利用膜法提取天然章魚胺的工藝探討

張育榮 張鷺勇 張鷺軍 張鷺鷹 王桂蘭

廈門東海洋水產品進出口有限公司，福建·廈門 361024

利用膜法提取天然章魚胺的工藝探討

張育榮 張鷺勇 張鷺軍 張鷺鷹 王桂蘭

廈門東海洋水產品進出口有限公司，福建·廈門 361024

長期以來，由于受技術和設備的限制，國際上尚未出現(xiàn)有關天然章魚胺實現(xiàn)產業(yè)化的報道。本文以廈門東海洋食品廠自有膜分離設備為平臺，成功地從真蛸（octopus vulgaris，俗名：真章）下腳料中提取純度高達96%的天然章魚胺，從此結束了國內外無天然章魚胺的歷史，既給億萬肥胖癥和Ⅱ型糖尿病患者帶來福音，又為海洋生物資源的綜合利用開辟一條可持續(xù)發(fā)展的道路，真正達到變廢為寶的目的。

天然章魚胺；膜分離；工藝

1 章魚胺概述

章魚胺（octopamine，簡稱OA，別名：奧克巴胺、真蛸胺）是脊椎動物激素去甲腎上腺素的一個同類物，具有對-羥苯-β-羥乙胺的化學結構，分子式為C8H11NO2，分子量為153.176。

章魚胺是一種海洋生物活性物質，為微黃色粉末狀，最早是1951由前蘇聯(lián)科學家Espamer和Boretti在真蛸的唾液腺體中發(fā)現(xiàn)而得名。它是一種防治肥胖癥和Ⅱ型糖尿病的β3-腎上腺素受體激動劑，對激活胰島素釋放敏感性而發(fā)揮作用；具有調節(jié)人體新陳代謝、保持血糖平衡、抑制食欲、提高注意力等特殊的藥理作用和生理功能，是目前防治肥胖癥和Ⅱ型糖尿病的無毒無害、安全可靠的天然海洋活性物質。

由于受技術和設備限制，長期以來國外都用化學合成法生產的價格高昂的章魚胺（500元/克），國內外至今未見有關實現(xiàn)工業(yè)化生產的報道，尤其是純物理膜分離法提取章魚胺的先例。因此，從水產品魚類、貝類、甲殼類、頭足類章魚及其下腳料中提取生物活性高的純天然章魚胺是世界各國專家學者長期研究的前沿課題。

2 膜法提取天然章魚胺的技術依據及特點

國內外對章魚胺來源的研究多集中在中藥枳實和魚露上。但枳實中章魚胺的含量僅約為0.01%～0.03%，魚露中章魚胺的含量約為0.06%～0.1% ，可見這些原料中章魚胺含量相當低。因此，尋找新的章魚胺原料來源是本研究項目的重點。經檢測魚類、甲殼類、貝類以及頭足類中章魚胺含量較高，為0.1%～2.18%之間，見右表。

從表可知，海洋生物是天然章魚胺的重要來源，特別是真蛸唾液腺體含量高達2.18%，這是章魚胺來源的一重大發(fā)現(xiàn)，這一發(fā)現(xiàn)不僅提升了海洋生物的營養(yǎng)價值，還加大了應用范疇，也為海洋生物加工中廢棄物的綜合利用開拓了新的途徑。

本項目以本公司原有膜分離中試設備為基礎，進行提取。設備及工藝流程：真蛸下腳料粉碎→稀釋漿液→固液分離→一級陶瓷膜微濾分離→二級卷式膜超濾分離→反滲透濃縮→大孔樹脂吸附純化→乙醇洗脫→真空冷凍干燥→純化→天然章魚胺粉末

采取膜分離技術的優(yōu)點如下：

（1）.采用先進的微濾膜和超濾膜分離技術，整個過程不添加任何化學物品，為純物理分離提取，不引入有毒有害物質，能較大程度保持產品純度。

（2）.利用膜分離設備，在提取過程中，去除雜質（Na+、Cl-、SO42-等）、類脂類、碳水化合物類和一些色素雜蛋白等。在不引入有機溶劑和無機鹽的前提下，可以定向的以分子量大小為標準進行機械的分離，不會對有用的部分造成損失。

（3）.膜法反滲透濃縮比高溫噴霧蒸發(fā)的方法節(jié)能，已經得到公認，而且還有一個好處就是常溫下操作，可以保護活性分子不受破壞。

（4)大孔樹脂離子交換純化技術，與其它方法相比，具有工藝簡單、適應性強，分離效果好、生產成本低，在各種生物活性物質的分離純化中已得到了廣泛的研究和應用，在實驗室和規(guī)模生產上均已取得成功，是一種最有實用價值的提取分離方法。

（5).采用真空冷凍干燥技術制備粉末有兩個特點

a.真空冷凍干燥是在水的三相點壓力以下操作，物料處于高度缺氧狀態(tài)；且又是在低溫下進行，物料不會過熱；因此，采用真空冷凍干燥技術干燥能夠防止天然章魚胺高溫干燥變性、變色，保持了產品有效成分的固有特性。

b.真空冷凍干燥是由于物料在升華脫水以前先經凍結，形成穩(wěn)定的固體骨架，所以水分升華汽化后，固體骨架基本保持不變，產品不失原有的固體結構，保持著原有的形狀。這種多孔結構的制品具有很理想的速溶性和快速復水性。所以利用該技術干燥能夠提高天然章魚胺產品的速溶性。

3 設備工藝探索

目前，國內外沒有人對章魚胺的來源做過系統(tǒng)的研究，更沒有章魚胺的天然品出現(xiàn)，美國的SIGMA公司和國內多家代理公司僅擁有章魚胺都是化學合成品。我司利用多級膜分離技術提取的天然章魚胺純度高達96%，水分0.2%，硫酸鹽殘渣!0.1%，這在國內外均屬首創(chuàng)。

為順利實現(xiàn)產業(yè)化，仍有以下工藝值得探討：

3.1 膜分離技術 水產品下腳料成分異常復雜，尤其是章魚，有許多未知物，懸浮物含量高，嚴重影響微濾、超濾膜通量，膜污染較嚴重。膜污染后滋生細菌，造成對章魚胺的損失。且物料中鹽濃度、色素含量還比較高，對反滲透膜濃縮操作造成壓力；

3.2 離子交換純化技術：樹脂吸附離子交換工藝是本課題的關鍵技術，其分離的好壞，直接影響到產品的質量。由于原料章魚下腳料的成分復雜，二級超濾后，除章魚胺外，料液中還富含未知氨基酸、章魚胺等其他小分子在該工藝很難完全交換分離。

采取的解決方案：

（1).進一步考察不同膜材質超濾膜對原料液的分離情況，在現(xiàn)有的基礎上，找到條件更合適的膜，和膜分離操作條件。針對膜污染嚴重的問題，尋求有效的清洗解決方案。盡量避免引入鹽類，防止變性色素產生。采取輔助的濃縮方法。

（2).離子交換時，選擇最適合的離子交換樹脂型號，優(yōu)化上柱、洗脫條件，增加關鍵質量控制點，從而優(yōu)化章魚胺和其他物質的分離條件。

（3).整個過程要注意在低溫環(huán)境下操作，包括物料和成品的冷藏，防止產品高溫揮發(fā)。

四、結論

本公司在魚類、貝類、甲殼類和頭足類加工時，每年產生的下腳料近千噸作為廢物處理，尤其是頭足類真蛸在精加工時產生的尾尖、脖子、內臟、唾液腺體高達50%被廢棄，全國每年水產品產量在4500萬噸左右，下腳料的浪費是驚人的。采取膜法分離設備提取天然章魚胺后，既節(jié)約資源又給億萬肥胖癥和Ⅱ型糖尿病患者帶來福音，真正達到變廢為寶的目的。為我國水產品的綜合利用創(chuàng)出一條可持續(xù)發(fā)展道路。

[1]王敏,陳舜勝等.水產品可食部章魚胺含量的研究.中國海洋藥物雜志，2009年2月第28卷第1期

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.056