CN105523966A - 一种从扇贝边中提取牛磺酸的方法 - Google Patents

一种从扇贝边中提取牛磺酸的方法 Download PDF

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    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
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Abstract

本发明提供一种从扇贝边中提取牛磺酸的方法，该方法通过采用扇贝边下脚料为原料，洗净匀浆，超声酶解，灭酶脱色，浓缩冷却结晶即可得到牛磺酸。本发明以超声波破碎结合分步酶解的方法，制备得到牛磺酸，超声波在提取溶剂中产生的空化效应和机械作用一方面可有效地破碎细胞，使有效成分呈游离状态并溶入提取溶剂中，另一方面可加速提取溶剂的分子运动，使得提取溶剂和牛磺酸分子快速接触，相互溶合、混合，利于牛磺酸溶出，提高提取率。本反应条件温和，原料来源广，成本低，操作简单，可应用于工业化生产，具有很高的经济价值。

Description

一种从扇贝边中提取牛磺酸的方法
技术领域
本发明涉及一种提取牛磺酸的方法，具体涉及一种从扇贝边中提取牛磺酸的方法。
背景技术
牛磺酸(Taurine，NH2CH2CH2SO3H)，化学名为2-氨基乙磺酸，具有促进大脑发育、增强视力、调节神经传导、促进吸收、消化脂肪、参与胆汁酸盐的代谢等多种重要的生理作用，对心脏、肝脏、内分泌机能也具有生理功能。随着人们对牛磺酸生理作用研究的不断深入，牛磺酸的应用也越来越广泛。作为营养强化剂，牛磺酸在食品(如牛奶、奶粉、饮料)和营养保健品中被广泛使用。
目前,国内外市场上使用的牛磺酸有化学合成的牛磺酸和天然牛磺酸,其中多为化学合成法生产，虽然合成法牛磺酸价格低廉,但存在原料毒性大，工艺操作复杂，环境污染等问题，随着人民生活水平的提高和绿色化学的进展，人们越来越提倡使用天然提取的牛磺酸。
天然牛磺酸普遍存在于动物各组织细胞液中，海洋动物(如牡蛎、海虾、章鱼)中含有较多的牛磺酸；哺乳类动物的心、脑和肺等器官，特别是神经、肌肉、腺体等可兴奋的组织内均含有丰富的牛磺酸。因此，从天然产物中提取牛磺酸具有很大的应用前景，但是由于提取产率的限制，使得从天然产物中提取牛磺酸的成本过高，寻找牛磺酸含量高的天然产物并探求最佳提取工艺是当前研究的热点。扇贝边是扇贝丁加工过程中的下脚料，内含丰富的蛋白质与微量元素，扇贝边的酶解液氨基酸组成齐全，其中必需氨基酸的含量达45.74％，因此扇贝边具有极大的开发价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种从扇贝边中提取牛磺酸的方法，以扇贝边下脚料为原料，使用不同的蛋白酶并结合分步酶解的方法，提取制备牛磺酸。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种从扇贝边中提取牛磺酸的方法，包括如下步骤：
(1)将扇贝边下脚料洗净，称重，以固液比为1:2～4加入去离子水，放入搅拌器中匀浆，直至浆糊状，然后超声5～30min备用；
(2)超声后，倒入到酶解罐中，调节匀浆液pH，以扇贝边下脚料重量为标准，加入一定量的木瓜蛋白酶，加热反应酶解；再次调节匀浆液pH，以扇贝边下脚料重量为标准，加入一定量的碱性蛋白酶，恒温反应酶解；
(3)酶解完成后，将酶解液置于恒温水浴中95～100℃灭酶15～20min，得酶解液，调节pH为6.5～7.2，在酶解液中加入活性炭，保温95～100℃，不断搅拌30～45min，冷却至4～5℃，过滤，收集滤液，将滤液浓缩、冷藏结晶，即得牛磺酸。
优选的，所述步骤(2)中以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝3％～6％的木瓜蛋白酶。
优选的，所述步骤(2)中加入木瓜蛋白酶时pH调节至4.5～5.5。
优选的，所述步骤(2)中加入木瓜蛋白酶后温度升高至40～60℃。
优选的，所述步骤(2)中加入木瓜蛋白酶后保温酶解4～6h。
优选的，所述步骤(2)中以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝5％～8％的碱性蛋白酶。
优选的，所述步骤(2)中加入碱性蛋白酶时pH调节至8.0～9.0。
优选的，所述步骤(2)中加入碱性蛋白酶后保温酶解5～7h。
优选的，所述步骤(3)中以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝2％～4％的活性炭。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明以扇贝边下脚料为原料，超声波破碎结合分步酶解的方法，制备得到牛磺酸。超声波在提取溶剂中产生的空化效应和机械作用一方面可有效地破碎细胞，使有效成分呈游离状态并溶入提取溶剂中，另一方面可加速提取溶剂的分子运动，使得提取溶剂和牛磺酸分子快速接触，相互溶合、混合，利于牛磺酸溶出，提高提取率。反应条件温和，原料来源广，成本低，操作简单，可应用于工业化生产，具有很高的经济价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步地说明。
实施例1
(1)将扇贝边下脚料洗净，称重，以固液比为1∶2的比例加入去离子水，放入搅拌器中匀浆，直至浆糊状，然后超声5min，备用；
(2)超声后，倒入到酶解罐中，调节匀浆液pH至4.5，以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝3％的木瓜蛋白酶，加热至40℃，不断搅动，反应4h；然后调节匀浆液pH至8.0，以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝5％碱性蛋白酶，恒温40℃，不断搅动，反应5h；
(3)酶解完成后，将酶解液置于恒温水浴中95℃灭酶20min，得酶解液，调节pH为6.5，在酶解液中加入w＝2％活性炭，置水浴锅中保温95℃，不断搅拌30min，冷却至4℃，倒入布氏漏斗过滤，收集滤液，将滤液浓缩、冷藏结晶，即得牛磺酸。
实施例2
(1)将扇贝边下脚料洗净，称重，以固液比为1∶2.5的比例加入去离子水，放入搅拌器中匀浆，直至浆糊状，然后超声10min，备用；
(2)超声后，倒入到酶解罐中，调节匀浆液pH至4.8，以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝3.5％的木瓜蛋白酶，加热至45℃，不断搅动，反应4.5h；然后调节匀浆液pH至8.5，以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝5.5％碱性蛋白酶，恒温45℃，不断搅动，反应5.5h；
(3)酶解完成后，将酶解液置于恒温水浴中96℃灭酶15min，得酶解液，调节pH为6.8，在酶解液中加入w＝2.5％活性炭，置水浴锅中保温96℃，不断搅拌40min，冷却至5℃，倒入布氏漏斗过滤，收集滤液，将滤液浓缩、冷藏结晶，即得牛磺酸。
实施例3
(1)将扇贝边下脚料洗净，称重，以固液比为1∶3的比例加入去离子水，放入搅拌器中匀浆，直至浆糊状，然后超声15min，备用；
(2)超声后，倒入到酶解罐中，调节匀浆液pH至5，以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝4％的木瓜蛋白酶，加热至50℃，不断搅动，反应5h；然后调节匀浆液pH至8.8，以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝6％碱性蛋白酶，恒温50℃，不断搅动，反应6h；
(3)酶解完成后，将酶解液置于恒温水浴中100℃灭酶15min，得酶解液，调节pH为7，在酶解液中加入w＝3％活性炭，置水浴锅中保温100℃，不断搅拌45min，冷却至4℃，倒入布氏漏斗过滤，收集滤液，将滤液浓缩、冷藏结晶，即得牛磺酸。
实施例4
(1)将扇贝边下脚料洗净，称重，以固液比为1∶3.5的比例加入去离子水，放入搅拌器中匀浆，直至浆糊状，然后超声20min，备用；
(2)超声后，倒入到酶解罐中，调节匀浆液pH至5.2，以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝4.5％的木瓜蛋白酶，加热至55℃，不断搅动，反应5.5h；然后调节匀浆液pH至9.0，以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝6.5％碱性蛋白酶，恒温55℃，不断搅动，反应6.5h；
(3)酶解完成后，将酶解液置于恒温水浴中98℃灭酶20min，得酶解液，调节pH为7.2，在酶解液中加入w＝3.5％活性炭，置水浴锅中保温98℃，不断搅拌38min，冷却至4℃，倒入布氏漏斗过滤，收集滤液，将滤液浓缩、冷藏结晶，即得牛磺酸。
实施例5
(1)将扇贝边下脚料洗净，称重，以固液比为1∶4的比例加入去离子水，放入搅拌器中匀浆，直至浆糊状，然后超声25min，备用；
(2)超声后，倒入到酶解罐中，调节匀浆液pH至5.5，以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝5％的木瓜蛋白酶，加热至58℃，不断搅动，反应6h；然后调节匀浆液pH至8.5，以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝7％碱性蛋白酶，恒温58℃，不断搅动，反应7h；
(3)酶解完成后，将酶解液置于恒温水浴中100℃灭酶15min，得酶解液,调节pH为6.8，在酶解液中加入w＝4％活性炭，置水浴锅中保温100℃，不断搅拌40min，冷却至4℃，倒入布氏漏斗过滤，收集滤液，将滤液浓缩、冷藏结晶，即得牛磺酸。
实施例6
(1)将扇贝边下脚料洗净，称重，以固液比为1∶4的比例加入去离子水，放入搅拌器中匀浆，直至浆糊状，然后超声30min，备用；
(2)超声后，倒入到酶解罐中，调节匀浆液pH至5.5，以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝6％的木瓜蛋白酶，加热至60℃，不断搅动，反应6h；然后调节匀浆液pH至9.0，以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝8％碱性蛋白酶，恒温60℃，不断搅动，反应6.5h；
(3)酶解完成后，将酶解液置于恒温水浴中96℃灭酶20min，得酶解液，调节pH为7.2，在酶解液中加入w＝4％活性炭，置水浴锅中保温96℃，不断搅拌45min，冷却至5℃，倒入布氏漏斗过滤，收集滤液，将滤液浓缩、冷藏结晶，即得牛磺酸。
以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种从扇贝边中提取牛磺酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将扇贝边下脚料洗净，称重，以固液比为1:2～4加入去离子水，放入搅拌器中匀浆，直至浆糊状，然后超声5～30min备用；
(2)超声后，倒入到酶解罐中，调节匀浆液pH，以扇贝边下脚料重量为标准，加入一定量的木瓜蛋白酶，加热反应酶解；再次调节匀浆液pH，以扇贝边下脚料重量为标准，加入一定量的碱性蛋白酶，恒温反应酶解；
(3)酶解完成后，将酶解液置于恒温水浴中95～100℃灭酶15～20min，得酶解液，调节pH为6.5～7.2，在酶解液中加入活性炭，保温95～100℃，不断搅拌30～45min，冷却至4～5℃，过滤，收集滤液，将滤液浓缩、冷藏结晶，即得牛磺酸。
2.根据权利要求1所述的从扇贝边中提取牛磺酸的方法，其特征在于，所述步骤(2)中以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝3％～6％的木瓜蛋白酶。
3.根据权利要求1所述的从扇贝边中提取牛磺酸的方法，其特征在于，所述步骤(2)中加入木瓜蛋白酶时pH调节至4.5～5.5。
4.根据权利要求1所述的从扇贝边中提取牛磺酸的方法，其特征在于，所述步骤(2)中加入木瓜蛋白酶后温度升高至40～60℃。
5.根据权利要求1所述的从扇贝边中提取牛磺酸的方法，其特征在于，所述步骤(2)中加入木瓜蛋白酶后保温酶解4～6h。
6.根据权利要求1所述的从扇贝边中提取牛磺酸的方法，其特征在于，所述步骤(2)中以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝5％～8％的碱性蛋白酶。
7.根据权利要求1所述的从扇贝边中提取牛磺酸的方法，其特征在于，所述步骤(2)中加入碱性蛋白酶时pH调节至8.0～9.0。
8.根据权利要求1所述的从扇贝边中提取牛磺酸的方法，其特征在于，所述步骤(2)中加入碱性蛋白酶后保温酶解5～7h。
9.根据权利要求1所述的从扇贝边中提取牛磺酸的方法，其特征在于，所述步骤(3)中以扇贝边下脚料重量为标准，加入w＝2％～4％的活性炭。
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