CN101139411A - 可去除鲜奶中青霉素类抗生素的分子印记聚合物的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及食品化学领域的一种去可去除鲜奶中青霉素类抗生素的分子印记聚合物的制备方法。所采用的制备方法是将模板分子、功能单体、交联剂及引发剂混合后经脱氧、热聚合、研磨、洗脱、真空干燥后得到分子印记聚合物。本发明简单易控制且所需实验装置简单，所制备出的分子印记聚合物性质稳定、储存时间长、吸附容量大且速度快、对印记分子的记忆能力高、无毒副作用，能有效的去除鲜奶中的青霉素类抗生素，并可用于鲜奶中青霉素类抗生素的检测，开发应用前景十分广阔。

Description

可去除鲜奶中青霉素类抗生素的分子印记聚合物的制备方法

技术领域：

本发明涉及食品化学领域，尤其是一种可去除鲜奶中青霉素类抗生素的分子印记聚合物的制备方法。

背景技术：

从国家质量总局的一项对中国北方市场的检测调查结果显示，在近800份乳品采样中，抗生素残留超标占乳品质量不合格项目之中的第一位；各省市也对乳品企业的奶产品进行了抽样检验，其中有省市的抗生素残留的阳性检出率高达30％，以此看来，我国牛奶中抗生素残留现状不令人乐观。生鲜牛奶中抗生素的来源主要是：第一，治疗泌乳期病牛时使用的抗生素会从奶牛体内排出；第二，为了预防奶牛疾病并提高产量，在奶牛饲料中添加抗生素也会造成牛奶中抗生素的残留；第三，由于牧场管理不善，挤奶、储奶过程中没有严格的卫生制度和配套的设施，人为添加而造成牛奶抗生素的污染。

有关资料显示，鉴于抗生素对人体的严重危害，美国FDA早在20世纪40年代就对食品的抗生素含量作了规定，不允许生产及出售抗生素含量超标(大于5ppm)的乳制品，之后发达国家纷纷立法控制食品中的抗生素残留。我国过去对牛奶中抗生素残留卫生指标无明文规定，直到2001年10月，农业部发布实施了《无公害食品生鲜牛乳行业标准》，对新鲜牛乳的卫生指标明确了“抗生素不得检出”这一行业标准，但我国目前并未能严格执行，致使我国牛奶及奶制品中抗生素残留问题一直未能得到解决，以至引起了人们对牛奶安全问题的担忧。随着人们生活水平的不断提高，对鲜奶的需求量将日益增加，牛奶中抗生素残留问题将日益受到消费者的重视，牛奶中抗生素残留问题将已成为乳业管理和技术的难题之一。

残留抗生素的鲜奶可能导致的安全问题主要有：一、过敏反应，奶中青霉素、磺胺类药物残留可使对这类药物过敏的食用者发生过敏性反应，英国有过报道，对青霉素高度敏感的人食用有青霉素残留的商品牛奶后发生了过敏反应；二、对胃肠道菌群的影响，正常人与动物体内寄生着大量菌群，如果长期与动物性食品中残留的抗菌类药物接触，就会抑制或杀灭敏感菌、耐药菌或条件性致病菌，使体内微生物平衡遭到破坏；三、细菌耐药性增加，由于奶中抗菌类药物浓度低于有效抑菌或杀菌浓度，使细菌耐药性不断加强，而且很多细菌已由单一耐药发展到多重耐药。因此机体长期与低剂量药物接触，会导致人体内耐药菌增加，且病原菌的耐药基因可以在人和动物之间互相传递。

总之，牛奶中含有抗生素，不仅对人的健康造成很大的危害，而且对乳品加工企业带来经济损失(因无法生成酸奶和奶酪)。因此必须严格控制牛奶中抗生素残留，除了要做好科学饲养、精心管理；正确挤奶和预防疾病外，还要规范抗生素的使用，按国标中有关规定，用药后的奶牛5天后所产的牛奶才可作为原料乳并且要检测其残留。世界粮农组织(FA0)、世界卫生组织(WHO)、欧盟(EC)及美国的食品和药品管理局(FDA)等对食品中抗生素最大残留量(MRL)都有明确的规定，我国也有鲜奶中抗生素残留量检验标准(GB4689，27-94)。目前，鲜奶抗生素残留检测和控制是一个复杂的过程，虽然我们已经有了比较好的检测方法，但我们仅仅满足于可以检测出奶中残留有抗生素是远远不够的，这些经检测后的奶将经过怎样的处理，采取什么样的配套处理手段，也是同样重要的。为此，本发明提出一种可以去除奶中抗生素的新思路，即采用分子印记聚合物技术来去除鲜奶中的抗生素，是一种具有现实意义的技术创新。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可去除鲜奶中青霉素类抗生素的分子印记聚合物的制备方法，该方法简单易控制且所需实验装置简单，所制备的分子印记聚合物能有效的去除鲜奶中的青霉素类抗生素，并可用于鲜奶中青霉素类抗生素的检测。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

可去除鲜奶中青霉素类抗生素的分子印记聚合物的制备方法包括以下步骤：

(1).将模板分子化合物青霉素溶于惰性溶剂中，之后加入功能单体，并使模板分子化合物青霉素和功能单体充分反应；

(2).同时加入交联剂、引发剂，混合均匀后通入氮气5-15min进行脱氧，真空下密封后放入恒温水浴槽中，在60～120℃温度条件下经热引发或紫外光照射20～28h，得到棒状聚合物；

(3).将棒状聚合物粉碎研磨后过筛，所得到的聚合物微粒采用甲醇与乙酸的混合物进行超声洗涤、过滤，再超声洗涤、过滤直至洗脱出模板分子化合物青霉素；

(4).对余液用甲醇洗至中性，然后用蒸馏水洗去多余的甲醇，晾干后在50-70℃温度条件下真空干燥20-30h即得分子印记聚合物的成品。

而且，所述的模板分子化合物青霉素、功能单体、交联剂、引发剂的优化添加比例分别为模板分子化合物青霉素0.5mmol、功能单体2mmol、交联剂10mmol、引发剂0.1mmol。

而且，所述的惰性溶剂为N，N-二甲基甲酰胺或甲醇或二甲基亚砜或三氯甲烷。

而且，所述的功能单体可以为甲基丙烯酸；所述的交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯；所述的引发剂为偶氮二异丁腈。

而且，所述的对聚合物进行超声洗涤过滤的甲醇与乙酸的体积比为9∶1。

本发明的优点和有益效果是：

1.本发明利用分子印记聚合物技术，以青霉素为模板分子制备青霉素印记聚合物，该印记聚合物对青霉素具有良好的特异性结合作用，可以有效的结合牛奶中的青霉素。一方面它可以直接用于奶中青霉素的检测，实现人们喝上安全奶的第一步；另一方面，利用该技术可以去除奶中的抗生素，彻底消除了人们对抗生素残留的隐患，使受到抗生素污染后的牛奶再度被利用，极大地减少了浪费。本发明的研究将为保障我国乳品生产质量提供一种新思路，对促进无抗奶的进一步发展起到积极作用。而且，本发明所制备的分子印记聚合物无毒副作用，能有效的去除鲜奶中的青霉素类抗生素，给广大消费者提供有益于健康的无抗奶提供了可能。

2.本发明所采用的制备方法简单易掌握且所用实验设备简单，所制备的分子印记聚合物吸附速率高，灵敏，稳定性高，可以反复回收使用，极大的降低了成本。该分子印记聚合物不但可去除鲜奶中的青霉素类抗生素，也可用于鲜奶中青霉素类抗生素的检测，开发应用前景十分广阔。

具体实施方式

本发明通过以下实施例进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。

最佳实施例：称取0.5mmol的模板分子化合物青霉素溶于5mL惰性溶剂N，N-二甲基甲酰胺溶液中，加入功能单体甲基丙烯酸(MAA)2.0mmol，放置在振荡器上振荡6h，使模板分子和功能单体充分作用。然后加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EDMA)10mmol，0.0125g的引发剂偶氮二异丁腈(AIBN)，混匀后转入15mL试管中，通氮气脱氧10min，真空下密封后放入恒温水浴槽中，60℃下反应24h生成棒状聚合物，然后将聚合物用研钵粉碎研磨后过筛，所得的分子印记聚合物(MIP)微粒用20mL甲醇-乙酸(体积比9∶1)]超声洗涤，过滤，再超声洗涤，如此反复多次直到模板分子完全洗脱出来，即直至在洗脱液中滴加Benedict试剂，并且煮沸5min后，颜色接近蓝色，并且不再变化。然后用甲醇洗至中性，最后用蒸馏水洗去多余的甲醇。晾干后60℃真空干燥24h，放入干燥器备用。

本发明所采用的Benedict试剂的配置方法如下：

A称取CuSO₄·5H₂O 0.865g溶于50mL蒸馏水中，加热溶解，冷后稀释至7.5mL；

B柠檬酸钠8.65g，无水碳酸钠10g溶于30mL蒸馏水中，加热溶解，冷后稀释至42.5mL。

把A缓缓倒入B中，混合后置于棕色瓶中保存备用。

本发明中的惰性溶剂还可采用甲醇、二甲基亚砜(DMSO)、三氯甲烷∶甲醇＝7∶3的溶液，其添加方式与N，N-二甲基甲酰胺溶液基本相同。

本方法如果不加入模板分子，可制备无模板分子的空白聚合物(NIP)。

本方法的聚合反应可在热聚合方式进行，也可在紫外灯照射下进行，但要求反应试管与紫外灯管平行，且中间间隔8cm左右。

本发明的应用：

该分子印记聚合物使用简单，能够有效去除鲜奶中的青霉素类抗菌素。使用时只需将分子印记聚合物微粒直接加入鲜奶中，根据鲜奶中抗生素的残留量的不同，让微粒在鲜奶中浸泡1～24h充分吸附残留的抗生素，微粒所吸附的抗生素可以回收，除去微粒中吸附的抗生素后，微粒还可以重复使用。

本发明所制备的分子印记聚合物的工作原理是：

合成印记聚合物(MIPs)的印记过程是在目标底物的存在下，充当分子模板的印记分子与功能性单体混合，在一定的溶液中利用交联剂与功能性单体聚合，从而在模板分子周围占据着高度交联的聚合结构。随后印记分子移去，暴露出一个相对于模板分子空间构型相互匹配的具有多重作用点的空穴，此空穴与印记分子在形状、大小等方面具有良好的互补性，因而这种聚合物具有特异性识别印记分子的功能。本实验制备的青霉素分子印记聚合物中，模板分子与功能性单体之间形成多重作用点，以非共价键方式结合，构成特异性结合位点。

Claims (5)

1.一种可去除鲜奶中青霉素类抗生素的分子印记聚合物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1).将模板分子化合物青霉素溶于惰性溶剂中，之后加入功能单体，并使模板分子化合物青霉素和功能单体充分反应；

(2).同时加入交联剂、引发剂，混合均匀后通入氮气5-15min进行脱氧，真空下密封后放入恒温水浴槽中，在60～120℃温度条件下经热引发或紫外光照射20～28h，得到棒状聚合物；

(3).将棒状聚合物粉碎研磨后过筛，所得到的聚合物微粒采用甲醇与乙酸的混合物进行超声洗涤、过滤，再超声洗涤、过滤直至洗脱出模板分子化合物青霉素；

(4).对余液用甲醇洗至中性，然后用蒸馏水洗去多余的甲醇，晾干后在50-70℃温度条件下真空干燥20-30h即得分子印记聚合物的成品。

2.根据权利要求1所述的可去除鲜奶中青霉素类抗生素的分子印记聚合物的制备方法，其特征在于：所述的模板分子化合物青霉素、功能单体、交联剂、引发剂的优化添加比例分别为模板分子化合物青霉素0.5mmol、功能单体2mmol、交联剂10mmol、引发剂0.1mmol。

3.根据权利要求1所述的可去除鲜奶中青霉素类抗生素的分子印记聚合物的制备方法，其特征在于：所述的惰性溶剂为N，N-二甲基甲酰胺或甲醇或二甲基亚砜或三氯甲烷。

4.根据权利要求1或2所述的可去除鲜奶中青霉素类抗生素的分子印记聚合物的制备方法，其特征在于：所述的功能单体可以为甲基丙烯酸；所述的交联剂为乙二醇二甲基丙烯酸酯；所述的引发剂为偶氮二异丁腈。

5.根据权利要求1所述的可去除鲜奶中青霉素类抗生素的分子印记聚合物的制备方法，其特征在于：所述的对聚合物进行超声洗涤过滤的甲醇与乙酸体积比为9∶1。