陶瓷膜在香菇多糖制备中的应用

引言香菇多糖是从香菇子实体中分离出来的一种活性物质。研究表明，分子量为40万〜80万的龙脑聚糖多糖具有显着的抗病毒，抗肿瘤，免疫调节和抗感染活性[1]，并已证明对艾​​滋病具有良好的疗效，在临床上具有良好的应用前景。 。香菇多糖的功效与多糖的分子量和纯度有很大关系。目前报道的香菇多糖的分离和纯化方法包括有机溶剂沉淀法[2]，离心沉淀色谱法[3]，阴离子阳离子交换树脂法[4]，酶水解法[5]和凝胶色谱法[6]。但是，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。酶水解方法简单易用，但收率不高。离子交换法仅去除两性蛋白。起作用，但不能去除中性杂质。在过去的两到三十年中，利用有机膜超滤纯化香菇多糖的技术研究备受关注。通过有机膜超滤以及有机膜超滤和渗滤的结合，可使香菇多糖的纯度提高至7414％。香菇多糖的纯度可以提高至8014％，但实践证明，有机膜始终存在无法解决膜污染的问题。 ，耐高压和高温[10]。本文以45％粗提香多糖为研究对象。用活性炭预处理，然后通过陶瓷膜超滤纯化。用合适孔径的无机陶瓷膜超滤提纯香菇多糖，不仅体现了超滤无相变，无溶剂污染，易于维持生物分子活性，操作简单可靠等优点，而且可以弥补有机膜的许多缺点。 1材料与方法1.1实验材料45％香菇提取物，上海康州真菌多糖公司，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。 1.2实验设备陶瓷膜超滤装置膜截留分子量50000，膜组件管式，江苏久高高科技，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药液的制备将45％的香菇多糖粗品溶解在去离子水中。在37℃水浴中制备415mg / mL的香豆素粗溶液，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溶液。将活性炭用90％乙醇浸泡2h，吸滤，然后用去离子水浸泡并搅拌2h，吸滤，重复2次，干燥后使用。取5份100mL /份药液，加入不同量的处理过的活性炭，搅拌2h，静置015h进行抽滤。测量溶液中蛋白质含量，多糖含量和色值后，将滤液置于真空干燥的低温冰箱中干燥[2]，得到干燥的多糖产品，称重，计算出多糖的纯度和收率。 1.3.3陶瓷膜超滤将415 mg / mL的香菇多糖粗溶液添加到1％的活性炭中，搅拌5小时，静置015小时进行抽滤。将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。每次测试取500 mL抽出的滤液并将其放入水箱中。打开泵进行超滤。启动稳定后，测量t他在4分钟内过滤，重复三次平均值，然后计算超滤通量[13]。拦截液完全循环。当滤液的体积达到400mL时，将100mL的蒸馏水加入进料罐中，并且继续超滤直至滤液的体积达到500mL。截取溶液用于测定蛋白质含量和多糖含量，然后置于真空低温冷冻干燥炉中以获得干燥的多糖产物。计算了多糖的纯度和产率。 2结果与讨论2.1活性炭用量对粗提香多糖的纯化的影响粗提香多糖具有复杂的成分。除了有效成分伦蒂南多糖外，它们还包含大量的寡糖，有机大分子色素和蛋白质。多糖的纯度和着色有很大的影响，也增加了超滤过程的能耗。根据活性炭对有机大分子颜料和杂质的吸附能力强的特点[14]，用不同量的活性炭处理粗提香豆素溶液，其提纯结果见图1。由图1（a）可知，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，多糖溶液几乎是无色的，溶液是澄清的。从图1（a）还可以看出，不管活性炭的量如何，蛋白质的去除率基本上都在10％左右，这表明活性炭对蛋白质的吸附很小，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，干燥后的多糖产品中多糖的纯度也增加，但同时多糖损失多糖的产量持续增加，多糖的产量也相应降低。 。当活性炭的量大于1％时，干燥产物中多糖的纯度趋于稳定，但是多糖的产率降低。这表明，尽管活性炭吸附杂质，例如颜料，但一部分香菇多糖也被吸附。使用的活性炭越少，多糖的损失就越大。综合考虑，1％的活性炭是最好的。 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时，选择截留分子量为50,000的滤膜超滤粗提香多糖溶液。图2显示了在不同的膜表面流速（u）下，压差对膜通量的影响。当压差小于0105MPa时，即使膜表面流速大，膜通量也很小，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。在膜表面上具有高流速的材料和液体的通量明显大于在小压差和低流速下的通量。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，因此通量很明显，当压差达到012〜013MPa时，膜通量趋于增大。保持不变。如果继续增加压力，则能耗会很高，这是不经济的。膜表面浓度的极化效应将增加，导致通量减少。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膜表面速度对膜通量的影响原油超滤在3.3K和012 MPa下进行了香菇多糖溶液。膜表面速度对膜通量的影响如图3所示。当超滤稳定时，膜流速越高，膜通量衰减越小，膜通量越大。这是因为当增加膜表面的流速时，对膜表面的影响相对较大，这降低了对膜表面的极化极化作用，从而使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，膜通量随速度的增加而增加的幅度很小。根据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可通过调节膜表面流速415m / s和跨膜压差012MPa来调节粗豆香豆素溶液的超滤速率。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，温度上升会降低溶液的粘度，扩散系数和传质系数会增加，多糖的溶解度会增加，浓差极化效应会降低，因此通量会更大在高温下。但是，考虑到多糖可能在高温下分解成单糖并影响多糖产量，并且超滤温度越高，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。在40℃的超滤温度下，通过超滤得到的粗的香菇多糖溶液中的蛋白质将用于测定蛋白质。该蛋白质的测定跨膜压差为0120MPa，膜表面流速为415m / s。含量和色值，计算出粗多糖的脱色率为9812％，蛋白质去除率为81.0％，然后放入真空低温冷冻干燥箱中得到干燥的多糖产品，称重，计算得出多糖纯度为8917％，收率为7716％。通过有机膜超滤提纯的香菇多糖的纯度提高了1512％，通过有机膜超滤和渗滤提纯的香菇多糖的纯度提高了913％[9]。由于有机膜材料是聚合物材料，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，而陶瓷膜却是由高含量的无机氧化物制成。它是在1800°C的高温下烧结的。膜的孔是刚性的，很难压缩和变形。它不会在溶剂中溶胀，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容易堵塞，难以清洗，并且易于压实以形成不可逆的膜结垢，这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微孔，不易形成深层污染。在超滤过程中膜通量稳定，纯化效果好。并且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，可以使用合适的清洁剂和清洁工艺来使膜再生，而无需考虑清洁剂对膜材料本身的影响。此外，陶瓷膜的不对称结构还可用于反冲洗膜表面的污垢。 3结论在用1％活性炭预处理粗提香多糖后，用截留分子量为50,000的陶瓷膜进行超滤。超滤条件是温度为40°C，跨膜压差为0120MPa，且膜表面流速为415 m / 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％。陶瓷过滤器，陶瓷膜，陶瓷膜过滤器