从海藻中提取活性多糖的方法与流程

文档序号:12639675阅读:732来源:国知局

本发明涉及多糖提取技术领域,具体是一种从海藻中提取活性多糖的方法。



背景技术:

近年来,数量庞大,种类繁多的海洋生物在食品、药物、化妆品和生物材料等领域得到广泛应用,从海洋生物中提取分离生物活性物质己成为天然产物研究的热点。海洋生物最引人注目的是其丰富的药用资源,科学家已从海洋生物中分离和鉴定出多种海洋天然活性物质,其中许多具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤和抗凝血等生物活性作用,为研制开发海洋新药奠定基础。与蛋白质、脂肪、核酸等其他生物大分子相比,糖类具有更强的亲水性。海洋生物通过合成多糖类物质,以保持体内生命活动所需要的自由水分,来适应海洋这个特殊的环境。多糖广泛参与细胞识别、细胞生长、分化、代谢、胚胎发育、细胞癌变、病毒感染和免疫应答等各项生命活动,具有抗病毒、抗凝血、抗肿瘤、抗突变、抗溃疡、抗氧化、降血糖和降血脂等生物活性,成为现代医学和功能食品工作者共同关注的焦点。海藻多糖是海藻所含的各种高分子碳水化合物,占干重的20 ~ 70%,是海藻的主要成分。20世纪60年代以来,人们逐渐发现海藻多糖具有多方面的生物活性,如抗病毒、抗肿瘤、免疫调节、活血化癖、抗衰老和保护肌体细胞等,且多数无毒,在开发成为海洋药物方面有较大的潜力。

现在已有很多关于多糖提取的报导,现有技术如授权公告号为CN103497258B的中国发明专利,公开了一种小麦麸皮活性多糖的提取纯化方法,其步骤包括 :预处理、脱脂、多糖提取和粗多糖精制,最后对提取的粗品和纯化后组分的得率、化学组成以及免疫调节活性进行了分析。该小麦麸皮活性多糖的提取纯化方法,是利用水提醇沉法制得小麦麸皮多糖粗品,再利用琼脂糖凝胶柱纯化得到具有免疫调节活性的多糖,其提取方法简单,运行成本低,所得的小麦麸皮粗多糖其得率为 5.0%,经过纯化小麦麸皮活性多糖其得率为5.6%,且具有较强的免疫调节活性。

现有技术如授权公告号为CN103265644B的中国发明专利,公开了一种白僵蚕抗癌活性多糖BBPW-2的制备方法。白僵蚕粉经丙酮 - 石油醚回流脱脂和 80% 乙醇回流除去苷类和生物碱后,用蒸馏水于 80~100℃下提取出粗多糖。粗多糖经 Sevag法去除蛋白质后,用 DEAE 琼脂糖凝胶离子交换层析分离出中性多糖组分,再经丙烯葡聚糖凝胶S-300 层析,取第 2 个洗脱峰,减压浓缩后经丙烯葡聚糖凝胶 S-200 层析进一步纯化,冷冻干燥得到白僵蚕抗癌活性多糖 BBPW-2。该方法制备的产物,纯度均一,分子量为 2.0×10 3 Da,对人宫颈癌细胞Hela和人肝癌细胞HepG2的生长均有抑制作用,对正常细胞人胚胎肾细胞 HEK293 和小鼠巨噬细胞 RAW264.7 生长均无不良影响,可用于抗癌产品开发。这两种方法多糖的提取率低,有机溶剂用量大,对环境的污染大。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种多糖提取率高,纯度高,活性强,有机溶剂用量较少的从海藻中提取活性多糖的方法。

本发明针对背景技术中提到的问题,采取的技术方案为:

从海藻中提取活性多糖的方法,具体步骤为:

1)脱脂、脱苷:将海藻洗净,粉碎,过筛得到海藻粉末,加入丙酮-石油醚混合液回流脱脂,海藻粉末:丙酮-石油醚混合液体积比为1:10~15,丙酮:石油醚体积比为1:1.2~1:1.6。海藻中油脂在丙酮-石油醚混合液中溶解度大,海藻脱脂率高。抽滤,滤渣中加入乙醇回流,乙醇浓度为85~90%,滤渣:乙醇体积比为1:12~16,抽滤,滤渣烘干。海藻中的苷类和生物碱在乙醇中溶解度高,多糖不溶于乙醇,在除杂的过程中多糖损失率少;

2)酶解:在步骤1最后得到的滤渣中加入蒸馏水,滤渣:蒸馏水体积比:1:25~28。复合酶制剂酶解,复合酶加入量为3~5%,酶解温度为52~56℃,pH为2.7~3.4,酶解时间为2.2~2.7h。复合酶制剂成份及其重量份为:10~20份纤维素酶、10~15份果胶酶、1~3份NaCl、0.001~0.002份焦磷酸钾、0.5~1份硫酸镁、0.004~0.006份聚磷酸铵和0.2~0.8份磷酸二氢钙。上述复合酶制剂酶解纤维素和果胶的效率高,并且酶解充分,对细胞壁的破坏率高。超声波助溶,超声频率为260~320W,超声时间为20~30min。酶解结束后沸水浴灭酶,过滤,取滤液。酶解将纤维素与果胶水解,破坏细胞壁结构,并且辅以超声波提取,活性多糖从海藻细胞中流出溶解于水中,活性多糖的提取率高;

3)去蛋白:在滤液中加入Sevage 试剂,Sevage 试剂:滤液体积比为1:3~5,蛋白质在Sevage 试剂中会变性,在水中溶解度下降,搅拌,去除下层液体及絮状沉淀物,在上层液体中加入乙醇,乙醇浓度为90~98%,上层液体:乙醇体积比为1:3.7~4.5。搅拌,抽滤取滤渣,先用滤渣体积35~40倍的无水乙醇洗涤,再用30~32倍的无水丙酮洗涤,旋蒸干燥得到粗制海藻活性多糖粉末;

4)超滤:粗制海藻活性多糖粉末中加入蒸馏水,超滤,滤膜规格为3500~4000Da,活性多糖分子量大于3500~4000Da,超滤可除去溶于水的小分子杂质。取未滤过液,干燥得到粉末;

5)凝胶层析:粉末中加入蒸馏水,粉末:蒸馏水体积比为1:0.02~0.05,注入 DEAE- 琼脂糖凝胶柱中色谱分离,先用蒸馏水1.2~1.4mL/min冲洗4.2~4.6h,再用0.5MNaCl 以同样流速继续冲洗2.2~2.5h。不同成分分子量大小不同,凝胶层析根据分子量的大小将海藻多糖水溶液中各成分分离开来,采用苯酚 - 硫酸法检测,收集有显色反应的洗脱液,对海藻活性多糖进一步分离纯化;

6)去盐、干燥:将洗脱液置于透析袋中透析,滤膜规格为3500~4000Da取未滤过液,将凝胶层析时引入的NaCl除去。减压浓缩,减压浓缩至未滤过液体积的1/100~1/200,冷冻干燥得到活性多糖粉末。得到的活性多糖粉末的纯度很高,活性强,无有机溶剂残留,绿色健康,适合应用到化妆品、医药、食品领域。制备过程中用到的有机溶剂可回收再利用,对环境的污染小。

与现有技术相比,本发明的优点在于:用丙酮-石油醚混合液回流脱脂,用乙醇回流脱苷类和生物碱,进行除杂;复合酶制剂酶解纤维素和果胶的效率高,并且酶解充分,对细胞壁的破坏率高;酶解将纤维素与果胶水解,破坏细胞壁结构,并且辅以超声波提取,焦磷酸钾和聚磷酸铵通过硫酸镁醋精产生意想不到的效果,促进活性多糖从海藻细胞中流出溶解于水中,活性多糖的提取率高;用Sevage 试剂使蛋白质变性,去除蛋白;采用超滤、凝胶层析和透析对粗制海藻活性多糖粉末进行分离纯化,最后得到的海藻活性多糖纯度很高,活性强,无有机溶剂残留,绿色健康,适合应用到化妆品、医药、食品领域;制备过程中用到的有机溶剂可回收再利用,对环境的污染小;成本低廉,活性多糖经济价值高,适合工厂化生产。

具体实施例

下面通过实施例对本发明方案作进一步说明:

实施例1:

从海藻中提取活性多糖的方法,具体步骤为:

1)脱脂、脱苷:将海藻洗净,粉碎,过筛得到海藻粉末,加入丙酮-石油醚混合液回流脱脂,海藻粉末:丙酮-石油醚混合液体积比为1:10~15,丙酮:石油醚体积比为1:1.2~1:1.6。海藻中油脂在丙酮-石油醚混合液中溶解度大,海藻脱脂率高。抽滤,滤渣中加入乙醇回流,乙醇浓度为85~90%,滤渣:乙醇体积比为1:12~16,抽滤,滤渣烘干。海藻中的苷类和生物碱在乙醇中溶解度高,多糖不溶于乙醇,在除杂的过程中多糖损失率少;

2)酶解:在步骤1最后得到的滤渣中加入蒸馏水,滤渣:蒸馏水体积比:1:25~28。复合酶制剂酶解,复合酶加入量为3~5%,酶解温度为52~56℃,pH为2.7~3.4,酶解时间为2.2~2.7h。复合酶制剂成份及其重量份为:10~20份纤维素酶、10~15份果胶酶、1~3份NaCl、0.001~0.002份焦磷酸钾、0.5~1份硫酸镁、0.004~0.006份聚磷酸铵和0.2~0.8份磷酸二氢钙。上述复合酶制剂酶解纤维素和果胶的效率高,并且酶解充分,对细胞壁的破坏率高。超声波助溶,超声频率为260~320W,超声时间为20~30min。酶解结束后沸水浴灭酶,过滤,取滤液。酶解将纤维素与果胶水解,破坏细胞壁结构,并且辅以超声波提取,活性多糖从海藻细胞中流出溶解于水中,活性多糖的提取率高;

3)去蛋白:在滤液中加入Sevage 试剂,Sevage 试剂:滤液体积比为1:3~5,蛋白质在Sevage 试剂中会变性,在水中溶解度下降,搅拌,去除下层液体及絮状沉淀物,在上层液体中加入乙醇,乙醇浓度为90~98%,上层液体:乙醇体积比为1:3.7~4.5。搅拌,抽滤取滤渣,先用滤渣体积35~40倍的无水乙醇洗涤,再用30~32倍的无水丙酮洗涤,旋蒸干燥得到粗制海藻活性多糖粉末;

4)超滤:粗制海藻活性多糖粉末中加入蒸馏水,超滤,滤膜规格为3500~4000Da,活性多糖分子量大于3500~4000Da,超滤可除去溶于水的小分子杂质。取未滤过液,干燥得到粉末;

5)凝胶层析:粉末中加入蒸馏水,粉末:蒸馏水体积比为1:0.02~0.05,注入 DEAE- 琼脂糖凝胶柱中色谱分离,先用蒸馏水1.2~1.4mL/min冲洗4.2~4.6h,再用0.5MNaCl 以同样流速继续冲洗2.2~2.5h。不同成分分子量大小不同,凝胶层析根据分子量的大小将海藻多糖水溶液中各成分分离开来,采用苯酚 - 硫酸法检测,收集有显色反应的洗脱液,对海藻活性多糖进一步分离纯化;

6)去盐、干燥:将洗脱液置于透析袋中透析,滤膜规格为3500~4000Da取未滤过液,将凝胶层析时引入的NaCl除去。减压浓缩,减压浓缩至未滤过液体积的1/100~1/200,冷冻干燥得到活性多糖粉末。得到的活性多糖粉末的纯度很高,活性强,无有机溶剂残留,绿色健康,适合应用到化妆品、医药、食品领域。制备过程中用到的有机溶剂可回收再利用,对环境的污染小。

实施例2:

从海藻中提取活性多糖的方法,最优选步骤为:

1)脱脂、脱苷:将海藻洗净,粉碎,过筛得到海藻粉末,加入丙酮-石油醚混合液回流脱脂,海藻粉末:丙酮-石油醚混合液体积比为1:12,丙酮:石油醚体积比为1:1.4。海藻中油脂在丙酮-石油醚混合液中溶解度大,海藻脱脂率高。抽滤,滤渣中加入乙醇回流,乙醇浓度为88%,滤渣:乙醇体积比为1:15,抽滤,滤渣烘干。海藻中的苷类和生物碱在乙醇中溶解度高,多糖不溶于乙醇,在除杂的过程中多糖损失率少;

2)酶解:在步骤1最后得到的滤渣中加入蒸馏水,滤渣:蒸馏水体积比为1:27。复合酶制剂酶解,复合酶加入量为4%,酶解温度为54℃,pH为3.1,酶解时间为2.5h。复合酶制剂成份及其最优选重量份为:17份纤维素酶、12份果胶酶、2份NaCl、0.002份焦磷酸钾、0.7份硫酸镁、0.005份聚磷酸铵和0.5份磷酸二氢钙。上述复合酶制剂酶解纤维素和果胶的效率高,并且酶解充分,对细胞壁的破坏率高。超声波助溶,超声频率为290W,超声时间为24min。酶解结束后沸水浴灭酶,过滤,取滤液。酶解将纤维素与果胶水解,破坏细胞壁结构,并且辅以超声波提取,活性多糖从海藻细胞中流出溶解于水中,活性多糖的提取率高;

3)去蛋白:在滤液中加入Sevage 试剂,Sevage 试剂:滤液体积比为1:4,蛋白质在Sevage 试剂中会变性,在水中溶解度下降,搅拌,去除下层液体及絮状沉淀物,在上层液体中加入乙醇,乙醇浓度为95%,上层液体:乙醇体积比为1:4.2。搅拌,抽滤取滤渣,先用滤渣体积37倍的无水乙醇洗涤,再用31倍的无水丙酮洗涤,旋蒸干燥得到粗制海藻活性多糖粉末;

4)超滤:粗制海藻活性多糖粉末中加入蒸馏水,超滤,滤膜规格为3500Da,活性多糖分子量大于3500Da,超滤可除去溶于水的小分子杂质。取未滤过液,干燥得到粉末;

5)凝胶层析:粉末中加入蒸馏水,粉末:蒸馏水体积比为1:0.03,注入 DEAE- 琼脂糖凝胶柱中色谱分离,先用蒸馏水1.3mL/min冲洗4.4h,再用0.5MNaCl 以同样流速继续冲洗2.4h。不同成分分子量大小不同,凝胶层析根据分子量的大小将海藻多糖水溶液中各成分分离开来,采用苯酚 - 硫酸法检测,收集有显色反应的洗脱液,对海藻活性多糖进一步分离纯化;

6)去盐、干燥:将洗脱液置于透析袋中透析,滤膜规格为3500Da取未滤过液,将凝胶层析时引入的NaCl除去。减压浓缩,减压浓缩至未滤过液体积的1/140,冷冻干燥得到活性多糖粉末。得到的活性多糖粉末的纯度很高,活性强,无有机溶剂残留,绿色健康,适合应用到化妆品、医药、食品领域。制备过程中用到的有机溶剂可回收再利用,对环境的污染小。

本发明的操作步骤中的常规操作为本领域技术人员所熟知,在此不进行赘述。

以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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