利用膜分离技术从章鱼下脚料中提取天然牛磺酸的方法技术

利用膜分离技术从章鱼下脚料中提取天然牛磺酸的方法，涉及一种天然牛磺酸提取方法，提供一种利用膜分离技术从章鱼下脚料中提取天然牛磺酸的方法，其步骤为将原料稀释成浆液，经固液分离得上清料液和固体物料，上清料液分离澄清得澄清液和浓缩液，澄清液用二级超滤膜分离过滤所得超滤澄清液的用卷式反渗透膜组件浓缩得反渗透浓缩液和渗透液，渗透液回收作为补充脱盐水收集继续循环过滤使用，用离子交换吸附法将反渗透浓缩液分离为牛磺酸和氨基酸溶液，氨基酸溶液罐装，树脂吸附的牛磺酸用脱盐水洗脱，收集所得的洗脱液加入乙醇得牛磺酸悬浊液，再结晶纯化得高纯度棒状天然牛磺酸结晶体。操作简单、速度快、价值高、不产生污染，变废为宝。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种天然牛磺酸提取方法，尤其是涉及一种。
技术介绍
牛磺酸(Taurine)是一种含硫非蛋白质氨基酸，化学名为2-氨基乙磺酸，分子式为C2H7NO3S，结构式为H2N-CH2-CH2-SO3H，它是名贵药材牛磺的主要成份之一，已被广泛有效地应用在食品和医药等行业。章鱼，俗称八带蛸，至少有142个品种，中国是其主要产地之一。章鱼是食物中天然牛磺酸含量极高的水产品，达31.2μmol/g，相当于390mg/100g(见文献陈玉珍，食物中牛磺酸含量，氨基酸和生物资源(J)，1994，4)，含量高的真章竞达到1000mg.up/100g，内脏含牛磺酸也高达1030mg/100g，它是所有水产品中牛磺酸含量最高之一。已有的章鱼因受加工技术和加工设备等条件限制，难以控制微生物指标，营养成份流失严重，色、香、味不协调，加工产品难以被消费者接受。因此一般难以对其深加工，造成产品附加值低。在精加工章鱼过程中所产生的内脏、尾尖、眼窝和后唾液腺体等下脚料占原料的30％，由于受技术和设备条件的限制，一般都将这些下脚料白白废弃，无法充分利用，既浪费资源又污染环境，造成水产加工行业上的一大公害。现有的牛磺酸多数采用人工合成的方法获得，尤其是通过化学合成工艺获得，其产品通常每千克仅60～80元。公开号为CN1626511A的专利技术专利申请公开一种以乙醇胺为原料采用循环法制备牛磺酸，它仍然是一种不具备生物活性的牛磺酸，价值低。
技术实现思路
本专利技术为了克服现有在加工章鱼过程中所产生的内脏、尾尖、眼窝、后垂体等下脚料所造成的资源浪费与环境污染等问题，提供一种，比化学提取法具有操作简单、速度快、价值高和不产生污染等优点，达到了变废为宝的目的。本专利技术的步骤如下1)原料预处理将加工章鱼过程中所产生的下脚料包括内脏、尾尖、眼窝、后垂体等原料集中后先摘除墨囊，去除臭气的内脏等污染物，将其清洗干净；2)制备浆液将清洗干净的下脚料破碎后稀释制成浆液；3)固液分离将浆液固液分离，上清料液转入下一个步骤，固体物料可作为饲料原料处理；4)一级超滤将上清料液作为原料，采用超滤膜过滤器进行分离澄清，得澄清液和浓缩液，其截留分子量为30000～50000，澄清液转入下一步骤，浓缩液掺入上一步骤中的固体物料一起作为饲料原料处理；5)二级超滤将澄清液作为原料，采用二级超滤膜分离装置，再次进行分离过滤，得超滤澄清液，其截留分子量为2500～3500，目的在于去除原料中的杂蛋白，以充分保证产品的品质；6)反渗透浓缩将超滤澄清液采用卷式反渗透膜组件进行浓缩，得反渗透浓缩液和渗透液，反渗透浓缩液为牛磺酸和氨基酸的混合液，浓缩的操作压力为30～40kg/cm2，浓缩倍数为3～5倍，渗透液可回收至步骤5)和6)作为补充脱盐水收集继续循环过滤使用，反渗透浓缩液进入下一步骤；7)树脂吸附纯化采用离子交换吸附法将反渗透浓缩液分离为牛磺酸和氨基酸溶液，所产生的氨基酸溶液直接罐装制成营养品，脂提牛磺酸转入下一步骤；8)乙醇沉淀树脂吸附的牛磺酸用脱盐水进行洗脱，收集所得的洗脱液加入无水乙醇，即可得到牛磺酸悬浊液；9)结晶、纯化将以上牛磺酸悬浊液进行蒸馏，喷雾，干燥处理，回收乙醇，并得到高纯度棒状天然牛磺酸结晶体。在步骤2)中，将清洗干净的下脚料破碎后加8～10倍，最好为10倍的脱盐水(离子交换无盐度的纯净水)让其稀释制成浆液。在步骤3)中，将步骤2)所得的浆液用离心机分离法将固液分离。在步骤4)中，所述的截留分子量最好为40000，在澄清过程中最好加脱盐水，以使原料液中的成分充分分离透过。在步骤5)中，所述的截留分子量最好为3000。在步骤6)中，由于超滤澄清液体积量很大，如果直接进行纯化结晶处理，其能耗和损失量均比较大，因此尽量减少结晶料液体积是十分必要的；将超滤澄清液采用卷式反渗透膜组件进行浓缩，得浓缩液和渗透液，浓缩的操作压力最好为35kg/cm2，浓缩倍数最好为4倍左右比较经济。在步骤7)中，因为所得的浓缩液为牛磺酸和氨基酸的混合液，为得到单纯的牛磺酸，必须采用离子交换吸附法将牛磺酸和氨基酸分离，离子交换吸附部分最好以三床串联比较合适，每个交换床直径最好为500～600mm，其所产生的氨基酸溶液直接罐装制成营养品，脂提牛磺酸转入下道步骤进行沉淀结晶。在步骤8)中，树脂吸附的牛磺酸用脱盐水进行洗脱，收集所得的洗脱液最好加入3倍的无水乙醇。在步骤9)中，将牛磺酸悬浊液直接进入真空蒸发器进行蒸馏，喷雾干燥处理。本专利技术的工艺操作速度快，效率高，可连续生产，当天下脚料可当天处理完毕，及时处理企业在加工章鱼过程中所产生的废料。既避免了环境污染，又能节约资源、变废为宝，获得附加值很高的天然牛磺酸。目前，用膜法提取的具有生物活性的天然牛磺酸出口价每公斤高达USD300～3500，折人民币约每公斤2700元，尤其是章鱼中天然牛磺酸与胆汁酸盐结合能起到软化血管，降低胆固醇和血压的作用，它将给高血压患者带来福音。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图。具体实施例方式以下实施例将结合附图对本专利技术作进一步的说明。实施例1参见图1，本专利技术采取膜分离法从章鱼下脚料中直接提取天然牛磺酸和氨基酸，其工艺如下将工厂加工章鱼过程中所产生的下脚料包括内脏、尾尖、眼窝、后垂体等原料，集中后先摘除墨囊，去除臭气的内脏等污染物，将其清洗干净。章鱼下脚料1经过粉碎加10倍脱盐水2稀释制浆液后用泵送到离心机进行固液分离3，分离出的固体物料作为饲料4的原料处理，另一端上清料液转入一级超滤膜过滤器5进行选择性分离，一级超滤膜过滤器的过滤膜截留分子量为40000。一级超滤膜过滤器5得到的浓缩液可掺入上一步骤中的固体物料一起作为饲料原料4使用。为了除去原料中的杂蛋白，一级超滤膜过滤器5出来的澄清液需进入二级超滤膜过滤器6进行第二次分离，所述二级超滤膜过滤器的超滤膜截留分子量为3000。为使原料中的有效成份充分分离透过，在一级超滤膜过滤器5和二级超滤膜过滤器6的后半部都要适当添加脱盐水补充进行循环超滤。由于超滤澄清液体积量大(10倍脱盐水稀释)，如果直接脂提纯化、结晶，其能耗和损失量均比较大，所以必须由卷式反渗透膜组件7进行浓缩4倍后，浓缩的操作压力为35kg/cm2，浓缩液转入树脂吸附8进行脂提纯化分离，可分别分离出氨基酸溶液和天然牛磺酸溶液；因为所得的浓缩液为牛磺酸和氨基酸的混合液，为得到单纯的牛磺酸，必须采用离子交换吸附法将牛磺酸和氨基酸分离，离子交换吸附部分最好以三床串联比较合适，每个交换床直径最好为550mm。氨基酸溶液直接进入罐装氨基酸营养液工艺9，罐装成营养液。而后天然牛磺酸加入3倍无水乙醇后进行乙醇沉淀工艺10，直接进入真空蒸发器蒸发、蒸馏、干燥处理，既可以回收乙醇11又可以得到高纯度棒状牛磺酸结晶体12。目前，所述一级超滤膜和二级超滤膜最好选用进口卷式超滤膜、立式超滤膜、平板式超滤膜等。实施例2与实施例1类似，其区别在于章鱼下脚料经过粉碎加8倍脱盐水稀释制浆液后用泵送到离心机进行固液分离过滤。一级超滤膜过滤器的过滤膜截留分子量为30000。二级超滤膜过滤器的超滤膜截留分子量为3500。为使原料中的有效成份充分分离透过，在一级超滤膜过滤器和二级超滤膜过滤器的后半部都要适当添加脱盐水补充进行循环超滤。由于超滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
利用膜分离技术从章鱼下脚料中提取天然牛磺酸的方法，其特征在于其步骤如下：１）原料预处理：将加工章鱼过程中所产生的下脚料包括内脏、尾尖、眼窝、后垂体原料集中后先摘除墨囊，去除污染物，清洗干净；２）制备浆液：将清洗干净的下脚料破 碎后稀释制成浆液；３）固液分离：将浆液固液分离，上清料液转入下一步骤，固体物料作为饲料原料处理；４）一级超滤：将上清料液作为原料，采用超滤膜过滤器进行分离澄清，得澄清液和浓缩液，其截留分子量为３００００～５００００，澄清液转 入下一步骤，浓缩液掺入上一步骤中的固体物料一起作为饲料原料处理；５）二级超滤：将澄清液作为原料，采用二级超滤膜分离装置，再次进行分离过滤，得超滤澄清液，其截留分子量为２５００～３５００；６）反渗透浓缩：将超滤澄清液采用卷式反 渗透膜组件进行浓缩，得反渗透浓缩液和渗透液，反渗透浓缩液为牛磺酸和氨基酸的混合液，浓缩的操作压力为３０～４０ｋｇ／ｃｍ↑［２］，浓缩倍数为３～５倍，渗透液回收至步骤５）和６）作为补充脱盐水收集继续循环过滤使用，反渗透浓缩液进入下一步骤； ７）树脂吸附纯化：采用离子交换吸附法将反渗透浓缩液分离为牛磺酸和氨基酸溶液，所产生的氨基酸溶液直接罐装制成营养品，牛磺酸转入下一步骤；８）乙醇沉淀：树脂吸附的牛磺酸用脱盐水进行洗脱，收集所得的洗脱液加入无水乙醇，即得到牛磺酸悬浊 液；９）结晶与纯化：将牛磺酸悬浊液进行蒸馏，喷雾，干燥处理，回收乙醇，并得到高纯度棒状天然牛磺酸结晶体。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张育荣，
申请(专利权)人：厦门东海洋水产品进出口有限公司，
类型：发明
国别省市：92[中国|厦门]