專利名稱：：巖藻聚糖的制備方法巖藻聚糖的制備方法狀艦本發(fā)明涉及一種從海藻制備巖藻聚糖并脫除重金屬離子的方法，特別是涉及利用pH調(diào)節(jié)與金屬離子螯合劑EDTA相結(jié)合的技術(shù)方法，除去巖藻聚糖粗品中的重金屬元素As、Ag、Cd、Pb的巖藻聚糖的制備方法。
背景技術(shù)：
：巖藻聚糖是存在于褐藻(如海帶)細(xì)胞壁的一種酸性硫酸多糖，其分子結(jié)構(gòu)中含有硫酸根rso4)和糖醛酸(cooH)等結(jié)構(gòu)成分，使該多糖具有聚陰離子體系的特征，能夠結(jié)合海洋中的重金屬離子(如As+2、Ag+2、Cd+2、Pb+3)。重金屬對(duì)人體危害極大，盡管這些重金屬在巖藻聚糖中以絡(luò)合態(tài)形式存在，然而，一旦多糖進(jìn)入人體，由于腸道的酸性介質(zhì)條件，這些重金屬元素可能會(huì)解離出來(lái)，從而造成對(duì)人體的危害。此外，由于這些重金屬鹽的結(jié)合，使巖藻聚糖中的=304以鹽的形式存在，降低了巖藻聚糖的溶解性、粘性等性質(zhì)。大量研究表明，巖藻聚糖的生物活性與硫酸根有關(guān)，重金屬的結(jié)合也降低了該多糖的生物活性。以往在制備巖藻聚糖的過(guò)程中，沒(méi)有考慮將所結(jié)合的重金屬去除的問(wèn)題，造成巖藻聚糖制備重金屬含量高，影響了該產(chǎn)品的質(zhì)量。本項(xiàng)發(fā)明在以往提取工藝的基礎(chǔ)上，通過(guò)添加金屬離子螯合劑EDTA及調(diào)節(jié)溶液的PH值，實(shí)現(xiàn)了低重金屬含量巖藻聚糖的制備。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種操作簡(jiǎn)單、條件溫和、適合于規(guī)?；僮?、重金屬離子脫落率高、成本低的從巖藻聚糖除去重金屬離子的巖藻聚糖的制備方法。該方法可應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明是一種巖藻聚糖的制備方法，它以海帶干品為原料，經(jīng)除雜、烘干、粉碎、過(guò)篩80-100目制成海帶干粉；它包括以下步驟(1)將海帶干粉加進(jìn)無(wú)離子水中，海帶干粉與無(wú)離子水的比例為1:18-20，保溫75-8(TC、3-4小時(shí)，離心，取上清液；(2)上清液冷卻至室溫后加入4N濃度的鹽酸溶液，使鹽酸的濃度達(dá)到0.lmol/L;(3)靜置15-20分鐘后離心除去沉淀，上清液用6N濃度的氫氧化鈉中和至中性，靜置15-20分鐘后離心除去沉淀；(4)上清液加入乙醇，使之達(dá)到濃度30%—60%,靜置20-24小時(shí)后離心得到巖藻聚糖粗品。歩驟(4)所得的巖藻聚糖粗品，按質(zhì)量比例l:5加入無(wú)離子水，加入4N鹽酸溶液使?jié)舛冗_(dá)到0.lmol/L，攪拌均勻后加入2N濃度的乙二胺四乙酸(EDTA)溶液，使溶液的EDTA濃度達(dá)到0.005mol/L，4"C放置60-90分鐘后超濾濃縮3-4次，濃縮液經(jīng)冷凍干燥即得到脫去重金屬元素如As、Ag、Cd、Pb的巖藻聚糖(巖藻聚糖純品)。歩驟(3)和(4)所述的離心除去沉淀的離心機(jī)轉(zhuǎn)速每分鐘6000-10000轉(zhuǎn)、離心時(shí)間10-15分鐘，其目的是到達(dá)到固體與液體的分離。采用上述方案后，由于采用鹽酸調(diào)節(jié)海帶提取液的pH值(鹽酸4濃度為0.lmol/L)，使溶液中的可溶性褐藻酸鈉雜質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苄缘暮衷逅幔?jīng)離心方法除去。此步驟具有除去雜質(zhì)及解離重金屬離子的雙重作用。為下面的純化簡(jiǎn)化了步驟。溶液經(jīng)氫氧化鈉中和后，加入乙醇至30%-60%的濃度，使巖藻聚糖沉淀，制備巖藻聚糖粗品。在巖藻聚糖粗品中加入鹽酸使其濃度達(dá)到0.lmol/L，再加入EDTA溶液，在酸性溶液中，重金屬離子發(fā)生部分解離并與EDTA結(jié)合，形成EDTA-重金屬螯合物。EDTA-重金屬螯合物能夠透過(guò)超濾膜，而巖藻聚糖由于分子量較大不能透過(guò)超濾膜，其結(jié)果就可以方便地除去重金屬元素。下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:本發(fā)明是一種巖藻聚糖的制備方法，包括以下步驟(1)取干海帶100kg，除去沙土、雜物，進(jìn)行烘干、粉碎、過(guò)篩80目制成海帶干粉。(2)取上述海帶干粉50Kg，加入無(wú)離子水1000Kg，攪拌均勻。保溫80。C3hr后，采用管式連續(xù)離心機(jī)離心(每分鐘10000轉(zhuǎn)，10分鐘)，得上清液約300Kg。(3)濃鹽酸(HC1)配成4mol/L濃度，按比例添加于上述上清液，使其HC1濃度達(dá)到0.lmol/L。放置15分鐘后采用管式連續(xù)離心機(jī)離心，沉淀物主要為褐藻酸雜質(zhì)。得上清液約250Kg。(4)固體氫氧化鈉(Na0H)配成6N濃度溶液，用于中和上述制成的上清液，使上清液的pH值調(diào)節(jié)為6.8。(5)上述溶液中加入濃度95%的乙醇，使溶液的乙醇濃度達(dá)到30%,放置沉淀24小時(shí)后，離心除去沉淀物(雜質(zhì)蛋白質(zhì)、雜多糖等)，得上清液約220Kg。(6)上述制得的上清液繼續(xù)添加濃乙醇，使乙醇的最終的濃度達(dá)到60%。放置沉淀24小時(shí)后，離心取沉淀物約32Kg(巖藻聚糖粗P口h(7)取沉淀物加入無(wú)離子水(1:5)，攪拌均勻，加入4mol/L的濃HC1，使HC1的最終濃度達(dá)到0.lmol/L。(8)攪拌均勻后加入2N乙二胺四乙酸(EDTA)溶液，使溶液的EDTA濃度達(dá)到0.005mol/L，4。C放置60分鐘。(9)采用超濾裝置(Biomax-200膜)進(jìn)行超濾濃縮，由于EDTA-重金屬螯合物與巖藻聚糖的分子量相差懸殊，可選用截留分子量50KD的膜進(jìn)行超濾濃縮。超濾濃縮可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行3-4次。(10)超濾濃縮得到的濃縮液經(jīng)冷凍干燥即得到脫去重金屬元素的巖藻聚糖(巖藻聚糖純品)。得率為海帶干粉的1.5-1.8%。在本實(shí)施例中，超濾濃縮的技術(shù)參數(shù)，是根據(jù)超濾膜的型號(hào)、性質(zhì)而定。例如采用Biomax系列改良聚砜膜C型網(wǎng)(粗糙網(wǎng))，適用于高粘度性質(zhì)的巖藻聚糖的分離濃縮。其目的是將大分子的巖藻聚糖進(jìn)行濃縮，而溶液中的小分子物質(zhì)，包括EDTA與重金屬的螯合物，通過(guò)超濾除去。實(shí)施例2:本發(fā)明是一種巖藻聚糖的制備方法，包括以下步驟(1)取干海帶100kg，除去沙土、雜物，進(jìn)行烘干、粉碎、過(guò)篩80目制成海帶干粉。(2)取上述海帶干粉50Kg，加入無(wú)離子水900Kg，攪拌均勻。保溫75'C3hr后，采用管式連續(xù)離心機(jī)離心(每分鐘600轉(zhuǎn)，12分鐘)，得上清液約300Kg。(3)濃鹽酸(HC1)配成4mol/L濃度，按比例添加于上述上清液，使其HCl濃度達(dá)到O.lmol/L。放置18分鐘后采用管式連續(xù)離心機(jī)離心，沉淀物主要為褐藻酸雜質(zhì)。得上清液約250Kg。(4)固體氫氧化鈉(NaOH)配成6N濃度溶液，用于中和上述制成的上清液，使上清液的pH值調(diào)節(jié)為6.9。(5)上述溶液中加入濃度95%的乙醇，使溶液的乙醇濃度達(dá)到50%，放置沉淀24小時(shí)后，離心除去沉淀物(雜質(zhì)蛋白質(zhì)、雜多糖等)，得上清液約220Kg。(6)上述制得的上清液繼續(xù)添加濃乙醇，使乙醇的最終的濃度達(dá)到60%。放置沉淀20小時(shí)后，離心取沉淀物約32Kg(巖藻聚糖粗n、B口」o(7)巖藻聚糖純品的制備與實(shí)施例1相同。實(shí)施例3:本發(fā)明是一種巖藻聚糖的制備方法，包括以下步驟(1)取干海帶100kg，除去沙土、雜物，進(jìn)行烘干、粉碎、過(guò)篩80目制成海帶干粉。(2)取上述海帶干粉50Kg，加入無(wú)離子水950Kg，攪拌均勻。保溫77。C3.5hr后，采用管式連續(xù)離心機(jī)離心(每分鐘800轉(zhuǎn)，15分鐘)，得上清液約300Kg。(3)濃鹽酸(HC1)配成4mol/L濃度，按比例添加于上述上清液，使其HC1濃度達(dá)到0.lmol/L。放置20分鐘后采用管式連續(xù)離心機(jī)離心，沉淀物主要為褐藻酸雜質(zhì)。得上清液約250Kg。(4)固體氫氧化鈉(NaOH)配成6N濃度溶液，用于中和上述制成的上清液，使上清液的pH值調(diào)節(jié)為7。(5)上述溶液中加入濃度95%的乙醇，使溶液的乙醇濃度達(dá)到40%，放置沉淀20小時(shí)后，離心除去沉淀物(雜質(zhì)蛋白質(zhì)、雜多糖等)，得上清液約220Kg。(6)上述制得的上清液繼續(xù)添加濃乙醇，使乙醇的最終的濃度達(dá)到55%。放置沉淀20小時(shí)后，離心取沉淀物約32Kg(巖藻聚糖粗叩Jo(7)巖藻聚糖純品的制備與實(shí)施例1相同。本發(fā)明方法適合于從海帶提取低含量重金屬的巖藻聚糖，也可應(yīng)用于將普通的巖藻聚糖(重金屬含量超標(biāo)的巖藻聚糖)進(jìn)一歩脫除其重金屬元素。本發(fā)明對(duì)于制備較高衛(wèi)生質(zhì)量的巖藻聚糖，具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。從步驟1-6制得的巖藻聚糖粗品(中間產(chǎn)品，未脫除重金屬元素)與步驟7-10制得的巖藻聚糖純品(終產(chǎn)品，已脫除重金屬元素)，采用下面方法處理后檢測(cè)其重金屬元素，以驗(yàn)證上述步驟的合理性。操作如下稱取0.5克未脫除重金屬巖藻聚糖及已脫除重金屬巖藻聚糖樣品于聚四氟乙烯(PTFE)消解罐中，加入5mL濃硝酸，在10(TC下預(yù)消解6h后，進(jìn)行微波消解。消解完畢后，冷卻。取出PTFE罐，用5%HN03(V/V)轉(zhuǎn)移、定容到50mL。用ICP-MS檢測(cè)重金屬元素。每個(gè)樣品各平行3份。按標(biāo)準(zhǔn)曲線法求得各金屬元素含量。經(jīng)采用質(zhì)譜儀ICP-MS檢測(cè)，樣品的重金屬元素Pb、Ag、Cd、As(mg/Kg)含量如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從上表可以看出，采用本發(fā)明制備的脫除重金屬元素的巖藻聚糖，制品重金屬元素Pb、Ag、Cd、As的含量，分別下降了83%、95%、95°/。和51%，效果十分顯著。本發(fā)明在采用氫化物-原子熒光光譜(HG-AFS)法并結(jié)合質(zhì)譜(ICP-MS)對(duì)巖藻聚糖中的重金屬元素進(jìn)行了檢測(cè)分析的基礎(chǔ)上，報(bào)道了在巖藻聚糖提取精制工藝環(huán)節(jié)中通過(guò)PH調(diào)節(jié)與添加金屬離子螯合劑——EDTA的技術(shù)工藝，使巖藻聚糖中的重金屬元素如As、Ag、Cd、Pb得到有效脫除，從而制備高純度、低重金屬含量的巖藻聚糖。權(quán)利要求1、一種巖藻聚糖的制備方法，它以海帶干品為原料，經(jīng)除雜、烘干、粉碎、過(guò)篩80-100目制成海帶干粉；其特征在于它包括以下步驟(1)將海帶干粉加進(jìn)無(wú)離子水中，海帶干粉與無(wú)離子水的比例為1∶18-20，保溫75-80℃、3-4小時(shí)，離心，取上清液；(2)上清液冷卻至室溫后加入4N濃度的鹽酸溶液，使鹽酸的濃度達(dá)到0.1mol/L；(3)靜置15-20分鐘后離心除去沉淀，上清液用6N濃度的氫氧化鈉中和至中性，靜置15-20分鐘后離心除去沉淀；(4)上清液加入乙醇，使之達(dá)到濃度30％-60％，靜置20-24小時(shí)后離心得到巖藻聚糖粗品。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖藻聚糖的制備方法，其特征在于步驟(4)所得的巖藻聚糖粗品，按質(zhì)量比例l:5加入無(wú)離子水，加入4N鹽酸溶液使?jié)舛冗_(dá)到0.1mol/L，攪拌均勻后加入2N濃度的乙二胺四乙酸(EDTA)溶液，使溶液的EDTA濃度達(dá)到0.005mol/L，4t:放置60-90分鐘后超濾濃縮3-4次，濃縮液經(jīng)冷凍干燥即得到脫去重金屬元素如As、Ag、Cd、Pb的巖藻聚糖。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的巖藻聚糖的制備方法，其特征在于歩驟(3)和(4)所述的離心除去沉淀的離心機(jī)轉(zhuǎn)速每分鐘6000-10000轉(zhuǎn)、離心時(shí)間10-15分鐘，其目的是到達(dá)到固體與液體的分離。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種巖藻聚糖的制備方法，它在傳統(tǒng)的巖藻聚糖的制備技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)采用HCl調(diào)節(jié)溶液的pH值、添加金屬螯合劑EDTA的方法，使原來(lái)螯合在巖藻聚糖硫酸基上的重金屬離子脫落并與EDTA形成螯合物。采用超濾技術(shù)，使EDTA-重金屬螯合物與巖藻聚糖分離、濃縮，經(jīng)過(guò)冷凍干燥，即可制備脫除重金屬元素的巖藻聚糖。本發(fā)明具有操作簡(jiǎn)單、條件溫和、適合于規(guī)?；僮?、重金屬離子脫落率高、成本低等優(yōu)點(diǎn)。文檔編號(hào)C08B37/00GK101659709SQ200910112570公開(kāi)日2010年3月3日申請(qǐng)日期2009年9月18日優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日發(fā)明者劉翼翔,吳永沛申請(qǐng)人:集美大學(xué)