CN110283106A - 一种从马氏珠母贝肉中同步提取生物锌和牛磺酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从马氏珠母贝肉中同步提取生物锌和牛磺酸的方法,包含以下操作步骤:(1)马氏珠母贝去壳清洗,加水,超声破碎;(2)过滤,滤液离心,取上清液蒸发浓缩,得生物锌粉末;(3)截留物进行匀浆;(4)与水混合,超声水提;(5)过滤,取上清液,调节上清液的pH值,过732强酸性阳离子交换树脂柱得牛磺酸粗提液;(6)浓缩,得到牛磺酸粗提液的浓缩液;(7)纯化;(8)结晶。本发明方法提高了海洋资源的利用率、减少环境污染,更为今后马氏珠母贝在食品、保健品行业的应用奠定了基础;本发明生物锌提取率为8.63%,牛磺酸提取率为0.71%。
Description
技术领域
本发明涉及一种提取生物锌和牛磺酸的方法,特别涉及一种从马氏珠母贝肉中同步提取生物锌和牛磺酸的方法。
背景技术
马氏珠母贝(Pinctada martensii),又称合浦珠母贝、珍珠母,类属于软体动物门双壳纲珍珠贝目珍珠贝科,是我国南方地区生产珍珠的主要海水养殖贝类。近年来,广西合浦珠母贝贝肉(全脏器)年产量可达2000t~3000t,每年取珠后的贝肉除鲜食之外,剩余被作为动物饲料或干制品廉价出售。但随着生物技术检测快速发展,贝肉中的生物活性物质被逐渐开发出来,如蛋白质、脂质、各种氨基酸、维生素和微量元素等,使其成为研究的热点。
马氏珠母贝肉含有的微量元素中锌的含量较高,约为291mg/kg,仅次于牡蛎而高于贻贝、文蛤等其他常见水产贝类。锌作为人体必须的微量元素之一,在机体内发挥着重要的生理作用。其能够参与机体蛋白质与核酸的代谢,活化体内300多种酶、提高机体免疫力、促进机体发育与骨骼生长、调节细胞酸碱平衡、促进维生素A的正常代谢等。锌缺乏时人体会表现出发育不良或发育迟缓、味觉减弱、免疫力下降、先天性畸形等症状。同时,锌也是维持男性生殖系统健康的重要元素。
牛磺酸(于1827年首次从牛胆汁中发现而命名)又称为2-氨基乙磺酸,是一种含硫非蛋白质结构的特殊氨基酸,是人体必需氨基酸之一。在马氏珠母贝肉游离氨基酸中,牛磺酸的含量高达1.38%,占总量的74%,按干基计为7.2%,高于牡蛎肉中牛磺酸的含量(5.06%,干基)。其不参与蛋白质的合成,主要是以游离的形式存在于动物体组织中。牛磺酸能清除氧自由基、具有维持人体各器官组织的平衡和运作的功能。此外还有对神经递质的传导、抗氧化有良好的作用,是细胞内钙水平的调节剂和渗透剂。牛磺酸还具有很多药理活性,包括:保护肝脏、提高胆囊功能、降血压和抗心律失常等。目前国内外主要依靠化学法合成制备牛磺酸,但是普遍存在原料毒性大、环境污染等问题,而马氏珠母贝养殖规模大,且其下脚料贝肉中含有丰富的牛磺酸,这必是天然牛磺酸来源的主要原料之一。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明针对上述技术问题,发明一种采用超声波破碎、732强酸性阳离子交换、真空冷冻干燥等技术同步从马氏珠母贝肉中提取生物锌、牛磺酸等生物活性物质的方法。
为实现上述目的,本发明提供的技术方案如下:
一种从马氏珠母贝肉中同步提取生物锌和牛磺酸的方法,包含以下操作步骤:
(1)生物锌的提取:将马氏珠母贝去壳后冲洗,再用水充分淋洗干净,沥干水分,向一定量的马氏珠母贝肉中加入1~5倍体积的水,超声破碎,超声波功率为70~110W,整个超声破碎过程在冰浴中进行,保持温度≤40℃;
(2)生物锌的分离提取:将步骤(1)中经过超声破碎后的马氏珠母贝肉液体过滤,滤液进行离心,取离心后的上清液蒸发浓缩,干燥即可得到浅蓝色的生物锌粉末;
(3)制备马氏珠母贝肉浆液:将步骤(2)过滤后所得截留物,即完整马氏珠母贝肉进行匀浆;
(4)超声辅助水提法提取牛磺酸:将步骤(3)所得马氏珠母贝肉匀浆液与水以1:1~5的质量比混合,超声功率为240~270W,超声时间为50~70min,水提时间为1~3h,水提温度为50~90℃;
(5)牛磺酸粗提液的制备:采用和步骤(2)同样的方法进行过滤,离心后取上清液,此时提取液中含有大量的蛋白质类物质,用酸、碱调节上清液的pH值能够有效地除去酸性蛋白和碱性蛋白,离心后得几乎不含蛋白质的牛磺酸粗提液;
(6)牛磺酸粗提液的浓缩:将步骤(5)所得牛磺酸粗提液减压浓缩,得到牛磺酸粗提液的浓缩液,调节溶液的pH值为4~5,等待上柱;
(7)牛磺酸粗提液的纯化:牛磺酸粗提液中除含有牛磺酸外还含有大量的强电解质盐类、多糖和少量蛋白质等物质,采用活化后进行湿法装柱的732强酸性阳离子交换树脂对步骤(6)所得物质进行牛磺酸粗提液的纯化,洗脱,收集pH=3~5的牛磺酸高流出部分;
(8)牛磺酸的结晶:将步骤(7)收集的牛磺酸溶液多次反复结晶,即可得到纯度较高的白色粉末或针状牛磺酸晶体;
牛磺酸的结构分析和纯度鉴定:将上述得到的牛磺酸晶体采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和薄层层析法(TLC)进行分析鉴定。
其中,步骤(1)超声破碎过程中,所述超声时间为20min,超声波的功率为90W。
其中,步骤(1)超声破碎过程中所述最优料液质量比为1:3。
其中,步骤(4)中在温度为70℃进行水提,水提时间为2h,所述料液质量比为1:4。
其中,步骤(4)所述超声功率为240W,超声时间为70min。
其中,步骤(5)所述的用酸、碱调节上清液的pH值为用6moL/L的HCl调节pH=3.0,再用6moL/L的NaOH溶液调节pH=10.0。
其中,步骤(8)中所述的多次反复结晶为将步骤(7)收集的牛磺酸溶液浓缩至一定体积,然后加入三倍体积乙醇,4℃冷藏过夜,即有少量牛磺酸晶体析出,将晶体复溶于少量水中再加入乙醇,经过多次反复,即可得到纯度较高的白色粉末或针状牛磺酸晶体。
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
本发明方法从低值的马氏珠母贝肉中开发出一种操作简单、提取率高的活性生物锌的制备方法,在此基础上建立一种高效提取牛磺酸的方法,不仅提高了海洋资源的利用率、减少环境污染,更为今后马氏珠母贝在食品、保健品行业的应用奠定了基础;本发明生物锌提取率为8.63%,牛磺酸提取率为0.71%。
具体实施方式
下面结合具体实施方式进行详细描述,但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制,实施例中采用的马氏珠母贝是由北海精工海洋有限公司提供。
实施例1
一种从马氏珠母贝肉中同步提取生物锌和牛磺酸的方法,操作步骤如下:
(1)生物锌的提取:将马氏珠母贝去壳后取其肉,先用去离子水冲洗,再用超纯水充分淋洗干净,沥干水分,称取1000g沥干水分后的马氏珠母贝肉放入玻璃烧杯中,加入3000g超纯水,放入超声波破碎仪中进行破碎,超声波功率为90W,超声时间为20min,整个超声破碎过程要在冰浴中进行,保持温度≤40℃;
(2)生物锌的分离提取:将步骤(1)中经过超声破碎后的马氏珠母贝肉液体采用四层纱布过滤,滤液放入高速冷冻离心机中进行离心(8000r/min,25min),取离心后的上清液进行旋转蒸发浓缩,然后将浓缩后所得物质在-50℃冷冻干燥48h,即得到浅蓝色的生物锌粉末8.63g,经称重得8.63g/100g马氏珠母贝干肉,即提取率为8.63%;
(3)制备马氏珠母贝肉浆液:将步骤(2)留在四层纱布中的完整马氏珠母贝肉放入组织匀浆机中进行匀浆;
(4)超声辅助水提法提取牛磺酸:将马氏珠母贝肉匀浆液与去离子水以1:4的比例混合,即向1000g马氏珠母贝肉匀浆中加入4000g的去离子水进行超声辅助水提,先采用超声波清洗器在超声功率240W、超声时间70min的条件下进行处理,再使用水浴锅在温度70℃下水提2h;
(5)牛磺酸粗提液的制备:采用和步骤(2)同样的方法进行过滤,离心(4500r/min、15min)后取上清液,此时提取液中含有大量的蛋白质类物质,用6moL/L的HCl调节pH=3.0,离心(4500r/min、15min)除去溶液中的酸性蛋白,再用6moL/L的NaOH溶液调节pH=10.0,有效地除去碱性蛋白,离心后得几乎不含蛋白质的牛磺酸粗提液;
(6)牛磺酸粗提液的浓缩:将步骤(5)所述上清液采用旋转蒸发仪进行减压浓缩,制备牛磺酸粗提液的浓缩液,然后调节溶液的pH=4.5,等待上柱;
(7)牛磺酸粗提液的纯化:牛磺酸粗提液中除含有牛磺酸外还含有大量的强电解质盐类、多糖和少量蛋白质等物质,采用活化后进行湿法装柱的732强酸性阳离子交换树脂柱对步骤(6)所得物质进行牛磺酸粗提液的纯化,用去离子水进行洗脱,收集pH=3.0~5.0的牛磺酸的高流出部分;
(8)牛磺酸的结晶:将上述步骤(7)收集的牛磺酸溶液用旋转蒸发仪进行真空浓缩至一定体积,然后加入三倍体积无水乙醇,置于4℃冰箱内冷藏过夜,即有少量牛磺酸晶体析出,将晶体复溶于少量水中再加入无水乙醇,经过多次反复(即重复将牛磺酸晶体溶于水中,再加入乙醇,再4℃冷藏过夜),即可得到纯度较高的白色粉末或针状牛磺酸晶体7.142g,提取率为0.71%;牛磺酸的结构分析和纯度鉴定:将上述得到的牛磺酸晶体采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和薄层层析法(TLC)进行分析鉴定,可得牛磺酸样品与标准品的红外图谱一致,经薄层层析鉴定牛磺酸样品纯度为98.0%以上。
实施例2
一种从马氏珠母贝肉中同步提取生物锌和牛磺酸的方法,操作步骤如下:
(1)生物锌的提取:将马氏珠母贝去壳后取其肉,先用去离子水冲洗,再用超纯水充分淋洗干净,沥干水分,称取1000g沥干水分后的马氏珠母贝肉放入玻璃烧杯中,加入5000g超纯水,放入超声波破碎仪中进行破碎,超声波功率为70W,超声时间为20min,整个超声破碎过程要在冰浴中进行,保持温度≤40℃;
(2)生物锌的分离提取:将步骤(1)中经过超声破碎后的马氏珠母贝肉液体采用四层纱布过滤,滤液放入高速冷冻离心机中进行离心(8000r/min,25min),取离心后的上清液进行旋转蒸发浓缩,然后将浓缩后所得物质在-50℃冷冻干燥48h,即得到浅蓝色的生物锌粉末6.75g,经称重得6.75g/100g马氏珠母贝干肉,即提取率为6.75%;
(3)制备马氏珠母贝肉浆液:将步骤(2)留在四层纱布中的完整马氏珠母贝肉放入组织匀浆机中进行匀浆;
(4)超声辅助水提法提取牛磺酸:将马氏珠母贝肉匀浆液与去离子水以1:5的比例混合,即向1000g马氏珠母贝肉匀浆中加入5000g的去离子水进行超声辅助水提,先采用超声波清洗器在超声功率255W、超声时间60min的条件下进行处理,再使用水浴锅在温度50℃下水提1h;
(5)牛磺酸粗提液的制备:采用和步骤(2)同样的方法进行过滤,离心(4500r/min、15min)后取上清液,此时提取液中含有大量的蛋白质类物质,用6moL/L的HCl调节pH=3.0,离心(4500r/min、15min)除去溶液中的酸性蛋白,再用6moL/L的NaOH溶液调节pH=10.0,有效地除去碱性蛋白,离心后得几乎不含蛋白质的牛磺酸粗提液;
(6)牛磺酸粗提液的浓缩:将步骤(5)所述上清液采用旋转蒸发仪进行减压浓缩,制备牛磺酸粗提液的浓缩液,然后调节溶液的pH=4.5,等待上柱;
(7)牛磺酸粗提液的纯化:牛磺酸粗提液中除含有牛磺酸外还含有大量的强电解质盐类、多糖和少量蛋白质等物质,采用活化后进行湿法装柱的732强酸性阳离子交换树脂柱对步骤(6)所得物质进行牛磺酸粗提液的纯化,用去离子水进行洗脱,收集pH=3.0~5.0的牛磺酸的高流出部分;
(8)牛磺酸的结晶:将上述步骤(7)收集的牛磺酸溶液用旋转蒸发仪进行真空浓缩至一定体积,然后加入三倍体积无水乙醇,置于4℃冰箱内冷藏过夜,即有少量牛磺酸晶体析出,将晶体复溶于少量水中再加入无水乙醇,经过多次反复(即重复将牛磺酸晶体溶于水中,再加入乙醇,再4℃冷藏过夜),即可得到纯度较高的白色粉末或针状牛磺酸晶体5.086g,提取率为0.51%;牛磺酸的结构分析和纯度鉴定:将上述得到的牛磺酸晶体采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和薄层层析法(TLC)进行分析鉴定,可得牛磺酸样品与标准品的红外图谱一致,经薄层层析鉴定牛磺酸样品纯度为98.0%以上。
实施例3
一种从马氏珠母贝肉中同步提取生物锌和牛磺酸的方法,操作步骤如下:
(1)生物锌的提取:将马氏珠母贝去壳后取其肉,先用去离子水冲洗,再用超纯水充分淋洗干净,沥干水分,称取1000g沥干水分后的马氏珠母贝肉放入玻璃烧杯中,加入1000g超纯水,放入超声波破碎仪中进行破碎,超声波功率为110W,超声时间为20min,整个超声破碎过程要在冰浴中进行,保持温度≤40℃;
(2)生物锌的分离提取:将步骤(1)中经过超声破碎后的马氏珠母贝肉液体采用四层纱布过滤,滤液放入高速冷冻离心机中进行离心,取离心后的上清液进行旋转蒸发浓缩,然后将浓缩后所得物质在-50℃冷冻干燥48h,即得到浅蓝色的生物锌粉末5.28g,经称重得5.28g/100g马氏珠母贝干肉,即提取率为5.28%;
(3)制备马氏珠母贝肉浆液:将步骤(2)留在四层纱布中的完整马氏珠母贝肉放入组织匀浆机中进行匀浆;
(4)超声辅助水提法提取牛磺酸:将马氏珠母贝肉匀浆液与去离子水以1:1的比例混合,即向1000g马氏珠母贝肉匀浆中加入1000g的去离子水进行水提,先采用超声波清洗器在超声功率270W、超声时间50min的条件下进行处理,再使用水浴锅在温度60℃下水提3h;
(5)牛磺酸粗提液的制备:采用和步骤(2)同样的方法进行过滤,离心(4500r/min、15min)后取上清液,此时提取液中含有大量的蛋白质类物质,用6moL/L的HCl调节pH=3.0,离心(4500r/min、15min)除去溶液中的酸性蛋白,再用6moL/L的NaOH溶液调节pH=10.0,有效地除去碱性蛋白,离心后得几乎不含蛋白质的牛磺酸粗提液;
(6)牛磺酸粗提液的浓缩:将步骤(5)所述上清液采用旋转蒸发仪进行减压浓缩,制备牛磺酸粗提液的浓缩液,然后调节溶液的pH=4.5,等待上柱;
(7)牛磺酸粗提液的纯化:牛磺酸粗提液中除含有牛磺酸外还含有大量的强电解质盐类、多糖和少量蛋白质等物质,采用活化后进行湿法装柱的732强酸性阳离子交换树脂柱对步骤(6)所得物质进行牛磺酸粗提液的纯化,用去离子水进行洗脱,收集pH=3.0~5.0的牛磺酸的高流出部分;
(8)牛磺酸的结晶:将上述步骤(7)收集的牛磺酸溶液用旋转蒸发仪进行真空浓缩至一定体积,然后加入三倍体积无水乙醇,置于4℃冰箱内冷藏过夜,即有少量牛磺酸晶体析出,将晶体复溶于少量水中再加入无水乙醇,经过多次反复(即重复将牛磺酸晶体溶于水中,再加入乙醇,再4℃冷藏过夜),即可得到纯度较高的白色粉末或针状牛磺酸晶体6.815g,提取率为0.68%;牛磺酸的结构分析和纯度鉴定:将上述得到的牛磺酸晶体采用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和薄层层析法(TLC)进行分析鉴定,可得牛磺酸样品与标准品的红外图谱一致,经薄层层析鉴定牛磺酸样品纯度为98.0%以上。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式,并且很显然,根据上述教导,可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用,从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (7)
1.一种从马氏珠母贝肉中同步提取生物锌和牛磺酸的方法,其特征在于,包含以下操作步骤:
(1)生物锌的提取:将马氏珠母贝去壳后冲洗,沥干水分,向一定量的马氏珠母贝肉中加入1~5倍体积的水,超声破碎,超声波功率为70~110W,温度≤40℃;
(2)生物锌的分离提取:将步骤(1)中经过超声破碎后的马氏珠母贝肉液体过滤,滤液进行离心,取离心后的上清液蒸发浓缩,干燥即可得到浅蓝色的生物锌粉末;
(3)制备马氏珠母贝肉浆液:将步骤(2)过滤后所得截留物进行匀浆;
(4)超声辅助水提法提取牛磺酸:将步骤(3)所得马氏珠母贝肉匀浆液与水以1:1~5的质量比混合,超声功率为240~270W,超声时间为50~70min,水提时间为1~3h,水提温度为50~90℃;
(5)牛磺酸粗提液的制备:采用和步骤(2)同样的方法进行过滤,离心后取上清液,用酸、碱调节上清液的pH值,离心后得牛磺酸粗提液;
(6)牛磺酸粗提液的浓缩:将步骤(5)所得牛磺酸粗提液减压浓缩,得到牛磺酸粗提液的浓缩液,调节溶液的pH值,等待上柱;
(7)牛磺酸粗提液的纯化:对步骤(6)所得物质进行牛磺酸粗提液的纯化,洗脱,收集pH=3~5的牛磺酸高流出部分;
(8)牛磺酸的结晶:将步骤(7)收集的牛磺酸溶液多次反复结晶,即可得到纯度较高的白色粉末或针状牛磺酸晶体。
2.根据权利要求1所述从马氏珠母贝肉中同步提取生物锌和牛磺酸的方法,其特征在于:步骤(1)超声破碎过程中,所述超声时间为20min,超声波的功率为90W。
3.根据权利要求1所述从马氏珠母贝肉中同步提取生物锌和牛磺酸的方法,其特征在于:步骤(1)超声破碎过程中所述最优料液质量比为1:3。
4.根据权利要求1所述从马氏珠母贝肉中同步提取生物锌和牛磺酸的方法,其特征在于:步骤(4)中在温度为70℃进行水提,水提时间为2h,所述料液质量比为1:4。
5.根据权利要求1所述从马氏珠母贝肉中同步提取生物锌和牛磺酸的方法,其特征在于:步骤(4)所述超声功率为240W,超声时间为70min。
6.根据权利要求1所述从马氏珠母贝肉中同步提取生物锌和牛磺酸的方法,其特征在于:步骤(5)所述的用酸、碱调节上清液的pH值为用6moL/L的HCl调节pH=3.0,再用6moL/L的NaOH溶液调节pH=10.0。
7.根据权利要求1所述从马氏珠母贝肉中同步提取生物锌和牛磺酸的方法,其特征在于:步骤(8)中所述的多次反复结晶为将步骤(7)收集的牛磺酸溶液浓缩至一定体积,然后加入乙醇,冷藏过夜,有少量牛磺酸晶体析出,将晶体复溶于少量水中再加入乙醇,经过多次反复,即可得到纯度较高的白色粉末或针状牛磺酸晶体。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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