一種從瓊脂中直接分離瓊脂糖和瓊膠酯的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種從瓊脂中直接分離制備瓊脂糖和瓊膠酯的方法，包括以下步驟：1、分別配制瓊脂和聚乙二醇（PEG）溶液，恒溫，混合，攪拌，靜置，出現(xiàn)沉淀物；2、將混合液離心，得到沉淀物和上清液；3、將沉淀物用純凈水和無水乙醇洗滌，過濾得到濾餅和濾液；4、將濾餅烘干，粉碎，得到瓊脂糖；5、往濃縮后的上清液加入乙醇，靜置，得到沉淀物；6、將混合液離心，過濾得到沉淀物和濾液；7、將沉淀物烘干，得到瓊膠酯；8、合并濾液，減壓濃縮，收集餾分，回收乙醇；9、進(jìn)一步減壓濃縮至熔融狀態(tài)，冷卻凝固，干燥，回收PEG。本發(fā)明不但在沉淀法制備瓊脂糖過程中同時得到瓊膠酯，而且解決了回收沉淀劑PEG和乙醇的問題，達(dá)到循環(huán)利用和保護(hù)環(huán)境的作用。
【專利說明】一種從瓊脂中直接分離瓊脂糖和瓊膠酯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以瓊脂為原料分離瓊脂糖和瓊膠酯的生產(chǎn)工藝，不僅同時得到高品質(zhì)瓊脂糖和瓊膠酯，更是解決了沉淀劑回收的問題。
技術(shù)背景
[0002]瓊脂(Agar)作為世界三大工業(yè)海藻膠之一，廣泛用于食品、生物技術(shù)和醫(yī)藥等方面，而從瓊脂中分離所得的瓊脂糖(Agarose)性能比瓊脂更優(yōu)異。瓊脂糖是瓊脂中不含有硫酸基的中性多糖，是由D-半乳糖和3，6-脫水-L-半乳糖相間結(jié)合的鏈狀多糖，它不但廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)，還是高級生物化學(xué)、分子生物學(xué)、免疫學(xué)和現(xiàn)代生物技術(shù)的基礎(chǔ)物質(zhì)和重要材料，特別是在電泳、色譜等生物【技術(shù)領(lǐng)域】更需要中性瓊脂糖。而瓊膠酯(Agaropectin)是瓊脂中的另一組成成分，它是一種分子常上帶有硫酸基、丙酮醛酸和甲氧基等的鏈狀多糖。如果瓊脂糖中含有較多的瓊膠酯，作為電泳支持物使用時，電內(nèi)滲過大，用于親和層析，非特異性吸附蛋白能力較強(qiáng)，影響分離效果，所以瓊膠酯是商業(yè)提取制備瓊脂糖中力圖去掉的組分。但是據(jù)研究報道，瓊膠酯具有較好的生物活性，如扁江蘺含硫酸基多糖的初篩抑瘤率為60%(鄧志峰，1995)，為利用紅藻含硫酸基多糖在抗腫瘤藥物方而的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)；紫菜多糖具有抗凝血活性(周慧萍等，1991)，抗凝血活性不但與多糖中硫酸基含量有直接關(guān)系，而且可能與海藻種類、多糖構(gòu)成和硫酸基結(jié)合狀態(tài)有關(guān)。國外也有報道，據(jù)Springer等人從墨角藻中分離出的褐藻多糖硫酸酯,在體內(nèi)和體外實驗中都表現(xiàn)出強(qiáng)抗凝血活性。
[0003]目前瓊脂糖的制備方法主要有二甲亞砜(DMSO)法、EDTA_2Na法、果膠酶法、DEAE-纖維素法和聚乙二醇(PEG)沉淀法等。而PEG沉淀法無疑是種簡易而有效的方法。除了聚乙二醇(PEG)沉淀法外，其他方法均存在操作繁瑣、費用昂貴和產(chǎn)率低等問題，但是PEG回收問題一直難以解決。因此，從該方法中回收PEG是瓊脂糖生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
[0004]聚乙二醇(PEG)是由乙二醇縮聚或由環(huán)氧乙烷與水加聚而得，無毒、無刺激性，具有良好的水溶性，并與許多有機(jī)物組分有良好的相溶性。它具有優(yōu)良的潤滑性、保濕性、分散性、粘接劑、抗靜電劑及柔軟劑等，在化妝品、制藥、化纖、橡膠、塑料、造紙、油漆、電鍍、農(nóng)藥、金屬加工及食品加工等行業(yè)中均有著極為廣泛的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種從瓊脂中直接分離瓊脂糖和瓊膠酯的方法，其在制備瓊脂糖時可同時得到瓊膠酯，更是解決了在聚乙二醇(PEG)沉淀法制備瓊脂糖過程中PEG回收的問題。
[0006]為了解決上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0007]—種從瓊脂中直接分離制備瓊脂糖和瓊膠酯的方法，所述方法包括在聚乙二醇沉淀法制備瓊脂糖過程中同時獲得瓊膠酯，并回收乙醇和PEG的過程，具體包括如下步驟:
[0008]a.配制濃度為1.0~6.0wt%的瓊脂溶液，加熱攪拌溶解成半透明溶液，并置于60~100°C的水浴鍋中恒溫；[0009]b.配制濃度為20~60wt%的PEG溶液，水浴加熱攪拌使之完全溶解并保持60~100°c的溫度，其中，PEG的分子量為2，000~10，000 ；
[0010]C.將步驟a所得的瓊脂溶液與步驟b所得的PEG溶液按1: 0.5~1: 5.0的體積比于60~100°C的水浴鍋中迅速混合并不斷攪拌，得到具有白色沉淀的懸濁液，靜置，出現(xiàn)白色沉淀；
[0011]d.將步驟c所得的懸濁液從水浴鍋中取出，靜置，冷卻，將冷卻后的懸濁液進(jìn)行離心，得到白色沉淀和上清液，白色沉淀則用純凈水反復(fù)洗滌，最后用無水乙醇洗滌，過濾，得到白色沉淀和濾液一；
[0012]e.將白色沉淀烘干，粉碎，得到瓊脂糖產(chǎn)品；
[0013]f.將步驟d的上清液濃縮至1/4~2/3體積,然后將濃縮液和體積百分比濃度為95%的乙醇按1: 0.5~1: 4.0體積比混合，靜置，得到絮狀物，將離心獲得的絮狀物用純凈水反復(fù)洗滌，最后用無水乙醇洗滌，過濾，得到絮狀沉淀和濾液二 ；
[0014]g.將絮狀沉淀烘干，粉碎，得到瓊膠酯；
[0015]h.將濾液一和濾液二混合后，進(jìn)行減壓濃縮，收集30~50°C餾分，回收乙醇；
[0016]1.將濾液一和濾液二的混合液進(jìn)一步減壓濃縮至熔融狀態(tài)，冷卻凝固，干燥，回收PEG。
[0017]采用上述方案后，通過本發(fā)明方法不但在制備瓊脂糖的同時可得到瓊膠酯，更是解決了在采用聚乙二醇沉淀法制備瓊脂糖過程中聚乙二醇回收的問題，使得整個生產(chǎn)工藝能夠達(dá)到循環(huán)利用和保護(hù)環(huán)境的作用。
[0018]本發(fā)明在瓊膠酯的提取過程中，采用的是乙醇沉淀法。它是根據(jù)瓊膠酯不溶于乙醇的原理進(jìn)行的。所用的乙醇較其它有機(jī)溶劑更具廉價性和易回收，且制備工藝簡易和實用，具有可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的可行性。聚乙二醇和乙醇的回收過程原料廉價、操作簡易，可達(dá)到循環(huán)利用和保護(hù)環(huán)境的雙重作用，同樣具有可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的可行性。
【具體實施方式】
[0019]實施例1:
[0020]本發(fā)明一種從瓊脂中直接分離制備瓊脂糖和瓊膠酯的方法，具體包括如下步驟:
[0021]a.取16g瓊脂(646g/cm2，l%gel)，配制濃度為Iwt %的瓊脂溶液，加熱攪拌溶解成半透明溶液，并置于60°C的水浴鍋中恒溫30min;其中，采用的瓊脂來源于江蘺、石花菜或伊谷藻屬海洋紅藻植物；
[0022]b.取100g PEG配制濃度為60Wt%的PEG溶液，水浴加熱攪拌使之完全溶解并保持60°C的溫度30min，其中，PEG的分子量為2，000 ；
[0023]c.將步驟a所得的瓊脂溶液與步驟b所得的PEG溶液于60°C的水浴鍋中迅速混合并不斷攪拌，攪拌時間5min后，得到具有白色沉淀的懸濁液，停止攪拌，靜置lOmin，出現(xiàn)白色沉淀；
[0024]d.將步驟c所得的懸濁液從水浴鍋中取出，靜置，在室溫下冷卻，溫度不低于15°C，將冷卻后的懸濁液進(jìn)行離心，離心的懸濁液的溫度為20~50°C，在3，000r/min下離心15min，得到白色沉淀和上清液，白色沉淀則用純凈水反復(fù)洗滌，直至無PEG殘留，最后用無水乙醇洗滌，過濾，得到白色沉淀和濾液一；
[0025]e.將白色沉淀烘干，粉碎，得到粉末狀瓊脂糖，重復(fù)步驟a~d2_3次，可得到高品質(zhì)的瓊脂糖廣品；
[0026]f.將步驟d的上清液減壓濃縮至600mL，加入600mL的95% (v/v)乙醇攪拌，靜置45min，得到絮狀沉淀物，將絮狀沉淀物離心后用純凈水反復(fù)洗滌，最后用無水乙醇洗滌，過濾，得到絮狀沉淀和濾液二；
[0027]g.將絮狀沉淀烘干，粉碎，得到粉末狀瓊膠酯；
[0028]h.將濾液一和濾液二混合后，進(jìn)行減壓蒸餾，收集30°C餾分，回收乙醇，乙醇回收率為92.2% ；
[0029]1.將濾液一和濾液二的混合液進(jìn)一步減壓蒸餾至熔融狀態(tài)，減壓蒸餾的溫度控制在70-80°C，然后冷卻，冷卻溫度控制在O~25°C，干燥，回收固體PEG，PEG回收率為89.5%。
[0030]本實施例的實驗分析結(jié)果見表1。
[0031]表1
[0032]
【權(quán)利要求】
1.一種從瓊脂中直接分離制備瓊脂糖和瓊膠酯的方法，其特征在于:所述方法包括在聚乙二醇沉淀法制備瓊脂糖過程中同時獲得瓊膠酯，并回收PEG和乙醇的過程，具體包括如下步驟: a.配制濃度為1.0~6.0wt%的瓊脂溶液,加熱攪拌溶解成半透明溶液,并置于60~100°C的水浴鍋中恒溫； b.配制濃度為20~60Wt%的PEG溶液，水浴加熱攪拌使之完全溶解并保持60~100°C的溫度，其中，PEG的分子量為2，000~10，000 ； c.將步驟a所得的瓊脂溶液與步驟b所得的PEG溶液按1: 0.5~1: 5.0的體積比于60~100°C的水浴鍋中迅速混合并不斷攪拌，得到具有白色沉淀的懸濁液，靜置，出現(xiàn)白色沉淀； d.將步驟c所得的懸濁液從水浴鍋中取出，靜置冷卻，將冷卻后的懸濁液進(jìn)行離心，得到白色沉淀和上清液，白色沉淀則用純凈水反復(fù)洗滌，最后用無水乙醇洗滌，過濾，得到白色沉淀和濾液一； e.將白色沉淀烘干，粉碎，得到瓊脂糖產(chǎn)品； f.將步驟d的上清液濃縮至1/4~2/3體積，然后將濃縮液和體積百分比濃度為95%的乙醇按1: 0.5~1: 4.0體積比混合，靜置，得到絮狀物，將離心獲得的絮狀物用純凈水反復(fù)洗滌，最后用無水乙醇洗滌，過濾，得到絮狀沉淀和濾液二； g.將絮狀沉淀烘干，粉碎，得到瓊膠酯； h.將濾液一和濾液二混合后，進(jìn)行減壓濃縮，收集30~50°C餾分，回收乙醇； 1.將濾液一和濾液二的混合液進(jìn)一步減壓濃縮至熔融狀態(tài)，冷卻凝固，干燥，回收PEG。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從瓊脂中直接分離制備瓊脂糖和瓊膠酯的方法，其特征在于:采用的瓊脂來源于江蘺、石花菜或伊谷藻屬海洋紅藻植物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從瓊脂中直接分離制備瓊脂糖和瓊膠酯的方法，其特征在于:所述步驟c中攪拌時間維持2~20min后,停止攪拌,靜置時間維持在5~60min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從瓊脂中直接分離制備瓊脂糖和瓊膠酯的方法，其特征在于:所述步驟d中在室溫下冷卻，溫度不低于15°C，離心的懸濁液的溫度為20~50°C，離心的轉(zhuǎn)數(shù)控制在3，000~10，000r/min,離心時間維持在10~60min,白色沉淀用純凈水和無水乙醇洗滌，直至無PEG殘留。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從瓊脂中直接分離制備瓊脂糖和瓊膠酯的方法，其特征在于:所述步驟e中重復(fù)步驟a~d2-3次，得到高品質(zhì)的瓊脂糖產(chǎn)品。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從瓊脂中直接分離制備瓊脂糖和瓊膠酯的方法，其特征在于:所述步驟f中靜置時間維持在10~60min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從瓊脂中直接分離制備瓊脂糖和瓊膠酯的方法，其特征在于:所述步驟h中減壓蒸餾，溫度控制在30~50°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從瓊脂中直接分離制備瓊脂糖和瓊膠酯的方法，其特征在于:所述步驟i中減壓蒸餾，溫度控制在70~90°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種從瓊脂中直接分離制備瓊脂糖和瓊膠酯的方法，其特征在于:所述步驟i中冷卻溫度控制在O~25°C。
【文檔編號】C08B37/12GK103665194SQ201310637069
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】肖美添, 柯慶勇, 葉靜, 黃雅燕, 張學(xué)勤, 趙鵬 申請人:華僑大學(xué)