CN107572487A - 用山竹果皮酶提取液制备纳米硒的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用山竹果皮酶提取液制备纳米硒的方法，将山竹果皮清洗后，50‑70℃下干燥6‑10h，粉碎制粉过100目筛，按山竹果皮粉与蒸馏水的质量体积比为1：40‑80混合成山竹果皮粉浆液，调节溶液pH为4.0‑6.5，各酶的加入量按山竹果皮粉浆液的质量计，加入2%‑8%的纤维素酶和0.1%‑0.3%的果胶酶，加热至40‑70℃，恒温40‑150min，然后真空抽滤15min，再经0.45µm滤膜过滤、85‑95℃下灭酶处理5‑6min，得到山竹果皮酶提取液。用亚硒酸钠粉末和蒸馏水制备30mmol的亚硒酸钠溶液。将制备的山竹果皮酶提取液与制备的亚硒酸钠溶液按体积比2︰1混合，30～60℃下搅拌反应0.5‑2 h，即得到棒状纳米硒溶液，用蒸馏水洗涤三次，再用无水乙醇洗涤两次，最后将样品于真空烘箱中50‑70℃干燥6h，制得单质纳米硒棒。

Description

用山竹果皮酶提取液制备纳米硒的方法

技术领域

本发明属于材料制备技术领域，具体的说，本发明涉及利用山竹果皮酶提取液作为模板剂和生物还原剂合成纳米硒的方法。

背景技术

硒是重要的半导体材料，具有优良的光电性能，可用于太阳能电池、整流器、硒鼓等光电学领域。纳米硒具有纳米材料的一般物理和化学通性，可以用于光电子器件、颜料制造等领域。同时，纳米硒又具有高安全性及高生物活性的特点，是一种很好的免疫调节剂和抗氧化剂，具有防病抗病，延缓衰老等效用。硒作为一种微量元素具有重要的生物学效应和预防治疗疾病的作用，硒生物活性范围比较窄，因此应用时比较容易进入硒的毒性范围，但纳米硒具有较强的高效高安全优势。

由于纳米硒在材料学领域和医学领域具有巨大的应用前景，纳米硒的研究已引起国内外学者的广泛兴趣。在实际生产和应用中普遍采用化学法制备纳米硒。然而化学法制备纳米硒时，还原剂和硒之间存在当量关系，工艺复杂，成本较高，实验大多是在高温、高压下进行, 制备条件比较苛刻。

相对于传统的化学合成方法，基于植物提取物的生物还原法具有成本低、反应温度低，绿色环保、纳米材料稳定性高等优点，同时避免了微生物法合成的操作繁琐耗时长等缺点，成为纳米硒材料具有发展前景的新颖制备方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用山竹果皮酶解提取液制备纳米硒的方法，该方法以山竹果皮酶提取液为模板剂和还原剂合成纳米硒粒子，该方法在常压条件下进行，设备简单、成本低、易于操作，采用本发明方法，降低了纳米硒的制备成本，同时大部分被废弃的果皮得到了合理的开发利用。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。

用山竹果皮酶提取液制备纳米硒的方法，包括如下步骤：

(1) 将山竹果皮清洗后，50-70℃下干燥6-10h，粉碎制粉, 过 100 目筛备用；

(2) 按山竹果皮粉与蒸馏水的质量体积比为 1：40-80混合成山竹果皮粉浆液，调节溶液 pH为4.0-6.5，各酶的加入量按山竹果皮粉浆液的质量计，加入2%-8%的纤维素酶和0.1%-0.3%的果胶酶，加热至40-70℃，恒温40-150min，然后真空抽滤15min，再经0.45µm 滤膜过滤，85-95℃下灭酶处理5-6min，得山竹果皮酶提取液；

(3) 取亚硒酸钠粉末和蒸馏水，制备30mmol的亚硒酸钠溶液；

(4) 将(2)制备的山竹果皮酶提取液与(3)制备的亚硒酸钠溶液按体积比2︰1混合，30～ 60℃下搅拌反应0.5-2 h，直到颜色变为灰褐色，即得到棒状纳米硒溶液，用蒸馏水洗涤三次，再用无水乙醇洗涤两次，最后将样品于真空烘箱中 50-70℃干燥 6h，制得单质纳米硒棒。

山竹（Garcinia mangostana）又名山竹子、莽吉柿、凤果，是藤黄科藤黄属常绿乔木山竹的果实，产于南洋热带地区，有“热带果后”之称。我国台湾、广东、福建和云南等地区也多有引种，其果实味道甜中带酸，其外果皮中含有维生素C，B1，B2，和矿物质粗纤维、果胶、植物多酚类物质等。山竹果实主要作为水果鲜食，其果肉只占整个果重的30%-40%，即约有60%以上的果皮被废弃，不利于环境保护和资源利用。山竹果皮中含有大量的维生素C，多酚类成分，还原能力强，非常适合用于绿色合成纳米材料。但尚未看到利用山竹果皮还原生成纳米硒的报道。

目前，绿色合成纳米材料的方法都是水提法，提取获得的活性成分较少，原料利用率低。本发明所用的复合酶系包括果胶酶和纤维素酶。果胶酶是指分解植物主要成分—果胶质的酶类，果胶酶是水果加工中最重要的酶，应用果胶酶处理破碎山竹果皮，可加速果汁过滤，促进澄清，提高山竹果皮活性成分的提取率等。纤维素酶（β-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖水解酶）是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，它不是单体酶，而是起协同作用的多组分酶系，是一种复合酶，主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等组成，还有很高活力的木聚糖酶，其主要作用于纤维素以及从纤维素衍生出来的产物。用纤维素酶处理山竹果皮可提高不溶性纤维素转化成葡萄糖的效果和果皮细胞内容物的浸出率。本发明将果胶酶和纤维素酶按不同的比例复合处理山竹果皮，以最大程度提取获得山竹果皮中的活性成分为目的，结果表明，果胶酶和纤维素酶两种酶的复合酶解效果好，使用酶提取液合成的纳米硒形貌可控，稳定性强。

本发明利用一定浓度亚硒酸钠溶液作为反应前体，在常压条件下，与山竹果皮酶提液反应合成纳米硒棒。合成过程中不需要大型反应设备、操作简单、原料用量少、反应条件温和、成本较低。

附图说明

图1 按实施例1制备所得纳米硒的X射线衍射图。

图2 按实施例1制备所得纳米硒的TEM 图一。

图3 按实施例1制备所得纳米硒的TEM 图二。

图4 按实施例2制备所得纳米硒的TEM 图一。

图5 按实施例2制备所得纳米硒的TEM 图二。

图6 按实施例3制备所得纳米硒的TEM 图一。

图7 按实施例3制备所得纳米硒的TEM 图二。

实施例1

采用本发明方法用山竹果皮酶提取液制备纳米硒，步骤如下：

(1) 将山竹果皮清洗后，60℃下干燥8h，粉碎制粉, 过 100 目筛备用；

(2) 按照山竹果皮粉与蒸馏水的质量体积比为 1：80混合成山竹果皮粉浆液，加入酸碱调节剂，调节溶液 pH4.0，各酶的加入量按照山竹果皮粉浆液的质量计，加入2%纤维素酶和0.1%果胶酶，加热40℃，保温150min，真空抽滤15min，再经0.45µm 滤膜过滤，85℃下灭酶处理6min，得山竹果皮酶提取液；

(3) 取亚硒酸钠粉末和蒸馏水，制备30mmol的亚硒酸钠溶液；

(4) 将(2)制备的山竹果皮酶提取液与(3)制备的亚硒酸钠溶液按2︰1的体积比混合，在 30℃下搅拌反应2h，直到颜色变为灰褐色，即得到棒状纳米硒溶液。用蒸馏水洗涤三次，再用无水乙醇洗涤两次。最后将样品于真空烘箱中 50℃干燥 6h，制得单质纳米硒棒。

所合成的纳米硒溶液的X射线衍射（XRD）表征结果如图1所示，透射电子显微镜（TEM）表征结果如图2 、图3所示。由图1可知, 衍射数据与 JCPDS卡上的六方相硒的数据一致，且得到的衍射峰非常尖锐，说明硒的纳米棒具有良好的六方晶体结构。透射电镜观察结果表明，有大量密集的纳米棒形成，纳米棒的直径50-70 nm，长径比为 1∶20左右。

实施例2

采用本发明方法用山竹果皮酶提取液制备纳米硒，步骤如下：

(1) 将山竹果皮清洗后，50℃下干燥10h，粉碎制粉, 过 100 目筛备用；

(2) 按照山竹果皮粉与蒸馏水的质量体积比为 1：60混合成山竹果皮粉浆液，加入酸碱调节剂，调节溶液 pH5.0，加入5%纤维素酶和0.25%果胶酶，加热60℃，保温100min，真空抽滤15min，再经0.45µm 滤膜过滤，90℃下灭酶处理6min，得山竹果皮酶提取液；

(3) 取亚硒酸钠粉末和蒸馏水，制备30mmol的亚硒酸钠溶液；

(4) 将(2)制备的山竹果皮酶提取液与(3)制备的亚硒酸钠溶液按体积比2︰1混合，在55℃下搅拌反应1h，直到颜色变为灰褐色，即得到棒状纳米硒溶液。用蒸馏水洗涤三次，再用无水乙醇洗涤两次。最后将样品于真空烘箱中 60℃干燥 6h，制得单质纳米硒棒。

所合成的纳米硒溶液的透射电子显微镜（TEM）表征结果如图4、图5所示。透射电镜观察，结果表明，有大量密集的纳米棒形成，纳米棒的直径60-80 nm，长径比为 1∶40左右。

实施例3

采用本发明方法用山竹果皮酶提取液制备纳米硒，包括如下步骤：

(1) 将山竹果皮清洗后，70℃下干燥6h，粉碎制粉, 过 100 目筛备用；

(2) 按照山竹果皮粉与蒸馏水的质量体积比为 1：40混合成山竹果皮粉浆液，加入酸碱调节剂，调节溶液 pH6.5，各酶的加入量按照山竹果皮粉浆液的质量计，加入8%纤维素酶和0.3%果胶酶，加热70℃，保温40min，真空抽滤15min，再经0.45µm 滤膜过滤，95℃下灭酶处理6min，得山竹果皮酶提取液；

(3) 取亚硒酸钠粉末和蒸馏水，制备30mmol的亚硒酸钠溶液；

(4) 按体积比将(2)制备的山竹果皮酶提取液与(3)制备的亚硒酸钠溶液按2︰1的比例混合，在 60℃下搅拌反应0.5 h，直到颜色变为灰褐色，即得到棒状纳米硒溶液。用蒸馏水洗涤三次，再用无水乙醇洗涤两次。最后将样品于真空烘箱中 70℃干燥 6h，制得单质纳米硒棒。

所合成的纳米硒溶液的透射电子显微镜（TEM）表征结果如图6 、图7所示。由图1可知, 衍射数据与 JCPDS卡上的六方相硒的数据一致，且得到的衍射峰非常尖锐，说明硒的纳米棒具有良好的六方晶体结构。透射电镜观察结果表明，有大量密集的纳米棒形成，纳米棒的直径60-100 nm，长径比为 1∶80左右。

实施例只是本发明最优的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.用山竹果皮酶提取液制备纳米硒的方法，包括如下步骤：

(1) 将山竹果皮清洗后，50-70℃下干燥6-10h，粉碎制粉, 过 100 目筛备用；

(2) 按山竹果皮粉与蒸馏水的质量体积比为 1：40-80混合成山竹果皮粉浆液，调节溶液 pH为4.0-6.5，各酶的加入量按山竹果皮粉浆液的质量计，加入2%-8%的纤维素酶和0.1%-0.3%的果胶酶，加热至40-70℃，恒温40-150min，然后真空抽滤15min，再经0.45µm 滤膜过滤，85-95℃下灭酶处理5-6min，得山竹果皮酶提取液；

(3) 取亚硒酸钠粉末和蒸馏水，制备30mmol的亚硒酸钠溶液；

(4) 将(2)制备的山竹果皮酶提取液与(3)制备的亚硒酸钠溶液按体积比2︰1混合，30～ 60℃下搅拌反应0.5-2 h，直到颜色变为灰褐色，即得到棒状纳米硒溶液，用蒸馏水洗涤三次，再用无水乙醇洗涤两次，最后将样品于真空烘箱中 50-70℃干燥 6h，制得单质纳米硒棒。