CN104262451B - 一种从海参加工废液中提取海参皂苷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种从海参加工废液中提取海参皂苷的方法，其解决了现有海参皂苷的提取分离方法选择性不好、导致回收率或产品纯度较低的技术问题，其包括如下步骤：(1)将海参加工废弃液调节pH值至碱性后，离心，收集上清液；(2)将步骤(1)中上清液用装填有分子印迹聚合物的层析柱分离，先用水冲洗，然后用乙醇溶液洗脱，收集洗脱液；(3)将步骤(2)中的洗脱液减压浓缩至浸膏状，浸膏用去离子水溶解后，离心，上清液采用喷雾干燥，得到海参皂苷粉末。本发明可广泛用于海参加工废液的处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种提取方法，更具体地说，涉及一种从海参加工废液提取海参皂苷的方法。
背景技术
海参体内含有珍贵的海参皂甙，又称海参皂苷，也称海参活素和海参素，它的分子结构类似皂甙，是羟畄烷生物的配醣体，它的药用保健价值极高。海参体壁内皂苷的含量四季无变化，约为0.1～0.5％；海参内脏在繁殖季节皂苷含量增加80～200倍。海参皂苷同人参、灵芝内的皂苷有相同的药理作用，其可以促进脂肪分解抑制生成、促进造血干细胞增殖。实验证实，结构不一样的各种海参皂苷分别具有下述生物医学作用，即：抑制治病细菌(革阳、革阴)及致病毒霉菌(发癣菌、毛霉菌、念珠菌、曲霉菌和毛滴虫)的生长，其中海参素I的杀毒作用尤为突出；对抗组织细胞氧化；免疫调节作用和协同菌苗的免疫活性；抗原虫活性；刺激骨髓红细胞生长；有雌激素样活性；阻断神经肌肉传导，用于防止脑瘫及因脑震荡的脊椎损伤所致痉挛；抗疲劳作用。
鲜海参体内具有自溶酶。为利于保存，在加工过程中，首先要用沸水煮制进行灭酶处理。然而海参在煮制过程中，有许多营养成分和功效成分会流失在海参加工废液中，尤其是极性较大的皂苷类成分。据报道，每煮制100kg鲜参至少产生60kg左右的海参加工废液。目前海参加工废液几乎都是直接排放，不但会对周边水体造成一定程度的污染，而且对海参资源也是一种极大浪费。如果以海参加工废液为资源，提取分离其中的海参皂苷，不仅避免了因直接排放所引起的环境污染，而且对于开发具有高附价值的海洋药物具有重要的意义。已有一些文献报道采用大孔吸附树脂进行海参加工废液中海参皂苷的提取分离。但是大孔吸附树脂对于海参皂苷的提取分离选择性不好，导致回收率或产品纯度较低。因此，有必要发展一种高选择性的海参皂苷提取分离方法。
分子印迹技术是一种能够制备对目标分子具有预定选择性的聚合物的技术，所制得的聚合物被称为分子印迹聚合物(MolecularImprintedPolymers,通常简写为MIPs)。由于MIPs中具有与模板分子在空间结构和结合位点上互补的立体孔穴，具有高选择性和高强度的优点，近年来得到快速发展。
本发明在对海参加工废液前处理基础上，然后采用填装有海参皂苷分子印迹聚合物的层析柱提取分离海参皂苷。
发明内容
本发明就是为了解决现有海参皂苷的提取分离方法选择性不好、导致回收率或产品纯度较低的技术问题，提供一种具有高选择性、回收率或产品纯度较高的海参皂苷提取分离方法。
为此，本发明提供一种从海参加工废液中提取海参皂苷的方法，其包括如下步骤：(1)将海参加工废弃液调节pH值至碱性后，离心，收集上清液；(2)将步骤(1)中所述上清液用装填有分子印迹聚合物的层析柱分离，先用水冲洗，然后用质量百分浓度10％～80％的乙醇溶液洗脱，收集洗脱液；(3)将步骤(2)中所述的洗脱液减压浓缩至浸膏状，浸膏用去离子水溶解后，5000转/分钟离心30～60分钟，上清液采用喷雾干燥，得到海参皂苷粉末；分子印迹聚合物为多孔硅胶微球表面海参皂苷分子印迹聚合物，其以多孔硅胶微球为基体材料，海参皂苷为模板分子，甲基丙烯酸为功能单体，二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂制备得到；多孔硅胶微球表面海参皂苷分子印迹聚合物的制备方法包括如下步骤：(a)将多孔硅胶微球采用偶联剂化学修饰得到修饰硅胶；(b)将所述的模板分子海参皂苷与功能单体甲基丙烯酸溶解在溶剂中3～20小时，形成稳定的海参皂苷-甲基丙烯酸超分子复合物溶液；(c)将步骤(a)中所述的修饰硅胶加入到步骤(b)中所述的超分子复合物溶液中，然后，加入交联剂、引发剂，在氮气保护下，搅拌反应6～20小时，过滤得到嫁接有聚合物的硅胶微球；(d)将步骤(c)中嫁接有聚合物的硅胶微球，用含有乙酸的乙醇溶液冲洗，洗脱去掉模板分子海参皂苷，得到所述的多孔硅胶微球表面海参皂苷分子印迹聚合物。
优选地，多孔硅胶微球的粒径为5～1000微米，孔径为5～20nm。
优选地，偶联剂为乙烯基三甲氧硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
优选地，模板分子为纯度为95％以上的海参皂苷。
优选地，模板分子、功能单体、交联剂的摩尔比为1：1～8：4～40。
本发明的有益效果是，采用上述分子印迹聚合物吸附分离、洗脱、浓缩、干燥得到的海参皂苷,其纯度可以达到80％以上，而采用传统方法如大孔吸附树脂吸附分离得到的海参皂苷纯度一般在40～70％之间。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特采用以下实施例进行详细说明，其目的在于更好理解本发明内容而非限制本发明的保护范围。
实施例1：海参皂苷分子印迹聚合物的制备实例
(1)乙烯基三甲氧硅烷对多孔硅胶微球的修饰
将8g多孔硅胶微球加入到50mL体积比为1:1的盐酸/去离子水的混合溶液中，加热搅拌回流8h，然后静置过夜，冷却至室温，抽滤除去盐酸溶液，用去离子水反复冲洗硅胶，再用适量的乙醇洗涤，收集硅胶，真空干燥。将干燥的硅胶在210℃下活化10h。称取6g活化后的硅胶于烧瓶中，加入50mL甲苯，5mL乙烯基三甲氧硅烷，3mL吡啶，1mL三乙胺，搅拌混合均匀，然后通入氮气除氧20min，密封，在85℃下反应18h。反应结束后，过滤除去反应液，将硅胶依次用甲苯、乙醚、丙酮、乙醇洗涤。然后收集表面修饰的硅胶，真空干燥。
(2)硅胶表面海参皂苷分子印迹聚合物的制备
将0.12mmol纯度为95％的海参皂苷，0.48mmol甲基丙烯酸加入到20mL甲苯中，搅拌15min，然后室温下静置12h，让功能单体甲基丙烯酸与模板分子海参皂苷形成超分子复合物，然后向该体系中加入2.4mmol乙二醇二甲基丙烯酸甲酯，1g乙烯基三甲氧硅烷修饰的硅胶，超声10min，加入偶氮二异丁腈，通入氮气除氧后，密封，于60℃下反应20h。反应结束后，将表面印迹硅胶用丙酮、甲苯洗涤，然后用乙醇-乙酸溶液洗脱除去模板分子海参皂苷，再用乙醇冲洗印迹硅胶，然后真空干燥得到硅胶表面海参皂苷分子印迹聚合物，所得聚合物中具有特有的孔穴，该聚合物能够选择性吸附海参皂苷。
实施例2：海参皂苷分子印迹聚合物的制备实例
(1)γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷对多孔硅胶微球的修饰
将8g多孔硅胶微球加入到50mL体积比为1:1的盐酸/去离子水的混合溶液中，加热搅拌回流8h，然后静置过夜，冷却至室温，抽滤除去盐酸溶液，用去离子水反复冲洗硅胶，再用适量的乙醇洗涤，收集硅胶，真空干燥。将干燥的硅胶在210℃下活化10h。称取6g活化后的硅胶于烧瓶中，加入50mL甲苯，5mLγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，3mL吡啶，1mL三乙胺，搅拌混合均匀，然后通入氮气除氧20min，密封，在85℃下反应18h。反应结束后，过滤除去反应液，将硅胶依次用甲苯、乙醚、丙酮、乙醇洗涤。然后收集表面修饰的硅胶，真空干燥。
(2)硅胶表面海参皂苷分子印迹聚合物的制备
将0.10mmol纯度为95％的海参皂苷，0.4mmol甲基丙烯酸加入到20mL甲苯中，搅拌15min，然后室温下静置12h，让功能单体甲基丙烯酸与模板分子海参皂苷形成超分子复合物，然后向该体系中加入2.4mmol乙二醇二甲基丙烯酸甲酯，1gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷修饰的硅胶，超声10min，加入偶氮二异丁腈，通入氮气除氧后，密封，于60℃下反应20h。反应结束后，将表面印迹硅胶用丙酮、甲苯洗涤，然后用乙醇-乙酸溶液洗脱除去模板分子海参皂苷，再用乙醇冲洗印迹硅胶，然后真空干燥得到硅胶表面海参皂苷分子印迹聚合物，所得聚合物中具有特有的孔穴，该聚合物能够选择性分离海参皂苷。
实施例3：海参皂苷分子印迹聚合物的制备实例
(1)多孔硅胶微球的修饰：同实施例2(1)。
(2)硅胶表面海参皂苷分子印迹聚合物的制备
将0.15mmol纯度为95％的海参皂苷，0.45mmol甲基丙烯酸加入到20mL甲苯中，搅拌15min，然后室温下静置12h，让功能单体甲基丙烯酸与模板分子海参皂苷形成超分子复合物，然后向该体系中加入2.0mmol乙二醇二甲基丙烯酸甲酯，1gγ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷修饰的硅胶，超声10min，加入偶氮二异丁腈，通入氮气除氧后，密封，于60℃下反应20h。反应结束后，将表面印迹硅胶用丙酮、甲苯洗涤，然后用乙醇-乙酸溶液洗脱除去模板分子海参皂苷，再用乙醇冲洗印迹硅胶，然后真空干燥得到硅胶表面海参皂苷分子印迹聚合物，所得聚合物中具有特有的孔穴，该聚合物能够选择性提取分离海参皂苷。
实施例4：海参皂苷分子印迹聚合物的制备实例
(1)多孔硅胶微球的修饰：同实施例1(1)。
(2)硅胶表面海参皂苷分子印迹聚合物的制备
将12mmol纯度为95％的海参皂苷，48mmol甲基丙烯酸加入到2000mL甲苯中，搅拌15min，然后室温下静置12h，让功能单体甲基丙烯酸与模板分子海参皂苷形成超分子复合物，然后向该体系中加入360mmol乙二醇二甲基丙烯酸甲酯，120g乙烯基三甲氧硅烷修饰的硅胶，超声10min，加入偶氮二异丁腈，通入氮气除氧后，密封，于60℃下反应20h。反应结束后，将表面印迹硅胶用丙酮、甲苯洗涤，然后用乙醇-乙酸溶液洗脱除去模板分子海参皂苷，再用乙醇冲洗印迹硅胶，然后真空干燥得到硅胶表面海参皂苷分子印迹聚合物，所得聚合物中具有特有的孔穴，该聚合物能够选择性提取分离海参皂苷。
实施例5：海参加工废液中海参皂苷的提取分离。
(1)将海参加工废弃液调节pH值至10后，5000转/分钟离心20分钟，收集上清液；
(2)实施例4得到的多孔硅胶表面海参皂苷分子印迹聚合物装填入层析柱中；
(3)将(1)中所述上清液上样于装填有分子印迹聚合物的层析柱中，先用水冲洗，然后用30％的乙醇溶液洗脱，收集洗脱液；
(4)将(3)中所述的洗脱液减压浓缩至浸膏状，浸膏用去离子水溶解后，5000转/分钟离心30分钟，上清液采用喷雾干燥，得到海参皂苷粉末，经分析检测其纯度为85％。
Claims (5)
1.一种从海参加工废液中提取海参皂苷的方法，其包括如下步骤：
(1)将海参加工废弃液调节pH值至碱性后，离心，收集上清液；
(2)将所述步骤(1)中上清液用装填有分子印迹聚合物的层析柱分离，先用水冲洗，然后用质量百分浓度10％～80％的乙醇溶液洗脱，收集洗脱液；
(3)将所述步骤(2)中的洗脱液减压浓缩至浸膏状，浸膏用去离子水溶解后，5000转/分钟离心30～60分钟，上清液采用喷雾干燥，得到海参皂苷粉末；
所述分子印迹聚合物为多孔硅胶微球表面海参皂苷分子印迹聚合物，其以多孔硅胶微球为基体材料，海参皂苷为模板分子，甲基丙烯酸为功能单体，二甲基丙烯酸乙二醇酯为交联剂，偶氮二异丁腈为引发剂制备得到；
其特征是所述多孔硅胶微球表面海参皂苷分子印迹聚合物的制备方法包括如下步骤：
(a)将多孔硅胶微球采用偶联剂化学修饰得到修饰硅胶；
(b)将所述的模板分子海参皂苷与功能单体甲基丙烯酸溶解在溶剂中3～20小时，形成稳定的海参皂苷-甲基丙烯酸超分子复合物溶液；
(c)将所述步骤(a)中修饰硅胶加入到所述步骤(b)中超分子复合物溶液中，然后，加入交联剂、引发剂，在氮气保护下，搅拌反应6～20小时，过滤得到嫁接有聚合物的硅胶微球；
(d)将所述步骤(c)中嫁接有聚合物的硅胶微球，用含有乙酸的乙醇溶液冲洗，洗脱去掉模板分子海参皂苷，得到所述的多孔硅胶微球表面海参皂苷分子印迹聚合物。
2.根据权利要求1所述的从海参加工废液中提取海参皂苷的方法，其特征在于，所述多孔硅胶微球的粒径为5～1000微米，孔径为5～20nm。
3.根据权利要求1所述的从海参加工废液中提取海参皂苷的方法，其特征在于，所述的偶联剂为乙烯基三甲氧硅烷或γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷。
4.根据权利要求1所述的从海参加工废液中提取海参皂苷的方法，其特征在于，所述的模板分子为纯度为95％以上的海参皂苷。
5.根据权利要求1所述的从海参加工废液中提取海参皂苷的方法，其特征在于，所述的模板分子、功能单体、交联剂的摩尔比为1：1～8：4～40。
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