CN102702038A - 一种从紫菜中提取天然牛磺酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从紫菜中提取天然牛磺酸的方法，属于海产品深加工技术领域。其特征是以紫菜为主要原料，经浸提后采用沉淀法除去蛋白质和多糖，利用阳离子交换树脂除盐与纯化牛磺酸，再用乙醇结晶制得天然牛磺酸。本发明获取的天然牛磺酸安全无毒，提取方法简单易行，对设备要求低，牛磺酸得率为0.60～0.92g/100g。

Description

一种从紫菜中提取天然牛磺酸的方法

一、技术领域

本发明涉及一种从紫菜中提取天然牛磺酸的方法，属于海产品深加工技术领域。

二、背景技术

牛磺酸，又名牛胆酸、牛胆碱、牛胆素、2-氨基乙磺酸，化学结构式为H₂N-CH₂-CH₂-SO₃H，具有维持视觉等功能。研究表明，牛磺酸是一种调节机体正常生理机能的生物活性物质，在中枢、消化、生殖和免疫等各大系统中均发挥重要的调节作用。随着人们对牛磺酸生物学功能的研究深入，牛磺酸制品逐渐被人们所认同，展现出广阔的市场前景。

目前，牛磺酸的生产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较高，但原料毒性大，易污染环境。生物提取法主要以牡蛎、鱿鱼、珠母贝等海产品为原料，通过酸碱沉淀、高温高压、蛋白酶或膜分离法去除蛋白等大分子，再经过离子层析柱除盐纯化，最后醇沉析出牛磺酸结晶。但这些海产品生长周期较长，来源少，不能满足市场需求。

紫菜除含蛋白质、不饱和脂肪酸、维生素和矿物质外，还含有丰富的牛磺酸，含量超过干藻体质量的1.2％，这为牛磺酸的制备提供了新的、有价值的原料来源。专利(公开号：CN 100554432C；申请号：201010134697.3)分别公开了一种从牡蛎和鱿鱼中提取制备牛磺酸的方法，但由于软体动物大部分属肌肉质，2种方法均需在原料匀浆后超声或酶解破碎细胞。专利(申请号：201010289360.X)公开了一种从紫菜中提取制备牛磺酸的方法，选用紫菜为原料，粉碎后过50～80目筛，与3～6倍体积水混合后，超声抽提，提取液经超滤除大分子物质，浓缩后的滤液通过柱层析分离纯化，用纯水、20％、40％、60％乙醇梯度洗脱。

本发明将紫菜粉碎制成粉末，过100～200目筛，按料液比1∶35～1∶45比例加入浸提液(蒸馏水或0.01～0.50mol/L HCl)，经浸提(滤渣可选择以1∶15～1∶25比例加入浸提液继续浸提，以提高利用率)后采用沉淀法除去蛋白质和多糖；利用阳离子交换树脂除盐与纯化牛磺酸，用去离子水洗脱；最后利用乙醇结晶制得天然牛磺酸。本发明与上述发明相比，有以下特点：(1)以紫菜为原料，其生长周期较软体类海产品短、繁殖量大、价格相对低廉、存储时间久，有利于实际应用和产品开发；(2)紫菜粉碎程度高，浸提充分，可省略超声破碎细胞的步骤；(3)浸提液选择0.01～0.50mol/L HCl，浸提的同时即可使酸性蛋白变性，简化后续的除杂工作；(4)层析柱分离纯化牛磺酸时，只需去离子水洗脱，根据电导率变化判定收集牛磺酸溶液。综上，本法所用仪器更加简单，操作更加简化。

三、发明内容

技术问题：

本发明目的在于克服现有生物提取牛磺酸所用的海产品生长周期较长，来源少，不能满足市场需求的弊端，提供一种从紫菜中提取天然牛磺酸的方法，为牛磺酸的生物提取提供新的、有价值的原料来源；简化现有提取技术的步骤，降低对仪器设备的要求，利于牛磺酸的大规模制备。

技术方案：

一种从紫菜中提取天然牛磺酸的方法是以条斑紫菜为原料，经浸提后采用沉淀法除去蛋白质和多糖，利用阳离子交换树脂除盐与纯化牛磺酸，再用乙醇结晶制得天然牛磺酸。其特征在于：

(1)原料预处理：将紫菜粉碎制成粉末，过100～200目筛，按料液比1∶35～1∶45比例加入浸提液(蒸馏水或0.01～0.50mol/L HCl)，80℃水浴浸提2～10h后，用滤布过滤。滤渣以1∶15～1∶25比例加入浸提液继续浸提1～2次，温度、时间同前，滤布过滤后合并滤液。

(2)沉淀法除大分子：用HCl调滤液pH至3，沉淀蛋白质，离心，取上清液。再用NaOH将pH调到10，沉淀蛋白质，离心，取上清液。

(3)浓缩：用旋转蒸发器将样液浓缩至原液体积的1/5～1/3，过0.45μm微孔膜，待用。

(4)分离纯化：将浓缩后的紫菜样液调节至pH 4.5～pH 4.8，在常温常压下用阳离子交换树脂除盐纯化，用去离子水洗脱，收集牛磺酸洗脱液。

(5)结晶：将收集的牛磺酸洗脱液置于4℃冰箱中2～6h，待少量牛磺酸晶体析出后，收集上清液再加入3～5倍体积无水乙醇，得大量牛磺酸晶体析出。

有益效果：

本发明以紫菜为原料，经浸提后采用沉淀法除去蛋白质和多糖，利用阳离子交换树脂除盐与纯化牛磺酸，再用乙醇结晶制得天然牛磺酸。与现有提取方法相比，从紫菜中提取天然牛磺酸具有以下优点：

(1)紫菜除含蛋白质、不饱和脂肪酸、维生素和矿物质外，还含有丰富的牛磺酸，含量超过干藻体质量的1.2％，为生物提取牛磺酸提供了新的有价值的原料来源；较生物提取牛磺酸常用的软体类海产品生长周期短、繁殖量大、价格相对低廉、存储时间久，有利于实际应用与产品开发；

(2)紫菜粉碎程度高，浸提充分，可省略超声、超滤步骤，设备简单，操作容易；

(3)本方法操作简单，工业化程度高，生产条件容易控制，生产成本低，得到的天然紫菜牛磺酸安全无毒。

四、具体实施方式

实施例1

将紫菜粉碎制成粉末，过200目筛，称取25g，按料液比1∶40加入浸提液0.02mol/L HCl，80℃水浴10h，用滤布过滤。用HCl调滤液pH至3，沉淀蛋白质，离心，取上清液。再用NaOH将pH调到10，沉淀蛋白质，离心，取上清液。上清液中有牛磺酸470μg/ml。用旋转蒸发器将样液浓缩至原液体积的1/3，过0.45μm微孔膜，待用。将浓缩后的紫菜样品溶液调节至pH 4.5，在常温常压下用阳离子交换树脂除盐纯化，用去离子水洗脱。收集牛磺酸溶液。将收集的牛磺酸溶液置于4℃冰箱中2h，待少量牛磺酸晶体析出后，收集上清液再加入3倍体积无水乙醇，牛磺酸晶体析出量为0.21g。

实施例2

将紫菜粉碎制成粉末，过140目筛，称取25g，按料液比1∶45加入蒸馏水，80℃水浴8h，用滤布过滤。滤液经酸碱沉淀后离心，上清液中有牛磺酸400μg/ml。将浓缩至原液1/4体积的紫菜样液调节pH至4.8，在常温常压下用阳离子交换树脂除盐纯化。分离纯化及结晶步骤同实施例1。牛磺酸晶体析出量为0.18g。

实施例3

将紫菜粉碎制成粉末，过140目筛，称取25g，按料液比1∶40加入蒸馏水，80℃水浴6h，用纱布过滤；滤渣按料液比1∶20继续加入蒸馏水浸提6h，用滤布过滤。合并滤液，滤液经酸碱沉淀后离心，上清液中有牛磺酸290μg/ml。将浓缩至原液1/5体积的紫菜样液调节pH至4.8，在常温常压下用阳离子交换树脂除盐纯化。分离纯化及结晶步骤同实施例1。牛磺酸晶体析出量为0.20g。

实施例4

将紫菜粉碎制成粉末，过140目筛，称取25g，按料液比1∶40加入浸提液0.02mol/L HCl，80℃水浴6h，用滤布过滤；滤渣按料液比1∶20继续加入0.02mol/L HCl浸提6h，用滤布过滤。合并滤液，滤液经酸碱沉淀后离心，上清液中有牛磺酸320μg/ml。将浓缩至原液1/5体积的紫菜样液调节pH至4.5，在常温常压下用阳离子交换树脂除盐纯化。收集牛磺酸溶液。将收集的牛磺酸溶液置于4℃冰箱中2h，即有少量牛磺酸晶体析出，收集上清液再加入4倍体积无水乙醇，牛磺酸晶体析出量为0.23g。

以上详细说明了本发明的实施方式，但这只是为了便于理解而举的实例，不应被视为是对本发明范围的限制。同样，任何所属技术领域的技术人员均可根据本发明的技术方案及其较佳实施例的描述，做出各种可能的等同改变或替换，但所有这些改变或替换都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种以紫菜为原料制备牛磺酸的方法，其特征在于：

(1)原料预处理：将紫菜粉碎制成粉末，过100～200目筛，按料液比1∶35～1∶45比例加入浸提液(蒸馏水或0.01～0.50mol/L HCl)，80℃水浴浸提2～10h后，用纱布过滤。滤渣以1∶15～1∶25比例加入浸提液继续浸提1～2次，温度、时间同前，滤布过滤后合并滤液；

(2)沉淀法除大分子：用HCl调滤液pH至3，沉淀蛋白质，离心，取上清液。再用NaOH将pH调到10，沉淀蛋白质，离心，取上清液；

(3)浓缩：用旋转蒸发器将样液浓缩至原液体积的1/5～1/3，过0.45μm微孔膜，待用；

(4)分离纯化：将浓缩后的紫菜样液调节至pH 4.5～pH 4.8，在常温常压下用阳离子交换树脂除盐纯化，用去离子水洗脱，收集牛磺酸洗脱液；

(5)结晶：将收集的牛磺酸洗脱液置于4℃冰箱中2～6h，待少量牛磺酸晶体析出后，收集上清液再加入3～5倍体积无水乙醇，得大量牛磺酸晶体析出。

2.根据权利要求1所述的制备工艺，所用紫菜原料为坛紫菜(Porphyra haitanensis)或条斑紫菜(Porphyra yezoensis veda)。