CN103319623B

CN103319623B - 皂荚多糖胶分级提纯的方法

Info

Publication number: CN103319623B
Application number: CN201310298380.7A
Authority: CN
Inventors: 蒋建新; 周自圆; 菅红磊; 段久芳; 林雪娇; 章伟岸; 朱莉伟
Original assignee: Beijing Forestry University
Current assignee: Beijing Forestry University
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2033-07-16
Also published as: CN103319623A

Abstract

本发明提供了一种皂荚多糖胶分级提纯的方法，将皂荚多糖胶使用异丙醇分散后逐渐加入去离子水，在80℃搅拌0.5h水合，将样品配制为0.5%～1%（w/w）干物质浓度的溶液，冷却后离心取上清液，通过逐次提高异丙醇浓度，多次离心，得到分级醇沉后的皂荚多糖胶样品。本发明在提纯产品的同时，根据分级产品结构性质特点可以拓宽皂荚多糖胶的应用领域。

Description

皂荚多糖胶分级提纯的方法

技术领域

本发明涉及生物质化工领域，具体地说，涉及皂荚多糖胶的提纯与利用。

背景技术

皂荚（Gleditisia sinensis Lam.）豆科皂荚属，落叶乔木或小乔木。皂荚树根系发达，耐旱节水，生长快速，结实好，具有固氮性能，是营造农田防护林、水土保持林和城乡景观林的理想生态树种。陕西、河南、河北、四川有野生皂荚林，目前这些地区又发展了人工皂荚林。皂荚种子中多糖胶含量为36～40%，经分析皂荚多糖胶属半乳甘露聚糖型植物胶，其结构是由D－甘露糖通过β－1，4甙键连接形成主链，D－半乳糖与D－甘露糖通过α－1，6甙键形成侧链而构成多分枝的聚糖。半乳甘露聚糖胶具有低浓度水溶液中高粘度的特性因而被广泛用作增稠剂、稳定剂、粘合剂、胶凝剂、浮选剂、絮凝剂、分散剂等应用于石油钻采、食品医药、纺织印染、采矿选矿、兵工炸药、日化陶瓷、建筑涂料、木材加工、造纸、农药等行业。

目前，从种子中分离提取植物多糖胶可分为水浸浓缩法、有机溶剂沉淀法和机械分离法等。机械分离法是根据种子种皮、胚乳和胚三部分的物理性能差异，即胚乳主要是由半乳甘露聚糖构成的，其性质坚硬并有一定的韧性，呈半透明状；种皮和胚主要由纤维素、淀粉和蛋白质组成，其性质与胚乳之间的差异较大，在机械粉碎过程中，通过筛选可将粗细不等的种皮、胚与胚乳分离开来，得到较纯净的胚乳片。胚乳片经水合、制粉、提纯、灭菌等处理后即可制成成品多糖胶。中国专利号为ZL03132340.5的发明专利公开了采用微波烘干法对皂荚种子进行预热处理，然后经开片、选片和精选等一系列工序分离提取皂荚多糖胶的新工艺。

机械分离法制备多糖胶工艺具有生产过程简化、投资省、生产成本低等优点，但生产的产品中含有一定量的杂质如纤维、蛋白和多糖降解酶等，在一定程度上影响了产品的使用与储存。而目前醇沉方法仅用于实验室提纯多糖进行结构分析用，醇沉时醇浓度高。而多糖胶是由不同分子量大分子组成的混合物，而不是均一的大分子，分子量不同，分子精细结构存在差异，其性质和应用领域也存在较大的区别和市场潜力。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种皂荚多糖胶分级提纯的方法。

为了实现本发明的目的，本发明首先提供一种皂荚多糖胶分级提纯的方法，所述方法包括如下步骤：

1）用异丙醇对皂荚多糖胶进行润湿，加去离子水在80℃水合0.5h，配制成干物质质量分数为0.5%～1%的溶液，冷却后离心，冷却后离心；

2）取步骤1）上清液，加入异丙醇，进行离心，沉淀物为一级提纯产品；

3）取步骤2）上清液，加入异丙醇，进行离心，沉淀物为二级提纯产品；

4）取步骤3）上清液，加入异丙醇，进行离心，沉淀物为三级提纯产品；

其中，所述步骤2）至步骤4），加入异丙醇后，溶液中的异丙醇浓度依次增高。

进一步地，所述步骤1）中皂荚多糖胶水份≤10%，细度为通过100目筛；异丙醇的纯度>99.9%，用量为皂荚多糖胶质量的1.1倍。

进一步地，所述步骤2）向上清液中加入异丙醇，使溶液中的异丙醇浓度达到体积分数15%～16%。

进一步地，所述步骤3）向上清液中加入异丙醇，使溶液中的异丙醇浓度达到体积分数22%～23%。

进一步地，所述步骤4）向上清液中加入异丙醇，使溶液中的异丙醇浓度达到体积分数29%～30%。

进一步地，其特征在于，所述离心的条件为12000×g下离心15min。

本发明还提供了由前述方法提纯得到的皂荚多糖胶分级产品。

本发明的有益效果在于：（1）采用异丙醇对皂荚多糖胶先行润湿，再加去离子水配制胶液，可防止胶粉在水中结团，配制的胶液均匀。（2）在异丙醇沉降之前，先对胶液进行离心分离除去水不溶物，避免了杂质带入异丙醇沉淀物中，使产品纯度得到了提高。（3）采用三种不同浓度异丙醇沉淀条件，可分别获得分子量不同的皂荚多糖胶产品。（4）采用15%～16%（V/V）异丙醇浓度沉淀获得的皂荚多糖胶具有高的甘露糖/半乳糖(M/G)之比值，更适合用于制备凝胶多糖材料。（5）对最终剩余上清液蒸馏回收异丙醇和去离子水，可减少生产中的溶剂和去离子水的用量，降低生产成本，减少环境污染。（6）异丙醇室温下不易挥发，溶剂回收率高。（7）多糖胶经过溶解和醇沉后可以去除产品中不溶性的纤维和蛋白等杂质，同时多糖降解酶在醇溶液中也会变性失活。

本发明针对目前皂荚多糖胶水不溶物杂质含量高、多糖分子量不均一等特点，提出采用异丙醇分级沉降提纯皂荚多糖胶产品。在提纯产品的同时，根据分级产品结构性质特点拓宽皂荚多糖胶的应用领域。

附图说明

图1为本发明所述皂荚多糖胶分级提纯的方法的工艺流程图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中皂荚多糖胶为河北涉县龙胶厂生产的产品（产品中半乳甘露聚糖含量71%，水分含量9.3%）。

实施例1

用异丙醇（纯度>99.9%，用量为多糖胶质量的1.1倍）对皂荚多糖胶进行润湿，加去离子水在80℃水合0.5h，配制成0.5%（w/w）干物质浓度的水溶液。在12000×g下离心15min去除水不溶物，向上清液中加入异丙醇，使溶液异丙醇浓度达到16%（V/V）异丙醇。在12000×g下离心15min，沉淀物1即为皂荚多糖胶产品1，向剩余上清液1中继续加入异丙醇，使溶液异丙醇浓度达到23%（V/V）异丙醇。在12000×g下离心15min，沉淀物2即为皂荚多糖胶2，向剩余上清液2中继续加入异丙醇，使溶液异丙醇浓度达到29%（V/V）异丙醇。在12000×g下离心15min，沉淀物3即为皂荚多糖胶3。结果见表1。

实施例2

用异丙醇（纯度>99.9%，用量为多糖胶质量的1.1倍）对皂荚多糖胶进行润湿，加去离子水在80℃水合0.5h，配制成0.5%（w/w）干物质浓度的水溶液。在12000×g下离心15min去除水不溶物，向上清液中加入异丙醇，使溶液异丙醇浓度达到15%（V/V）异丙醇。在12000×g下离心15min，沉淀物1即为皂荚多糖胶产品1，向剩余上清液1中继续加入异丙醇，使溶液异丙醇浓度达到22%（V/V）异丙醇。在12000×g下离心15min，沉淀物2即为皂荚多糖胶2，向剩余上清液2中继续加入异丙醇，使溶液异丙醇浓度达到29%（V/V）异丙醇。在12000×g下离心15min，沉淀物3即为皂荚多糖胶3。结果见表1。

实施例3

用异丙醇（纯度>99.9%，用量为多糖胶质量的1.1倍）对皂荚多糖胶进行润湿，加去离子水在80℃水合0.5h，配制成1%（w/w）干物质浓度的水溶液。在12000×g下离心15min去除水不溶物，向上清液中加入异丙醇，使溶液异丙醇浓度达到16%（V/V）异丙醇。在12000×g下离心15min，沉淀物1即为皂荚多糖胶产品1，向剩余上清液1中继续加入异丙醇，使溶液异丙醇浓度达到23%（V/V）异丙醇。在12000×g下离心15min，沉淀物2即为皂荚多糖胶2，向剩余上清液2中继续加入异丙醇，使溶液异丙醇浓度达到30%（V/V）异丙醇。在12000×g下离心15min，沉淀物3即为皂荚多糖胶3。结果见表1。

实施例4

用异丙醇（纯度>99.9%，用量为多糖胶质量的1.1倍）对皂荚多糖胶进行润湿，加去离子水在80℃水合0.5h，配制成1%（w/w）干物质浓度的水溶液。在12000×g下离心15min去除水不溶物，向上清液中加入异丙醇，使溶液异丙醇浓度达到15%（V/V）异丙醇。在12000×g下离心15min，沉淀物1即为皂荚多糖胶产品1，向剩余上清液1中继续加入异丙醇，使溶液异丙醇浓度达到22%（V/V）异丙醇。在12000×g下离心15min，沉淀物2即为皂荚多糖胶2，向剩余上清液2中继续加入异丙醇，使溶液异丙醇浓度达到29%（V/V）异丙醇。在12000×g下离心15min，沉淀物3即为皂荚多糖胶3。结果见表1。

表1不同实施例条件的皂荚多糖胶得率和质量指标

实施例5

将原料皂荚多糖胶和实施例1中的皂荚多糖胶1分别与黄原胶以7:3（w/w）的比例混合后，在恒速搅拌下分散到去离子水中，使分散液中聚合物总浓度为1.0%（w/v）。在磁力搅拌下水合约30min后，将二元混合物加热至80℃并恒温15min后，迅速倾倒至45mm直径、35mm高度的容器中。在室温下静置24h形成凝胶状物。使用Brookfield质构仪（TexturePro CT V1.2Build9软件）对所制备的凝胶样品进行凝胶强度测定。原料皂荚多糖胶和实施例1中的皂荚多糖胶1的凝胶强度分别为17g和22g，实施例1中的皂荚多糖胶1由于具有较高的甘露糖/半乳糖(M/G)比值，具有与槐豆胶相当的凝胶性能，可在实际生产中用作槐豆胶的替代品应用凝胶材料领域。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种皂荚多糖胶分级提纯的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

1)用异丙醇对皂荚多糖胶进行润湿，加去离子水在80℃水合0.5h，配制成干物质质量分数为0.5％～1％的溶液，冷却后离心，冷却后离心；

2)取步骤1)上清液，加入异丙醇，进行离心，沉淀物为一级提纯产品；

3)取步骤2)上清液，加入异丙醇，进行离心，沉淀物为二级提纯产品；

4)取步骤3)上清液，加入异丙醇，进行离心，沉淀物为三级提纯产品；

其中，所述步骤2)至步骤4)，加入异丙醇后，溶液中的异丙醇浓度依次增高；

所述步骤2)向上清液中加入异丙醇，使溶液中的异丙醇浓度达到体积分数15％～16％；

所述步骤3)向上清液中加入异丙醇，使溶液中的异丙醇浓度达到体积分数22％～23％；

所述步骤4)向上清液中加入异丙醇，使溶液中的异丙醇浓度达到体积分数29％～30％。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中皂荚多糖胶水份≤10％，细度为通过100目筛；异丙醇的纯度>99.9％，用量为皂荚多糖胶质量的1.1倍。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述离心的条件为12000×g下离心15min。

4.权利要求1-3任一项所述的方法提纯得到的皂荚多糖胶分级产品。