利用膜法提取天然章鱼胺的工艺探讨

张育荣 张鹭勇 张鹭军 张鹭鹰 王桂兰

厦门东海洋水产品进出口有限公司，福建·厦门 361024

利用膜法提取天然章鱼胺的工艺探讨

张育荣 张鹭勇 张鹭军 张鹭鹰 王桂兰

厦门东海洋水产品进出口有限公司，福建·厦门 361024

长期以来，由于受技术和设备的限制，国际上尚未出现有关天然章鱼胺实现产业化的报道。本文以厦门东海洋食品厂自有膜分离设备为平台，成功地从真蛸（octopus vulgaris，俗名：真章）下脚料中提取纯度高达96%的天然章鱼胺，从此结束了国内外无天然章鱼胺的历史，既给亿万肥胖症和Ⅱ型糖尿病患者带来福音，又为海洋生物资源的综合利用开辟一条可持续发展的道路，真正达到变废为宝的目的。

天然章鱼胺；膜分离；工艺

1 章鱼胺概述

章鱼胺（octopamine，简称OA，别名：奥克巴胺、真蛸胺）是脊椎动物激素去甲肾上腺素的一个同类物，具有对-羟苯-β-羟乙胺的化学结构，分子式为C8H11NO2，分子量为153.176。

章鱼胺是一种海洋生物活性物质，为微黄色粉末状，最早是1951由前苏联科学家Espamer和Boretti在真蛸的唾液腺体中发现而得名。它是一种防治肥胖症和Ⅱ型糖尿病的β3-肾上腺素受体激动剂，对激活胰岛素释放敏感性而发挥作用；具有调节人体新陈代谢、保持血糖平衡、抑制食欲、提高注意力等特殊的药理作用和生理功能，是目前防治肥胖症和Ⅱ型糖尿病的无毒无害、安全可靠的天然海洋活性物质。

由于受技术和设备限制，长期以来国外都用化学合成法生产的价格高昂的章鱼胺（500元/克），国内外至今未见有关实现工业化生产的报道，尤其是纯物理膜分离法提取章鱼胺的先例。因此，从水产品鱼类、贝类、甲壳类、头足类章鱼及其下脚料中提取生物活性高的纯天然章鱼胺是世界各国专家学者长期研究的前沿课题。

2 膜法提取天然章鱼胺的技术依据及特点

国内外对章鱼胺来源的研究多集中在中药枳实和鱼露上。但枳实中章鱼胺的含量仅约为0.01%～0.03%，鱼露中章鱼胺的含量约为0.06%～0.1% ，可见这些原料中章鱼胺含量相当低。因此，寻找新的章鱼胺原料来源是本研究项目的重点。经检测鱼类、甲壳类、贝类以及头足类中章鱼胺含量较高，为0.1%～2.18%之间，见右表。

从表可知，海洋生物是天然章鱼胺的重要来源，特别是真蛸唾液腺体含量高达2.18%，这是章鱼胺来源的一重大发现，这一发现不仅提升了海洋生物的营养价值，还加大了应用范畴，也为海洋生物加工中废弃物的综合利用开拓了新的途径。

本项目以本公司原有膜分离中试设备为基础，进行提取。设备及工艺流程：真蛸下脚料粉碎→稀释浆液→固液分离→一级陶瓷膜微滤分离→二级卷式膜超滤分离→反渗透浓缩→大孔树脂吸附纯化→乙醇洗脱→真空冷冻干燥→纯化→天然章鱼胺粉末

采取膜分离技术的优点如下：

（1）.采用先进的微滤膜和超滤膜分离技术，整个过程不添加任何化学物品，为纯物理分离提取，不引入有毒有害物质，能较大程度保持产品纯度。

（2）.利用膜分离设备，在提取过程中，去除杂质（Na+、Cl-、SO42-等）、类脂类、碳水化合物类和一些色素杂蛋白等。在不引入有机溶剂和无机盐的前提下，可以定向的以分子量大小为标准进行机械的分离，不会对有用的部分造成损失。

（3）.膜法反渗透浓缩比高温喷雾蒸发的方法节能，已经得到公认，而且还有一个好处就是常温下操作，可以保护活性分子不受破坏。

（4)大孔树脂离子交换纯化技术，与其它方法相比，具有工艺简单、适应性强，分离效果好、生产成本低，在各种生物活性物质的分离纯化中已得到了广泛的研究和应用，在实验室和规模生产上均已取得成功，是一种最有实用价值的提取分离方法。

（5).采用真空冷冻干燥技术制备粉末有两个特点

a.真空冷冻干燥是在水的三相点压力以下操作，物料处于高度缺氧状态；且又是在低温下进行，物料不会过热；因此，采用真空冷冻干燥技术干燥能够防止天然章鱼胺高温干燥变性、变色，保持了产品有效成分的固有特性。

b.真空冷冻干燥是由于物料在升华脱水以前先经冻结，形成稳定的固体骨架，所以水分升华汽化后，固体骨架基本保持不变，产品不失原有的固体结构，保持着原有的形状。这种多孔结构的制品具有很理想的速溶性和快速复水性。所以利用该技术干燥能够提高天然章鱼胺产品的速溶性。

3 设备工艺探索

目前，国内外没有人对章鱼胺的来源做过系统的研究，更没有章鱼胺的天然品出现，美国的SIGMA公司和国内多家代理公司仅拥有章鱼胺都是化学合成品。我司利用多级膜分离技术提取的天然章鱼胺纯度高达96%，水分0.2%，硫酸盐残渣!0.1%，这在国内外均属首创。

为顺利实现产业化，仍有以下工艺值得探讨：

3.1 膜分离技术 水产品下脚料成分异常复杂，尤其是章鱼，有许多未知物，悬浮物含量高，严重影响微滤、超滤膜通量，膜污染较严重。膜污染后滋生细菌，造成对章鱼胺的损失。且物料中盐浓度、色素含量还比较高，对反渗透膜浓缩操作造成压力；

3.2 离子交换纯化技术：树脂吸附离子交换工艺是本课题的关键技术，其分离的好坏，直接影响到产品的质量。由于原料章鱼下脚料的成分复杂，二级超滤后，除章鱼胺外，料液中还富含未知氨基酸、章鱼胺等其他小分子在该工艺很难完全交换分离。

采取的解决方案：

（1).进一步考察不同膜材质超滤膜对原料液的分离情况，在现有的基础上，找到条件更合适的膜，和膜分离操作条件。针对膜污染严重的问题，寻求有效的清洗解决方案。尽量避免引入盐类，防止变性色素产生。采取辅助的浓缩方法。

（2).离子交换时，选择最适合的离子交换树脂型号，优化上柱、洗脱条件，增加关键质量控制点，从而优化章鱼胺和其他物质的分离条件。

（3).整个过程要注意在低温环境下操作，包括物料和成品的冷藏，防止产品高温挥发。

四、结论

本公司在鱼类、贝类、甲壳类和头足类加工时，每年产生的下脚料近千吨作为废物处理，尤其是头足类真蛸在精加工时产生的尾尖、脖子、内脏、唾液腺体高达50%被废弃，全国每年水产品产量在4500万吨左右，下脚料的浪费是惊人的。采取膜法分离设备提取天然章鱼胺后，既节约资源又给亿万肥胖症和Ⅱ型糖尿病患者带来福音，真正达到变废为宝的目的。为我国水产品的综合利用创出一条可持续发展道路。

[1]王敏,陈舜胜等.水产品可食部章鱼胺含量的研究.中国海洋药物杂志，2009年2月第28卷第1期

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.08.056