一种从紫菜中提取和制备牛磺酸的工艺
技术领域
本发明涉及一种海洋产品深加工技术领域,特别是一种从紫菜中提取和制备牛磺酸的工艺。
背景技术
紫菜作为一种传统食品和中药在我国已经有上千年的应用历史,《本草纲目》中记载“紫菜主治:热气烦塞咽喉,煮汁饮之,病瘿瘤脚气者,宜食之”。《中国海洋药物辞典》也有紫菜有“清凉泄热,软坚散结,利水消肿,补肾养心之功效”的记载。
紫菜除含有丰富的紫菜多糖、蛋白质、维生素A(胡萝卜素)、B、C、E、钙、碘、不饱和脂肪酸,如EPA和DHA等成分外,还富含牛磺酸等生理活性物质。
牛磺酸最初是从名贵中药“牛黄”中提取出来的,是牛黄的的重要成分之一,具有独特的药理及营养作用。同时牛磺酸还是人体必需的一种重要营养素,它对健康的好处首先体现在心脏上,可保护心肌、增强心脏功能,从而预防高血压、冠心病的发生。此外,牛磺酸还有助于促进视网膜和视力的发育,促进婴幼儿脑组织和智力发育;提高神经传导和视觉机能。在日常生活方面,牛磺酸最显著的作用就在于增强免疫力和抗疲劳。在各种肉类、猪肝和鸡肝等动物内脏以及一些海产品中,牛磺酸含量较高,尤其是紫菜中,其含量更加丰富。
目前,以紫菜或其加工后的废料为原料,制取高纯度牛磺酸产品的研究国内外尚未见报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提出了一种生产效率高、生产条件容易控制的从紫菜中提取和制备牛磺酸的工艺。
本发明要解决的技术问题是通过以下技术方案来实现的,一种从紫菜中提取和制备牛磺酸的工艺,其特点是:(1)、选用无污染、无霉变的紫菜为原料,经粉碎机粉碎,过50~80目筛,与3~6倍体积的水混合后,装入超声槽中进行超声抽提,超声功率为300~700W,超声方式为每5分钟超声1分钟,提取温度为50~60℃,提取时间5~7h;
(2)、提取液经泵加压后进入超滤膜分离系统进行分离,膜分离采用的条件为,进口压力0.40~0.50MPa,出口压力为0.08~0.12MPa,温度为42~47℃;
(3)、滤液经浓缩后,采用层析柱分离纯化,再用纯水、20%、40%、60%乙醇水溶液进行梯度洗脱,洗脱液经真空浓缩、干燥后得成品。
本发明要解决的技术问题还可以通过以下技术方案来进一步实现,步骤(3)中滤液浓缩至原体积的80~95%后,进行层析柱分离纯化。
本发明采用紫菜为原料,经超声波提取、膜分离、浓缩、柱层析等工艺,制得高纯度牛磺酸。与现有的化学合成技术相比,本发明紫菜中牛磺酸生产工艺及产品具有以下优点:(1)本发明所选用的工艺简单,安全可靠,生产效率高;(2)本发明所采用的生产条件容易控制,得到的产品杂质少,纯度高;(3)本发明工业化程度高,生产成本低,获得高纯度牛磺酸产品的同时还可得到高附加值紫菜蛋白和紫菜多糖副产物,可作为其它工业(如食品、饲料)的原料,增强企业的市场竞争力。
具体实施方式
一种从紫菜中提取和制备牛磺酸的工艺,(1)、选用无污染、无霉变的紫菜为原料,经粉碎机粉碎,过50~80目筛,与3~6倍体积的水混合后,装入超声槽中进行超声抽提,超声功率为300~700W,超声方式为每5分钟超声1分钟,提取温度为50~60℃,提取时间5~7h;
(2)、提取液经泵加压后进入超滤膜分离系统进行分离,膜分离采用的条件为,进口压力0.40~0.50MPa,出口压力为0.08~0.12MPa,温度为42~47℃;
(3)、滤液经浓缩至原体积的80~95%后,采用层析柱分离纯化,再用纯水、20%、40%、60%乙醇水溶液进行梯度洗脱,洗脱液经真空浓缩、干燥后得成品。
实施例1:
选择无污染、无霉变的紫菜1kg,经粉碎机粉碎,过筛,与水混合。把样品装入超声槽中进行超声抽提,超声功率为300W,超声方式为每5分钟超声1分钟,提取温度为50℃,提取时间5h。牛磺酸提取液经泵加压后进入超滤膜分离系统,牛磺酸透过板式膜流进透析液贮罐,而蛋白质、多糖和固体悬浮颗粒等杂质被截留。膜分离采用的条件为,进口压力0.40MPa,出口压力为0.08MPa,温度为42℃。滤液经浓缩后,采用层析柱分离纯化样品,用纯水、20%、40%、60%乙醇水溶液进行梯度洗脱,用氨基酸自动分析仪测定牛磺酸含量。牛磺酸洗脱液经真空浓缩和干燥后制得高纯度的产品6.8g(纯度98.4%)。
实施例2
选择无污染、无霉变的紫菜1kg,经粉碎机粉碎,过筛,与水混合。把样品装入超声槽中进行超声抽提,超生功率为700W,超声方式为每5分钟超声1分钟,提取温度为60℃,提取时间7h。牛磺酸提取液经泵加压后进入超滤膜分离系统,牛磺酸透过板式膜流进透析液贮罐,而蛋白质、多糖和固体悬浮颗粒等杂质被截留。膜分离采用的条件为,进口压力0.45MPa,出口压力为0.1MPa,温度为45℃。滤液经浓缩后,采用层析柱分离纯化样品,用纯水、20%、40%、60%乙醇水溶液进行梯度洗脱,用日立835-501型氨基酸自动分析仪测定牛磺酸含量。牛磺酸洗脱液经真空浓缩和干燥后制得高纯度的产品10.7g(纯度99.6%)。
实施例3
选择无污染、无霉变的紫菜1kg,经粉碎机粉碎,过筛,与水混合。把样品装入超声槽中进行超声抽提,超声功率为400W,超声方式为每5分钟超声1分钟,提取温度为55℃,提取时间6h。牛磺酸提取液经泵加压后进入超滤膜分离系统,牛磺酸透过板式膜流进透析液贮罐,而蛋白质、多糖和固体悬浮颗粒等杂质被截留。膜分离采用的条件为,进口压力0.5MPa,出口压力为0.12MPa,温度为47℃。滤液经浓缩后,采用层析柱分离纯化样品,用纯水、20%、40%、60%乙醇水溶液进行梯度洗脱,用氨基酸自动分析仪测定牛磺酸含量。牛磺酸洗脱液经真空浓缩和干燥后制得高纯度的产品7.8g(纯度99.2%)。
实施例4
选择无污染、无霉变的紫菜1kg,经粉碎机粉碎,过筛,与水混合。把样品装入超声槽中进行超声抽提,超声功率为500W,超声方式为每5分钟超声1分钟,提取温度为60℃,提取时间6h。牛磺酸提取液经泵加压后进入超滤膜分离系统,牛磺酸透过板式膜流进透析液贮罐,而蛋白质、多糖和固体悬浮颗粒等杂质被截留。膜分离采用的条件为,进口压力0.45MPa,出口压力为0.1MPa,温度为45℃。滤液经浓缩后,采用层析柱分离纯化样品,用纯水、20%、40%、60%乙醇水溶液进行梯度洗脱,用氨基酸自动分析仪测定牛磺酸含量。牛磺酸洗脱液经真空浓缩和干燥后制得高纯度的产品8.4g(纯度99.1%)。
实施例5
选择无污染、无霉变的紫菜废料1kg,经粉碎机粉碎,过筛,与水混合。把样品装入超声槽中进行超声抽提,超声功率为300W,超声方式为每5分钟超声1分钟,提取温度为50℃,提取时间5h。牛磺酸提取液经泵加压后进入超滤膜分离系统,牛磺酸透过板式膜流进透析液贮罐,而蛋白质、多糖和固体悬浮颗粒等杂质被截留。膜分离采用的条件为,进口压力0.45MPa,出口压力为0.1MPa,温度为45℃。滤液经浓缩后,采用层析柱分离纯化样品,用纯水、20%、40%、60%乙醇水溶液进行梯度洗脱,用氨基酸自动分析仪测定牛磺酸含量。牛磺酸洗脱液经真空浓缩和干燥后制得高纯度的产品4.5g(纯度98.8%)。
实施例6
选择无污染、无霉变的紫菜废料1kg,经粉碎机粉碎,过筛,与水混合。把样品装入超声槽中进行超声抽提,超声功率为700W,超声方式为每5分钟超声1分钟,提取温度为60℃,提取时间7h。牛磺酸提取液经泵加压后进入超滤膜分离系统,牛磺酸透过板式膜流进透析液贮罐,而蛋白质、多糖和固体悬浮颗粒等杂质被截留。膜分离采用的条件为,进口压力0.45MPa,出口压力为0.1MPa,温度为45℃。滤液经浓缩后,采用层析柱分离纯化样品,用纯水、20%、40%、60%乙醇水溶液进行梯度洗脱,用氨基酸自动分析仪测定牛磺酸含量。牛磺酸洗脱液经真空浓缩和干燥后制得高纯度的产品7.1g(纯度99.2%)。