海洋真菌小分子代谢产物的快速提取方法研究及馏分制备

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:studentxp2007
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海洋真菌能够产生各种各样结构类型的代谢产物,包括新的骨架和各种类型的取代基。海洋真菌既有不同的种属,又有不同的来源。同一种属的海洋真菌如果来源不同,很有可能产生结构完全不同的代谢产物。粗略的统计表明,从海洋真菌发酵物中分离得到的新化合物,80%具有各种各样的生物活性,海洋真菌是最具潜力的、可获得具有生物医学意义且结构新颖的化合物的源头微生物。本论文以海洋真菌固体发酵物为材料,针对大批量海洋真菌代谢产物的分离和纯化需要开发高通量制备方法的需求,开展小分子代谢产物快速提取与分离的技术方法研究,为海洋真菌小分子代谢产物馏分库的建立、活性筛选提供前期准备和技术与方法上的支持。至目前为止,已经对一百多株海洋真菌发酵物做了提取、分离与制备的方法研究,本论文对其中的六株海洋真菌发酵物的萃取、分离以及馏分的制备作代表性的工作总结,主要的研究工作分为以下五部分:   (1)以海洋真菌固体发酵物为起始研究对象,分别对固体发酵物湿样(海洋真菌固体发酵后直接萃取,不用烘干)和固体发酵物干样(海洋真菌固体发酵后,先烘干,再进行萃取)进行萃取方法和萃取效率的研究对比。结果表明:无论是常压或加压萃取,海洋真菌固体发酵物湿样直接萃取的萃取率明显大于干样萃取;从HPLC指纹图谱上看,湿样与干样萃取得到的物质组成相似,只是含量差别很大;采用气相色谱对湿样和干样的萃取液进行检测比较,湿样萃取液中的一些组分在干样萃取液中未检测到,说明固体发酵物烘干过程损失掉了一些挥发性物质。烘干步骤费时、费力、组分会丢失,所以选择大米固体发酵物湿样直接萃取方法,有利于获得较高的萃取率和萃取组分。   (2)研究对比了乙酸乙酯萃取、乙酸乙酯和甲醇混合溶剂萃取、甲醇和乙酸乙酯依次萃取海洋真菌固体发酵物中小分子代谢产物的萃取率、溶剂回收率等指标。研究结果表明:采用乙酸乙酯萃取,萃取率最低,为1.033%;乙酸乙酯、甲醇混合溶剂萃取法虽然萃取率提高了,为1.859%,但是大规模萃取时不利于溶剂的回收;甲醇、乙酸乙酯依次萃取方法萃取率最高,为3.036%,而且易于溶剂的分别回收。所以萃取工艺选定为甲醇、乙酸乙酯依次萃取。   (3)研究考察了在常压条件下和加压条件下甲醇、乙酸乙酯依次萃取海洋真菌固体发酵产物中小分子代谢产物萃取率。首先对ASE(快速溶剂萃取)法的萃取条件进行考察,并进行条件优化,确定固体发酵产物采用甲醇萃取两次后,再用乙酸乙酯萃取两次;以萃取率和HPLC指纹图谱为评价指标,单因素试验考察了萃取压力、萃取温度、静态萃取时间等对萃取率的影响;通过单因素试验结果确定正交实验设计为3因素3水平。正交实验结果表明,ASE法萃取发酵物的最佳条件为:萃取压力120bar,萃取温度105℃,静态萃取时间15min。按此最佳条件进行的萃取实验,ASE法提取率可达到6.193%。其次对常压萃取法和ASE法进行了对比。结果表明:ASE法与常压萃取法相比,不仅萃取率高,萃取得到的物质种类多,而且还能大大节约萃取时间,减少了有机溶剂的耗量。   (4)以甲醇、乙酸乙酯依次萃取的甲醇萃取浸膏为研究对象,采用纯水萃取浸膏,得到的水萃取液用D101大孔吸附树脂吸附洗脱处理,基本实现了甲醇萃取浸膏中大、小分子物质的分离。首先对水的用量做了考察,菌号3A00235的菌株固体发酵物甲醇萃取浸膏,用350mL、250mL、250mL纯水分三次提取,分别测定三份水萃取液中总糖、还原糖和蛋白含量。结果表明:第三次水提取液中蛋白质、还原糖和总糖含量分别占各自总含量的5.552%、4.386%、4.564%,绝大部分水溶性大分子物质可以被除去。其次对不同的大孔吸附树脂SD300、DM11、D101、AB-8、NKA-9、DA-201进行水提取液静态吸附实验,发现D101树脂吸附蛋白和糖的能力较强,用纯水洗脱时洗脱下来的极性较大的物质含量较大,且甲醇洗脱液用HPLC检测时发现:当检测时间<7min时,从色谱柱中流出的极性较大的物质含量较低,而当检测时间>40min时,从色谱柱中流出的极性较小的物质含量最大。预示D101树脂适宜作为海洋真菌小分子代谢产物的富集载体。通过单因素实验确定了D101树脂最佳的吸附分离条件是:上样浓度176.7mg/mL,上样量2BV(体积比),上样流速2BV/h,纯水洗脱体积3/2BV。   (5)以三株海洋真菌菌株(菌号3A00033、菌号3A00130和菌号3A00198)发酵物萃取、分离、制备为例,通过溶剂萃取固体发酵物、水萃取浸膏、大孔吸附树脂处理水提取液、C18制备柱分离、硅胶柱分离等流程,完成了对海洋真菌代谢产物的分离制备,制备的各馏分基本按照物质极性大小分段,各馏分的指纹图谱色谱峰重叠率较低,预示各馏分组成重叠率不高。
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