牛磺酸.ppt

牛磺酸的提取及检测 导师 陈志刚 王芬 一、牛磺酸 牛磺酸（Taurine）又称β-氨基乙磺酸，最早由牛黄中分离出来，故得名。纯品为无色或白色斜状晶体，无臭，牛磺酸的化学性质稳定，溶于乙醚等有机溶剂，是一种含硫的非蛋白氨基酸，在体内以游离状态存在，不参与体内蛋白的生物合成。牛磺酸虽然不参与蛋白质合成，但它却与胱氨酸、半胱氨酸的代谢密切相关。人体合成牛磺酸的半胱氨酸亚硫酸羧酶（CSAD）活性较低，主要依靠摄取食物中的牛磺酸来满足机体需要。 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。因此探求牛磺酸的最佳提取工艺，从而提高牛磺酸的产率就变得非常重要。 牛磺酸的生理作用：促进婴儿脑组织和智力发育；提高神经传导和视觉机能；防止心脑血管病；影响脂类的吸收；改善内分泌状态，增强人体免疫；影响糖代谢；抑制白内障的发生发展；改善记忆功能；维持正常生殖功能等。 二、牛磺酸的提取方法 目前牛磺酸的提取方法主要有六种：水煮溶出法、复合酶解法、酸碱沉淀法、超声波辅助提取牛磺酸、等电点提取牛磺酸、自溶破壁水提取法。 1、水煮溶出法 牛黄酸在组织中以游离状态存在，适合用水煮法提取。提取最适条件为90℃下提取2h料液比为1:3。提取液中除含有牛磺酸外，还有大量的强电解质盐类和蛋白质、多糖等物质。在用6mol/L HCl调节pH至3, 6mol/LNaOH调节pH至10沉淀法分离除去蛋白质、多糖之后，提取液中的牛磺酸和强电解质盐类通过盐型离子交换树脂，蒸馏水洗脱，利用盐型离子交换树脂的董南排阻作用，强电解质盐类先于牛磺酸流出，接取电导率下降的流份，通过浓缩后经3倍体积无水乙醇在4℃下过夜保存可沉淀结晶出牛磺酸纯品，使脱盐和牛磺酸的精制同时进行。 2、复合酶解法 关键步骤 匀浆液以0.5mol/L HCl溶液调节pH至4.5-5.5，称取w为3%-6%木瓜蛋白酶，加入匀浆液，恒温45℃，不断搅动，反应4h。然后以0.5mol/L NaOH溶液调节匀浆液pH至8.0-9.0，称取w为5%的胰蛋白酶，加入匀浆液，恒温45℃，不断搅动，反应5-6h。升温至100℃灭酶，的样品酶解液。 也可以中性蛋白酶代替木瓜蛋白酶，此时pH调节至6.5-7.0，w为3%-6%，恒温45℃，反应4h。 3、酸碱沉淀法 原料绞碎后，加一定量的蒸馏水匀浆30min，煮沸，置100℃水浴一定时间，用4层棉纱布包裹，挤压后滤去残渣，离心得清夜，用V(HCl):V(H2O)=11的盐酸溶液调节pH=3，去酸性蛋白质；离心后用ω（NaOH）=20%的水溶液调节pH=10，去碱性蛋白质。调节pH=5，浓缩原体积的1/6，上强酸性阳离子交换树脂柱去除其他氨基酸和部分色素，用蒸馏水洗脱，接收pH=3~5的流出液，浓缩后加入3倍的无水乙醇于冰箱中过夜保存即可结晶出牛磺酸。 4、现代加工技术整合提取法 此方法是将超滤、离子交换、反渗透浓缩等现代加工技术整合，从低值原料中提取分离天然牛磺酸。相较与传统的酸碱沉淀法除蛋白，此法采用超滤法除去蛋白质，脱除率高，且不引入其他杂质，利于后续工艺处理；采用反渗透浓缩可达到效率高，能耗小，降低成本的目的。整个工艺操作简单、速度快、自动化程度高，易于工业化，无污染，产品纯度高。 5、超声波辅助提取牛磺酸 超声波是一种弹性机械振动波，利用超声波辅助空化现象，使溶剂渗透到牛磺酸的细胞中，增大了有效成分的溶出，避免长时间高温加热对牛磺酸有效成分的破坏。郑清等人在超声波辅助提取泥螺中的牛磺酸的工艺研究中优选出最佳提取工艺条件：乙醇浓度80%，提取温度60℃，提取时间30min，超声波处理时间15min。提取过程为，准确称取一定量洗净的泥螺经匀浆后超声波破碎，放入盛有乙醇的圆底烧瓶中，于水浴中回流提取。将馏出物放入旋转蒸发仪中进行减压浓缩，收集。然后用石油醚去除脂溶性物质，再将溶液用活性炭脱色。向所得溶液中加入4倍体积的乙醇，过夜即会结晶出牛磺酸晶体。 6、等电点法提取牛磺酸 牛磺酸是两性物质，其等电点pI=（pk1+pk2）/2=(1.50+8.47)/2=5.00。两性物质在等电点是沉淀最多，产率最大。姜传福等通过试验分析比较，确定了等电点法从文哈中提取牛磺酸的新工艺，最佳实验条件：水温为100℃，料液比为1:3，时间为2.5h，溶液pH=5。此方法具有简单快捷，条件易控，无污染，产率高，投入少等优点。其提取实验流程如下： 7、自溶破壁