鲍鱼内脏中天然牛磺酸的提取研究进展

鲍鱼内脏中天然牛磺酸的提取研究进展作者：吕茹倩陈榕钦陈小艺来源：《安徽农学通报》2019年第05期摘 ;要：随着鲍鱼产量的逐年增加，加工鲍鱼后产生的内脏的处理成为了一大难题。

为防止鲍鱼内脏对环境造成污染，充分开发其潜在价值是有效的措施，该文综述了鲍鱼内脏中牛磺酸的提取方法和最佳提取工艺，以及牛磺酸的功能作用和應用的研究进展，展望了牛磺酸在人体保健方面的应用，并对鲍鱼内脏中牛磺酸未来的研究和应用提出参考意见。

关键词：鲍鱼内脏;牛磺酸;提取方法;功能;研究进展中图分类号 TS254.9 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2019）05-0014-04Abstract：The yield of abalone is increasing year by year，and the internal organs produced after processing abalone are confronted with difficulties.In order to prevent abalone from causing pollution to the environment，it is necessary to develop its potential value.The extraction method and optimum extraction process of taurine in abalone research progress in the function and application of taurine in abalone were summarized，and envisions the application prospective of taurine in abalone for the health benefit of human beings.Furthermore，personal suggestions regarding the future research and application of taurine in abalone have been posed for reference.Key words：Abalone viscera;Taurine;Extraction method;Function;Research progress鲍鱼是软体动物门（Mollusca）、腹足纲、鲍科、鲍属的海洋软体动物，其肉质细嫩、营养丰富、味道鲜美，被誉为“海味之冠”，具有较高的食用价值和药用价值，是海洋中重要的食药资源[1]。

随着消费者对鲍鱼需求量的增加，鲍鱼产量逐年提高，目前市场上鲍鱼以鲜销和罐藏为主，鲍鱼的深加工尤为重要。

处理加工过程中产生的鲍鱼内脏成为了一大问题，通常作为工业废料处理，对环境造成了一定污染。

研究表明，鲍鱼内脏能够作为很多生物活性物质的来源[2]，从鲍鱼内脏中提取的牛磺酸具有多种药理和生理作用，对人体具有增加细胞抗氧化[3]、抗自由基损失、抗病毒侵害[4]、增强视力[5]、促进大脑发育[6]、解除疲劳、降低胆固醇等[7]功效，还对牲畜的生长发育[8]、增长繁殖[9]及免疫力[10]有促进、改善作用。

本文主要介绍了牛磺酸的物理性质，综述了鲍鱼内脏中牛磺酸的提取方法和最佳提取工艺以及其功能作用和应用的研究进展，并展望了鲍鱼内脏中牛磺酸在人体保健方面的应用，以期为鲍鱼内脏中牛磺酸的研究和应用提供参考。

1 牛磺酸的主要特性牛磺酸（2-氨基乙磺酸，taurine），又称牛胆素、牛胆酸，是机体组织细胞中含量丰富的一种小分子含硫氨基酸[11]，于1827年从牛胆汁中分离[12]。

它主要以游离态形式存在于哺乳动物的各组织器官中，在神经系统、视觉系统、心脏和肝脏等组织中含量较高[13]。

牛磺酸不溶于无水乙醇、醚、烃等有机溶剂，较易溶于水，在一定温度范围内，其溶解度随温度升高而增大。

牛磺酸在酸性介质中相当稳定，不受浓硫酸、沸腾的硝酸、王水以及干燥氯气的氧化。

牛磺酸的这些性质，在其提取纯化中可以加以有效利用，如可以利用牛磺酸的水溶性和有机溶剂不溶性进行粗提和纯化，且牛磺酸在酸性介质中的稳定性，可以保证整个工艺流程中牛磺酸分离纯化的顺利进行。

2 牛磺酸的生物活性牛磺酸具有重要的生物活性功能，已被广泛地应用于食品添加剂、医药及洗涤剂等行业中[14]。

随着人们对牛磺酸生理作用的认识的日益加深，对其需求量日益增加，目前牛磺酸的主要来源依赖于化学合成，但其毒性大，对环境污染大，故而寻求天然牛磺酸的物料来源至关重要。

鲍鱼内脏作为工业废料，数量众多，可以将其很好地作为提取牛磺酸的物料来源。

从原材料中提取的牛磺酸，经分离纯化、功能性研究发现，表现出抗氧化、抗病毒侵害、增强视力、促进大脑发育、降低胆固醇、解除疲劳的功效。

2.1 抗衰老、抗氧化 Chhaine和Feng曾报道牛磺酸因具有清除氧自由基及稳定膜的能力[15]。

郑加嘉等[16]研究得出牛磺酸具有良好的还原能力，是良好的电子体，除可以将Fe3+还原成Fe2+外，还可与自由基结合成为惰性物质，中断自由基氧化链锁反应。

牛磺酸具有良好的清除超氧阴离子的作用，在一定范围内，随着牛磺酸浓度增加，对羟自由基的清除作用逐渐加强。

有研究表明，牛磺酸能增加对自由基的清除能力，提高作为抗氧化系统成员的超氧化物歧化酶（S0D）活性，增加谷肤甘肚（GSH）含量[17]。

这些研究都说明牛磺酸具有良好的抗氧化作用。

衰老是生物体各种功能的普遍衰弱以及抵抗环境伤害和恢复体内平衡能力的降低的过程[18]，因此抗衰老就是机体抵抗和清除自由基对细胞损伤的能力，即抗氧化能力。

根据已有的研究结果[19]，其作用机制可能是增强机体清除氧自由基的能力和抗氧化功能，减轻自由基的损伤效应，减少脂质过氧化反应的发生和脂质过氧化产物MDA的生成，维持细胞内环境的稳定，从而起到保护细胞作用。

2.2 增强视力维生素A是视色素的重要成分，其对暗适应功能成效早有相关报道[20，21]。

作为光感受器发育的重要营养因子，牛磺酸缺乏会导致光感受器退化，光转导功能受到抑制。

大量研究表明，牛磺酸对视觉感受器发育、视功能改善有明显效果，视网膜中牛磺酸含量较高，且其中2/3分布于光感受器[22]。

通过将天然牛磺酸应用于相关食品、药剂中，可以有效提高低照度人员的暗适应功能。

2.3 促进大脑发育人脑内牛磺酸分布广泛，且含量较高，其中新生动物大脑中牛磺酸的含量最高，然而随着大脑的不断成长发育，牛磺酸的含量逐渐下降[23]。

近年来的研究发现，当大脑中牛磺酸含量降低亦或是缺乏时将阻碍大脑的发育[24]。

研究表明，补充适量的牛磺酸可以参与钙稳态调节[25]、清除氧自由基[26]、促进神经细胞发育[27]、促进微量元素代谢[28]来促进大脑发育。

新生儿大脑中牛磺酸含量一般较成年人高3倍，当其含量较低时将会阻碍其大脑的发育。

新生儿通常通过母乳的形式补充牛磺酸，当采用奶粉喂养时，其牛磺酸含量远远未达标，需要在婴幼儿奶粉中添加牛磺酸以补给婴幼儿所需牛磺酸含量，市场上也可以大量开发牛磺酸强化产品。

2.4 降低胆固醇机体肝脏胆固醇降解为胆汁酸是胆固醇清除的重要途径，也是体内胆固醇平衡的重要环节之一，CYP7A1是胆固醇向胆汁酸生物转化经典途径的限速酶[29]。

牛磺酸主要是通过提高肝脏胆固醇降解限速酶——胆固醇7α-羟化酶mRNA或活性水平而起到降胆固醇作用[30-32]。

牛磺酸通过促进胆固醇的降解或胆汁酸的合成[33]、增加粪便中胆汁酸的排出[34]、提高血液循环中胆固醇的清除[35]来促进胆固醇的代谢。

目前，大量建立在动物实验上的研究成果肯定了牛磺酸促进胆固醇代谢的功效，胆固醇偏高会大大增大冠心病发病的几率，因而可以将其广泛用于医疗用途。

2.5 其他功能除上述功效外，牛磺酸还具有不少的功能和作用，对牲畜的生长发育、增长繁殖及免疫力有促进和改善作用。

有研究表明[36]牛磺酸有利于蛋白质的生物合成，从而提高了新生动物的体重，Conceincao等[37]发现大菱鲆幼体的生长与日粮中牛磺酸的含量呈正相关。

有实验表明[38]，饲料中添加牛磺酸后对泥鳅的免疫力有显著差异，添加量为0.6%时，ACP活力最强，白蛋白质含量最高，而添加量为0.8%时，AKP和溶菌酶的活力最强。

根据上述研究报道，牛磺酸表现出多种生物活性，具有促进人体保健的应用价值，可在食品科学中进一步研究开发牛磺酸生物活性，使其可更普遍应用于功能性食品、药品的研究开发。

3 鲍鱼内脏中牛磺酸的提取鲍鱼内脏中牛磺酸的提取主要有热水抽提法（water extraction）、超高压技术（superhigh pressure technology）、乙醇提取法（ethanol extraction）、酶解法（enzymolysis method）等，不同的提取方法具有不同特点（表1），提取率也不同。

3.1 热水抽提法热水抽提法是一种传统的提取鲍鱼内脏中有效成分的方法。

据研究报道[31]，通过多指标正交实验确定了牡蛎肉水提工艺的最佳参数为：提取时间4h，提取温度80℃，固液比1∶4，得到牛磺酸最大提取率99.36%。

与此相比，鲍鱼内脏中牛磺酸的水提法试验中进行进一步优化，明确了提取温度是影响鲍鱼内脏中牛磺酸提取的主要因素，然后依次是固液比、提取次数、提取时间。

经优化实验可知提取温度94℃、提取时间140 min、固液比1∶4、提取次数4次，得到牛磺酸最大提取量（12.82±0.23）mg/g。

3.2 酶解法酶是一类具有生物催化功能的生物大分子，不同酶类对温度、pH的要求各有不同，利用中性蛋白酶用于提取牡蛎中的牛磺酸[32]，在加酶量为1300U/g，pH=7.5，温度48℃下达到牡蛎中的牛磺酸2.724mg/g的提取量。

酶解法适合于含水量高的原料，且操作温和，原料利用率高，同时对工艺条件要求苛刻，避免酶解过程中酶变性析出，运用固定化酶技术可以有效弥补这一缺陷，使酶与反应物分离，有效控制生产过程。

3.3 乙醇抽提法乙醇常用作提取牛磺酸的溶剂，有研究記载使用该方法从扇贝边[33]和翡翠贻贝[34]中达到提取牛磺酸的目的，据实验结果可知：乙醇浓度80%，水浴温度80℃，料液比为1∶10，提取时间30min，提取次数3次为扇边贝中提取牛磺酸最佳提取工艺条件，牛磺酸收率为0.932%;温度80℃，60%乙醇浓度，60min提取时间，料液比为1∶5，提取次数3次为翡翠贻贝中提取牛磺酸的最佳工艺条件，牛磺酸收率为0.92%。

3.4 超高压技术超高压技术作为一种新型的非热加工技术，利用超高压使细胞的细胞膜破碎，从而使得细胞内的物质与溶剂结合，以达到提高目标产物提取率的效果，具有低温操作、减少热敏成分的损失、提取效率高的优点，初利用超高压技术从一些植物中提取黄酮类[35]、多酚[36]、花色苷[37]、毛柳甙[38]。