牛磺酸是人体的一种半必需非蛋白类氨基酸,广泛分布于人体各器官组织,是人体内含量最大的游离氨基酸,具有多种生理功能。随着人们对牛磺酸生理功能认识的不断加深,牛磺酸被广泛添加到化妆品、医药、运动型饮料、婴幼儿乳粉中,牛磺酸的市场需求不断扩大,寻找新的牛磺酸开发途径已经迫在眉睫。条斑紫菜在我国江苏沿海地区大范围种植,牛磺酸含量占条斑紫菜干重的1%左右。本实验以条斑紫菜为原料,探索从条斑紫菜中提取分离纯化牛磺酸的新工艺,从而为紫菜的综合利用提供实验依据。本文首先建立了条斑紫菜中牛磺酸含量的测定方法,利用超声波辅助热水浸提法提取牛磺酸,通过壳聚糖絮凝、膜过滤、离子交换层析、乙醇重结晶等方法分离纯化牛磺酸。主要研究内容如下：1.建立了利用HPLC技术测定条斑紫菜牛磺酸含量的新方法。色谱条件确定包括：分析柱为XDB C18(150mm×4.6 mm,5μm)色谱柱,流动相为甲醇-pH 5.3醋酸盐缓冲液(30：70,V/V),流速1.0 mL/min,检测波长315 nm,温度30℃。牛磺酸浓度在5 μg/mL-150μg/mL范围内线性关系良好(R2=0.9990),平均回收率为98.8%(RSD=1.8%,n=6),所得衍生物在20 min内稳定,方法最低检出浓度为0.25 μg/mL。实验发现第三采收期条斑紫菜内牛磺酸含量最高为1.3% (dry wt),因此此期条斑紫菜作为提取牛磺酸的原材料。2.利用响应曲面法对超声辅助浸提条斑紫菜中牛磺酸的工艺条件进行优化。实验以条斑紫菜中牛磺酸提取率作为响应值,对影响牛磺酸提取率的三个因素超声处理时间、超升功率、温度进行优化,建立有关此三因素对牛磺酸提取得率的数学模型。结果发现在实验范围内,各因素对牛磺酸提取率影响显著性为功率>温度>处理时间。方差分析证实该数学模型可很好拟合实验数据。超声辅助浸提牛磺酸的最适宜条件为处理时间3 h、功率300 W、温度80℃、处理次数为2次。牛磺酸提取量理论最大值是11.22 mg/g。3.比较酸碱沉淀法、有机溶剂法、sevage法以及壳聚糖膜过滤法去除蛋白质及多糖效果,发现絮凝结合膜过滤法的去除效果最好。最佳絮凝条件：壳聚糖添加量为250 mg/100 mL紫菜水提液,pH 2.5。此时蛋白与多糖的去除率分别达到93.82%和80.00%。在最佳絮凝条件下絮凝反应在10 min内完成。絮凝处理去除了提取液中大部分蛋白质和多糖同时降低提取液粘度,有助于接下来的膜过滤操作,极大提高膜过滤速度。错流超滤操作方式,依次通过膜孔径为0.1μm,截留分子量为10K和1K的聚醚砜板式超滤膜,在降低牛磺酸损失率的同时很好的去除条斑紫菜提取液经过壳聚糖絮凝处理后残留的蛋白多糖杂质以及絮凝产生的悬浮颗粒,在此条件下蛋白质和多糖的去除率分别为82%和46%,牛磺酸的截留率为9%。4.提取液中牛磺酸分离纯化。采用氨基酸分析仪分析732阳离子交换树脂处理前后的紫菜水提液,结果发现732阳离子交换树脂可充分吸附紫菜提取液中的杂质氨基酸,将牛磺酸与杂质氨基酸分离开。上样浓缩液的pH为3,浓度为1663 μg/mL,上样速度为1 BV/h时732阳离子交换树脂对杂质氨基酸的吸附容量最大,通过穿透曲线可知此时最佳上样量为10 BV。实验发现732H+型阳离子交换树脂有很好的树脂再生的效果。5.粗牛磺酸产品进一步纯化。浓缩经过离子交换处理后的流出液,4℃下4倍体积无水乙醇3次结晶处理,得到白色晶体产率为0.7%。HPLC测定发现牛磺酸纯度为95%,利用FTIR、MS及NMR现代分析技术确定所得产品结构。