陶瓷膜在香菇多糖制备中的应用

引言香菇多糖（lentinan，LNT）是从香菇子实体中分离出来的一类活性物质。研究表明，分子量为40万至80万的香菇多糖具有显着的抗病毒，抗肿瘤，免疫功能和抗感染活性[1]，研究表明，它对艾滋病具有良好的疗效，具有广阔的前景。临床应用。香菇多糖的功效与多糖的分子量和纯度有很大关系。已报道的分离和纯化香菇多糖的方法包括有机溶剂沉淀法[2]，离心沉淀色谱法[3]，阴离子和阳离子交换树脂法[4]，酶水解[5]，凝胶色谱法[6]。有机溶剂法容易引入有害物质，其安全性受到质疑。色谱设备昂贵，复杂并且成本太高。酶促水解方法简单易行，但收率不高。离子交换法仅去除两性蛋白。功能，但不能去除中性杂质。在过去的两到三十年中，使用有机膜超滤纯化和精制香菇多糖引起了人们的广泛关注。通过有机膜超滤，可使香菇多糖的纯度提高至7414％，并将有机膜超滤和渗滤结合起来。香菇多糖的纯度可提高至8014％，但实践表明，有机膜始终存在诸如无法解决膜污染和耐高压高温的问题[10]。本文以45％的香菇多糖为研究对象，首先用活性炭进行预处理，然后通过陶瓷膜超滤进行提纯。使用具有合适孔径的无机陶瓷膜超滤来纯化香菇多糖不仅体现了超滤无相变，溶剂污染，生物分子活性易于维持，操作简单可靠等优点，而且还可以弥补许多缺点。的有机膜。 1材料与方法1.1实验材料45％蘑菇提取物，上海康州木耳多糖公司，次氯酸钠，D2无水葡萄糖，苯酚，考马斯亮蓝G2250，活性炭，磷酸，化学纯，北京化学试剂公司，牛血清白蛋白，西格玛公司。 1.2实验仪器陶瓷膜超滤装置膜截留分子量为50000，膜组件为管状，江苏九五高新技术，UV22800紫外可见分光光度计，上海日立有限公司，GL220G高速冷冻离心机，上海安亭科学仪器工厂，真空低温冷冻干燥箱，上海景宏实验仪器公司，BS223S电子天平，北京Sar2torius仪器系统有限公司1.3实验方法1.3.1药物溶液的制备将45％的香菇多糖粗品溶于25℃的去离子水中。在水浴中于37°C制备415mg / mL的香菇多糖粗溶液，冷却至室温，并过滤以除去不溶物。确定其蛋白质含量，多糖含量[12]和色值[13]。 1.3.2不同量的活性炭预处理液。将活性炭用90％乙醇浸泡2小时，吸滤，然后用去离子水浸泡并搅拌2小时，吸滤，重复两次，然后干燥使用。取5份100mL /份的药液，加入不同量的处理过的活性炭，搅拌2h，静置015h，然后抽滤。在测量溶液的蛋白质含量，多糖含量和色值之后，将滤液置于真空干燥的低温冰箱中以干燥[2]多糖干燥产物，称重，并计算出多糖的纯度和产率。 1.3.3陶瓷膜超滤在415mg / mL的香菇多糖粗溶液中加入1％活性炭，搅拌5h，静置015h，然后抽滤。吸入的滤液在不同的超滤温度，跨膜压差和膜表面流速下进行超滤。在每个测试中，将500mL吸入滤液装入槽中，打开泵进行超滤，并在启动稳定后，在4分钟内测量滤液，并将平均值重复3次以计算超滤通量[13]。截留的液体完全流通。当滤液的体积达到400mL时，向该槽中加入100mL的蒸馏水，并且继续超滤直至滤液的体积达到500mL。测量截留液中的蛋白质含量和多糖含量后，将其放入多糖干产品的真空低温冷冻干燥箱中，称重，计算出多糖的纯度和收率。 2结果与讨论2.1活性炭用量对香菇多糖粗品提纯效果的影响香菇多糖粗品含有复杂成分。除有效成分香菇多糖外，它还含有大量的低聚糖，有机大分子色素，蛋白质等。这些无效的成分不仅对香菇多糖有效。多糖的纯度和颜色影响很大，并增加了能耗超滤过程。根据活性炭对有机大分子色素和蛋白质及其他杂质的强吸附能力[14]的特点，用不同数量的活性炭处理粗提香豆素溶液，其纯化结果如图1所示。从图1（a）可以看出，活性炭的脱色效果随其用量的增加而增加，在0〜1％的范围内脱色效果大大增强，然后降低。当活性炭的量增加到1.5％时，脱色率趋于稳定，多糖溶液基本上没有颜色，并且溶液是亮的。从图1（a）可以看出，无论使用多少活性炭，蛋白质的去除率基本上都在10％左右，这表明活性炭只能吸附一小部分蛋白质，不能用作主要成分。蛋白质去除方法。从图1（b）可以看出，随着活性炭含量的增加，杂质去除率不断提高，多糖干品中多糖的纯度也提高，但同时多糖的损失也随之增加。增加多糖的产量，相应地降低多糖的产量。 。当活性炭的含量大于1％时，干燥产品中多糖的纯度基本稳定，但是多糖的收率却大大降低，这表明活性炭吸附杂质（例如颜料）时，一部分香菇多糖也被吸附，并且当溶液中的杂质增加时，活性炭的量，多糖的损失就更大。综合考虑，活性炭用量为1％最佳。 2.2超滤条件的确定2.2.1在不同的膜表面流速下，跨膜压差对膜通量的影响。在3.3K以下，选择截留分子量为50,000的滤膜进行粗提香菌素溶液的超滤。在不同的膜表面流速（u）下，压力差对膜通量的影响如图2所示。当压力差小于0105MPa时，即使膜表面流速大，膜通量也会很小，表明在此范围内，压力差是影响膜通量的主要因素。当压力差为0105〜012MPa时，压力差较大，膜表面流速高的材料和液体的通量明显大于压力差小，流速低的材料和液体的通量。这是因为压力的增加和膜表面流速的增加会增加溶液通过滤膜的能力，因此通量显着增加。当压力差达到012〜013MPa时，膜通量基本上趋于恒定。如果压力继续增加，则能量消耗高并且不经济。膜表面上的浓差极化效应增加，导致通量增加的减少。并且渗透率越高，部分香菇多糖分子渗透杂质，导致产率降低。综合考虑，选择超滤压差为012MPa。 2.2.2膜表面流速对膜通量的影响在3.30 K和012 MPa的压力下对粗的香菇多糖溶液进行超滤。膜表面流速对膜通量的影响如图3所示。当超滤稳定时，膜表面流速越高，膜通量衰减越小，并且膜通量越大。这是因为当膜表面的流速增加时，对膜表面的影响相对较大，这降低了膜表面的浓差极化效应，从而膜渗透性增加并且膜通量增加。从图3可以看出，当膜表面速度大于415m / s时，膜通量随速度增加的增加非常小。结合第2.2.1节的结果，将膜表面速度选择为415m / s。 2.2.3超滤温度对膜通量的影响。将膜表面流速调整为415m / s，跨膜压差为012MPa，以对粗制的香菇多糖溶液进行超滤。温度对膜通量的影响如图4所示。在相同条件下，温度越高，膜通量越大。这是因为在一定范围内，温度升高会降低溶液的粘度，增加扩散系数和传质系数，并增加多糖的溶解度，并且浓度极化效应会降低，因此高温下的通量更大。但是，考虑到多糖可能在高温下分解成单糖并影响多糖的产率，超滤温度越高，能量消耗越高。综合考虑，选择40℃作为超滤温度。 2.3陶瓷膜超滤与有机膜超滤的比较将用1％活性炭进行预处理，并在40℃的超滤温度，0120MPa的跨膜压差，膜表面流速为415m / s。对于含量和色值，粗多糖的脱色率为9812％，蛋白质去除率为81.0％。然后将多糖干燥产物放入真空低温冷冻干燥箱中并称重。计算出的多糖纯度为8917％，产率为7716％。与通过有机膜超滤提纯的香菇多糖相比[8]，它比有机膜超滤和渗滤与提纯的香菇素结合的纯度高1512％[9]。由于有机膜是由高分子材料制成的，因此形成有机膜的中空纤维丝强度低，在一定压力下容易变形，并且在溶剂中容易溶胀，从而影响了膜的分离性能，而陶瓷膜由无机氧化物制成。它是在1800°C的高温下烧结的。膜的孔是刚性的，不容易被压缩和变形，并且不会在溶剂中溶胀，具有良好的稳定性和稳定的分离性能。另外，有机膜结构是海绵状或双层皮肤。这种结构在超滤过程中易于堵塞，难以清洁，并且易于压实以形成不可逆的膜污染，从而导致膜通量迅速降低和差的膜分离性能。稳定。陶瓷膜具有多层不对称的微孔结构，不易形成深层污染，在超滤过程中膜通量稳定，净化效果好。此外，由于陶瓷膜优异的耐酸碱性能和耐高温性，对于大多数污染物，无论清洁剂对膜材料的影响如何，都可以使用适当的清洁剂和清洁工艺来再生膜。本身。另外，陶瓷膜的不对称结构还可采用反冲的方法去除膜表面的污垢。 3结论在用1％的活性炭预处理粗提琴多糖后，用截留分子量为50,000 i的陶瓷膜进行超滤。已使用。超滤条件为温度40℃，跨膜压差0120MPa，膜表面流速415m / s。在此条件下，粗多糖的脱色率达到9812％，蛋白质去除率为81.0％，多糖的纯度从45％提高到8917％，产率为7716％。陶瓷滤芯陶瓷膜陶瓷膜过滤器