CN112279935A - 一种从废弃酵母菌种提取葡聚糖、麦角固醇和壳聚糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于涉及一种从废弃酵母菌种中提取葡聚糖、麦角固醇和壳聚糖的方法。本发明所提供的废弃酵母菌其采用粉碎过筛对废弃酵母菌种进行预处理，使用硝酸破壁，经碱处理、醇沉、浸提脱乙酰、酸溶和碱沉干燥后得到壳聚糖及中间产物葡聚糖和麦角固醇。本发明实现了废弃酵母菌种的综合再利用，解决了工业废物的治理问题，可操作性强，与传统提取法相比，高效、节能、省时、操作简单可实现高附加值的生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种从废弃酵母菌种提取葡聚糖、麦角固醇和壳聚糖的方法。
背景技术
酵母葡聚糖是一种β—葡聚糖，分子量约在24万左右，在酵母葡聚糖中约占85%，形成一长而扭曲的链，链一侧为亲水基团，另一侧为疏水基团，两条这样的葡聚糖链就能以疏水侧面相对而形成一个双螺旋结构，具有高度分支因而在细胞壁中成一网状结构，并与细胞壁中的甘露糖蛋白、几丁质层相互作用共同维系细胞壁的形态与功能。研究证明，酵母中提取的葡聚糖具有99%~100%的肿瘤抑制率，是生物活性最强的葡聚糖。目前,也有一些关葡聚糖的制备方法的专利或者文献的公开，但是大多数方法一般是仅对其中葡聚糖进行粗提，得到样品纯度较低，色泽较差或者制备过程需借助离子交换或者分子筛等对样品进行纯化,过程较为复杂,不适宜大批量制备进而工业化。
麦角固醇是微生物细胞膜的重要组成部份，对确保细胞膜的完整性，膜结合酶的活性，膜的流动性，细胞活力以及细胞物质运输等起着重要作用，麦角固醇主要存在于酵母菌、霉菌和某些植物中。还可用于生产甾体激素类药物，如可的松、氢化可的松等。目前关于从废菌丝体中提取麦角固醇的方法多是选用醇与碱的混合溶液来作为皂化剂，再用其它有机溶剂作为萃取剂将麦角固醇提出，工艺过程中使用了大量的有机溶剂，成本较高，而且乙醚和石油醚的使用也会使生产十分危险。关于后续麦角固醇提纯的方法目前却很少有人研究，大多都是采用不同有机溶剂反复萃取的方法来提纯，进一步加大了有机溶使用量，给工业化带来了很多不便。
壳聚糖是一种很具有发展前景的高分子化合物，具有优良的抑菌特性、生物相容性、生物降解性、无毒，无污染等。还具有抗菌等功能，可用作抗菌剂、果蔬保鲜剂、抗氧化剂等。已广泛应用于与生活密切相关的各个领域，如食品加工领域和保健品领域。目前用于壳聚糖的主要提取方法有高温热碱法、酶法、电解高压法等，但存在用碱量高、能耗大、污染严重、操作复杂、提取成本高等缺点，能耗投资大，不利于工业化生产。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种高效提取葡聚糖、麦角固醇和壳聚糖的方法。包括以下步骤：
步骤1、将菌丝体进行粉碎过筛网，筛网孔径为80～100目，多次用水浸泡洗净去除杂质，用布氏漏斗抽滤，放置烘箱干燥至恒重。
步骤2、菌丝体加入2%的硝酸浓度，调pH至1～2，90度反应1h。固液比为1:9，加热方式为回流加热，离心去除上清液，将沉淀水洗至中性。
步骤3、将沉淀物加入5%浓度的氢氧化钾，固液比为1:9，调pH至8～10，90度反应1h。加热方式为回流加热，离心，收集上清液和沉淀。
步骤4、将步骤3中的上清加入乙醇进行沉淀，乙醇的加量为与上清液的比例为2:1（v/v）离心得葡聚糖。
步骤5、将步骤3中的沉淀加入石油醚浸提，石油醚的加量为1:4（w/v），加热方式为回流加热，50度反应1h。离心，收集上清和沉淀。上清旋蒸，得麦角固醇。
步骤6、将步骤5中的沉淀加入40%浓度的氢氧化钾，90度反应2h，固液比为1:9，加热方式为回流加热，离心去除上清，沉淀水洗至中性。
步骤7、加入1%乙酸，乙酸加量为1:10（w/v）搅拌1h,离心收集上清液。重复两次，合并上清液。
步骤8、将步骤7中的上清液加入10%的氢氧化钾调至pH11～13，离心，收集沉淀，干燥，得壳聚糖。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。
实施例1
预处理：将菌丝体进行粉碎过80目筛网，多次用水浸泡洗净去除杂质，用布氏漏斗抽滤，放置烘箱干燥至恒重。
破壁：菌丝体加入2%硝酸，固液比为1:9，调pH至2。回流加热，90度反应1h。离心去除上清液，将沉淀水洗至中性。
碱处理：将沉淀加入5%氢氧化钾，调pH至8.5，固液比为1:9，90度反应1h，加热方式为回流加热。离心，收集上清液和沉淀。
醇沉：将步骤碱处理后获得溶液的上清加入乙醇进行沉淀，乙醇的加量为与上清液的比例2:1（v/v），离心得葡聚糖。
有机溶剂浸提：将的沉淀加入石油醚浸提，石油醚的加量为1:4（w/v），加热方式为回流加热，50℃反应1h。离心，收集上清和沉淀。上清旋蒸，得麦角固醇。
脱乙酰：将有机溶液浸提中的沉淀加入40%氢氧化钾，固液比为1:9，加热方式为回流加热，90℃反应2h，离心去除上清，沉淀水洗至中性。
酸溶：加入1%乙酸，加量为1:10（w/v），搅拌1h,离心收集上清液。重复两次，合并上清液。
碱沉：将上清液加10%的氢氧化钾，将PH调至11，离心，收集沉淀，干燥，得壳聚糖。
采用预处理→破壁→碱处理→醇沉→有机溶液浸提→脱乙酰→酸溶→碱沉步骤，同时制备葡聚糖、麦焦甾醇、壳聚糖，得率分别达到95%,93%,92%。
实施例2
预处理：将菌丝体进行粉碎过90目筛网，多次用水浸泡洗净去除杂质，用布氏漏斗抽滤，放置烘箱干燥至恒重。
破壁：菌丝体加入2%硝酸，固液比为1:9，调pH至1。回流加热，90度反应1h。离心去除上清液，将沉淀水洗至中性。
碱处理：将沉淀加入5%氢氧化钾，调pH至9，固液比为1:9，90度反应1h，加热方式为回流加热。离心，收集上清液和沉淀。
醇沉：将步骤碱处理后获得溶液的上清加入乙醇进行沉淀，乙醇的加量为与上清液的比例2:1（v/v），离心得葡聚糖。
有机溶剂浸提：将的沉淀加入石油醚浸提，石油醚的加量为1:4（w/v），加热方式为回流加热，50℃反应1h。离心，收集上清和沉淀。上清旋蒸，得麦角固醇。
脱乙酰：将有机溶液浸提中的沉淀加入40%氢氧化钾，固液比为1:9，加热方式为回流加热，90℃反应2h，离心去除上清，沉淀水洗至中性。
酸溶：加入1%乙酸，加量为1:10（w/v），搅拌1h,离心收集上清液。重复两次，合并上清液。
碱沉：将上清液加10%的氢氧化钾，将PH调至12，离心，收集沉淀，干燥，得壳聚糖。
采用预处理→破壁→碱处理→醇沉→有机溶液浸提→脱乙酰→酸溶→碱沉步骤，同时制备葡聚糖、麦焦甾醇、壳聚糖，得率分别达到96%,92%,93%。
实施例2
预处理：将菌丝体进行粉碎过100目筛网，多次用水浸泡洗净去除杂质，用布氏漏斗抽滤，放置烘箱干燥至恒重。
破壁：菌丝体加入2%硝酸，固液比为1:9，调pH至1.5。回流加热，90度反应1h。离心去除上清液，将沉淀水洗至中性。
碱处理：将沉淀加入5%氢氧化钾，调pH至10，固液比为1:9，90度反应1h，加热方式为回流加热。离心，收集上清液和沉淀。
醇沉：将步骤碱处理后获得溶液的上清加入乙醇进行沉淀，乙醇的加量为与上清液的比例2:1（v/v），离心得葡聚糖。
有机溶剂浸提：将的沉淀加入石油醚浸提，石油醚的加量为1:4（w/v），加热方式为回流加热，50℃反应1h。离心，收集上清和沉淀。上清旋蒸，得麦角固醇。
脱乙酰：将有机溶液浸提中的沉淀加入40%氢氧化钾，固液比为1:9，加热方式为回流加热，90℃反应2h，离心去除上清，沉淀水洗至中性。
酸溶：加入1%乙酸，加量为1:10（w/v），搅拌1h,离心收集上清液。重复两次，合并上清液。
碱沉：将上清液加10%的氢氧化钾，将PH调至13，离心，收集沉淀，干燥，得壳聚糖。
采用预处理→破壁→碱处理→醇沉→有机溶液浸提→脱乙酰→酸溶→碱沉步骤，同时制备葡聚糖、麦焦甾醇、壳聚糖，得率分别达到95.5%,93%,94%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (9)
1.一种从废弃酵母菌中提取葡聚糖、麦角固醇和壳聚糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）预处理：将菌丝体进行粉碎过筛网，多次用水浸泡洗净去除杂质，用布氏漏斗抽滤，放置烘箱干燥至恒重；
（2）破壁：菌丝体加入硝酸，调pH至1～2，90度反应1h；离心去除上清液，将沉淀水洗至中性；
（3）碱处理：将沉淀加入氢氧化钾，调pH至8～10，90度反应1h；离心，收集上清液和沉淀；
（4）醇沉：将步骤（3）中的上清加入乙醇进行沉淀，离心得葡聚糖；
（5）有机溶剂浸提：将步骤（3）中的沉淀加入石油醚浸提，50度反应1h；离心，收集上清和沉淀；上清旋蒸，得麦角甾醇；
（6）脱乙酰：将步骤（5）中的沉淀加入氢氧化钾，90度反应2h，离心去除上清，沉淀水洗至中性；
（7）酸溶：加入1%乙酸，搅拌1h,离心收集上清液；重复两次，合并上清液；
（8）碱沉：将将步骤（7）中的上清液加碱调至pH11～13，离心，收集沉淀，干燥，得壳聚糖。
2.根据权利要求1所述的一种从废弃酵母菌中提取葡聚糖、麦角固醇和壳聚糖的方法，其特征在于，步骤（1）过滤时采用的筛网孔径为80～100目。
3.根据权利要求1所述的一种从废弃酵母菌中提取葡聚糖、麦角固醇和壳聚糖的方法，其特征在于，步骤（2）中硝酸的浓度为2%，固液比为1:9，加热方式为回流加热。
4.根据权利要求1所述的一种从废弃酵母菌中提取葡聚糖、麦角固醇和壳聚糖的方法，其特征在于，步骤（3）中氢氧化钾的浓度为5%，固液比为1:9，加热方式为回流加热。
5.根据权利要求1所述的一种从废弃酵母菌中提取葡聚糖、麦角固醇和壳聚糖的方法，其特征在于，步骤（4）中乙醇的加量为与上清液的比例2:1（v/v）。
6.根据权利要求1所述的一种从废弃酵母菌中提取葡聚糖、麦角固醇和壳聚糖的方法，其特征在于，步骤（5）中石油醚的加量为1:4（w/v），加热方式为回流加热。
7.根据权利要求1所述的一种从废弃酵母菌中提取葡聚糖、麦角固醇和壳聚糖的方法，其特征在于，步骤（6）中氢氧化钾的浓度为40%，固液比为1:9，加热方式为回流加热。
8.根据权利要求1所述的一种从废弃酵母菌中提取葡聚糖、麦角固醇和壳聚糖的方法，其特征在于，步骤（7）中乙酸的加量为1:10（w/v）。
9.根据权利要求1所述的一种从废弃酵母菌中提取葡聚糖、麦角固醇和壳聚糖的方法，其特征在于，步骤（8）中加入的碱为10%氢氧化钾。
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