聚合物—盐双水相体系液液相平衡及其在枸杞多糖分离纯化中的应用

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近年来,双水相萃取技术凭借其简单、绿色、高效等优点,已经成为一种重要的新型分离纯化技术,逐渐被应用于生物活性物质的分离以及天然产物的萃取等领域。根据成相物质的不同,双水相体系(ATPS)主要可以分为聚合物-盐体系、聚合物-聚合物体系、亲水性有机溶剂-盐体系与离子液体-盐体系。由于聚合物-聚合物体系粘度较大、有机溶剂易挥发不稳定、离子液体成本较高等问题都影响了这些体系工业化的进展。但聚合物-盐体系由于其较低的粘度与成本,良好的生物相容性等优势,已经成为分离纯化生物物质最常见的一种ATPS。ATPS液液相平衡理论的研究是双水相萃取技术的发展基础,为双水相的成相机理以及萃取应用中工艺的设计与优化提供可靠的数据以及理论依据。  枸杞多糖是由几种单糖组成的大分子物质,是枸杞中重要的活性物质。具有良好的保健以及药用价值,在增强免疫功能、抗衰老、护肝、降血糖、降血脂、抑制肿瘤等方面都具有良好的功能。作为一种枸杞的提取物,如何高效地将其分离出来,一直是多糖生产领域研究的一个热点问题。本课题应用了聚合物-盐ATPS,对成相物质的分相能力及影响因素进行了探讨。为聚合物-盐ATPS在萃取中的应用提供理论依据;并且探讨了各因素对目标产物在体系中选择性分配行为的影响机理,构建最优实验条件。具体研究内容如下:  (1)测定了由不同分子量的聚乙二醇(PEG)与盐组成的ATPS在25℃时的双节线与系线数据。使用适合的经验拟合方程用于双节数据与系线数据的拟合。实验结果表明双节线的两相区域随着PEG分子量的增加而扩大。此外,成相盐的盐析能力依次为:(NH4)2HPO4>(NH4)2SO4>(NH4)2C4H4O6>(NH4)2CO3。  (2)测定了由温敏性聚合物L31与盐组成的ATPS在15、20℃时的液液相平衡数据,使用适合的经验拟合方程对系线数据进行拟合。在探讨温度对L31-(NH4)2SO4体系的影响时发现双水相的两相区域随温度的升高而扩大。此外,通过比较相图发现阳离子的盐析能力强度依次为:Na+> NH4+> Li+,而阴离子SO42-的盐析能力大于C4H4O62-。  (3)建立了温敏性聚合物L44-NaH2PO4体系对枸杞粗多糖进行多糖与蛋白质、色素的分离,多糖富集于盐相(下相),而蛋白质与色素被分离到聚合物相(上相)。实验中探讨了盐的种类及浓度、聚合物浓度、温度以及枸杞粗多糖溶液用量对分离效果的影响。实验结果表明在使用24% NaH2PO4,20%L44,枸杞粗多糖溶液2.5 g,温度在35℃时分离效果最好。下相中多糖的回收率可达到96.31%,蛋白质残留率为5.64%。经透析法进一步去除下相中的无机盐和低聚糖等小分子杂质后,所得枸杞多糖的纯度提升41%,结果令人满意。
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