CN103342668A - 一种从鲍鱼内脏中提取天然牛磺酸的简易方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种从鲍鱼内脏中提取天然牛磺酸的简易方法。其特征在于，它包括：原料预处理：往鲍鱼内脏中加入2倍重量体积比的水，于高温下蒸煮，收集汤汁；活性炭处理：将所述汤汁在室温下经过活性炭柱得到流出液；乙醇除杂，离心得到沉淀物和上清液；上清液浓缩得到浓缩液；往浓缩液中加入无水乙醇后置于4℃静置，离心取沉淀，将沉淀用热水溶解后加入活性炭搅拌，抽滤除去活性炭，得到滤液；结晶得牛磺酸晶体；还可以根据需要进行一次或多次重结晶的步骤。本发明工艺简单、提取成本低、提取率高、节能环保。采用本发明的方法，可有效利用鲍鱼加工副产物，提高海洋资源利用率。方法中用到的乙醇可以回收利用，有利于产业化生产。

Description

一种从鲍鱼内脏中提取天然牛磺酸的简易方法

技术领域

本发明涉及海洋产品加工领域，更具体涉及一种从鲍鱼内脏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，化学名为2﹣氨基乙磺酸，是人体所必需的营养素。研究表明，牛磺酸有增加细胞抗氧化、抗自由基损伤及抗病毒侵害的能力。它是良好的护肝剂，具有增加视力、促进大脑发育、解除疲劳、降低胆固醇、消炎、镇痛的作用，同时具有一定抗肿瘤活性。牛磺酸广泛添加于婴幼儿和老年人食品。随着人们生活水平的不断提高和对牛磺酸功能的逐渐认识，牛磺酸生产的市场潜力巨大，经济效益十分可观。

目前，牛磺酸的生产方法主要有人工合成法和生物提取法。人工合成法具有原料毒性大、工艺操作复杂、生产设备投资高、环境污染等问题。利用海洋产品加工副产物提取牛磺酸，不仅原料来源安全，还可提高海洋资源的利用率，减少环境污染。但是，由于生产工艺的原因，目前国际市场上天然提取的牛磺酸价格远高于化学合成品，因此，建立高效简便的天然牛磺酸生产工艺将具有巨大的社会效益和良好的经济效益。

目前，国内大多采用离子交换法提取天然牛磺酸。这个工艺需要大规模的设备，成本较高。而且离子交换树脂再生需要大量的酸和碱，对环境的污染大。因此，急需探索一种简易、成本低、节能环保的提取方法。

据中国渔业年鉴统计数据，2011年全国鲍鱼产量约76786吨，鲍鱼的年产量逐年增加。鲍鱼在加工过程中，鲍鱼内脏作为加工下脚料会被舍弃。而鲍鱼内脏中富含牛磺酸，以鲍鱼加工后的废弃内脏为原料提取天然牛磺酸，能大大减少生产成本，有效提高水产品加工副产物的附加值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从鲍鱼内脏中提取天然牛磺酸的简易方法。其特征在于，它包括以下步骤：

原料预处理：往鲍鱼内脏中加入2倍重量体积比的水，于高温下蒸煮，收集汤汁； 

活性炭处理：所述汤汁在室温下经过活性炭柱得到流出液，用于牛磺酸制备；

乙醇除杂：向所述流出液中添加乙醇，离心得到沉淀物和上清液，优选添加浓度为95 %以上的乙醇至终浓度为60～80 %（v/v）；

将上清液浓缩得到浓缩液； 

往所述浓缩液中加入4～6倍体积无水乙醇后置于4 ℃静置12 h以上，离心取沉淀，往沉淀中加入4～5倍重量体积比的70-80 ℃热水，溶解后加入活性炭搅拌，抽滤除去活性炭，得到滤液；所述活性炭加入量为沉淀重量(湿重)的20 ~ 30%，处理方式为80 ℃搅拌30min。

结晶：往所述滤液中加入3倍体积的无水乙醇后立即抽滤除杂，滤液置于4 ℃静置结晶24 h以上，经抽滤后将固形物烘干即得牛磺酸晶体。

本发明的方法还可以包括重结晶的步骤，具体为往所述牛磺酸晶体中加入2～5倍重量体积比的70-80 ℃热水，溶解后加入3～4倍体积无水乙醇后置于4 ℃静置结晶24 h以上，经抽滤后将固形物烘干即得高纯度的牛磺酸晶体；任选的，可以重复一次以上重结晶步骤。        

所述高温蒸煮温度为80-100 ℃，蒸煮时间为40-60 min，优选100 ℃下蒸煮40 min。

所述活性炭处理为将所述汤汁在室温下经过活性炭柱得到流出液，流速为10 mL/min。

所述乙醇除杂为往所述流出液中添加乙醇至终浓度为60～80 %（v/v）后，室温放置2～4天，2000g离心20min，得到沉淀物和上清液；任选的，可以重复将沉淀物进行2～3次乙醇除杂操作以提高牛磺酸得率。

所述浓缩采用所述上清液用常压浓缩或减压浓缩法浓缩至可溶性固形物含量为40～60%，浓缩过程中，优先采用减压浓缩法浓缩，加热温度保持在70～80℃，真空度保持在-0.1~0.09 Mpa。

本发明还保护根据本发明方法制备得到的牛磺酸。

本发明的方法中：

鲍鱼内脏里面含有很多色素和多糖，活性炭柱可以去除一部分色素、多糖等杂质； 

乙醇除杂，除掉蛋白质、盐类和一部分多糖；

鲍鱼内脏里面含有很多多糖和色素，往所述浓缩液中加入4～6倍体积无水乙醇后置于4 ℃静置12 h以上，离心取沉淀，往沉淀中加入4～5倍重量体积比的70-80 ℃热水，溶解后加入活性炭搅拌，抽滤除去活性炭，得到滤液，往滤液中加入3倍体积的无水乙醇后立即抽滤除杂；所述活性炭加入量为沉淀重量(湿重)的20% ~ 30%，处理方式为80 ℃搅拌30min，可除掉大部分多糖和色素； 

结晶和/或重结晶，除掉其他游离氨基酸，比如甘氨酸、谷氨酸、天门冬氨酸、丙氨酸。还除掉剩余的多糖和色素。

本发明可以从鲍鱼内脏中提取天然牛磺酸。该提取工艺简单、提取成本低、提取率高、节能环保。

采用上述技术方案后，可有效利用水产品加工副产物，提高海洋资源利用率。

本发明最突出的优点是工艺简单，不需要复杂的设备投入，只需要很简易的设备；本发明只需要用到乙醇，而且乙醇可以回收利用，生产成本低，更有利于产业化。本发明结晶一次可得到纯度为96%的牛磺酸，进一步重结晶可以达到98%以上的纯度。

附图说明

图1是牛磺酸标准品的HPLC检测图；

图2是纯度为95.7%的牛磺酸晶体HPLC检测图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1：从鲍鱼内脏中提取天然牛磺酸的方法

（1）原料预处理：往1 kg 鲍鱼内脏中加入2 L水，于100℃下蒸煮60 min，收集汤汁1.4 L； 

（2）活性炭处理：将所述汤汁1.4 L在室温下经过活性炭柱得到流出液1.3 L，流速为10 mL/min；

（3）乙醇除杂：向1.3 L流出液中添加4 L 95 % 乙醇，在室温下放置4天，2000g离心20min，得到沉淀物和上清液；

（4）浓缩：上清液用减压浓缩法浓缩至约50 mL，可溶性固形物含量为51 %。减压浓缩过程中，温度保持在70~80℃，真空度保持在-0.1~0.09 Mpa；

（5）往浓缩液中加入250 mL无水乙醇后置于4 ℃静置12 h，2000g离心20min，得沉淀20 g（湿重），往沉淀中加入100 mL 80 ℃热水，溶解后加入5 g活性炭80℃搅拌30min，抽滤除去活性炭，得到滤液；

（6）结晶：往滤液中加入3倍体积的无水乙醇后立即抽滤除杂，滤液置于4 ℃静置结晶24 h以上，经抽滤后将固形物烘干即得纯度为95.7%的牛磺酸1.15 g。

纯度用HPLC检测：色谱柱：Discovery C18  流动相：甲醇-0.05mol/L 乙酸钠缓冲液（pH 5.3）(50:50)   流速：1 mL/min   进样量：20 μL  检测波长：330 nm 柱温：室温。

图2是牛磺酸晶体的HPLC检测图；图1是牛磺酸标准品（Sigma公司）的HPLC检测图。从图中可以看出：图1中牛磺酸标准品的出峰时间为5.796 min，图2中牛磺酸的出峰时间为5.741 min，并且图2没有杂峰，说明得到的晶体是高纯度的牛磺酸。

实施例2：从鲍鱼内脏中提取天然牛磺酸的方法

（1）原料预处理：往960 g 鲍鱼内脏中加入2 L水，于100℃下蒸煮40 min，收集汤汁1.5 L； 

（2）活性炭处理：将所述汤汁1. 5 L在室温下经过活性炭柱得到流出液1.35 L，流速为10 mL/min；

（3）乙醇除杂：向1.35 L流出液中添加4 L 95 % 乙醇，在室温下放置3天，2000g离心20min，得到沉淀物和上清液；

（4）浓缩：上清液用减压浓缩法浓缩至约50 mL，可溶性固形物含量为46 %。减压浓缩过程中，温度保持在70~80℃，真空度保持在-0.1~0.09 Mpa；

（5）往浓缩液中加入200 mL无水乙醇后置于4 ℃静置12 h，2000g离心20min，得沉淀18 g（湿重），往沉淀中加入80 mL 80 ℃热水，溶解后加入4 g活性炭80℃搅拌30min，抽滤除去活性炭，得到滤液；

（6）结晶：往滤液中加入3倍体积的无水乙醇后立即抽滤除杂，滤液置于4 ℃静置结晶24 h以上，经抽滤后将固形物烘干即得纯度为93.43%的牛磺酸1.09 g。

纯度用HPLC检测：色谱柱：Discovery C18  流动相：甲醇-0.05mol/L乙酸钠缓冲液（pH 5.3）(50:50)  流速：1 mL/min  进样量：20 μL  检测波长：330 nm 柱温：室温。

实施例3：从鲍鱼内脏中提取天然牛磺酸的方法

（1）原料预处理：往2 kg 鲍鱼内脏中加入4 L水，于80℃下蒸煮60 min，收集汤汁3.2 L； 

（2）活性炭处理：将所述汤汁3.2 L在室温下经过活性炭柱得到流出液3 L，流速为10 mL/min；

（3）乙醇除杂：向3 L流出液中添加9 L 95 % 乙醇，在室温下放置3天，2000g离心20min，得到沉淀物和上清液；

（4）浓缩：上清液用减压浓缩法浓缩至约100 mL，可溶性固形物含量为48 %。减压浓缩过程中，温度保持在70~80℃，真空度保持在-0.1~0.09 Mpa；

（5）往浓缩液中加入600 mL无水乙醇后置于4 ℃静置12 h，2000g离心20min，得沉淀43 g（湿重），往沉淀中加入200 mL 80 ℃热水，溶解后加入10 g活性炭80℃搅拌30min，抽滤除去活性炭，得到滤液；

（6）结晶：往滤液中加入3倍体积的无水乙醇后立即抽滤除杂，滤液置于4 ℃静置结晶24 h以上，经抽滤后将固形物烘干即得纯度为94.8%的牛磺酸2.41 g；

（7）重结晶：往烘干的牛磺酸2.5 g中加入10mL 80 ℃的热水，溶解后加入30 mL无水乙醇后置于4 ℃静置结晶24 h以上，经抽滤后将固形物烘干即得纯度为98.5%的牛磺酸晶体0.99 g。

纯度用HPLC检测：色谱柱：Discovery C18  流动相：甲醇-0.05mol/L 乙酸钠缓冲液（pH 5.3）(50:50)   流速：1mL/min   进样量：20μL  检测波长：330nm 柱温：室温。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (8)

1.一种从鲍鱼内脏中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于，它包括以下步骤：

原料预处理：往鲍鱼内脏中加入2倍重量体积比的水，于高温下蒸煮，收集汤汁； 

活性炭处理：所述汤汁在室温下经过活性炭柱得到流出液，用于牛磺酸制备；

乙醇除杂：向所述流出液中添加乙醇，离心得到沉淀物和上清液，优选添加浓度为95 %以上的乙醇至终浓度为60～80 %（v/v）；

将上清液浓缩得到浓缩液； 

往所述浓缩液中加入4～6倍体积无水乙醇后置于4 ℃静置12 h以上，离心取沉淀，往沉淀中加入4～5倍重量体积比的70-80 ℃热水，溶解后加入活性炭搅拌，抽滤除去活性炭，得到滤液；

结晶：往所述滤液中加入3倍体积的无水乙醇后立即抽滤除杂，滤液置于4 ℃静置结晶24 h以上，经抽滤后将固形物烘干即得牛磺酸晶体。

2.权利要求1从鲍鱼内脏中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于，还包括重结晶的步骤，具体为往所述牛磺酸晶体中加入2～5倍重量体积比的70-80 ℃热水，溶解后加入3～4倍体积无水乙醇后置于4 ℃静置结晶24 h以上，经抽滤后将固形物烘干即得高纯度的牛磺酸晶体；任选的，可以重复一次以上重结晶步骤。

3.权利要求1或2的从鲍鱼内脏中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于，所述高温蒸煮温度为80-100 ℃，蒸煮时间为40-60 min，优选100 ℃下蒸煮40 min。

4.权利要求1或2的从鲍鱼内脏中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于，所述活性炭处理为将所述汤汁在室温下经过活性炭柱得到流出液，流速为10 mL/min。

5.权利要求1或2的从鲍鱼内脏中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于，所述乙醇除杂为往所述流出液中添加乙醇至终浓度为60～80 %（v/v）后，室温放置2～4天，2000g离心20min，得到沉淀物和上清液；任选的，可以重复将沉淀物进行2～3次乙醇除杂操作以提高牛磺酸得率。

6.权利要求1或2的从鲍鱼内脏中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于，所述浓缩采用所述上清液用常压浓缩或减压浓缩法浓缩至可溶性固形物含量为40～60%，浓缩过程中，优先采用减压浓缩法浓缩，加热温度保持在70～80℃，真空度保持在-0.1~0.09 Mpa。

7.权利要求1或2的从鲍鱼内脏中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于，所述加入活性炭搅拌是加入所述沉淀湿重的20 ~ 30%，80℃搅拌30min。

8.权利要求1-7任一所述方法制备得到的牛磺酸。

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