紫菜牛磺酸的提取分离研究
紫菜牛磺酸的提取分离研究 [20200509190409]
摘 要：牛磺酸广泛分布于人体各器官组织中，是人体内含量最大的游离氨基酸，具有多种生理功能。条斑紫菜在我国江苏沿海有大范围种植面积，牛磺酸占条斑紫菜干重1%左右。本实验以条斑紫菜为原料，探索从条斑紫菜中提取分离牛磺酸的工艺条件，从而为紫菜的综合利用提供参考。实验首先建立了条斑紫菜中牛磺酸含量的测定方法，利用超声波辅助热水法浸提牛磺酸，通过壳聚糖絮凝分离纯化牛磺酸。实验发现壳聚糖溶液添加量为25 mL/ 100 mL 紫菜水提液，pH为2.5。此时蛋白与多糖的去除率分别达到93.82%和80.00%。在最佳絮凝条件下絮凝反应可在10 min内完成。
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
关键字:条斑紫菜；牛磺酸；超声波；壳聚糖；分离
目录
摘要2
关键词2
Abstract2
Key words2
引言2
1 材料与方法3
1.1 实验材料 3
1.2 主要仪器 3
1.3 试剂3
2 实验4
2.1 实验方法4
2.1.1 紫菜提取液的制备 4
2.1.2 酸碱沉淀除杂 4
2.1.3 Sevage法除杂 4
2.1.4 有机溶剂法除杂 4
2.1.5 壳聚糖溶液 4
2.1.6 絮凝处理 4
2.1.7 时间对絮凝效果的影响 5
2.2 测定方法 5
2.2.1 蛋白含量测定-考马斯亮蓝法 5
2.2.2 总糖含量测定-苯酚硫酸法 5
2.2.3 牛磺酸含量的测定-HPLC柱前衍生法 6
3 实验结果与分析 6
3.1 去杂方法的筛选 7
3.2 壳聚糖絮凝条件的优化 7
3.2.1 壳聚糖絮凝机理 7
3.2.2 pH对絮凝效果的影响 7
3.2.3 壳聚糖的添加量8
3.2.4 沉降时间对絮凝效果的影响 9
4总结 10
致谢 10
参考文献 11
紫菜硫磺酸的提取分离研究
引言
引言
随着人们对牛磺酸各种生理药理功能认识的加深，牛磺酸被广泛添加到医药、婴幼儿乳粉、功能型饮料中。由于市场需求越来越大，寻求新的牛磺酸提取方法已迫在眉睫。
目前牛磺 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
酸的主要来源有两种：化学合成和天然产物提取。化学合成法具有过程复杂、转化率低、生产成本高等缺点，而且合成过程用到很多有毒有害物质，有一定的安全隐患。天然提取法主要以各种海洋动物为原料，利用水或乙醇为溶剂浸提牛磺酸，酸碱沉淀除杂后通过阳离子交换树脂进一步除盐分离纯化得到牛磺酸。由于原料有限所以该法得到的天然牛磺酸价格高昂。据研究，紫菜中含有较多的牛磺酸，其中，条斑紫菜的含量相对最高，约占紫菜干重的1％。
条斑紫菜是我国江苏省沿海地区主要的紫菜种植品种，种植面积广阔，具有较高的开发价值。近年来从紫菜中提取藻胆蛋白，紫菜多糖成为学术研究的热点，但以紫菜为原料提取牛磺酸的研究鲜有报道。
本课题以条斑紫菜为原料提成牛磺酸，首先以邻苯二甲醛为衍生化试剂建立一种以高效液相色谱技术测定牛磺酸的新方法：采用超声辅助热水浸提法提取牛磺酸，应用响应面法优化出最佳提取条件；壳聚糖絮凝技术对牛磺酸提取液进行除杂处理；通过732阳离子交换树脂柱分离纯化牛磺酸，最后通过乙醇重结晶得到纯度较高的牛磺酸晶体。
其中提取部分，超声波辅助提取技术目前已经广泛用于动植物种有效成分的提取。超声波通过三种机制加速动植物中目标物质溶出：（1）通过加速溶质分子运动，将超声波能量作用于原料有效成分质点上提高有效成分的运动速度和动能，使其在短时间内溢出原料基体溶于溶质中。（2）通过“空化效应”在在溶液中产生许多小气泡，表面压力达到上千个大气压的微气泡，“气穴”爆破产生强大冲击波作用于原料，使其中有效成分物质被“轰击”溢出，同时加速原料机体的破碎溶解，加速植物中有效成分浸出提取。（3）超声波的振动匀化使个点受到的作用一致，整个萃取更均匀，利用超声波辅助空化现象使溶质渗透到动植物组织细胞中，促进牛磺酸的溢出，避免长时间高温加热对牛磺酸有效成分的破坏。
壳聚糖是继几丁质之后自然界中含量第二广泛的多聚体化合物，因其安全性和无毒性絮凝剂目前被广泛生活污水的处理，工业废水中重金属离子，各种蛋白质回收提取，天然产物提取液及饮料的澄清处理[1-3]。壳聚糖是一种由葡糖胺和N-乙酰葡糖胺组成的高分子共聚体其分子结构中含有两类活性羟基和一类活性极强的胺基，胺基质子化后壳聚糖带有正电荷，这种长链结构和正电性结构赋予壳聚糖极高的吸附性能和絮凝能力。
通过对条斑紫菜中牛磺酸测定、提取、分离纯化方法的研究，为紫菜中牛磺酸的开发利用提供理论依据，拓展紫菜的应用范围，为紫菜深入开发提供基础。
1 材料与方法
1.1 实验材料
条斑紫菜样品由江苏连云港海地食品有限公司提供。65℃烘箱烘2h冷却后粉碎成紫菜粉末。
1.2 主要仪器
设备型号厂家
粉碎机 分析天平 漩涡混合器 精密天平QE-200 AUY120 VORTEX-6 AUY120浙江屹立工贸有限公司 日本SHIMADZU公司 其林贝尔制造有限公司 日本SHIMADZU公司
电子天平Sartorius ALCAcculab
数显恒温水浴锅HH-2金坛市科析仪器有限公司
数控超声波清洗器KQ-500DE昆山市超声仪器有限公司
高效液相色谱仪1200Agilent
紫外可见分光光度计UV1100北京莱伯泰科仪器有限 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
公司
台式低速离心机TDSA-WS湖南湘仪公司
大容量冷冻离心机J6-MI美国BECKMAN
旋涡混合器VORTEX-6其林贝尔仪器制造有限公司
pH/ORP计HI2211北京泰亚赛福有限公司
超纯水机ULUP西安优普仪器设备有限公司
磁力搅拌器78-1金坛市科析仪器有限公司
1.3 试剂
试剂 纯度 厂家
考马斯亮蓝G-250 分析纯 北京索莱宝科技有限公司
磷酸 分析纯 南京化学试剂公司
乙醇 分析纯 国药集团试剂公司
苯酚 分析纯 南京化学试剂公司
盐酸 分析纯 南京化学试剂公司
浓硫酸 分析纯 南京化学试剂公司
氢氧化钠 分析纯 西陇化工股份有限公司
氯仿 分析纯 南京化学试剂公司
甲醇 色谱纯 中国医药集团上海化学试剂公司
正丁醇 分析纯 中国医药集团上海化学试剂公司
壳聚糖（摩尔质量=150 kDa；脱乙酰度≥90%） 浙江金壳生化公司
邻苯二甲醛（OPA） 分析纯 Sigma公司
3-巯基丙酸 分析纯 Sigma公司
冰醋酸 分析纯 中国医药集团上海化学试剂公司
无水乙酸钠 分析纯 国药集团试剂公司
四硼酸钠 分析纯 国药集团试剂公司
硼酸 分析纯 国药集团试剂公司
去离子水为实验室制备得。
2 实验
样品衍生化处理：1.5 mL EP管中加入200 μL样品溶液，再加入200 μL OPA衍生试剂，准确涡旋1 min后，过0.45 μm微孔滤膜进样分析。
色谱条件：色谱柱：XDB C18（150 mm*4.6 mm, 5 μm）
流动相：甲醇-pH 5.3醋酸盐缓冲液（30:70）
摘 要：牛磺酸广泛分布于人体各器官组织中，是人体内含量最大的游离氨基酸，具有多种生理功能。条斑紫菜在我国江苏沿海有大范围种植面积，牛磺酸占条斑紫菜干重1%左右。本实验以条斑紫菜为原料，探索从条斑紫菜中提取分离牛磺酸的工艺条件，从而为紫菜的综合利用提供参考。实验首先建立了条斑紫菜中牛磺酸含量的测定方法，利用超声波辅助热水法浸提牛磺酸，通过壳聚糖絮凝分离纯化牛磺酸。实验发现壳聚糖溶液添加量为25 mL/ 100 mL 紫菜水提液，pH为2.5。此时蛋白与多糖的去除率分别达到93.82%和80.00%。在最佳絮凝条件下絮凝反应可在10 min内完成。
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关键字:条斑紫菜；牛磺酸；超声波；壳聚糖；分离
目录
摘要2
关键词2
Abstract2
Key words2
引言2
1 材料与方法3
1.1 实验材料 3
1.2 主要仪器 3
1.3 试剂3
2 实验4
2.1 实验方法4
2.1.1 紫菜提取液的制备 4
2.1.2 酸碱沉淀除杂 4
2.1.3 Sevage法除杂 4
2.1.4 有机溶剂法除杂 4
2.1.5 壳聚糖溶液 4
2.1.6 絮凝处理 4
2.1.7 时间对絮凝效果的影响 5
2.2 测定方法 5
2.2.1 蛋白含量测定-考马斯亮蓝法 5
2.2.2 总糖含量测定-苯酚硫酸法 5
2.2.3 牛磺酸含量的测定-HPLC柱前衍生法 6
3 实验结果与分析 6
3.1 去杂方法的筛选 7
3.2 壳聚糖絮凝条件的优化 7
3.2.1 壳聚糖絮凝机理 7
3.2.2 pH对絮凝效果的影响 7
3.2.3 壳聚糖的添加量8
3.2.4 沉降时间对絮凝效果的影响 9
4总结 10
致谢 10
参考文献 11
紫菜硫磺酸的提取分离研究
引言
引言
随着人们对牛磺酸各种生理药理功能认识的加深，牛磺酸被广泛添加到医药、婴幼儿乳粉、功能型饮料中。由于市场需求越来越大，寻求新的牛磺酸提取方法已迫在眉睫。
目前牛磺 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
酸的主要来源有两种：化学合成和天然产物提取。化学合成法具有过程复杂、转化率低、生产成本高等缺点，而且合成过程用到很多有毒有害物质，有一定的安全隐患。天然提取法主要以各种海洋动物为原料，利用水或乙醇为溶剂浸提牛磺酸，酸碱沉淀除杂后通过阳离子交换树脂进一步除盐分离纯化得到牛磺酸。由于原料有限所以该法得到的天然牛磺酸价格高昂。据研究，紫菜中含有较多的牛磺酸，其中，条斑紫菜的含量相对最高，约占紫菜干重的1％。
条斑紫菜是我国江苏省沿海地区主要的紫菜种植品种，种植面积广阔，具有较高的开发价值。近年来从紫菜中提取藻胆蛋白，紫菜多糖成为学术研究的热点，但以紫菜为原料提取牛磺酸的研究鲜有报道。
本课题以条斑紫菜为原料提成牛磺酸，首先以邻苯二甲醛为衍生化试剂建立一种以高效液相色谱技术测定牛磺酸的新方法：采用超声辅助热水浸提法提取牛磺酸，应用响应面法优化出最佳提取条件；壳聚糖絮凝技术对牛磺酸提取液进行除杂处理；通过732阳离子交换树脂柱分离纯化牛磺酸，最后通过乙醇重结晶得到纯度较高的牛磺酸晶体。
其中提取部分，超声波辅助提取技术目前已经广泛用于动植物种有效成分的提取。超声波通过三种机制加速动植物中目标物质溶出：（1）通过加速溶质分子运动，将超声波能量作用于原料有效成分质点上提高有效成分的运动速度和动能，使其在短时间内溢出原料基体溶于溶质中。（2）通过“空化效应”在在溶液中产生许多小气泡，表面压力达到上千个大气压的微气泡，“气穴”爆破产生强大冲击波作用于原料，使其中有效成分物质被“轰击”溢出，同时加速原料机体的破碎溶解，加速植物中有效成分浸出提取。（3）超声波的振动匀化使个点受到的作用一致，整个萃取更均匀，利用超声波辅助空化现象使溶质渗透到动植物组织细胞中，促进牛磺酸的溢出，避免长时间高温加热对牛磺酸有效成分的破坏。
壳聚糖是继几丁质之后自然界中含量第二广泛的多聚体化合物，因其安全性和无毒性絮凝剂目前被广泛生活污水的处理，工业废水中重金属离子，各种蛋白质回收提取，天然产物提取液及饮料的澄清处理[1-3]。壳聚糖是一种由葡糖胺和N-乙酰葡糖胺组成的高分子共聚体其分子结构中含有两类活性羟基和一类活性极强的胺基，胺基质子化后壳聚糖带有正电荷，这种长链结构和正电性结构赋予壳聚糖极高的吸附性能和絮凝能力。
通过对条斑紫菜中牛磺酸测定、提取、分离纯化方法的研究，为紫菜中牛磺酸的开发利用提供理论依据，拓展紫菜的应用范围，为紫菜深入开发提供基础。
1 材料与方法
1.1 实验材料
条斑紫菜样品由江苏连云港海地食品有限公司提供。65℃烘箱烘2h冷却后粉碎成紫菜粉末。
1.2 主要仪器
设备型号厂家
粉碎机 分析天平 漩涡混合器 精密天平QE-200 AUY120 VORTEX-6 AUY120浙江屹立工贸有限公司 日本SHIMADZU公司 其林贝尔制造有限公司 日本SHIMADZU公司
电子天平Sartorius ALCAcculab
数显恒温水浴锅HH-2金坛市科析仪器有限公司
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高效液相色谱仪1200Agilent
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公司
台式低速离心机TDSA-WS湖南湘仪公司
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pH/ORP计HI2211北京泰亚赛福有限公司
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磁力搅拌器78-1金坛市科析仪器有限公司
1.3 试剂
试剂 纯度 厂家
考马斯亮蓝G-250 分析纯 北京索莱宝科技有限公司
磷酸 分析纯 南京化学试剂公司
乙醇 分析纯 国药集团试剂公司
苯酚 分析纯 南京化学试剂公司
盐酸 分析纯 南京化学试剂公司
浓硫酸 分析纯 南京化学试剂公司
氢氧化钠 分析纯 西陇化工股份有限公司
氯仿 分析纯 南京化学试剂公司
甲醇 色谱纯 中国医药集团上海化学试剂公司
正丁醇 分析纯 中国医药集团上海化学试剂公司
壳聚糖（摩尔质量=150 kDa；脱乙酰度≥90%） 浙江金壳生化公司
邻苯二甲醛（OPA） 分析纯 Sigma公司
3-巯基丙酸 分析纯 Sigma公司
冰醋酸 分析纯 中国医药集团上海化学试剂公司
无水乙酸钠 分析纯 国药集团试剂公司
四硼酸钠 分析纯 国药集团试剂公司
硼酸 分析纯 国药集团试剂公司
去离子水为实验室制备得。
2 实验
样品衍生化处理：1.5 mL EP管中加入200 μL样品溶液，再加入200 μL OPA衍生试剂，准确涡旋1 min后，过0.45 μm微孔滤膜进样分析。
色谱条件：色谱柱：XDB C18（150 mm*4.6 mm, 5 μm）
流动相：甲醇-pH 5.3醋酸盐缓冲液（30:70）
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