CN115417935A - 一种海藻硒多糖的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种海藻硒多糖的制备方法，包括以下步骤：S1、富硒养殖；S2、海藻硒多糖的提取；将富硒养殖好的海藻，充分干燥；将干燥后的海藻和10倍其重量的蒸馏水混合，高速离心，再经过PBS缓冲液洗涤3次后，加入稳定液后得到待处理澡液，在冰浴中进行超声处理，再进行浸提操作，浸提时间10h；过滤，得到待处理的滤液；S3海藻硒多糖的纯化；先使用乙酸乙酯对步骤S2所得到的滤液进行萃取3次，再使用石油醚进行萃取2次，得到的水层，回收至干，得到海藻硒多糖。本发明所述的制备方法，在营养液中进行富硒后，海藻中硒含量高，然后进行提取，制备出纯度高的海藻硒多糖。
Description
技术领域
本发明属于硒多糖技术领域，具体是涉及到一种海藻硒多糖的制备方法。
背景技术
海藻多糖是海藻所含的各种高分子碳水化合物，占干重的20-70％，是海藻的主要成分。海藻多糖有多种多样的应用价值，某些海藻多糖产品生产己工业化，如褐藻胶、琼胶和卡拉胶。20世纪60年代以来，人们逐渐发现海藻多糖具有多方面的生物活性，如抗病毒、抗肿瘤、免疫调节、活血化癖、抗衰老、保护肌体细胞等，且多数无毒，在开发成为海洋药物方面有较大的潜力。
多糖的种类繁多，且存在于植物的部位也不尽相同，因此，对于不同的目标物，其提取方法也不同。常用的多糖提取方法有热水浸提、减法提取、超声抽提、有机溶剂提取及其他提取剂的提取。多糖的分离纯化过程一般包括分离、纯化和纯度鉴定，其中分离纯化是多糖研究的关键。提取的粗多糖需要进一步去除杂质或者分离纯化，有些生物材料在分离多糖前，还需要进行脱脂处理。分离沉淀后获得的多糖提取物物中，常会有无机盐、醇不溶的低分子有机物、大分子蛋白质等杂质需除去，一般先用乙醇或丙酣进行反复沉淀洗涤，除去一部分醇不溶性杂质。如将粗褐藻糖胶溶于水，加乙醇至30％浓度，除去不溶物，然后继续加乙醇至70％浓度，并加少许NaCl，生成的沉淀经乙醇、乙隧洗，干燥，即为纯的褐藻糖胶。也可以先用大孔吸附树脂4006柱纯化抽提液，而后再进行醇沉，从而得到纯的混合多糖。常用的多糖纯化方法还有盐析法、金属配合法、纤维素柱层析法、季按盐沉淀法、纤维素阴离子交换柱层析法、凝胶柱层析法、制备性高效液相层析法、制备性区带电泳法、超过滤法和亲和层析法等。
需要说明的是，多糖的纯度不能用通常化合物的纯度标准来衡量，因为即便是多糖纯品，其微观也并不均一，仅代表相似链长的多搪分子的平均分布，通常所谓的多糖纯品实际上也只是一定相对分子质量范围的多糖的均一组分。
晒多糖分布于许多动植物和微生物体内但天然晒多糖在生物体内的含量甚微，使得晒多糖的研究受到了一定限制。近年来人们通过人工方法在动植物和微生物上进行晒的有机化富集来获取晒多糖，即在适宜培养条件通过无机晒的生物生长代谢，进行富集和生物转化来获得晒多糖。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供了一种海藻硒多糖的制备方法，在营养液中进行富硒后，然后进行提取，制备出纯度高的海藻硒多糖。
本发明通过以下技术方案得以实现。
一种海藻硒多糖的制备方法，包括以下步骤：
S1、富硒养殖
将海藻在营养液中进行富硒养殖，该营养液中：Fe:0.50mg/L、P:0.92mg/L、Se:8.0mg/L、Zn:0.1mg/L，养殖为在恒温培养箱进行培养，养殖条件为，光源为三基色荧光管，光照度为2500-30001x，光暗比为12h:12h，温度为25±1℃，pH值为8.0±1.0，控制总氮为20mg/L，养殖时间10-12d；
S2、海藻硒多糖的提取
将富硒养殖好的海藻，充分干燥；将干燥后的海藻和10倍其重量的蒸馏水混合，高速离心，再经过PBS缓冲液洗涤3次后，加入稳定液后得到待处理澡液，在冰浴中进行超声处理，超声条件为：功率400W，破碎时间10s，间歇时间为3s，重复3次；过滤，不溶物再进行浸提操作，浸提时间10h；过滤，合并滤液，得到待处理滤液；
S3海藻硒多糖的纯化
先使用乙酸乙酯对步骤S2所得到的待处理滤液进行萃取3次，再使用石油醚进行萃取2次，得到的水层，回收至干，得到海藻硒多糖。
优选的，以柠檬酸铁(FeC6Hs07)和磷酸二氢钾(KH2P04)为外加铁源和磷源；海藻种类选用水华鱼腥藻和小球藻；以亚硒酸钠为外加硒源；以无水硫酸锌为锌源；
在本发明中，Fe对浮游植物吸收和利用营养盐的作用。Fe缺乏时，不单单会改变藻类吸收营养盐的速率，进一步的还会改变藻类汲取常量营养盐的比例。Fe是藻细胞内酶和氧化还原蛋白的辅助因素，多数营养盐的汲取过程中，其发挥着重要的作用。(1)对吸收氮的作用：铁是硝酸盐和亚硝酸盐还原酶系的重要组成，在硝酸盐、亚硝酸盐的还原、转移过程中其中不可代替的作用，在Fe缺乏的环境中，藻在氨态氮环境中比硝态氮环境中具有更高的增殖速度(2)对吸收磷的作用：和氮比较，Fe对藻类吸收磷的作用相对较小，不过藻类对P和Fe的汲取是一个相互作用的过程。铁的存在状态、磷的存在状态和它们结合的状态都会对藻类的增殖过程发生作用。
在本发明中，磷是海洋浮游植物赖以生存的一种必需营养元素，参与细胞的生长与能量传递等重要新陈代谢过程，是组成生命体必不可缺的结构和功能成分。磷可以形成磷酸酯构成DNA和RNA的骨架；以磷蛋白质、磷脂的形式作为细胞膜的组成部分；还可形成ATP分子，传递能量。
在本发明中，锌能增强作物的光合作用。它是作物体内碳酸酐酶等一些酶的重要组成成分。含锌的碳酸酐酶主要存在于叶绿体中，催化二氧化碳的水合作用，促进碳水化合物的转化，从而提高光合作用的强度。锌又是影响醣类代谢的重要因素，众多的试验证明，西瓜、葡萄等使用锌肥后，降低了果实酸度，提高了含糖量。锌还能促进和加强碳水化合物，尤其是蔗糖向繁殖器官的运输，从而对该器官的发育具有积极意义。而锌作为一种营养元素，对浮游植物尤其是海藻的促进作用，当前的研究报道较少。
在本发明中硒对农作物生长和产量有促进作用，可能是因为适量的硒进入植物体内，过氧化物酶活性升高，增强了植株体内抗氧化能力，从而提高了植株的抗逆性和抗衰老能力，保证了植株的正常生长。
在本发明中，超声破碎频高于15～20KHz的超声波在高强度声能输入下可以进行细胞破碎。其破碎机理：可能与空化现象引起的冲击波和剪切力有关。超声破碎的效率与声频、声能、处理时间、细胞浓度及首种类型等因素有关。
在本发明中，所述步骤S2中，所述稳定液为冰醋酸，所述冰醋酸的加入量为投入的干燥后的海藻重量的1倍。加入的冰醋酸，作为稳定液，可以保持提取液处于酸性条件下，把经过超声破碎和经过浸提操作的海藻硒中的海藻硒多糖溶解出来，溶解到提取液中，同时在酸性条件下，海藻硒多糖能够很好的溶解在提取液中，而且也可以很好的保护多糖上的硒元素，在提取过程中，发生很少的脱落，提高海藻硒多糖中的硒含量。
本发明的有益效果在于：
1、本发明通过优化海藻的养殖条件，通过Fe、P、Zn的浓度，来促进海藻对Se的吸收，从而提高Se在海藻中的含量，相对一般海藻中总硒含量0.02-0.3μg/g，通过富硒化后，干海藻中总硒含量达到了5-8μg/g，而且在富硒养殖过程中，海藻养殖状况良好，生长速度快。
2、本发明通过对富硒后的海藻硒多糖进行提取和纯化，得到高纯度的硒多糖，而且制备出的海藻硒多糖中硒含量为20-30μg/g，比一般海藻中总硒含量高，可以作为补硒产品进行使用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
实施例1
一种海藻硒多糖的制备方法，包括以下步骤：
S1、富硒养殖
将海藻在营养液中进行富硒养殖，该营养液中：Fe:0.50mg/L、P:0.92mg/L、Se:8.0mg/L、Zn:0.1mg/L，养殖为在恒温培养箱进行培养，养殖条件为，光源为三基色荧光管，光照度为2500-30001x，光暗比为12h:12h，温度为25±1℃，pH值为7.0，控制总氮为20mg/L，养殖时间10d；以柠檬酸铁(FeC6Hs07)和磷酸二氢钾(KH2P04)为外加铁源和磷源；海藻种类选用水华鱼腥藻；以亚硒酸钠为外加硒源；以无水硫酸锌为锌源；
S2、海藻硒多糖的提取
将富硒养殖好的海藻，充分干燥；将干燥后的海藻和10倍其重量的蒸馏水混合，高速离心，再经过PBS缓冲液洗涤3次后，加入1倍重量的冰醋酸，构成提取液，制备得到待处理澡液；在冰浴中进行超声处理，超声条件为：功率400W，破碎时间10s，间歇时间为3s，重复3次；过滤，不溶物再进行浸提操作，浸提液选择0.5倍重量的冰醋酸+5倍重量的水(投料倍数参照干燥后的海藻重量)，浸提时间10h，浸提温度35℃；过滤，合并两次滤液，得到待处理的滤液；一般一次性处理1L待处理澡液，待处理的澡液密度约为1.2-1.4g/ml。
S3、海藻硒多糖的纯化
先使用乙酸乙酯(待处理滤液体积的4倍)对步骤S2所得到的滤液进行萃取3次，再使用石油醚(待处理滤液体积的3倍)进行萃取2次，得到的水层，回收至干(在60-65℃、真空度为0.08-0.085MPa下减压回收至干)，再进行干燥(在55-60℃下干燥，干燥至水分≤1.0％)，得到海藻硒多糖。
实施例2
一种海藻硒多糖的制备方法，包括以下步骤：
S1、富硒养殖
将海藻在营养液中进行富硒养殖，该营养液中：Fe:0.50mg/L、P:0.92mg/L、Se:8.0mg/L、Zn:0.1mg/L，养殖为在恒温培养箱进行培养，养殖条件为，光源为三基色荧光管，光照度为2500-30001x，光暗比为12h:12h，温度为25±1℃，pH值为9.0，控制总氮为20mg/L，养殖时间12d；以柠檬酸铁(FeC6Hs07)和磷酸二氢钾(KH2P04)为外加铁源和磷源；海藻种类选用水华鱼腥藻和小球藻；以亚硒酸钠为外加硒源；以无水硫酸锌为锌源；
S2、海藻硒多糖的提取
将富硒养殖好的海藻，充分干燥；将干燥后的海藻和10倍其重量的蒸馏水混合，高速离心，再经过PBS缓冲液洗涤3次后，加入1倍重量的冰醋酸，构成提取液，制备得到待处理澡液；在冰浴中进行超声处理，超声条件为：功率400W，破碎时间10s，间歇时间为3s，重复3次；过滤，不溶物再进行浸提操作，浸提液选择0.5倍重量的冰醋酸+5倍重量的水(投料倍数参照干燥后的海藻重量)，浸提时间10h，浸提温度40℃；过滤，合并两次滤液，得到待处理的滤液；一般一次性处理1L待处理澡液。
S3海藻硒多糖的纯化
先使用乙酸乙酯对步骤S2所得到的滤液进行萃取3次，再使用石油醚进行萃取2次，得到的水层，回收至干(在60-65℃、真空度为0.08-0.085MPa下减压回收至干)，再进行干燥(在55-60℃下干燥，干燥至水分≤1.0％)，得到海藻硒多糖。
实施例3
一种海藻硒多糖的制备方法，包括以下步骤：
S1、富硒养殖
将海藻在营养液中进行富硒养殖，该营养液中：Fe:0.50mg/L、P:0.92mg/L、Se:8.0mg/L、Zn:0.1mg/L，养殖为在恒温培养箱进行培养，养殖条件为，光源为三基色荧光管，光照度为2500-30001x，光暗比为12h:12h，温度为25±1℃，pH值为8.0，控制总氮为20mg/L，养殖时间11d；以柠檬酸铁(FeC6Hs07)和磷酸二氢钾(KH2P04)为外加铁源和磷源；海藻种类选用水华鱼腥藻和小球藻；以亚硒酸钠为外加硒源；以无水硫酸锌为锌源；
S2、海藻硒多糖的提取
将富硒养殖好的海藻，充分干燥；将干燥后的海藻和10倍其重量的蒸馏水混合，高速离心，再经过PBS缓冲液洗涤3次后，加入1倍重量的冰醋酸，构成提取液，制备得到待处理澡液；在冰浴中进行超声处理，超声条件为：功率400W，破碎时间10s，间歇时间为3s，重复3次；过滤，不溶物再进行浸提操作，浸提液选择0.5倍重量的冰醋酸+5倍重量的水(投料倍数参照干燥后的海藻重量)，浸提时间10h，浸提温度50℃；过滤，合并两次滤液，得到待处理的滤液；一般一次性处理1L待处理澡液。
S3海藻硒多糖的纯化
先使用乙酸乙酯对步骤S2所得到的滤液进行萃取3次，再使用石油醚进行萃取2次，得到的水层，回收至干(在60-65℃、真空度为0.08-0.085MPa下减压回收至干)，再进行干燥(在55-60℃下干燥，干燥至水分≤1.0％)，得到海藻硒多糖。
对比例1
同实施例1一样的海藻进行普通培养(即培养液中不加入Se)，海藻硒多糖的制备和实施例1的一致。
对比例2
海藻硒富硒培养和实施例1一致，海藻硒多糖制备方法中，选用专利CN2017107909004所述制备方进行提取硒多糖。
对比例3
海藻硒富硒培养和实施例1一致，海藻硒多糖制备方法中，在步骤S2中不加入冰醋酸。
对上述实施例1-实施例3以及对比例1、2富硒(或不富硒)培养出的海藻干燥后的Se含量以及制备出的海藻硒多糖中Se含量进行检测，相关检测结果汇总到下表1
表1
从上表1可以看出，经过本发明实施例1-实施例3所进行的富硒培养后，干燥的海藻中Se含量达到5.1-8.2μg/g，远远比不富硒培养的海藻中的硒含量高(对比例1中的海藻，不进行富硒培养，海藻中硒含量仅仅为0.09μg/g)；而本发明所述的制备方法，再先经过超声浸提后，将海藻中的硒多糖浸提到水溶液中，再经过提纯，将浸提到水溶液的淀粉、蛋白质等物质分离出来，水溶液中杂质大幅较少，有利于回收至干后海藻硒多糖纯度的提高，从实施例1-实施例3的制备方法，可以看出，制备出的海藻硒多糖中Se含量达到20-30μg/g，而对比例2中的制备方法，仅仅得到3.5μg/g，不能重复的将海藻硒多糖从海藻中提取出来，或者是溶液浸提过程中提取出过多的杂质，在后续的操作过程中，杂质不易分离，造成硒含量过；在对比例3中，没有加入冰醋酸，造成进行超声破壁和浸提处理后海藻中的硒多糖没有溶到提取液中，造成提取液中硒较少，影响最终产品中的硒含量较低。
将实施例1-3、对比例3制备出的海藻硒多糖，进行稳定性测试，即用原子荧光仪测海藻硒多糖在干燥器中室温放置一年，测定其含硒量的变化，测试结果如下表2所示：
| 组别 | 试验前(μg/g) | 试验一年后(μg/g) |
| 实施例1 | 20 | 19.3 |
| 实施例2 | 30 | 29.5 |
| 实施例3 | 24 | 23.4 |
| 对比例3 | 2.3 | 0.5 |
从表2可以看出，实施例1-3制备出的海藻硒多糖，在干燥器中室温放置一年后，其含量变化较小，而对比例3，含量变化较大，含量明显降低，说明制备出的海藻硒多糖不稳定，硒元素从多糖上脱落。
尽管已经描述和叙述了被看作本发明的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其作出各种改变和替换，而不会脱离本发明的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到本发明的教义，而不会脱离在此描述的本发明中心概念。所以，本发明不受限于在此披露的特定实施例，但本发明可能还包括属于本发明范围的所有实施例及其等同物。
Claims (8)
1.一种海藻硒多糖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、富硒养殖
将海藻在营养液中进行富硒养殖，该营养液中：Fe:0.50mg/L、P:0.92mg/L、Se:8.0mg/L、Zn:0.1mg/L，养殖为在恒温培养箱进行培养；
S2、海藻硒多糖的提取
将富硒养殖好的海藻，充分干燥；将干燥后的海藻和10倍其重量的蒸馏水混合，高速离心，再经过PBS缓冲液洗涤3次后，加入稳定液后得到待处理澡液，在冰浴中进行超声处理；过滤，不溶物再进行浸提操作，浸提时间10h；过滤，合并滤液得到待处理滤液；
S3海藻硒多糖的纯化
先使用乙酸乙酯对步骤S2所得到待处理滤液进行萃取3次，再使用石油醚进行萃取2次，得到的水层，回收至干，得到海藻硒多糖。
2.根据权利要求1所述的一种海藻硒多糖的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，以柠檬酸铁(FeC6Hs07)和磷酸二氢钾(KH2P04)为外加铁源和磷源。
3.根据权利要求1所述的一种海藻硒多糖的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，海藻种类选用水华鱼腥藻和小球藻。
4.根据权利要求1所述的一种海藻硒多糖的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，以亚硒酸钠为外加硒源。
5.根据权利要求1所述的一种海藻硒多糖的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，以无水硫酸锌为锌源。
6.根据权利要求1所述的一种海藻硒多糖的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，超声条件为：功率400W，破碎时间10s，间歇时间为3s，重复3次。
7.根据权利要求1所述的一种海藻硒多糖的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，养殖条件为，光源为三基色荧光管，光照度为2500-30001x，光暗比为12h:12h，温度为25±1℃，pH值为8.0±1.0，控制总氮为20mg/L，养殖时间10-12d。
8.根据权利要求1所述的一种海藻硒多糖的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述稳定液为冰醋酸。
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