CN106496593A - 利用无机酸碱及大孔径树脂提取藻体中富里酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了利用无机酸碱及大孔径树脂提取藻体中富里酸的方法。该方法包括如下步骤：a、酸洗藻体植物粉末；b、焦磷酸钠提取富里酸；c、氢氧化钠提取富里酸；d、XAD‑4树脂纯化富里酸。本发明提供的提取藻体中富里酸的方法，相比现有技术，简化了提取工艺，缩短了提取时间，提高了富里酸的提取效率。

Description

利用无机酸碱及大孔径树脂提取藻体中富里酸的方法

技术领域

本发明属于富里酸的分离提取技术领域，具体涉及利用无机酸碱及大孔径树脂提取藻体中富里酸的方法。

背景技术

富里酸(fulvic acid)是一种天然大分子有机混合物，广泛存在于水体、土壤和沉积物中。研究表明，富里酸中含有羟基、羧基和羰基等多种官能团，因此具有较强的络合、吸附-氧化还原能力，它能与环境中的痕量有毒金属离子，N、P等营养物质以及有机污染物等发生相互作用，从而影响其在环境中的迁移、转化、毒性的生物有效性及其归宿。因此，加深对富里酸的研究，对于营养物质以及重金属、有机物的环境行为研究具有一定的积极作用。

传统观点认为，富里酸来自于动植物残体的物理、化学和生物降解。最新研究表明水生藻体植物活体中也含有大量的富里酸。水藻藻体作为一种重要的水生植物，研究其中富里酸的含量及结构，将对重新认识水环境中物质和能量循环具有重要意义。

一般来说，对水体和土壤富里酸提取方法研究较多。例如华中科技大学的李会杰在其硕士学位论文《腐殖酸和富里酸的提取与表征研究》(2012年)中对从不同季节不同湖泊采集到的底泥中提取到的腐殖酸和富里酸的提取方法及结构进行了讨论，其中采用氢氧化钠和焦磷酸钠的混合溶液提取其中的腐殖酸和富里酸的混合物，分离后分别对其进行纯化。申请人在之前的专利申请文件《一种水体中富里酸亚组分的分级提取方法》(申请日2015.09.16，申请号201510586450.8)中采用pH值呈梯度变化的焦磷酸钠溶液提取水体中富里酸的亚组分。专利申请文件《一种活性炭分离富集土壤中富里酸的方法》(申请日2015.09.16，申请号201510586573.1)中先采用酸液、弱碱和强碱对土壤中的富里酸进行提取，然后使用活性炭对其分离富集。

由于不同来源(土壤、沉积物、水体、藻体)的富里酸含量、物质结构存在差异。不同介质中富里酸的赋存状态不同，结合方式不同，存在的主要杂质也不同。例如，相比水体、土壤和沉积物中的富里酸，藻体中富里酸中含有更多的脂肪、蛋白质及聚糖类物质，这些物质与富里酸结构相似，上述方法并无法直接应用于提取藻体中的富里酸。再者藻体中富里酸的含量极少，目前还没一个统一、有效的分离方法。只有少数研究者在提取藻体腐殖酸中产生部分废液可以看做粗品富里酸溶液。例如，Ghabbour EA等人于1994年发表在《应用藻类学杂志》(Journal of Applied Phycology)第6期第459-468页上的《从褐藻间囊藻中分离提取腐殖酸》(Isolation of humic acid from the brown alga Pilayellalittoralis)；以及Radwan A等人于1997年发表在《应用藻类学杂志》(Journal of AppliedPhycology)第8期第553-562页上的《从球型褐藻、墨角藻和糖昆布三种褐藻类及海生被子植物大叶藻中分离提取腐殖酸》(Isolation of humic acid from the brown algaeAscophyllum nodosum,Fucus vesiculosus,Laminaria saccharina and the marineangiosperm Zostera marina)。最近中国环境科学研究院的林樱在其硕士学位论文《土壤、沉积物以及蓝藻中有机质标准物质的提取与表征》(2011年)中第19-20页对太湖蓝藻有机质提取，采用传统方法提取藻类植物中的富里酸。Ghabbour EA、Radwan A及林樱等研究组采用的方法主要包括以下步骤：藻体预处理、藻体索氏提取、藻体氯化钙及酸洗、藻体碳酸钠处理、藻体碱液提取、藻体富里酸除硅、藻体腐殖酸与富里酸分离等。但该方法存在以下问题：1)藻体索氏提取过程中需要用到乙醚、丙酮、乙醇、二氧杂环己烷等多种易燃易爆有机溶剂，操作安全性差；2)整个索氏提取过程一般耗时约240-360小时，耗时过长；3)索氏提取使用大量有机溶剂，处理处置耗费物力和财力，如果处理不当极易造成环境污染；4)目前方法多为从藻体中提取腐殖酸，而富里酸作为杂质溶液，关于提取高纯度藻体富里酸固体样品的报道少，步骤不清晰。因此，如何能克服现有技术中存在的上述问题，快速、高收率地提取藻体中的富里酸，是研究藻类植物中富里酸的首要问题。

发明内容

为了克服现有技术中提取藻体中富里酸的方法中存在的问题，本发明的目的是提供利用无机酸碱及大孔径树脂快速、高收率地提取藻体中富里酸的方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了利用无机酸碱及大孔径树脂提取藻体中富里酸的方法，该方法包括以下步骤：

a、酸洗藻体植物粉末

向藻体植物粉末中加入去离子水，用盐酸调节得到pH＝1.0-3.0，固液比为1:8-10的固液混合物A，搅拌后静置，离心，得上层清液1和固体沉淀1；

b、焦磷酸钠提取富里酸

1)向固体沉淀1中加入去离子水，用盐酸或氢氧化钠调节得到pH＝6.0-8.0，固液比为1:3-5的固液混合物B；

2)向固液混合物B中加入焦磷酸钠溶液，得到固液比为1:8-10且焦磷酸钠的浓度为0.05-0.2mol/L的固液混合物，搅拌后静置，离心，得上层清液2和固体沉淀2；

3)重复步骤b1)和b2)对固体沉淀2进行提取1-3次，并将上层清液2与每次得到的上层清液合并，得上层清液3和固体沉淀3；

4)向上层清液3中加入盐酸使其pH＝1.0-2.0，搅拌后静置，离心，弃去下层固体沉淀，得上层清液并标记为粗提富里酸1；

c、氢氧化钠提取富里酸

1)在氮气保护条件下，向固体沉淀3中加入氢氧化钠溶液，得到固液比为1:8-10且氢氧化钠的浓度为0.1-0.3mol/L的固液混合物C，搅拌后静置，离心，得下层固体沉淀4和上层清液4；

2)重复步骤c1)，对固体沉淀4进行1-3次提取，并将上层清液4与每次得到的上层清液合并，得上层清液5；

3)在氮气保护条件下，向上层清液5中加入盐酸使其pH＝1.0-2.0，搅拌后静置，离心，弃去下层固体沉淀，得上层清液并标记为粗提富里酸2；

4)合并上层清液1、粗提富里酸1和粗提富里酸2，标记为富里酸粗提液；

d、XAD-4树脂纯化富里酸

将富里酸粗提液通过XAD-4树脂柱，收集流出液，标记为富里酸XAD-4纯化液。

优选地，步骤a中的藻体植物粉末经过以下预处理步骤：置于阴凉处风干，剔除杂物，在45-65℃下烘干，碾磨后过50-200目筛，得到藻体植物粉末。

优选地，富里酸粗提液通过XAD-4树脂柱的流速为12-18BV/h。

优选地，所述方法中的搅拌后静置步骤中，搅拌时间为3-5h，静置时间为20-26h。

优选地，所述方法还包括步骤e：对得到的富里酸XAD-4纯化液进行除硅、富集、除盐及干燥，得固态富里酸。

进一步优选地，除硅的具体操作为：向富里酸XAD-4纯化液中加入氢氟酸溶液，使溶液中氢氟酸的浓度为0.2-0.5mol/L，搅拌后静置，离心，得上层清液标记为无硅富里酸溶液。

进一步优选地，富集的具体操作为：将无硅富里酸溶液以12-18BV/h的流速通过XAD-8树脂柱，弃去流出液；

用0.5-2BV去离子水以12-18BV/h的流速冲洗树脂柱，弃去流出液；

在氮气保护条件下，依次用1-3BV的0.1mol/L氢氧化钠溶液和2-3BV的去离子水以3-5BV/h的流速淋洗树脂柱，收集流出液，标记为含盐富里酸溶液。

进一步优选地，除盐及干燥的具体操作为：将含盐富里酸溶液以12-18BV/h的流速通过氢型阳离子交换树脂，得到的流出液即为无盐富里酸，将无盐富里酸冷冻干燥，得到固态富里酸粉末。

更进一步优选地，该方法还包括步骤f：取得到的固态富里酸粉末在80-100℃下烘干20-40h后，在500-600℃下灼烧4-6h，然后测定固态富里酸粉末的灰分；

如果固态富里酸粉末中灰分质量含量大于0.5％，则将固态富里酸粉末用0.1mol/L盐酸溶解后作为XAD-4纯化液，重复除硅、富集、除盐及干燥步骤的操作，直到其灰分质量含量小于0.5％。

更进一步优选地，该方法还包括步骤g：取步骤f得到的固态富里酸粉末测定其磷含量，如果固态富里酸粉末中磷质量含量大于0.1％，则将固态富里酸粉末用0.1mol/L盐酸溶解后作为富里酸粗提液，重复XAD-4树脂纯化、除硅、富集、除盐及干燥步骤的操作，直到磷质量含量小于0.1％。

更进一步详细的，本发明公开的利用无机酸碱及大孔径树脂提取藻体中富里酸的方法，所述方法包括以下步骤：

a、酸洗藻体植物粉末

向藻体植物粉末中加入去离子水，用盐酸调节得到pH＝1.0，固液比为1:10的固液混合物A，搅拌后静置，离心，得上层清液1和固体沉淀1；

b、焦磷酸钠提取富里酸

1)向固体沉淀1中加入去离子水，用盐酸或氢氧化钠调节得到pH＝7.0，固液比为1:4的固液混合物B；

2)向固液混合物B中加入焦磷酸钠溶液，得到固液比为1:10且焦磷酸钠的浓度为0.1mol/L的固液混合物，搅拌后静置，离心，得上层清液2和固体沉淀2；

3)重复步骤b1)和b2)对固体沉淀2进行提取1-3次，并将上层清液2与每次得到的上层清液合并，得上层清液3和固体沉淀3；

4)向上层清液3中加入6mol/L的盐酸使其pH＝1.0，搅拌后静置，离心，弃去下层固体沉淀，得上层清液并标记为粗提富里酸1；

c、氢氧化钠提取富里酸

1)在氮气保护条件下，向固体沉淀3中加入氢氧化钠溶液，得到固液比为1:10且氢氧化钠的浓度为0.1mol/L的固液混合物C，搅拌后静置，离心，得下层固体沉淀4和上层清液4；

2)重复步骤c1)，对固体沉淀4进行提取1-3次，并将上层清液4与每次得到的上层清液合并，得上层清液5；

3)在氮气保护条件下，向上层清液5中加入6mol/L盐酸使其pH＝1.0，搅拌后静置，离心，弃去下层固体沉淀，得上层清液并标记为粗提富里酸2；

4)合并上层清液1、粗提富里酸1和粗提富里酸2，标记为富里酸粗提液；

d、XAD-4树脂纯化富里酸

将富里酸粗提液通过XAD-4树脂柱，收集流出液，标记为富里酸XAD-4纯化液。

优选地，步骤a中的藻体植物粉末经过以下预处理步骤：置于阴凉处风干，剔除杂物，在50℃下烘干，碾磨后过100目筛，得到藻体植物粉末。

优选地，富里酸粗提液通过XAD-4树脂柱的流速为15BV/h。

优选地，所述方法中的搅拌后静置步骤中，搅拌时间为4h，静置时间为24h。

优选地，所述方法还包括步骤e：对得到的富里酸XAD-4纯化液进行除硅、富集、除盐及干燥，得固态富里酸。

进一步优选地，除硅的具体操作为：向富里酸XAD-4纯化液中加入氢氟酸溶液，使溶液中氢氟酸的浓度为0.3mol/L，搅拌后静置，离心，得上层清液标记为无硅富里酸溶液。

进一步优选地，富集的具体操作为：将无硅富里酸溶液以15BV/h的流速通过XAD-8树脂柱，弃去流出液；

用0.65V去离子水以15BV/h的流速冲洗树脂柱，弃去流出液；

在氮气保护条件下，依次用1BV的0.1mol/L氢氧化钠溶液和2BV的去离子水以4BV/h的流速淋洗树脂柱，收集流出液，标记为含盐富里酸溶液。

进一步优选地，除盐及干燥的具体操作为：将含盐富里酸溶液以15BV/h的流速通过氢型阳离子交换树脂，得到的流出液即为无盐富里酸，将无盐富里酸冷冻干燥，得到固态富里酸粉末。

更进一步优选地，该方法还包括步骤f：取得到的固态富里酸粉末在100℃下烘干24h后，在550℃下灼烧5h，然后测定固态富里酸粉末的灰分；

如果固态富里酸粉末中灰分质量含量大于0.5％，则将固态富里酸粉末用0.1mol/L盐酸溶解后作为XAD-4纯化液，重复除硅、富集、除盐及干燥步骤的操作，直到其灰分质量含量小于0.5％。

更进一步优选地，该方法还包括步骤g：取步骤f得到的固态富里酸粉末测定其磷含量，如果固态富里酸粉末中磷质量含量大于0.1％，则将固态富里酸粉末用0.1mol/L盐酸溶解后作为富里酸粗提液，重复XAD-4树脂纯化、除硅、富集、除盐及干燥步骤的操作，直到磷质量含量小于0.1％。

其中，步骤a中对藻体植物粉末进行酸洗，一方面能够去除酸溶性的钙、镁、铁、铝等离子，减少了酸溶离子对提取富里酸步骤的干扰；另一方面，酸洗后，部分富里酸进一步暴露出来，有利于对其进行提取，此外，将酸洗后的上层清液与富里酸粗提液一起经过XAD-4树脂纯化，减少了富里酸的损失。

步骤b和c中，通过调节pH值，使富里酸可溶，而杂酸腐殖酸为沉淀，进而去除杂酸而不损失富里酸；利用焦磷酸钠和氢氧化钠依次提取藻体中的富里酸，与单一用氢氧化钠或焦磷酸钠提取相比，提取更完全。

步骤d中，大孔径树脂XAD-4树脂柱容易吸附水溶性的酸、碱及中性物质，可以除去水溶性较强的多糖、非腐殖物质及藻酸等杂质；此外，相比现有技术中索氏提取的方法，利用XAD-4树脂吸附柱纯化富里酸，可以大大缩短提取富里酸的时间。

与现有技术相比，本发明提供的提取藻体中富里酸的方法具有如下的积极效果：1)简化了提取工艺，缩短了提取时间，相比索氏提取法，仅纯化步骤就可以缩短230-350个小时以上；2)本发明提供的富里酸提取方法为一种环保型方法，每1000g藻体减少有机溶剂用量约20-50L；3)所用XAD-4和XAD-8树脂经过处理后，可以重复使用。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。这些实施例仅是出于解释说明的目的，而不限制本发明的范围和实质。其中，本发明所述的BV/h为倍柱体积每小时；BV为倍柱体积；所述的固液比为固体质量与液体体积比。

实施例1

本实施例中，藻体样品取自渤海海域藻体样品；

XAD-4树脂；

XAD-8树脂；

氢型阳离子交换树脂，Amberlite IR-120；

氢氧化钠、盐酸和焦磷酸钠均为分析纯；

上述树脂及试剂均购自Sigma公司。

利用无机酸碱及大孔径树脂提取藻体中富里酸的方法，该方法包括如下步骤：

预处理步骤：

取水生藻类植物，置于阴凉处风干，剔除杂物，在50℃下烘干，碾磨后过100目筛，得到藻体植物粉末；

a、酸洗藻体植物粉末

向藻体植物粉末中加入去离子水，用盐酸调节得到pH＝1.0，固液比为1:10的固液混合物A，搅拌4h后静置24h，离心，得上层清液1和固体沉淀1；

b、焦磷酸钠提取富里酸

1)向固体沉淀1中加入去离子水，用盐酸或氢氧化钠调节得到pH＝7.0，固液比为1:4的固液混合物B；

2)向固液混合物B中加入焦磷酸钠溶液，得到固液比为1:10且焦磷酸钠的浓度为0.1mol/L的固液混合物，搅拌5h后静置24h，离心，得上层清液2和固体沉淀2；

3)重复步骤b1)和b2)，对固体沉淀2进行提取3次，并将上层清液2与每次得到的上层清液合并，得上层清液3和固体沉淀3；

4)向上层清液3中加入6mol/L的盐酸使其pH＝1.0，搅拌4h后静置24h，离心，弃去下层固体沉淀，得上层清液并标记为粗提富里酸1；

c、氢氧化钠提取富里酸

1)在氮气保护条件下，向固体沉淀3中加入氢氧化钠溶液，得到固液比为1:10且氢氧化钠的浓度为0.1mol/L的固液混合物C，搅拌4h后静置24h，离心，得下层固体沉淀4和上层清液4；

2)重复步骤c1)，对固体沉淀4进行提取1次，将上层清液4与得到的上层清液合并，得上层清液5；

3)在氮气保护条件下，向上层清液5中加入6mol/L的盐酸使其pH＝1.0，搅拌4h后静置24h，离心，弃去下层固体沉淀，得上层清液并标记为粗提富里酸2；

4)合并上层清液1、粗提富里酸1和粗提富里酸2，标记为富里酸粗提液；

d、XAD-4树脂纯化富里酸

将富里酸粗提液以15BV/h的流速通过XAD-4树脂柱，收集流出液，标记为富里酸XAD-4纯化液。

e、对所述的富里酸XAD-4纯化液进行除硅、富集、除盐及干燥，得固态富里酸；

其中，所述除硅的具体操作为：向富里酸XAD-4纯化液中加入氢氟酸溶液，使溶液中氢氟酸的浓度为0.3mol/L，持续搅拌4h后静置24h，离心，得上层清液标记为无硅富里酸溶液。

所述富集的具体操作为：将无硅富里酸溶液以15BV/h的流速通过XAD-8树脂柱，弃去流出液；

用0.65BV去离子水以15BV/h的流速冲洗树脂柱，弃去流出液；

在氮气保护条件下，依次用1BV的0.1mol/L氢氧化钠溶液和2BV的去离子水以4BV/h的流速淋洗树脂柱，收集流出液，标记为含盐富里酸溶液。

所述除盐及干燥的具体操作为：将含盐富里酸溶液以15BV/h的流速通过氢型阳离子交换树脂，得到的流出液即为无盐富里酸，将无盐富里酸冷冻干燥，得到固态富里酸粉末。

f、取得到的固态富里酸粉末在100℃下烘干24h后，在550℃下灼烧5h，然后测定固态富里酸粉末的灰分；

如果固态富里酸粉末中灰分质量含量大于0.5％，则将固态富里酸粉末用0.1mol/L盐酸溶解后作为XAD-4纯化液，重复除硅、富集和除盐步骤的操作，直到其灰分质量含量小于0.5％；

g、取步骤f所得的固态富里酸粉末测定其磷含量，如果固态富里酸粉末中磷质量含量大于0.1％，则将固态富里酸粉末用0.1mol/L盐酸溶解后作为富里酸粗提液，重复XAD-4树脂纯化、除硅、富集和除盐步骤的操作，直到磷质量含量小于0.1％。

采用上述方法，1000g藻体中提取得到9.8g富里酸，富里酸中的灰分质量含量为0.1％。

本实施例中，最终得到富里酸，利用元素分析法和¹³C-NMR光谱分析法对富里酸进行定量-半定量分析；利用FT-IR进行定性分析，结果如下：

元素分析结果显示，该方法提取的藻体富里酸中氢碳原子比为1.5和氧碳原子比0.8，符合国际富里酸协会标准富里酸元素含量要求。

¹³C-NMR光谱分析显示，该方法提取的藻体富里酸包含饱和脂肪碳峰26％、芳香碳34％和羧基碳21％，这与国际富里酸协会标准富里酸一致。

FT-IR光谱分析显示，该方法提取的藻体富里酸均包含羟基、烷基和羧基等官能团，这与国际富里酸协会标准富里酸红外光谱结论一致。

实施例2

利用无机酸碱及大孔径树脂提取藻体中富里酸的方法，该方法包括如下步骤：

a、酸洗藻体植物粉末

向藻体植物粉末中加入去离子水，用盐酸调节得到pH＝1.0-3.0，固液比为1:8-10的固液混合物A，搅拌后静置，离心，得上层清液1和固体沉淀1；

b、焦磷酸钠提取富里酸

1)向固体沉淀1中加入去离子水，用盐酸或氢氧化钠调节得到pH＝6.0-8.0，固液比为1:3-5的固液混合物B；

2)向固液混合物B中加入焦磷酸钠溶液，得到固液比为1:8-10且焦磷酸钠的浓度为0.05-0.2mol/L的固液混合物，搅拌后静置，离心，得上层清液2和固体沉淀2；

3)重复步骤b1)和b2)对固体沉淀2进行提取1-3次，并将上层清液2与每次得到的上层清液合并，得上层清液3和固体沉淀3；

4)向上层清液3中加入盐酸使其pH＝1.0-2.0，搅拌后静置，离心，弃去下层固体沉淀，得上层清液并标记为粗提富里酸1；

c、氢氧化钠提取富里酸

1)在氮气保护条件下，向固体沉淀3中加入氢氧化钠溶液，得到固液比为1:8-10且氢氧化钠的浓度为0.1-0.3mol/L的固液混合物C，搅拌后静置，离心，得下层固体沉淀4和上层清液4；

2)重复步骤c1)，对固体沉淀4进行1-3次提取，并将上层清液4与每次得到的上层清液合并，得上层清液5；

3)在氮气保护条件下，向上层清液5中加入盐酸使其pH＝1.0-2.0，搅拌后静置，离心，弃去下层固体沉淀，得上层清液并标记为粗提富里酸2；

4)合并上层清液1、粗提富里酸1和粗提富里酸2，标记为富里酸粗提液；

d、XAD-4树脂纯化富里酸

将富里酸粗提液通过XAD-4树脂柱，收集流出液，标记为富里酸XAD-4纯化液。

实施例3

本实施例中，藻体样品取自东海海域藻体样品；

XAD-4树脂；

XAD-8树脂；

氢型阳离子交换树脂，Amberlite IR-120；

氢氧化钠、盐酸和焦磷酸钠均为分析纯；

上述树脂及试剂均购自Sigma公司。

利用无机酸碱及大孔径树脂提取藻体中富里酸的方法，该方法包括如下步骤：

预处理步骤：

取水生藻类植物，置于阴凉处风干，剔除杂物，在45℃下烘干，碾磨后过200目筛，得到藻体植物粉末；

a、酸洗藻体植物粉末

向藻体植物粉末中加入去离子水，用盐酸调节得到pH＝2.0，固液比为1:9的固液混合物A，搅拌5h后静置20h，离心，得上层清液1和固体沉淀1；

b、焦磷酸钠提取富里酸

1)向固体沉淀1中加入去离子水，用盐酸或氢氧化钠调节得到pH＝6.0，固液比为1:3的固液混合物B；

2)向固液混合物B中加入焦磷酸钠溶液，得到固液比为1:9且焦磷酸钠的浓度为0.05mol/L的固液混合物，搅拌5h后静置20h，离心，得上层清液2和固体沉淀2；

3)重复步骤b1)和b2)对固体沉淀2进行提取1次，并将上层清液2与得到的上层清液合并，得上层清液3和固体沉淀3；

4)向上层清液3中加入6mol/L的盐酸使其pH＝1.0-2.0，搅拌5h后静置20h，离心，弃去下层固体沉淀，得上层清液并标记为粗提富里酸1；

c、氢氧化钠提取富里酸

1)在氮气保护条件下，向固体沉淀3中加入氢氧化钠溶液，得到固液比为1:9且氢氧化钠的浓度为0.2mol/L的固液混合物C，搅拌5h后静置20h，离心，得下层固体沉淀4和上层清液4；

2)重复步骤c1)，对固体沉淀4进行1-3次提取，并将上层清液4与每次得到的上层清液合并，得上层清液5；

3)在氮气保护条件下，向上层清液5中加入6mol/L的盐酸使其pH＝1.0-2.0，搅拌5h后静置20h，离心，弃去下层固体沉淀，得上层清液并标记为粗提富里酸2；

4)合并上层清液1、粗提富里酸1和粗提富里酸2，标记为富里酸粗提液；

d、XAD-4树脂纯化富里酸

将富里酸粗提液以12BV/h的流速通过XAD-4树脂柱，收集流出液，标记为富里酸XAD-4纯化液。

e、对所述的富里酸XAD-4纯化液进行除硅、富集、除盐及干燥，得固态富里酸；

其中，所述除硅的具体操作为：向富里酸XAD-4纯化液中加入氢氟酸溶液，使溶液中氢氟酸的浓度为0.2mol/L，持续搅拌5h后静置20h，离心，得上层清液标记为无硅富里酸溶液。

所述富集的具体操作为：将无硅富里酸溶液以12BV/h的流速通过XAD-8树脂柱，弃去流出液；

用0.5BV去离子水以12BV/h的流速冲洗树脂柱，弃去流出液；

在氮气保护条件下，依次用2BV的0.1mol/L氢氧化钠溶液和3BV的去离子水以3BV/h的流速淋洗树脂柱，收集流出液，标记为含盐富里酸溶液。

所述除盐及干燥的具体操作为：将含盐富里酸溶液以12BV/h的流速通过氢型阳离子交换树脂，得到的流出液即为无盐富里酸，将无盐富里酸冷冻干燥，得到固态富里酸粉末。

f、取得到的固态富里酸粉末在90℃下烘干20h后，在600℃下灼烧4h，然后测定固态富里酸粉末的灰分；

如果固态富里酸粉末中灰分质量含量大于0.5％，则将固态富里酸粉末用0.1mol/L盐酸溶解后作为XAD-4纯化液，重复除硅、富集和除盐步骤的操作，直到其灰分质量含量小于0.5％；

g、取步骤f所得的固态富里酸粉末测定其磷含量，如果固态富里酸粉末中磷质量含量大于0.1％，则将固态富里酸粉末用0.1mol/L盐酸溶解后作为富里酸粗提液，重复XAD-4树脂纯化、除硅、富集和除盐步骤的操作，直到磷质量含量小于0.1％。

采用上述方法，1000g藻体中提取得到10.3g富里酸，富里酸中的灰分质量含量为0.5％。

本实施例中，最终得到富里酸，利用元素分析法和¹³C-NMR光谱分析法对富里酸进行定量-半定量分析；利用FT-IR进行定性分析，结果如下：

元素分析结果显示，该方法提取的藻体富里酸中氢碳原子比为1.4和氧碳原子比0.6，符合国际富里酸协会标准富里酸元素含量要求。

¹³C-NMR光谱分析显示，该方法提取的藻体富里酸包含饱和脂肪碳峰23％、芳香碳38％和羧基碳18％，这与国际富里酸协会标准富里酸一致。

FT-IR光谱分析显示，该方法提取的藻体富里酸均包含羟基、烷基和羧基等官能团，这与国际富里酸协会标准富里酸红外光谱结论一致。

实施例4

本实施例中，藻体样品取自黄海海域藻体样品；

XAD-4树脂；

XAD-8树脂；

氢型阳离子交换树脂，Amberlite IR-120；

氢氧化钠、盐酸和焦磷酸钠均为分析纯；

上述树脂及试剂均购自Sigma公司。

利用无机酸碱及大孔径树脂提取藻体中富里酸的方法，该方法包括如下步骤：

预处理步骤：

取水生藻类植物，置于阴凉处风干，剔除杂物，在65℃下烘干，碾磨后过50目筛，得到藻体植物粉末；

a、酸洗藻体植物粉末

向藻体植物粉末中加入去离子水，用盐酸调节得到pH＝3.0，固液比为1:8的固液混合物A，搅拌3h后静置26h，离心，得上层清液1和固体沉淀1；

b、焦磷酸钠提取富里酸

1)向固体沉淀1中加入去离子水，用盐酸调节得到pH＝8.0，固液比为1:5的固液混合物B；

2)向固液混合物B中加入焦磷酸钠溶液，得到固液比为1:8且焦磷酸钠的浓度为0.2mol/L的固液混合物，搅拌3h后静置26h，离心，得上层清液2和固体沉淀2；

3)重复步骤b1)和b2)对固体沉淀2进行提取2次，并将上层清液2与每次得到的上层清液合并，得上层清液3和固体沉淀3；

4)向上层清液3中加入6mol/L的盐酸使其pH＝1.0-2.0，搅拌3h后静置26h，离心，弃去下层固体沉淀，得上层清液并标记为粗提富里酸1；

c、氢氧化钠提取富里酸

1)在氮气保护条件下，向固体沉淀3中加入氢氧化钠溶液，得到固液比为1:8且氢氧化钠的浓度为0.3mol/L的固液混合物C，搅拌3h后静置26h，离心，得下层固体沉淀4和上层清液4；

2)重复步骤c1)，对固体沉淀4进行1-3次提取，并将上层清液4与每次得到的上层清液合并，得上层清液5；

3)在氮气保护条件下，向上层清液5中加入6mol/L的盐酸使其pH＝1.0-2.0，搅拌3h后静置26h，离心，弃去下层固体沉淀，得上层清液并标记为粗提富里酸2；

4)合并上层清液1、粗提富里酸1和粗提富里酸2，标记为富里酸粗提液；

d、XAD-4树脂纯化富里酸

将富里酸粗提液以12BV/h的流速通过XAD-4树脂柱，收集流出液，标记为富里酸XAD-4纯化液。

e、对所述的富里酸XAD-4纯化液进行除硅、富集、除盐及干燥，得固态富里酸；

其中，所述除硅的具体操作为：向富里酸XAD-4纯化液中加入氢氟酸溶液，使溶液中氢氟酸的浓度为0.5mol/L，持续搅拌3h后静置26h，离心，得上层清液标记为无硅富里酸溶液。

所述富集的具体操作为：将无硅富里酸溶液以18BV/h的流速通过XAD-8树脂柱，弃去流出液；

用2BV去离子水以18BV/h的流速冲洗树脂柱，弃去流出液；

在氮气保护条件下，依次用3BV的0.1mol/L氢氧化钠溶液和3BV的去离子水以5BV/h的流速淋洗树脂柱，收集流出液，标记为含盐富里酸溶液。

所述除盐及干燥的具体操作为：将含盐富里酸溶液以18BV/h的流速通过氢型阳离子交换树脂，得到的流出液即为无盐富里酸，将无盐富里酸冷冻干燥，得到固态富里酸粉末。

f、取得到的固态富里酸粉末在80℃下烘干40h后，在500℃下灼烧6h，然后测定固态富里酸粉末的灰分；

如果固态富里酸粉末中灰分质量含量大于0.5％，则将固态富里酸粉末用0.1mol/L盐酸溶解后作为XAD-4纯化液，重复除硅、富集和除盐步骤的操作，直到其灰分质量含量小于0.5％；

g、取步骤f所得的固态富里酸粉末测定其磷含量，如果固态富里酸粉末中磷质量含量大于0.1％，则将固态富里酸粉末用0.1mol/L盐酸溶解后作为富里酸粗提液，重复XAD-4树脂纯化、除硅、富集和除盐步骤的操作，直到磷质量含量小于0.1％。

采用上述方法，1000g藻体中提取得到10.9g富里酸，富里酸中的灰分质量含量为0.4％。

本实施例中，最终得到富里酸，利用元素分析法和¹³C-NMR光谱分析法对富里酸进行定量-半定量分析；利用FT-IR进行定性分析，结果如下：

元素分析结果显示，该方法提取的藻体富里酸中氢碳原子比为1.6和氧碳原子比0.7，符合国际富里酸协会标准富里酸元素含量要求。

¹³C-NMR光谱分析显示，该方法提取的藻体富里酸包含饱和脂肪碳峰25％、芳香碳31％和羧基碳23％，这与国际富里酸协会标准富里酸一致。

FT-IR光谱分析显示，该方法提取的藻体富里酸均包含羟基、烷基和羧基等官能团，这与国际富里酸协会标准富里酸红外光谱结论一致。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.利用无机酸碱及大孔径树脂提取藻体中富里酸的方法，该方法包括如下步骤：

a、酸洗藻体植物粉末

向藻体植物粉末中加入去离子水，用盐酸调节得到pH＝1.0-3.0，固液比为1:8-10的固液混合物A，搅拌后静置，离心，得上层清液1和固体沉淀1；

b、焦磷酸钠提取富里酸

1)向固体沉淀1中加入去离子水，用盐酸或氢氧化钠调节得到pH＝6.0-8.0，固液比为1:3-5的固液混合物B；

2)向固液混合物B中加入焦磷酸钠溶液，得到固液比为1:8-10且焦磷酸钠的浓度为0.05-0.2mol/L的固液混合物，搅拌后静置，离心，得上层清液2和固体沉淀2；

3)重复步骤b1)和b2)，对固体沉淀2进行1-3次提取，并将上层清液2与每次得到的上层清液合并，得上层清液3和固体沉淀3；

4)向上层清液3中加入盐酸使其pH＝1.0-2.0，搅拌后静置，离心，弃去下层固体沉淀，得上层清液并标记为粗提富里酸1；

c、氢氧化钠提取富里酸

1)在氮气保护条件下，向固体沉淀3中加入氢氧化钠溶液，得到固液比为1:8-10且氢氧化钠的浓度为0.1-0.3mol/L的固液混合物C，搅拌后静置，离心，得下层固体沉淀4和上层清液4；

2)重复步骤c1)，对固体沉淀4进行1-3次提取，并将上层清液4与每次得到的上层清液合并，得上层清液5；

3)在氮气保护条件下，向上层清液5中加入盐酸使其pH＝1.0-2.0，搅拌后静置，离心，弃去下层固体沉淀，得上层清液并标记为粗提富里酸2；

4)合并上层清液1、粗提富里酸1和粗提富里酸2，标记为富里酸粗提液；

d、XAD-4树脂纯化富里酸

将富里酸粗提液通过XAD-4树脂柱，收集流出液，标记为富里酸XAD-4纯化液。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括步骤e：对所述的富里酸XAD-4纯化液进行除硅、富集、除盐及干燥，得固态富里酸。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述除硅的具体操作为：向富里酸XAD-4纯化液中加入氢氟酸溶液，使溶液中氢氟酸的浓度为0.2-0.5mol/L，搅拌后静置，离心，得上层清液标记为无硅富里酸溶液。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述富集的具体操作为：将无硅富里酸溶液以12-18BV/h的流速通过XAD-8树脂柱，弃去流出液；

用0.5-2BV去离子水以12-18BV/h的流速冲洗树脂柱，弃去流出液；

在氮气保护条件下，依次用1-3BV的0.1mol/L氢氧化钠溶液和2-3BV的去离子水以3-5BV/h的流速淋洗树脂柱，收集流出液，标记为含盐富里酸溶液。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述除盐及干燥的具体操作为：将含盐富里酸溶液以12-18BV/h的流速通过氢型阳离子交换树脂，得到的流出液即为无盐富里酸，将无盐富里酸冷冻干燥，得到固态富里酸粉末。

6.根据权利要求5中任一项所述的方法，其中，还包括步骤f：取得到的固态富里酸粉末在80-100℃下烘干20-40h后，在500-600℃下灼烧4-6h，然后测定固态富里酸粉末的灰分；

如果固态富里酸粉末中灰分质量含量大于0.5％，则将固态富里酸粉末用0.1mol/L盐酸溶解后作为富里酸XAD-4纯化液，重复除硅、富集、除盐及干燥步骤的操作，直到其灰分质量含量小于0.5％。

7.根据权利要求6中所述的方法，其中，该方法还包括步骤g：取步骤f得到的固态富里酸粉末测定其磷含量，如果固态富里酸粉末中磷质量含量大于0.1％，则将固态富里酸粉末用0.1mol/L盐酸溶解后作为富里酸粗提液，重复XAD-4树脂纯化、除硅、富集、除盐及干燥步骤的操作，直到磷质量含量小于0.1％。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，该方法中所述的搅拌后静置步骤中，搅拌时间为3-5h，静置时间为20-26h。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，步骤a中的藻体植物粉末经过以下前处理步骤：置于阴凉处风干，剔除杂物，在45-65℃下烘干，碾磨后过50-200目筛，得到藻体植物粉末。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，步骤d中富里酸粗提液通过XAD-4树脂柱的流速为12-18BV/h。