本发明专利技术公开了一种天然章鱼肉碱的制备方法，该方法通过多级膜分离、离子交换和中压色谱技术，从头足类海产品加工下脚料中大规模提取分离天然章鱼肉碱。采用本发明专利技术的方法具有常温操作、无相变及化学变化、设备模块化且易放大、选择性高及能耗低等优点，特别适合于现代工业对节能、提高生产效率、低品味原材料再利用和消除环境污染的需要的优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适合规模化生产，尤其是涉及一种集成多级膜分离、离子交换、中压色谱技术从头足类海产品加工下脚料中制备天然章鱼肉碱的方法，属于生物提取分离
技术介绍
头足类是重要的海洋经济动物，具有生命周期短、生长快等特点，资源极为丰富。重要经济种类主要有章鱼、乌贼和鱿鱼。我国是生产头足类的主要国家之一，年产量已超过百万吨。头足类是经济价值很高的海洋软体动物，其肉质肥厚而鲜美，富含蛋白质和氨基酸，味道鲜美，口感独特，一直深受广大消费者青睐。头足类可谓全身都是宝，肉除鲜食外，还可以加工成干制品、鱼丸、鱼糜等，食用方式多种多样。目前大多数从事头足类生产企业在将可食用部分进行加工利用后，对加工过程产生的下脚料只有部分简单的加工成鱼粉或提取粗鱼油，绝大部分被丢弃，既浪费资源，又污染环境。章鱼肉碱(Octopine)的化学名称为α，α ’ -亚氨-(δ -胍基戊酸)-丙酸，分子式为C9H18N4O4,分子量为246，在自然界中主要存在于章鱼、乌贼、鱿鱼等头足类水产动物中。章鱼肉碱是由精氨酸与丙氨酸或丙酮酸经酶催化作用形成的一种特异性的小分子物质。研究发现章鱼肉碱具有降胆固醇、抗疲劳、提高免疫力等生理活性功能，具有药用开发价值；还可开发为海产鲜味调味品、功能性食品或饮料添加剂。目前制备获取章·鱼肉碱的方法有化学合成法和生物提取法。化学合成法存在产品得率低，尤其是手性拆分成本极高，至今未实现规模化生产。生物提取法是指从海洋生物中提取分离获得。Robin Yvonne 等(Yvonne Robin, Yvonne Guillou.An 1n-Exchange ColumnChromatographic Method for the Isolation of Octopine from Sepia officinalisL.Muscle.Analytical Biochemistry, 1977,83(1):45-51.)采用 AG 50W-X8 和 AG 50W-X4离子交换凝胶色谱、多次活性炭脱色、醇沉、结晶等方法从每公斤乌贼肌肉中分离获得4.5克章鱼肉碱，该方法步骤冗长，大量使用吡啶、强酸、Ba(OH)2等化学试剂，属于实验室制备方法，无法满足工业化生产的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有制备天然章鱼肉碱方法所存在的不足，提供一种从头足类水产品加工下脚料中制备天然章鱼肉碱的工业化方法。为了实现本专利技术的目的，专利技术人通过大量试验研究，最终获得了如下技术方案:一种，包括以下步骤:I)预处理:将头足类水产品下脚料去除污染物，清洗干净；2)提取:经预处理的下脚料绞碎后置于反应釜中，加3 6倍纯水，控制反应温度50-100°C，搅拌I 4小时，得到章鱼肉碱提取液；3)固液分离:采用转速3000 13000rpm的连续流离心机去除提取液中的固体杂质；4) 一级膜分离:将离心液采用一级膜进行澄清除杂，所述一级膜为孔径0.05 0.8 μ m管式陶瓷膜或截留分子量为10000 200000Da平板有机膜组件，操作压力为0.1 0.5Mpa，浓缩倍数为5 10倍，加水倍数为0.2 I倍；5) 二级膜分离:采用二级膜对一级膜分离的透过液进行脱色除杂，所述二级膜是截留分子量为200 2000Da的卷式纳滤膜组件，操作压力为0.5 1.5Mpa，浓缩倍数为6 15倍，加水倍数为0.2 I倍；6)三级膜分离:采用三级膜对二级膜分离的透过液进行快速浓缩，所述三级膜是对NaCl截留率大于99%的卷式反渗透膜组件，操作压力为I 2Mpa，浓缩倍数为10 20倍;7)强酸性阳离子交换柱层析:采用强酸性阳离子交换柱对三级膜分离的浓缩液中的章鱼肉碱进行选择性富集，以层析柱中强酸性阳离子交换树脂体积为IBV进行计算，反渗透浓缩液的上柱量为I 2BV，上样流速为0.5 2BV ;洗脱剂为I 2mol -T1的氨水，洗脱剂用量为2 3BV，洗脱流速为I 2BV.h—1 ；8)弱碱性阴离子交换柱层析:采用弱碱性阴离子交换柱对步骤7)的洗脱液进行选择性分离，以层析柱中弱碱性阴离子交换树脂体积为1BV，上柱量为I 2BV，上样流速为0.5 2BV.;洗脱剂为I 2mol.Γ1的氨水，洗脱剂用量为2 3BV，洗脱流速为I 2BV.IT1 ；9)中压色谱纯化:色谱填料选用C8或C18，流动相为醋酸水溶液，浓度为0.01% 0.3% (质量百分比， 下同)；10)浓缩与干燥:减压浓缩，沉淀，干燥，得到纯度大于95%的天然章鱼肉碱。本专利技术所述的，其中所述的头足类水产品选自如下的至少一种:章鱼、乌贼、鱿鱼。与现有技术相比，本专利技术涉及的章鱼肉碱制备工艺具有常温操作、无相变及化学变化、设备模块化且易放大、选择性高及能耗低等优点，特别适合于现代工业对节能、提高生产效率、低品味原材料再利用和消除环境污染的需要。具体实施例方式实例一:1.将200公斤章鱼加工下脚料集中处理后去除污染物，清洗干净，经绞肉机绞碎后置于反应釜中，然后加1200公斤纯水，提取温度控制在50°C，搅拌4小时，得到章鱼肉碱提取液。2.采用转速3000rpm的连续流离心机去除上述提取液中的固体杂质。3.采用孔径为0.8 μ m管式陶瓷膜对连续流离心机的离心液进行澄清除杂，操作压力为0.1Mpa，运行温度为50°C，浓缩倍数为5倍，加水倍数为I倍。4.采用截留分子量为200Da的卷式纳滤对一级管式陶瓷微滤工艺透过液进行脱色除杂，操作压力为1.5Mpa,运行温度为40°C,浓缩倍数为6倍,加水倍数为I倍。5.采用对NaCl截留率为99%卷式反渗透膜组件对二级卷式纳滤工艺透过液进行快速浓缩，操作压力为2Mpa，运行温度为35°C，浓缩倍数为20倍。6.采用强酸性苯乙烯阳离子交换柱层析工艺对三级反渗透工艺浓缩液进行选择性富集。反渗透浓缩液的上柱量为1BV，上样流速为0.5BV.;洗脱剂为Imol.Γ1的氨水，洗脱剂用量为3BV，洗脱流速为IBV.h'7.采用弱碱性苯乙烯阴离子交换柱层析工艺对强酸性阳离子交换柱层析工艺中富含章鱼肉碱洗脱液进行选择性分离。上柱量为1BV，上样流速为0.5BV.IT1 ;洗脱剂为Imol.Γ1的氨水，洗脱剂用量为3BV，洗脱流速为IBV.h'8.采用C18中压色谱纯化工艺对弱碱性阴离子交换柱层析工艺中富含章鱼肉碱的洗脱液进行选择性分离，流动相为0.01%醋酸水溶液。9.浓缩与干燥:在50°C、真空度为0.04MPa条件下进行减压浓缩，沉淀，干燥，得到纯度大于95%的天然章鱼肉碱。实例二:1.将300公斤章鱼加工下脚料集中处理后去除污染物，清洗干净，经绞肉机绞碎后置于反应釜中，然后加900公斤纯水，提取温度控制在100°C，搅拌I小时，得到章鱼肉碱提取液。2.采用转速13000rpm的连续流离心机去除上述提取液中的固体杂质。3.采用孔径为0.05 μ m管式陶瓷膜对连续流离心机的离心液进行澄清除杂，操作压力为0.5Mpa，运行温度为50°C，浓缩倍数为10倍，加水倍数为0.2倍。4.采用截留分子量为2000Da的卷式纳滤对一级管式陶瓷微滤工艺透过液进行脱色除杂，操作压力为0.5Mpa，运行温度为40°C，浓缩倍数为15倍，加水倍数为0.2倍。5.采用对NaCl截留率为99本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种天然章鱼肉碱的制备方法，包括以下步骤：1)预处理：将头足类水产品下脚料去除污染物，清洗干净；2)提取：经预处理的下脚料绞碎后置于反应釜中，加3～6倍纯水，控制反应温度50?100℃，搅拌1～4小时，得到章鱼肉碱提取液；3)固液分离：采用转速3000～13000rpm的连续流离心机去除提取液中的固体杂质；4)一级膜分离：将离心液采用一级膜进行澄清除杂，所述一级膜为孔径0.05～0.8μm管式陶瓷膜或截留分子量为10000～200000Da平板有机膜组件，操作压力为0.1～0.5Mpa，浓缩倍数为5～10倍，加水倍数为0.2～1倍；5)二级膜分离：采用二级膜对一级膜分离的透过液进行脱色除杂，所述二级膜是截留分子量为200～2000Da的卷式纳滤膜组件，操作压力为0.5～1.5Mpa，浓缩倍数为6～15倍，加水倍数为0.2～1倍；6)三级膜分离：采用三级膜对二级膜分离的透过液进行快速浓缩，所述三级膜是对NaCl截留率大于99％的卷式反渗透膜组件，操作压力为1～2Mpa，浓缩倍数为10～20倍；7)强酸性阳离子交换柱层析：采用强酸性阳离子交换柱对三级膜分离的浓缩液中的章鱼肉碱进行选择性富集，以层析柱中强酸性阳离子交换树脂体积为1BV进行计算，反渗透浓缩液的上柱量为1～2BV，上样流速为0.5～2BV·h?1；洗脱剂为1～2mol·L?1的氨水，洗脱剂用量为2～3BV，洗脱流速为1～2BV·h?1；8)弱碱性阴离子交换柱层析：采用弱碱性阴离子交换柱对步骤7)的洗脱液进行选择性分离，以层析柱中弱碱性阴离子交换树脂体积为1BV，上柱量为1～2BV，上样流速为0.5～2BV·h?1；洗脱剂为1～2mol·L?1的氨水，洗脱剂用量为2～3BV，洗脱流速为1～2BV·h?1；9)中压色谱纯化：色谱填料选用C8或C18，流动相为醋酸水溶液，浓度为0.01％～0.3％；10)浓缩与干燥：减压浓缩，沉淀，干燥，得到纯度大于95％的天然章鱼肉碱。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：谢全灵，易瑞灶，洪专，陈晖，张怡评，方华，孙继鹏，朱芮琳，
申请(专利权)人：国家海洋局第三海洋研究所，
类型：发明
国别省市：
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