其中珠母贝和牡蛎的含量特别丰富，是章鱼的含量的2～3倍，因此人们对从软体动物中提取牛磺酸进行了大量的研究。牛磺酸的工业生产主要有人工合成和天然提取二种方法，随着社会进步和质量标准的提高，许多国家规定在人用的食品和药品中，只能添加天然的牛磺酸，天然的牛磺酸的价格大大高于人工合成的牛磺酸；现有提取天然的牛磺酸的方法主要有水煮提取法、膜分离技术法、酶解法等；中国专利申请号为200610006591.9就公开了利用膜分离技术从章鱼下脚料中提取天然牛磺酸的方法，但其没有给出细胞破碎技术，而牛磺酸多以游离形式存在于生物体的细胞内，因此从动物中提取天然牛磺酸，对动物细胞的破碎水平就尤为重要，中国专利号为ZL01109816.3公开了一种从珍珠贝壳中提取天然牛磺酸的方法，该方法是一种酶解法，利用蛋白酶来破坏细胞膜，从而使细胞内的牛磺酸释放出来，但该方法酶解时间长，一般要经过6个小时左右的酶解作用，并且细胞膜的破碎也不是完全充分，也即牛磺酸的产量也不是很高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种从牡蛎中提取天然牛磺酸的方法，其具有提取时间短，牛磺酸的产量相对较高的优点。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种从牡蛎中提取天然牛磺酸的方法，包括下述步骤：
a、制备浆液：把牡蛎肉放入搅拌器，加入双蒸水，牡蛎肉和双蒸水的重量比为2∶15～25，搅拌成为匀浆液；
b、超声波-酶解破碎：把所述的匀浆液的pH值调至5.0～8.5，所述的匀浆液的温度控制在40℃～55℃，在所述的匀浆液加入蛋白酶，所述的蛋白酶的浓度控制在0.2％～0.8％，然后用功率为60W-80W的超声波处理所述的匀浆液，处理时间为15-25min，得到破碎液；由于超声波的物理能量作用，能使细胞膜破碎，同时超声波也能增强水溶液中酶的活性，经过这样处理使牡蛎肉的细胞膜在短时间内得到充分破碎，从而使牛磺酸从细胞内充分释放出来；
c、灭酶过滤：把所述的破神液的温度提高到90℃～100℃，保持10min后，用40目的过滤器进行过滤，滤渣和液体分离得到滤液；
d、浓缩：把所述的滤液置于旋转蒸发器上减压浓缩，得到浓缩液；
e、二级分离：在所述的浓缩液中加入5％的三氯乙酸进行第一次离心分离，得到第一上清液，所述的浓缩液与所述的三氯乙酸的重量比是5∶1，然后在所述的第一上清液中以重量比为1∶1的比例加入6％的CTAB进行第二次离心分离，得到第二上清液；经过二级分离能除去蛋白质和糖等物质；所述的CTAB的化学名为十六烷基三甲基季胺溴化物；
f、活性炭处理：把所述的第二上清液通过0.1％的活性炭过滤，得到除去色素和杂质的所述的第二上清液；
g、树脂吸附纯化：用离子交换吸附法吸附和纯化除去色素和杂质的所述的第二上清液，用蒸馏水洗脱，把氨基酸和牛磺酸分离开来，得到牛磺酸溶液；
h、沉淀：在所述的牛磺酸溶液中加入无水乙醇，加到乙醇的最终浓度为60％止，得到牛磺酸沉淀物；
i、结晶和干燥：将所述的牛磺酸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。
所述的蛋白酶可以为胰蛋白酶也可以为木瓜蛋白酶也可以为中性蛋白酶也可以为胃蛋白酶，各种的蛋白酶可以从市场上购买。
所述的蛋白酶优选取为胰蛋白酶。
在所述的制备浆液过程中，所述的牡蛎肉和双蒸水的重量比优选为2∶20。
在所述的超声波一酶解破碎过程中，所述的匀浆液的pH值优选为7.5，所述的匀浆液的温度优选为50℃，所述的蛋白酶的浓度优选为0.6％，所述的超声波的优选功率为70W，所述的处理时间优选为20min。
在所述的灭酶过滤过程中，在所述的滤渣中加入所述的双蒸水，然后重复进行所述的灭酶过滤过程，这样可以减少有效成份的浪费。
与现有技术相比，本发明的优点在于由于通过超声波-酶解破碎过程，通过超声波和蛋白酶的协同作用，使牡蛎肉的细胞膜在短时间内就能得到充分破碎，处理时间为15-25min，能使牛磺酸从细胞内充分释放出来，并且释放出来的牛磺酸的量相对较高；经过这样处理，所用破碎细胞的时间比单用蛋白酶破碎细胞缩短了5倍多，并且得到的牛磺酸结晶体超过单用蛋白酶破碎得到的牛磺酸结晶体二成多，在提取的牛磺酸的纯度上也有一定的提高，这样在工业化生产中就大大缩短了提取牛磺酸的时间，并且进一步提高了牛磺酸的产量，因此增进了工业化提取牛磺酸的效益。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种从牡蛎中提取天然牛磺酸的方法，包括下述步骤：
a、制备浆液：称取2500g的牡蛎肉，把牡蛎肉放入搅拌器，加入25000g的双蒸水，搅拌成为匀浆液；
b、超声波-酶解破碎：把匀浆液的pH值调至7.5，匀浆液的温度控制在50℃，在匀浆液加入胰蛋白酶，加到胰蛋白酶的浓度为0.6％时止，然后用功率为70W的超声波处理匀浆液，处理时间为20min，得到破碎液；超声波的物理能理作用，能使细胞膜破碎，同时超声波也能增强水溶液中酶的活性，经过这样处理使牡蛎肉的细胞膜在短时间内得到充分破碎，从而使牛磺酸从细胞内充分释放出来；
c、灭酶过滤：把破碎液的温度提高到95℃，保持10min后，用40目的过滤器进行过滤，滤渣和液体分离，得到滤液；滤渣中再加入双蒸水浸提，然后再重复灭酶过滤过程，得到滤液和滤渣，得到的滤渣再重复一次，合并所有的滤液；
d、浓缩：把滤液置于旋转蒸发器上减压浓缩，得到浓缩液；
e、二级分离：在浓缩液中加入5％的三氯乙酸，浓缩液与三氯乙酸的重量比为5∶1，在8000rpm/min下进行第一次离心分离，得到第一上清液，然后在第一上清液中加入6％的CTAB，第一上清液与CTAB的重量比为1∶1，在8000rpm/min下进行第二次离心分离，得到第二上清液；经过二级分离能除去蛋白质和糖等物质；
f、活性炭处理：把第二上清液经过浓度为0.1％的活性炭过滤，得到除去色素和杂质的第二上清液；
g、树脂吸附纯化：用离子交换吸附法吸附和纯化除去色素和杂质的第二上清液，用蒸馏水洗脱，把氨基酸和牛磺酸分离开来，得到牛磺酸溶液；
h、沉淀：在所述的牛磺酸溶液中加入无水乙醇，使乙醇最终浓度为60％，得到牛磺酸沉淀物；
i、结晶和干燥：将所述的牛磺酸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18.99克，纯度为98.6％。
实施例2
与实施例1基本相同，所不同的只是在超声波-酶解破碎过程中，匀浆液的pH值为5.0，匀浆液的温度控制在40℃，超声波的功率为60W，处理时间为25min，最后得到高纯度天然牛磺酸的白色结晶体18.67克，纯度为98.4％。
实施例3
与实施例1基本相同，所不同的只是在超声波-酶解破碎过程中，匀浆液的pH值为8.5，匀浆液的温度控制在60℃，超声波的功率为80W，处理时间为15min，最后得到高纯度天然牛磺酸的白色结晶体18.73克，纯度为98.3％。
实施例4
与实施例1基本相同，所不同的只是在制备浆液过程中，加入18800g的双蒸水，最后得到高纯度天然牛磺酸的白色结晶体18.54克，纯度为98.5％。
实施例5
与实施例1基本相同，所不同的只是在制备浆液过程中，加入31000g的双蒸水，最后得到高纯度天然牛磺酸的白色结晶体18.77克，纯度为98.6％。
对比例
与实施例1基本相同，所不同的只是把超声波-酶解破碎过程变为只有酶解过程，即为只是加入到胰蛋白酶的浓度为0.6％时止，不经过超声波处理，但酶解过程的时间为6小时，最后得到高纯度天然牛磺酸的白色结晶体15.01克，纯度为96.2％。
Claims (6)
1、一种从牡蛎中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于包括下述步骤：
a、制备浆液：把牡蛎肉放入搅拌器，加入双蒸水，牡蛎肉和双蒸水的重量比为2∶15～25，搅拌成为匀浆液；
b、超声波-酶解破碎：把所述的匀浆液的pH值调至5.0～8.5，所述的匀浆液的温度控制在40℃～55℃，在所述的匀浆液加入蛋白酶，所述的蛋白酶的浓度控制在0.2％～0.8％，然后用功率为60W-80W的超声波处理所述的匀浆液，处理时间为15-25min，得到破碎液；
c、灭酶过滤：把所述的破碎液的温度提高到90℃～100℃，保持10min后，用40目的过滤器进行过滤，滤渣和液体分离得到滤液；
d、浓缩：把所述的滤液置于旋转蒸发器上减压浓缩，得到浓缩液；
e、二级分离：在所述的浓缩液中加入5％的三氯乙酸进行第一次离心分离，得到第一上清液，所述的浓缩液与所述的三氯乙酸的重量比是5∶1，然后在所述的第一上清液中以重量比为1∶1的比例加入6％的CTAB，进行第二次离心分离，得到第二上清液；
f、活性炭处理：把所述的第二上清液通过0.1％的活性炭过滤，得到除去色素和杂质的所述的第二上清液；
g、树脂吸附纯化：用离子交换吸附法吸附和纯化除去色素和杂质的所述的第二上清液，用蒸馏水洗脱，得到牛磺酸溶液；
h、沉淀：在所述的牛磺酸溶液中加入无水乙醇，加到乙醇的最终浓度为60％，得到牛磺酸沉淀物；
i、结晶和干燥：将所述的牛磺酸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。
2、如权利要求1所述的一种从牡蛎中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于所述的蛋白酶为胰蛋白酶或为木瓜蛋白酶或为中性蛋白酶或为胃蛋白酶。
3、如权利要求2所述的一种从牡蛎中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于所述的蛋白酶优选取为胰蛋白酶。
4、如权利要求1所述的一种从牡蛎中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于在所述的制备浆液过程中，所述的牡蛎肉和双蒸水的重量比优选为2∶20。
5、如权利要求1所述的一种从牡蛎中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于在所述的超声波一酶解破碎过程中，所述的匀浆液的pH值优选为7.5，所述的匀浆液的温度优选为50℃，所述的蛋白酶的浓度优选为0.6％，所述的超声波的优选功率为70W，所述的破碎处理时间优选为20min。
6、如权利要求1所述的一种从牡蛎中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于在所述的灭酶过滤过程中，在所述的滤渣中加入所述的双蒸水，然后重复进行所述的灭酶过滤过程。
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