专利名称：一种从新鲜海带中提取含碘氨基酸的方法
技术领域：
本发明涉及海藻化学，具体为一种从新鲜海带中提取含碘氨基酸的方法。
背景技术：
我国的海藻资源产量居世界第一，根据国际粮农组织1999年的统计全世界的海藻产量约为800万吨，我国就占61％约480万吨，其中大部分为人工养殖的海带。
碘(Iodine)是自然界中的稀有元素，也是构成植物体的最基本元素。碘的研究始于1811年，法国人Bernard Coutois在海藻灰中发现了一种黑色粉末，经科学家Gay-Lussac研究后确定为一种新的元素，并命名为碘。以后人们发现碘存在于所有海洋和陆生生物体内，并在生物体的代谢活动中起着非常重要而其它元素不可代替的作用。
海藻是一类特殊的海洋植物，本身含有独特的化学组成，例如海藻多糖、海藻多酚等大分子化合物以及Na、K、Ca、Mg等无机盐离子。碘的含量也非常高，例如有些海藻(Macrocystis pyrifera)的含碘量高达干重的1.414％(Saenko，1978)，是海水的10万倍。海藻中碘的化学存在形态一直是人们研究和争论的焦点，目前普遍认为碘在海藻中以有机态和无机态共存，并在一定的条件下相互转化，其中无机碘主要以碘离子形态存在，约占总碘的60-90％，有机态碘仅占总碘的10-40％(Whyte et al.1980；Riley，etal.1971)。
目前国际上对海藻中碘的研究主要集中在理论性的分析研究方面，例如使用中子法或者极谱法来分析海藻碘的有机或者无机形态，对有机态和无机态的比例及有机碘的化学机构特别是含碘氨基酸的研究很少。
我国对海藻中碘的化学形态的研究起步较晚，1994年中国科学院海洋研究所首次开展海藻中碘的分布以及化学形态方面的研究并于1996年成功的从海藻中提取了有机碘。海藻中含碘氨基酸的研究与提取对我国目前还是一个空白。
海藻中的碘分为有机态和无机态，碘的含量一般占海藻鲜重的0.133％。海藻碘的88％以碘离子的形态存在，有机碘只占海藻总碘的12％。有机态的碘可分为氨基酸类衍生物和非氨基酸态衍生物。含碘氨基酸占总有机碘的51％，另外的50％左右的含碘有机化合物为非氨基酸类化合物。1953年Coulson在海藻蛋白质的水解液发现含碘氨基酸，通过色谱分析，推测出这些含碘氨基酸是一碘络氨酸(monoiodotyrosine，MIT)、3，5-二碘络氨酸(3，5-diiodotyrosine，DIT)、三碘甲状腺原氨酸(triiodothyronine，T3)以及甲状腺素(thyroxine，T4)(Coulson，1953)。1954年Scott用放射性自显影和纸色谱的方法也证明了海藻中存在MIT、DIT、T3以及T4(Scott，1954)，其化学结构如下 一碘酪氨酸MIT 3，5-二碘酪氨酸DIT 三碘甲状腺原氨酸T3 甲状腺素T4海藻中含碘氨基酸的化学结构(The chemical structure of iodo-amino acids inseaweeds)发明内容本发明的目的在于提供一种简单、易行的从新鲜海带中提取含碘氨基酸的方法，可提取制备、分析海藻中的含碘氨基酸。
本发明(动机及理论依据)根据目前国内外对海藻碘，特别是海藻有机碘研究的状况以及我国目前已经进行和完成相关研究的一个继续和深入，对海藻中有机碘的化学形态进行更深层次的研究，特别是含碘氨基酸；建立含碘氨基酸微量物质的提取技术；本发明采用的技术方案为一种从新鲜海带中提取含碘氨基酸的方法，取新鲜干净的海带，采用重量浓度75-85％的乙醇溶液浸提、抽滤，滤液减压浓缩至干；滤渣加入5-7mol/L HCL提取、抽滤，滤液减压浓缩至干；合并滤液浓缩物加入0.015-0.025mol/L HCL溶解；溶解液过PVPP柱(除去褐藻多酚和褐藻多糖类物质)，用蒸馏水洗脱后，调节pH为1.5-3；上732阳离子交换树脂柱(浓缩氨基酸并除去各种离子和中性分子)，用1.5-3mol/L的氨水洗脱，调节pH为1.5-3；上活性炭柱，用1.5-3mol/L氨水洗脱(分离芳香族氨基酸核非芳香族氨基酸)；减压浓缩获得含碘氨基酸产品。
具体操作步骤如下1)使用100公斤新鲜的人工养殖的海带，除去杂质和外来物；2)加入3-6倍海带重量的75-85％含量的乙醇溶液，提取18-24小时，抽滤，滤液减压浓缩至干；加入0.015-0.025mol/L HCL 3-10公斤溶解；3)滤渣加入5-7mol/L HCL 30-100公斤，提取18-24小时，抽滤；滤液减压浓缩至干；加入0.015-0.025mol/L HCL 3-10公斤溶解并与上述溶液混合；4)混合液过PVPP柱，用3-10公斤蒸馏水洗脱后，调节pH为1.5-3；5)上732阳离子交换树脂柱，用3-10公斤1.5-3mol/L的氨水洗脱，调节pH为1.5-3，6)上活性炭柱，用3-10公斤1.5-3mol/L氨水洗脱；7)减压浓缩至干，获得含碘氨基酸产品。
本发明的有益效果是1原材料丰富。本发明使用新鲜的人工养殖的海带作为主要的原料从中提取珍贵的含碘氨基酸。使用的原料是新鲜的人工养殖的海带，我国人工养殖海带的产量已经达到了30万吨干品，海带原料供应充足，提取季节可以从每年的3月份-8月份共6个月，在此期间不会出现原料的不足。
2、提取技术相对简单、易行。本发明提取技术适用于所有具有基本化学试验基础的人，包括中学生和实验员。
3、本发明适合中小企业生产以及化学试验课程，该技术可以应用到大专院校海洋生物技术、海藻化学、天然产物等专业的实验以及获得珍贵的含碘氨基酸用于相关的科学研究。
具体实施例方式
实施例1取100公斤人工养殖的海带，用水冲洗去掉杂质和外来物。用切碎机将表面不含水分的控干海带切成2-3cm的小块，加入500公斤75％含量的乙醇溶液，室温下不断搅拌提取24小时后，抽滤，滤液用减压浓缩蒸发器进行浓缩至干，加入0.02mol/L HCl 10公斤溶解后备用。滤渣加入6mol/LHCl 100公斤，在沸水浴上提取24h，抽滤，滤液用减压浓缩蒸发器进行浓缩至干，加入0.02mol/L HCL 10公斤溶解后与上述溶液合并。获得的20公斤氨基酸提取液首先上柱PVPP(10×35cm，聚乙烯聚砒咯烷酮)用10公斤蒸馏水洗脱后，调节pH为2；继续上732阳离子交换树脂柱(15×50cm)，用10公斤2mol/L的氨水洗脱，调节pH为2，然后上活性炭柱(15×50cm)，用10公斤2mol/L氨水洗脱，用减压浓缩蒸发器进行浓缩至干，获得的产品含有含碘氨基酸20-25克。
实施例2取80公斤人工养殖的海带，用水冲洗去掉杂质和外来物。干净的海带置于长×宽×高各1m的吊笼中控水1h，用切碎机将控干水分的海带切成3-5cm的小块，放入组织捣碎机中均质2-3min。收集海带均质溶液于不锈钢搅拌锅中加入350公斤75％含量的乙醇溶液，室温下不断搅拌提取20小时后，抽滤，滤液用减压浓缩蒸发器进行浓缩至干，加入0.02mol/L HCL 5公斤溶解后备用(溶液一，游离氨基酸提取液)。滤渣加入6mol/L HCL 50公斤，在沸水浴上提取20h，抽滤，滤液用减压浓缩蒸发器进行浓缩至干，加入0.02mol/L HCL 5公斤溶解(结合氨基酸提取液)后与上述溶液一合并。获得的10公斤氨基酸提取液首先上柱PVPP(10×35cm，聚乙烯聚砒咯烷酮)用5公斤蒸馏水洗脱后，调节pH为2；继续上732阳离子交换树脂柱(15×50cm)，用5公斤2mol/L的氨水洗脱，调节pH为2，然后上活性炭柱(15×50cm)，用5公斤2mol/L氨水洗脱，用减压浓缩蒸发器进行浓缩至干，获得的产品含有含碘氨基酸18-22克。
实施例3取50公斤人工养殖的海带，用水冲洗去掉杂质和外来物。干净的海带置于长×宽×高各1m的吊笼中控水1h，用切碎机将控干水分的海带切成3-5CM的小块，放入组织捣碎机中均质1-2min。收集海带均质溶液于不锈钢搅拌锅中加入200公斤75％含量的乙醇溶液，室温下不断搅拌提取18小时后，抽滤，滤液用减压浓缩蒸发器进行浓缩至干，加入0.02mol/L HCL 3公斤溶解后备用(溶液一，游离氨基酸提取液)。滤渣加入6mol/L HCL 40公斤，在沸水浴上提取18h，抽滤，滤液用减压浓缩蒸发器进行浓缩至干，加入0.02mol/L HCL 3公斤溶解(结合氨基酸提取液)后与上述溶液一合并。获得的6公斤氨基酸提取液首先上柱PVPP(10×35cm，聚乙烯聚砒咯烷酮)用3公斤蒸馏水洗脱后，调节pH为2；继续上732阳离子交换树脂柱(15×50cm)，用3公斤2mol/L的氨水洗脱，调节pH为2，然后上活性炭柱(15×50cm)，用3公斤2mol/L氨水洗脱，用减压浓缩蒸发器进行浓缩至干，获得的产品含有含碘氨基酸18克。
实施例4取50公斤人工养殖的海带，用水冲洗去掉杂质和外来物。干净的海带置于长×宽×高各1m的吊笼中控水1h，用切碎机将控干水分的海带切成3-5CM的小块，放入组织捣碎机中均质1-2min。收集海带均质溶液于不锈钢搅拌锅中加入150公斤85％含量的乙醇溶液，室温下不断搅拌提取18小时后，抽滤，滤液用减压浓缩蒸发器进行浓缩至干，加入0.015mol/L HCL1.5公斤溶解后备用(溶液一，游离氨基酸提取液)。滤渣加入5mol/L HCL 50公斤，在沸水浴上提取22h，抽滤，滤液用减压浓缩蒸发器进行浓缩至干，加入0.025mol/L HCL 2公斤溶解(结合氨基酸提取液)后与上述溶液一合并。获得的3.5公斤氨基酸提取液首先上柱PVPP(10×35cm，聚乙烯聚砒咯烷酮)用3公斤蒸馏水洗脱后，调节pH为1.5；继续上732阳离子交换树脂柱(15×50cm)，用3公斤1.5mol/L的氨水洗脱，调节pH为1.5，然后上活性炭柱(15×50cm)，用3公斤1.5mol/L氨水洗脱，用减压浓缩蒸发器进行浓缩至干，获得的产品含有含碘氨基酸16克。
实施例5取50公斤人工养殖的海带，用水冲洗去掉杂质和外来物。干净的海带置于长×宽×高各1m的吊笼中控水1h，用切碎机将控干水分的海带切成3-5CM的小块，放入组织捣碎机中均质1-2min。收集海带均质溶液于不锈钢搅拌锅中加入300公斤80％含量的乙醇溶液，室温下不断搅拌提取20小时后，抽滤，滤液用减压浓缩蒸发器进行浓缩至干，加入0.025mol/L HCL 3公斤溶解后备用(溶液一，游离氨基酸提取液)。滤渣加入7mol/L HCL 15公斤，在沸水浴上提取22h，抽滤，滤液用减压浓缩蒸发器进行浓缩至干，加入0.015mol/L HCL 2公斤溶解(结合氨基酸提取液)后与上述溶液一合并。获得的5公斤氨基酸提取液首先上柱PVPP(10×35cm，聚乙烯聚砒咯烷酮)用4公斤蒸馏水洗脱后，调节pH为3；继续上732阳离子交换树脂柱(15×50cm)，用4公斤3mol/L的氨水洗脱，调节pH为3，然后上活性炭柱(15×50cm)，用4公斤3mol/L氨水洗脱，用减压浓缩蒸发器进行浓缩至干，获得的产品含有含碘氨基酸15克。
用此种提取技术制备的含碘氨基酸可以作为生产企业的标准溶液来定性和定量产品中的含碘氨基酸的含量以及是否产品中含有含碘氨基酸。同时可以作为化学专业的学生实践天然微量物质的提取技术。红外光谱定性检测结果表明；含碘氨基酸类衍生物主要的化学存在形态是含碘酪氨酸，另外还有少量得含碘组氨酸。这些含碘氨基酸大部分存在于人体甲状腺内，起着非常重要的作用，如果缺就会导致碘缺乏病及儿童的智力低下，因此研究和提取纯天然含碘氨基酸的技术是非常重要的。
权利要求
1.一种从新鲜海带中提取含碘氨基酸的方法，其特征在于取新鲜干净的海带，采用重量浓度75-85％的乙醇溶液浸提、抽滤，滤液减压浓缩至干；滤渣加入5-7mol/L HCL提取、抽滤，滤液减压浓缩至干；合并滤液浓缩物加入0.015-0.025mol/L HCL溶解；溶解液过PVPP柱，用蒸馏水洗脱后，调节pH为1.5-3；上732阳离子交换树脂柱，用1.5-3mol/L的氨水洗脱，调节pH为1.5-3；上活性炭柱，用1.5-3mol/L氨水洗脱；减压浓缩获得含碘氨基酸产品。
2.按照权利要求1所述从新鲜海带中提取含碘氨基酸的方法，其特征在于具体操作步骤如下，1)使用100公斤新鲜的人工养殖的海带，除去杂质和外来物；2)加入3-6倍海带重量的75-85％含量的乙醇溶液，提取18-24小时，抽滤，滤液减压浓缩至干；加入0.015-0.025mol/L HCL 3-10公斤溶解；3)滤渣加入5-7mol/L HCL 30-100公斤，提取18-24小时，抽滤；滤液减压浓缩至干；加入0.015-0.025mol/L HCL 3-10公斤溶解并与上述溶液混合；4)混合液过PVPP柱，用3-10公斤蒸馏水洗脱后，调节pH为1.5-3；5)上732阳离子交换树脂柱，用3-10公斤1.5-3mol/L的氨水洗脱，调节pH为1.5-3，6)上活性炭柱，用3-10公斤1.5-3mol/L氨水洗脱；7)减压浓缩至干，获得含碘氨基酸产品。
全文摘要
本发明涉及海藻化学，具体为一种从新鲜海带中提取含碘氨基酸的方法，取新鲜干净的海带，采用重量浓度75－85％的乙醇溶液浸提、抽滤，滤液减压浓缩至干；滤渣加入5－7mol/L HCL提取、抽滤，滤液减压浓缩至干；合并滤液浓缩物加入0.015－0.025mol/L HCL溶解；溶解液过PVPP柱，用蒸馏水洗脱后，调节pH为1.5－3；上732阳离子交换树脂柱，用1.5－3mol/L的氨水洗脱，调节pH为1.5－3；上活性炭柱，用1.5－3mol/L氨水洗脱；减压浓缩获得含碘氨基酸产品。本发明的优点为原材料丰富，提取技术相对简单、易行，适合中小企业生产以及化学试验课程。
文档编号C07C229/36GK1847217SQ200510046238
公开日2006年10月18日 申请日期2005年4月13日 优先权日2005年4月13日
发明者韩丽君, 袁兆惠, 范晓, 袁毅, 娄清香, 房国明, 孙杰 申请人:中国科学院海洋研究所