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江蓠多糖分离提取工艺的研究



全 文 :轻工科技
LIGHT INDUSTRY SCIENCE AND TECHNOLOGY
2012年 1月
第 1期(总第 158期) 食品与生物
江蓠(Gracilaria)是多年生的大型红藻,属于红藻门,是我
国广东、浙江、台湾沿海藻类养殖品种之一,主要作为渔业养
殖饲料和生产食品胶原料,对其进行多糖提取分析的研究报
道较少。江蓠属是大型底栖海藻,味甘性寒,有软坚化痰、清热
利水的功效。近年来,江蓠受到了广泛关注,在养殖与海洋修
复、药效成分的提取、生物工程应用等方面得到了不断的研究
和应用[1]。对于江蓠的研究发现,江蓠含有的琼脂、藻红蛋白、
藻蓝蛋白、前列腺素、水溶性多糖等具有一定的生物活性[2]。特
别是江蓠中所含有多糖, 可能具有海藻多糖所具有的一些特
异性生物活性,如降血脂、提高免疫力等[3]。
随着天然药物的开发,越来越多的研究转向丰富的海藻资
源。海藻中含丰富的多糖,具有抗辐射、抗肿瘤、抗感染、抗凝血
和延缓衰老等生理活性[4]。最近的研究表明,多糖有着广泛的药
理作用,多糖由于其独特活性和低毒效应,其在临床应用中将
具有很好的潜力[5]。现在已有多种多糖作为抗癌免疫药物应用
于临床[6]。根据江蓠多糖的特性,寻找高纯度江蓠多糖的最适合
的分离纯化工艺。
1 材料与方法
1.1 材料
江蓠藻:购于海南澄迈。
1.2 试剂与仪器
盐酸(AR),氢氧化钠(AR),CTAB溶液,Nacl,丙酮(AR),
98%乙醇,苯酚(AR),硫酸(AR),葡萄糖(AR)。真空干燥箱(上
海精宏实验设备有限公司);高速冷冻离心机(湖南湘仪实验
室仪器开发有限公司);旋转蒸发仪(上海鑫培仪器设备有限公
司);水浴锅(江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司);循环水式
真空泵(巩义市子华仪器有限责任有限公司);万分之一分析天
平(赛多利斯科学仪器(北京)有限公司);分光光度计 UV,
755B(上海分析仪器厂)。
1.3 江蓠多糖的分离纯化方法
1.3.1 江蓠多糖含量测定
对照品溶液的制备:取无水葡萄糖标准品,于 105℃干燥
至恒重,精密称定,加水制成每 1ml含 100μg的溶液,摇匀,
作为对照品溶液。
供试品溶液的制备:取本品,精密称定,加水溶解并制成每
1ml约含 60μg的溶液,摇匀,即得。
标准曲线的制备:精密量取对照品溶液 0.0ml、0.2ml、
0.4ml、0.6ml、0.8ml、1.0ml 分别置于试管中,各加水适量至
1ml,分别加入苯酚试液[称取新蒸馏的苯酚(182℃馏分)5g置
于 100ml棕色容量瓶中,加水溶解并稀释至刻度,摇匀备用]
1.0ml,混匀迅速加入硫酸 5.0ml(应沿管壁加入硫酸,以防液体
沸腾伤人),混匀,放置 5分钟后,置于沸水浴中准确加热 30分
钟,迅速转移至冰水中冷却 5分钟,放至室温,以 0号管作为空
白,照紫外 - 可见分光光度法(中国药典 2010年版一部附录
ⅤA),在 490nm处测定吸收度,以测得的吸收值与对应的浓度
计算回归方程。
样品测定:取供试品溶液 1.0ml照标准曲线的制备方法,
自“各加入苯酚试液 1.0ml”起,依法测定。从回归方程中求出江
蓠多糖的含量。
1.3.2 江蓠多糖的分离纯化工艺
取江蓠藻 2.0kg,洗净、晒干、粉碎、备用。加入 16倍水量,
用 6mol/L的 HCl调 pH值至 7.0,维持温度为 50℃,加入中性
蛋白酶酶解 4小时,酶解结束后加热至 100℃提取 4h,过滤,取
滤液,减压浓缩至原有滤液量 40%,过滤,滤液加入 95%乙醇
至醇终浓度 75%,静置,离心,沉淀用 95%乙醇和丙酮各洗两
次,减压干燥,得江蓠多糖粗品。
取江蓠多糖粗品,加入相当于粗品重 20倍水溶解,抽滤,
滤液用 10mol/L 的 NaOH 溶液调 PH 值至 10.5,加入 1%
CTAB溶液至 CTAB溶液终浓度 3.0%,静置,离心,取沉淀,沉
淀用 5倍量的 0.75mol/L的 NaCl溶液溶解,用 6mol/L的 HCl
调 pH值至 6.0,静置,离心,抽滤,滤渣加入 20倍量的水进行
溶解,离心,抽滤,滤液加入 95%乙醇至醇终浓度 70%,静置,
沉淀用 95%乙醇和丙酮各洗两次,减压干燥,得江蓠多糖精品。
【作者简介】王唐洪(1981-),男,工程师,从事药物研究与开发工作。
【基金项目】科技人员服务企业行动项目(编号 2009GJE20028)
江蓠多糖分离提取工艺的研究
王唐洪 1,向 东 2,张光颖 1,王柳花 1
(1.海南耶肽生物工程有限公司,海南 海口 570314;2.海南大学,海南 海口 570228)
【摘 要】 本研究探寻了高纯度江蓠多糖的分离纯化方法。其工艺是将江蓠经前处理,蛋白酶酶解,乙醇醇沉,真空干燥得
江蓠粗多糖,再将江蓠粗多糖溶解,经 CATA溶液沉淀,真空干燥得江蓠精多糖。结果表明,高纯度的江蓠多糖的分离提取提工艺
条件:蛋白酶酶解时间为 4小时,最适合 pH 值为 7.0,酶解温度为 50℃;加 16倍量水加热提取 4小时后,减压浓缩至原有滤液量
40%,通过 75%乙醇醇沉,粗多糖经终浓度 2.0%的 CATA溶液除杂后,减压干燥获得江蓠精多糖。在此工艺条件下,江蓠精多糖得
率为 9.3%,纯度可达 86.3%。
【关键词】 江蓠;多糖;分离;纯化
【中图分类号】TS201 【文献标识码】 A 【文章编号】 1003- 2673(2012)01-15-02
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1.3.3正交试验方案
在单因素试验的基础上,为优选江蓠多糖分离提取工艺,
设计了一个 5因素 3水平 L18(35)的正交试验。四因素分别为:
固液比、提取时间、提取温度、乙醇浓度、CTAB浓度,各因素水
平见表 1。
表 1 L18(35)正交试验因素水平表
2 试验结果与讨论
2.1 固液比、提取时间对江蓠多糖得率的影响
图 1 固液比对江蓠多糖得率的影响
图 2 提取时间对江蓠多糖的影响
从图 1中可以看出随着固液比的增加,多糖的得率也越来
越高,但是当固液比达到 1:14以后,多糖得率的增加非常缓慢。
从图 2中可以看出随着提取时间的增加,多糖的得率也越来越
高,但是当提取时间达到 4h以后,多糖的得率无明显增加。
2.2 提取温度对江蓠多糖得率的影响
图 3 提取温度对江蓠多糖利率的影响
从图 3中可以看出随着提取温度的增加,多糖的得率也越来
越高,但是当提取温度达到 90℃以后,多糖的得率无明显增加。
2.3 酶解工艺对江蓠多糖纯度的影响
称 4份江蓠,100g/份,粉碎,加入 1.4L纯化水搅拌均匀,
调节 pH 值至 7.0,升温至 50℃±2℃,分别加入 0.4g、0.8g、
1.2g、1.6g中性蛋白酶,经进一步提取后取样测多糖纯度。
表 2 蛋白酶对多糖纯度的影响
从结果中看出,中性蛋白酶用量为 1.2g时,样品的多糖含
量最低,而当中性蛋白酶用量为江蓠原料的 1.2%(1.2g)时,样
品的多糖含量已接近最高,再提高酶用量对其收率影响不大,
考虑到降低成本,我们选择中性蛋白酶的用量为 1.2%。
2.4 乙醇醇沉浓度和 CTAB溶液浓度对江蓠多糖得率和纯度
的影响
在江蓠多糖的提取过程中,乙醇醇沉浓度和 CTAB溶液浓
度对江蓠多糖得率和纯度有着非常大的影响。
表 3 乙醇醇沉浓度和 CTAB溶液浓度对江蓠多糖得率和纯度的影响
从表 3中可以看出最适乙醇醇沉浓度为 75%,最适 CTAB
溶液浓度为 2.0%,其它条件都或多或少的影响到得率和成本。
2.5 正交试验确定提取江蓠多糖的最佳工艺
表 4 正交实验结果
从表 4的极差结果可以直观的看出,影响江蓠多糖提取得
率的因素按其影响程度的大小排列分别为 B>D>C>A>E, 最佳
工艺条件为 A2B2C2D2E2,即固液比为 1:14、提取时间为 4h、提
取温度为 90℃、乙醇浓度为 75%、CTAB浓度为 2.0%,经验证试
验,在此工艺条件下,江蓠精多糖得率为 9.3%,纯度为 86.3%。
3 结论
通过对江蓠多糖的分离纯化方法的初步研究,研究出了江
蓠多糖的提取流程:取江蓠粉碎后,酶解,加热至 90℃提取,取
滤液,再经浓缩、醇沉、真空干燥得江蓠粗多糖,再将江蓠粗多
糖溶解,CTAB溶液除杂,真空干燥得江蓠精多糖。其中乙醇醇
沉浓度为 75%,CTAB溶液浓度为 2.0%。
在江蓠多糖的提取分离过程中,江蓠多糖的干燥过程中很
容易氧化,未干燥的多糖必须尽量的避免与空气直接接触,必
须使用真空干燥或冷冻干燥等比较温和的方式进行干燥,目前
我们研制的江蓠多糖纯度可达到 85%以上。本文通过对江蓠多
糖提取工艺的研究讨论,为江蓠多糖的研究开发和深加工利用
奠定了基础。
参考文献
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