CN107382912A - 一种提高马尾藻粗提物岩藻黄素纯度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及岩藻黄素制备工艺领域，具体涉及一种提高马尾藻粗提物岩藻黄素纯度的方法。方法为将马尾藻室温下经水提去除多糖和甘露醇；除去多糖和甘露醇的马尾藻与酶溶液混合进行酶解；向酶解后的马尾藻中加入有机溶剂，提取获得。采用本发明方法所得到的马尾藻粗提物中的岩藻黄素得率高、纯度高。方法操作简单、环保高效、适合马尾藻中提取高纯度岩藻黄素的规模化操作。

Description

一种提高马尾藻粗提物岩藻黄素纯度的方法
技术领域
本发明涉及岩藻黄素制备工艺领域，具体涉及一种提高马尾藻粗提物岩藻黄素纯度的方法。
背景技术
马尾藻为褐藻的一种，大多数为暖水性种类，广泛分布于暖水和温水海域，我国是马尾藻主要产地之一。近年来，由于气候变暖，海洋升温等环境变化，使马尾藻大量入侵浅滩区，在养殖筏架上堆积，对浅滩筏架养殖构成严重危害。漂浮到达南黄海的马尾藻数量巨大，它们对养殖业、环境与生态都造成极大的威胁，有可能成为一种新的灾害现象。漂到近岸的马尾藻，还会产生次生灾害的问题，比如会对旅游产生影响。因此，加强对马尾藻的加工利用就显得尤为重要。
褐藻富含活性多糖、类胡萝卜素等功能活性物质，是开发药物、功能性食品的资源宝库。但是，长期以来马尾藻只是被打捞上岸作为养殖生物的饵料被消费，马尾藻的潜在经济价值远未被充分挖掘。现代医学及生物学研究表明，褐藻中富含多糖、甘露醇、岩藻黄素等功能活性物质，它们在保肝、抗病毒、抗凝血、抗炎等生物功能方面显示了良好的功效。因此，利用马尾藻提取岩藻黄素具有巨大的潜在经济价值。
然而，目前用于制备岩藻黄素的工艺技术主要采用单一的有机溶剂提取法，该方法不仅提取效率低，而且在提取岩藻黄素的同时也提取出很多叶绿素、甘露醇等其他杂质，粗提物中的岩藻黄素纯度很低(＜10％)，必须经过分离纯化后才可用于岩藻黄素制品(Matt墨角藻轻体片，意大利，岩藻黄素纯度30％；10％岩藻黄质Fucoxanthin褐藻素，中国陕西，岩藻黄素纯度10％)的生产。
开发一种有效的生产工艺，提高马尾藻粗提物中岩藻黄素的纯度，这样不仅可以提高马尾藻的利用价值，降低其生态危害，还可以极大简化岩藻黄素的生产过程和生产成本。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提供了一种提高马尾藻粗提物岩藻黄素纯度的方法。
为了实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种提高马尾藻粗提物岩藻黄素纯度的方法：
1)去除马尾藻中的多糖和甘露醇：马尾藻加入去离子水，于室温充分浸泡，抽滤，进而去除马尾藻中的多糖和甘露醇；
2)马尾藻的酶解：将上述去除多糖和甘露醇的马尾藻加入去离子水中，而后加入酶制剂混合均匀，于37℃酶解，抽滤后，将酶解的马尾藻置于阴暗通风处阴干；
3)马尾藻粗提物：向阴干的马尾藻中加入无水甲醇，于常温下避光提取、抽滤，滤液经过减压浓缩及真空干燥即得马尾藻粗提物干品；
4)纯品岩藻黄素的获得：将所述马尾藻粗提物干品溶解于无水乙醇，溶解后经大孔树脂层析柱中用乙醇进行洗脱，所得岩藻黄素洗脱液经减压浓缩、真空干燥得到纯度为95％的岩藻黄素纯品。
所述马尾藻为海蒿子、海黍子、鼠尾藻、匍枝马尾藻中的一种或几种。
所述步骤1)浸泡于去离子水中马尾藻可为粉末状、颗粒状、碎屑状或短条状。
所述步骤1)中马尾藻与去离子水的重量/体积比(g/ml)为1:10-50；浸泡12-24小时。
所述步骤2)中酶制剂为纤维素酶，纤维素酶活为50U/g-150U/g，常温下酶解4-12小时；马尾藻与去离子水的重量/体积比为1:10-50。
所述步骤3)马尾藻(初始重量)与无水甲醇的重量/体积比为1:20-50；
加入无水甲醇后避光，于常温下提取2-6小时。
所述步骤4)马尾藻粗提物干品与无水乙醇按重量体积比为1:2的比例混合进行溶解，溶解后经大孔树脂层析柱中用乙醇以3-300ml/min的速度进行洗脱；其中，大孔树脂为D101、AB-8、X-5或DM301；大孔树脂层析柱为3-15cm×50cm。
本发明的优点：
1、本发明在岩藻黄素提取过程中无需酸、碱处理，仅用单一纤维素酶酶解马尾藻细胞壁，使包裹在纤维组织中的岩藻黄素充分溶出，不仅生产过程绿色环保，还能显著提高岩藻黄素的提取率。
2、本发明在酶解马尾藻之前采用水提的方法去除马尾藻中的多糖和甘露醇等水溶性物质，极大提高了马尾藻粗提物中岩藻黄素的纯度。
3、本发明所用马尾藻可以是任何形态的马尾藻，颗粒度对岩藻黄素的提取率与提取纯度并无显著性影响(具体实施例1)。无需微粉碎极大节约了生产成本与生产时间，降低了生产能耗。
4、市售岩藻黄素产品中，岩藻黄素的纯度为10％-30％不等，其他方法生产的褐藻粗提物中，岩藻黄素的纯度均低于10％，无法直接用于岩藻黄素产品的生产，必须经过分离纯化后才能用于岩藻黄素产品的生产；而本发明所制得的马尾藻粗提物中岩藻黄素的纯度可达30％-54％(具体实施例2)，可直接用于岩藻黄素产品的生产，极大简化了岩藻黄素产品的生产过程和生产成本。
5、马尾藻泛滥成灾，严重危害沿岸、近海以及深海区的生态安全，以马尾藻为原料进行岩藻黄素的生产，不仅可以提高对马尾藻的综合性利用，还可以降低其对生态环境所带来的压力。
附图说明
图1岩藻黄素标准品HPLC图。
图2为本发明实施例提供的马尾藻粗提物HPLC图。
图3为本发明实施例提供的分离纯化岩藻黄素HPLC图。
图4为本发明实施例提供的分离纯化岩藻黄素。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明作进一步说明，并且本发明的保护范围不仅局限于以下实施例。
本发明将马尾藻于室温下经水提去除多糖和甘露醇；除去多糖和甘露醇的马尾藻与酶溶液混合进行酶解；向酶解后的马尾藻中加入无水甲醇，提取获得；所述酶溶液为纤维素酶。采用本发明方法所得到的马尾藻粗提物中的岩藻黄素得率高、纯度高。方法操作简单、环保高效、适合马尾藻中提取高纯度岩藻黄素的规模化操作。
实施例1颗粒度以及水提前处理对鼠尾藻岩藻黄素提取率和纯度的影响
称取4种颗粒度(分别为过100目、过60目、长度约1mm、长度约10mm)鼠尾藻样品各1g，分别加入鼠尾藻质量20倍体积的去离子水(w(g)/v(ml))，于室温浸泡24小时，抽滤，去除鼠尾藻中的多糖和甘露醇。
向上述去除多糖和甘露醇的鼠尾藻以及1g未经过水提去除多糖和甘露醇的鼠尾藻(过100目)中分别加入鼠尾藻质量20倍体积的去离子水(w/v)，再加入100U/g纤维素酶混合均匀，于37℃酶解6小时，抽滤后，将酶解的鼠尾藻置于阴暗通风处阴干。
向阴干的鼠尾藻中加入其质量30倍体积的甲醇(w/v)，于常温下避光提取4小时后，抽滤，滤液经过避光减压浓缩及真空干燥即得鼠尾藻粗提物干品。准确测量每份粗提物的质量。
利用HPLC法检测粗提物中岩藻黄素的纯度，检测方法见文献：赵鹏.海带中岩藻黄素的提取与纯化工艺研究.北京工业大学硕士毕业论文,2010.
表1不同颗粒度对鼠尾藻岩藻黄素提取率和纯度的影响
表2水提前处理对鼠尾藻岩藻黄素提取率和纯度的影响
由表1可知，利用本发明所使用的方法，颗粒度的大小对鼠尾藻岩藻黄素的提取率和纯度均无明显影响。由表2可知，水提前处理过程去除鼠尾藻中的多糖和甘露醇等水溶性物质，可以显著提高鼠尾藻岩藻黄素的提取率与纯度。
实施例2不同马尾藻科植物粗提物中岩藻黄素提取率和纯度的对比
称取4种马尾藻科植物干品(海蒿子、海黍子、鼠尾藻、深色匍枝马尾藻、浅色匍枝马尾藻)各1g，分别加入海藻质量50倍体积的去离子水(w/v)，于室温浸泡24小时后，抽滤，去除海藻中的多糖和甘露醇。
将上述去除多糖和甘露醇的各组藻中加入其质量20倍体积的去离子水(w/v)，再加入150U/g纤维素酶混合均匀，于37℃酶解8小时，抽滤后，将酶解的海藻置于阴暗通风处阴干。
向阴干的海藻中加入其质量50倍体积的甲醇(w/v)，于常温下避光提取3小时后，抽滤，滤液经过避光减压浓缩及真空干燥即得各种马尾藻科海藻粗提物干品。准确测量每份粗提物的质量。
利用HPLC法检测粗提物中岩藻黄素的纯度，检测方法见文献：赵鹏.海带中岩藻黄素的提取与纯化工艺研究.北京工业大学硕士毕业论文,2010.
表3不同马尾藻科植物粗提物中岩藻黄素提取率和纯度的对比
由表3可知，不同属马尾藻粗提物中岩藻黄素的提取率和纯度存在较大差异，其中，深色深色匍枝马尾藻提取效果最好，粗提物中岩藻黄素纯度可达55.95％，浅色匍枝马尾藻次之，可达38.97％。采用本发明所述方法提取的马尾藻粗提物中岩藻黄素的纯度均高于10％，要显著优于单一有机溶剂提取效果(提取率≤0.1％，粗提物中岩藻黄素纯度≤2％)。
实施例3深色匍枝马尾藻粗提物中岩藻黄素分离纯化
称取深色匍枝马尾藻干品10g，分别加入海藻质量50倍体积的去离子水(w/v)，于室温浸泡48小时后，抽滤，去除匍枝马尾藻中的多糖和甘露醇。
将上述去除多糖和甘露醇的匍枝马尾藻中加入其质量20倍体积的去离子水(w/v)，再加入100U/g纤维素酶混合均匀，于37℃酶解8小时，抽滤后，将酶解的匍枝马尾藻置于阴暗通风处阴干。
向阴干的匍枝马尾藻中加入其质量50倍体积的甲醇(w/v)，于常温下避光提取6小时后，抽滤，滤液经过避光减压浓缩及真空干燥即得匍枝马尾藻粗提物干品。准确测量匍枝马尾藻粗提物的质量。
纯品岩藻黄素的获得：将上述获得匍枝马尾藻粗提物干品加入其质量分数1倍体积的乙醇(w/v)，充分溶解后，缓慢加入到AB-8大孔树脂层析柱(3cm×50cm)中，然后用乙醇以3ml/min的速度进行洗脱。所得岩藻黄素洗脱液经减压浓缩、真空干燥得到岩藻黄素质量分数为95％的纯品岩藻黄素(图3)。
同时，上述大孔树脂层析柱还可由D101、X-5或DM301进行替换。
表4深色匍枝马尾藻粗提物岩藻黄素提取率与纯度
由于粗提物中岩藻黄素纯度高于50％，在分离纯化过程中仅需使用较少体积的乙醇和更短的时间便可将岩藻黄素与其他色素分离，最终得到岩藻黄素质量分数为95％的纯品岩藻黄素。

Claims (7)

1.一种提高马尾藻粗提物岩藻黄素纯度的方法，其特征在于：
1)去除马尾藻中的多糖和甘露醇：马尾藻加入去离子水，于室温充分浸泡，抽滤，进而去除马尾藻中的多糖和甘露醇；
2)马尾藻的酶解：将上述去除多糖和甘露醇的马尾藻加入去离子水中，而后加入酶制剂混合均匀，于37℃酶解，抽滤后，将酶解的马尾藻置于阴暗通风处阴干；
3)马尾藻粗提物：向阴干的马尾藻中加入无水甲醇，于常温下避光提取、抽滤，滤液经过减压浓缩及真空干燥即得马尾藻粗提物干品；
4)纯品岩藻黄素的获得：将所述马尾藻粗提物干品溶解于无水乙醇，溶解后经大孔树脂层析柱中用乙醇进行洗脱，所得岩藻黄素洗脱液经减压浓缩、真空干燥得到纯度为95％的岩藻黄素纯品。
2.根据权利要求1所述的提高马尾藻粗提物岩藻黄素纯度的方法，其特征在于：所述马尾藻为海蒿子、海黍子、鼠尾藻、匍枝马尾藻中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的提高马尾藻粗提物岩藻黄素纯度的方法，其特征在于：所述步骤1)浸泡于去离子水中马尾藻可为粉末状、颗粒状、碎屑状或短条状。
4.根据权利要求1所述的提高马尾藻粗提物岩藻黄素纯度的方法，其特征在于：所述步骤1)中马尾藻与去离子水的重量/体积比(g/ml)为1:10-50；浸泡12-24小时。
5.根据权利要求1所述的提高马尾藻粗提物岩藻黄素纯度的方法，其特征在于：所述步骤2)中酶制剂为纤维素酶，纤维素酶活为50U/g-150U/g，常温下酶解4-12小时；马尾藻与去离子水的重量/体积比为1:10-50。
6.根据权利要求1所述的提高马尾藻粗提物岩藻黄素纯度的方法，其特征在于：所述步骤3)马尾藻(初始重量)与无水甲醇的重量/体积比为1:20-50；
加入无水甲醇后避光，于常温下提取2-6小时。
7.根据权利要求1的提高马尾藻粗提物岩藻黄素纯度的方法，其特征在于：所述步骤4)马尾藻粗提物干品与无水乙醇按重量体积比为1:2的比例混合进行溶解，溶解后经大孔树脂层析柱中用乙醇以3-300ml/min的速度进行洗脱；其中，大孔树脂为D101、AB-8、X-5或DM301；大孔树脂层析柱为3-15cm×50cm。
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