CN108003256A - 一种高硫酸酯基褐藻多糖的制备方法 - Google Patents

一种高硫酸酯基褐藻多糖的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种高硫酸酯基褐藻多糖的制备方法，属于活性多糖的制备技术领域。它解决了传统技术提取褐藻多糖过程中，提取液杂质多，多糖浸出率较低，产品纯度不高；且制备过程中的高温、强酸或强碱环境导致多糖分解，硫酸酯基等活性基团丧失等问题。本发明以褐藻作为原料。首先将褐藻进行超微粉碎处理，使褐藻细胞破壁，增加多糖浸出率，减少提取时间；然后采用水提法提取褐藻多糖，减少多糖分解和硫酸酯基活性丧失，最大程度地保留褐藻多糖的天然成分与活性；最后将提取液通过三氯乙酸去蛋白、乙醇沉淀去除褐藻胶杂质、乙醇沉淀多糖，得到高纯度、高硫酸酯基的褐藻多糖。本发明制备的褐藻多糖纯度可达60%～70%，有机硫酸根含量达20%～30%。

Description

一种高硫酸酯基褐藻多糖的制备方法
技术领域
本发明涉及一种褐藻多糖的制备方法，属于活性多糖的制备技术领域。
背景技术
褐藻多糖又叫岩藻多糖，主要存在于褐藻和一些棘皮动物中。褐藻多糖是一种特殊的结合有硫酸基团的水溶性多糖，主要由 L-岩藻糖组成，平均每个单糖上连接着一个硫酸酯基团，而影响其活性最重要的因子就是有机硫酸根和 L-岩藻糖的含量。研究表明褐藻多糖具有抗凝血、抗肿瘤、抗病毒、调节血脂、增强免疫功能、抗衰老、保护机体细胞等多种生物活性，在化妆品、功能性食品和药品等行业具有极大的发展前景。
现有的褐藻多糖的提取方法主要是水提法、酸提法和碱提法，一般都是将褐藻进行普通的机械破碎，然后加入纯水或酸性溶液或碱性溶液浸泡或者搅拌提取，提取条件一般是：温度80℃～90℃，提取时间4h～8h，提取次数2次～3次。传统的提取方法存在多种弊端。普通的机械粉碎达不到很好的细胞破壁效果，水提取法使得提取时间长、提取率低、多糖纯度低；而采用酸提法或碱提法，提取过程中褐藻多糖的有效活性成分和结构很容易被破坏、降解。
中国专利CN1105001348公开了“一种高得率高岩藻糖比例的岩藻多糖的提取方法”，其以海蕴为原料，经高压均质、离心取上清、乙醇沉糖、过滤、干燥，得岩藻多糖，其岩藻多糖的得率在21％ -35％，纯度85％ -90％，其中岩藻糖含量达70％ -75％，有机硫酸根含量达20％ -23％。
中国专利CN1105001348公开了“一种高得率高岩藻糖比例的岩藻多糖的提取方法”，其以海蕴为原料，经高压均质、离心取上清、乙醇沉糖、过滤、干燥，得岩藻多糖，其岩藻多糖的得率在21％ -35％，纯度85％ -90％，其中岩藻糖含量达70％ -75％，有机硫酸根含量达20％ -23％。海蕴是褐藻的一种，本身含有较高的"褐藻素"(Fucoidan，又名岩藻多醣/褐藻多醣/褐藻糖胶)。而采用此法对其他褐藻进行提取，则收率、纯度和有机硫酸根含量均无法达到目前的水平。而且其提取过程中采用过氧化氢和氢氧化钠，会破坏岩藻多糖的结构，降低有机硫酸根含量及其活性。
大连地区褐藻资源丰富，但是海蕴养殖较少、产量较低，主要产出裙带菜、海带等褐藻。例如大连市一直是全国最大的裙带菜生产基地，年产量超过10万吨以上，占全国裙带菜产量的80%以上。但是大连地区的褐藻普遍存在加工程度较低、产品科技含量不高的问题，无法实现其最大价值。本专利提供的高硫酸酯基褐藻多糖的制备方法可以对大连地区的褐藻进行精深加工，增加其经济效益。
发明内容
本发明的目的是解决褐藻为原料难于水提取制得高收率、高纯度及高有机硫酸根含量的岩藻多糖问题，提供了一种高硫酸酯基褐藻多糖的制备方法，工艺柔性，环境友好，兼具岩藻多糖高收率、高纯度，通过该方法可以得到具有良好活性的高硫酸酯基褐藻多糖产品。
本发明为解决上述问题所采用的技术方案是：一种高硫酸酯基褐藻多糖的制备方法，以褐藻为原料，经超微粉碎、水提取、离心取上清、浓缩、三氯乙酸去蛋白、乙醇沉淀褐藻胶、乙醇沉糖、分离多糖、干燥、粉碎，得褐藻多糖。
所述超微粉碎是将干燥的褐藻原料通过超微粉碎机，粉碎成粒度5～20μm的褐藻超微粉。
所述的水提取是将褐藻超微粉和纯净水按料水比（m/m）1:20～1:40混匀，在60℃～80℃搅拌提取2～7h，然后再进行离心取上清的操作。
所述的浓缩是将离心后的上清液进行减压浓缩，在0.1MPa～0.5MPa真空度，50℃～80℃条件下将上清液浓缩至原体积的1/5～1/10。
所述的三氯乙酸去蛋白是向浓缩液中加入三氯乙酸，使溶液中的三氯乙酸浓度2.0g/mL～4.0g/mL，搅拌均匀后静置12h～24h，离心除去蛋白质沉淀，收集清液。
所述的乙醇沉淀褐藻胶是将去除蛋白后的清液边搅拌加入无水乙醇，至溶液中乙醇的体积分数为20%～30%终止，混匀、静置1h～2h，离心去除褐藻胶等杂质，保留清液。
所述的乙醇沉糖是取乙醇沉淀褐藻胶后的清液，继续边搅拌边加入无水乙醇，至溶液中乙醇的体积分数为60%～80%终止，混匀、静置10h～15h，得到褐藻多糖沉淀物。
所述的分离多糖、干燥是乙醇沉糖的溶液进行离心，分离出多糖沉淀，然后用冷冻干燥设备将沉淀进行干燥，最后粉碎至粒度150目～200目，得到高硫酸酯基的褐藻多糖。
本发明所具有的优点：
1、本发明以褐藻为原料提取褐藻多糖，创新性地引入超微粉碎的方法对原料进行预处理，达到良好的细胞破壁效果，提高多糖浸出率，进而缩短后期的提取时间，降低提取温度，提高提取效率。
2、本发明采用水提法，提取条件温和，降低后期的提取时间和提取温度，保护多糖的活性成分和结构不被极端条件破坏，没有酸碱类物质参与提取过程，最大程度的保留了褐藻多糖的天然成分与生物活性。
3、SC/T 3404-2013岩藻多糖标准中规定岩藻多糖的总糖≥50%，硫酸基≥15%。本发明制得的褐藻多糖纯度可达60%～70%，有机硫酸根含量达20%～30%，相应指标远高于SC/T 3404-2012。
4、本发明使得多糖的浸出率大大提高，提高多糖提取率，再结合三氯乙酸去蛋白和酸沉去褐藻胶等除杂操作，得到高纯度、高硫酸酯基的褐藻多糖产品。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。
实施例1：裙带菜孢子叶超微粉碎制备褐藻多糖（1）
取干裙带菜孢子叶原料，通过超微粉碎设备粉碎成粒度约20μm的裙带菜孢子叶超微粉，备用。
称取裙带菜孢子叶超微粉500g于反应釜中，按照料水比1:30的质量比加入纯净水，在70℃的条件下搅拌提取4h。
浸提液于5000rpm下离心15min中，保留上清液，即提取液。
将提取液于0.1MPa真空度，70℃条件下减压浓缩至原体积的1/5，得浓缩液。
向浓缩液中加入三氯乙酸，使溶液中的三氯乙酸浓度为3.0g/mL，搅拌均匀后静置12h，5000rpm下离心10min除去蛋白质沉淀，收集清液。
将去除蛋白后的清液边搅拌加入无水乙醇，至溶液中乙醇的体积分数为20%时终止，混
匀、静置1h，5000rpm下离心10min去除褐藻胶等杂质，保留清液。
取清液，继续边搅拌边加入无水乙醇，至溶液中乙醇的体积分数为70%终止，混匀、静置12h，得到褐藻多糖沉淀物。
将带有多糖沉淀物的溶液在8000rpm下离心10min，分离出多糖沉淀，然后放入冷冻干
燥设备进行干燥，最后粉碎至粒度150目以上，得到高硫酸酯基的褐藻多糖。
得到褐藻多糖76.38g，得率为15.28%，纯度为64%，有机硫酸根含量为25.14%。
实施例2：裙带菜孢子叶超微粉碎制备褐藻多糖（2）
取干裙带菜孢子叶原料，通过超微粉碎设备粉碎成粒度约20μm的裙带菜孢子叶超微粉，备用。
称取裙带菜孢子叶超微粉500g于反应釜中，按照料水比1:30的质量比加入纯净水，在80℃的条件下搅拌提取6h。
浸提液于5000rpm下离心15min中，保留上清液，即提取液。
将提取液于0.1MPa真空度，70℃条件下减压浓缩至原体积的1/10，得浓缩液。
向浓缩液中加入三氯乙酸，使溶液中的三氯乙酸浓度为3.0g/mL，搅拌均匀后静置12h，5000rpm下离心10min除去蛋白质沉淀，收集清液。
将去除蛋白后的清液边搅拌加入无水乙醇，至溶液中乙醇的体积分数为30%时终止，混
匀、静置1h，5000rpm下离心10min去除褐藻胶等杂质，保留清液。
取清液，继续边搅拌边加入无水乙醇，至溶液中乙醇的体积分数为80%终止，混匀、静置12h，得到褐藻多糖沉淀物。
将带有多糖沉淀物的溶液在8000rpm下离心10min，分离出多糖沉淀，然后放入冷冻干
燥设备进行干燥，最后粉碎至粒度150目以上，得到高硫酸酯基的褐藻多糖。
得到褐藻多糖68.38g，得率为13.68%，纯度为68%，有机硫酸根含量为28.5%。
实施例3：海带超微粉碎制备褐藻多糖
取干海带原料，通过超微粉碎设备粉碎成粒度约20μm的裙带菜孢子叶超微粉，备用。
称取海带超微粉500g于反应釜中，按照料水比1:30的质量比加入纯净水，在70℃的条件下搅拌提取4h。
浸提液于5000rpm下离心15min中，保留上清液，即提取液。
将提取液于0.1MPa真空度，70℃条件下减压浓缩至原体积的1/5，得浓缩液。
向浓缩液中加入三氯乙酸，使溶液中的三氯乙酸浓度为3.0g/mL，搅拌均匀后静置12h，5000rpm下离心10min除去蛋白质沉淀，收集清液。
将去除蛋白后的清液边搅拌加入无水乙醇，至溶液中乙醇的体积分数为20%时终止，混
匀、静置1h，5000rpm下离心10min去除褐藻胶等杂质，保留清液。
取清液，继续边搅拌边加入无水乙醇，至溶液中乙醇的体积分数为70%终止，混匀、静置12h，得到褐藻多糖沉淀物。
将带有多糖沉淀物的溶液在8000rpm下离心10min，分离出多糖沉淀，然后放入冷冻干
燥设备进行干燥，最后粉碎至粒度150目以上，得到高硫酸酯基的褐藻多糖。
得到褐藻多糖53.72g，得率为10.74%，纯度为63%，有机硫酸根含量为20.68%。
实施例4：超微粉碎对褐藻多糖品质的影响
取干裙带菜孢子叶原料，分别通过超微粉碎和普通粉碎、过筛，得到粒度约20μm的裙带菜孢子叶超微粉和80目、100目、200目的裙带菜孢子叶粉。
分别取粒度不同的裙带菜孢子叶粉500g，其它提取条件和步骤一致，比较粒度的原料对制备的褐藻多糖的影响。结果如表1所示。结果显示，超微粉碎处理的原料提取褐藻多糖的效果最好。表明相同提取条件下，原料粒度越小，破壁程度越大，褐藻多糖的收率和品质越好。
表1 不同粒度裙带菜孢子叶粉对提取结果的影响
原料粒度 多糖得率（%） 有机硫酸根含量（%）
20μm（超微粉） 15.31 25.71
200目 12.17 19.37
100目 8.63 18.32
80目 7.59 15.24
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但是其并非用于限定本发明。对任何熟悉此技术的人员来说，依然可以对上述记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或替换并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种高硫酸酯基褐藻多糖的制备方法，其特征在于，所述方法为：以褐藻为原料，经超微粉碎、水提取、离心取上清、浓缩、三氯乙酸去蛋白、乙醇沉淀褐藻胶、乙醇沉糖、分离多糖、干燥、粉碎，得褐藻多糖。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述超微粉碎是将干燥的褐藻原料通过超微粉碎机，粉碎成粒度5～20μm的褐藻超微粉。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的水提取是将褐藻超微粉和纯净水按料水比（m/m）1:20～1:40混匀，在60℃～80℃搅拌提取2～6h，然后再进行离心取上清的操作。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的浓缩是将离心后的上清液进行减压浓缩，即在0.1MPa～0.5MPa真空度，50℃～80℃条件下将上清液浓缩至原体积的1/5～1/10。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的三氯乙酸去蛋白是向浓缩液中加入三氯乙酸，使溶液中的三氯乙酸浓度为2.0g/mL～4.0g/mL，搅拌均匀后静置12h～24h，离心除去蛋白质沉淀，收集清液。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的乙醇沉淀褐藻胶是将去除蛋白后的清液边搅拌加入无水乙醇，至溶液中乙醇的体积分数为20%～30%终止，混匀、静置1h～2h，离心去除褐藻胶等杂质，保留清液。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的乙醇沉糖是取权利要求6中的清液，继续边搅拌边加入无水乙醇，至溶液中乙醇的体积分数为60%～80%终止，混匀、静置10h～15h，得到褐藻多糖沉淀物。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的分离多糖、干燥是将权利要求7中的溶液进行离心，分离出多糖沉淀，然后用冷冻干燥设备将沉淀进行干燥，最后粉碎至粒度150目～200目，得到高硫酸酯基的褐藻多糖。
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