麦冬多糖的分离纯化及其组分的初步分析

徐 兢 博， 朱 作 林， 金 凤 燮， 鱼 红 闪

( 大连工业大学 生物工程学院, 辽宁 大连 116034 )

收稿日期： 2009-11-13.

基金项目： 国家自然科学基金资助项目(30371744)；辽宁省高等学校优秀人才支持计划项目(RC204205)；辽宁省科学技术基金项目(20042132).

作者简介： 徐兢博(1984-)，女，硕士研究生；通信作者：鱼红闪(1968-)，男，教授.

0 引 言

麦冬含有皂苷、高异黄酮、多糖和氨基酸等成分[1]。现代药理研究表明，作为麦冬主要活性成分之一的麦冬多糖具有降糖[2]、抗过敏、调节机体的体液免疫功能等[3]多种功效。

近年来，张娅芳等[4]通过季铵盐沉淀法分析麦冬多糖的主要组分，但未对浙江慈溪麦冬多糖的纯化及酶解产物做深入研究。麦冬多糖纯化的常规方法有分级沉淀法、季铵盐沉淀法、离子交换层析法、凝胶柱层析、盐析法等。

本实验采用葡聚糖凝胶Sephadex G-100对浙江慈溪产麦冬中的粗多糖进行分离纯化。通过DNS法检测还原糖含量，收集洗脱液并绘制洗脱曲线。利用HPLC和TLC对麦冬多糖全水解后的产物进行定性定量分析。

1 材料与方法

1.1 仪器与材料

麦冬，市售，浙江慈溪产；葡萄糖、果糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖、半乳糖标准品均为Sigma公司产品；乙腈，大连科密欧试剂公司；722型紫外可见分光光度计，上海精密科学仪器有限公司；薄层层析版，德国Merck公司产品；高效液相色谱，Jasco 2080；ELSD检测器，Alltech 2000。

1.2 实验方法

1.2.1 制 备

50 g麦冬粉末加去离子水500 mL，煎煮3次，每次煎煮30 min。纱布过滤，合并滤液减压浓缩至1 mg/mL,乙醇沉淀至醇体积分数为80%，静置过夜。滤去上清液，沉淀蒸干即得到麦冬粗多糖。

1.2.2 纯 化

取1.5 g麦冬粗多糖溶于少量去离子水中，离心去沉淀。上Sephadex G-100进行凝胶柱层析(16 mm×800 mm)，用去离子水洗脱。体积流量0.5 mL/min，按10 min每管分部收集。吸取少量收集液，酸解后DNS法测定还原糖含量。合并部分峰位洗脱液，蒸干称重。

1.2.3 纯度鉴定

采用TLC对纯化后多糖进行鉴定。取10 μL样品，展开剂为V(正丁醇)∶V(乙醇)∶V(水)=4∶1∶1，苯酚硫酸显色。

1.2.4 酸水解

精确称取纯化后麦冬多糖粉末20 mg，加入1 mL的2 mol/L H2SO4溶液在100 ℃密封水解反应12 h。反应结束后用BaCO3中和，离心去沉淀。上清液用纯净水定容至5 mL作为样品进行HPLC色谱分析。

1.2.5 水解后组分的定性分析

将麦冬多糖水解后的样品做HPLC分析。通过样品HPLC图谱与标准单糖HPLC图谱的出峰时间比对来确定麦冬多糖的单糖组分。

色谱条件如下：HPLC色谱柱，氨基柱Kromasil NH2(4.6 mm×250 mm，5 μm)；流动相，V(乙腈)∶V(水)=80∶20；柱温，35 ℃；体积流量，1 mL/min；进样量，20 μL；ELSD的漂移管温度90 ℃；氮气作载气，体积流量1.5 mL/min；载气压力，0.1 MPa。

1.2.6 水解后组分的定量分析

准确称取0.2 g(精确至0.1 mg)经过干燥恒重的果糖、葡萄糖，分别用纯净水定容于10 mL容量瓶中，配制成质量浓度为20 mg/mL的储备液。用微量移液器精确吸取0.4、0.6、0.8、1.2 mL上述储备液(20 mg/mL)，用纯净水定容至10 mL容量瓶中(质量浓度分别为0.8、1.2、1.6、2.0 mg/mL)，配制成标准果糖、葡萄糖溶液。

以果糖HPLC的峰面积为纵坐标，以果糖质量浓度为横坐标绘制标准曲线方程。样品液的HPLC峰面积带入到相应出峰时间的果糖、葡萄糖标准曲线方程中，由此计算出麦冬多糖中单糖组分比例。

2 结果与讨论

2.1 麦冬多糖的纯化洗脱

50 g麦冬粉末由方法“1.2.1”提取出麦冬粗多糖，得率约为32%。收集、DNS比色法跟踪鉴定。

2 制革清洁循环利用技术

基于制革污水给环境带来的巨大压力，从经济和环保的角度出发，废液的循环利用成本最低且成品的质量优良。制革污水循环利用存在以下优点：制革废液的分级循环利用可以达到不排或少排污染物的目的；水和原材料的循环利用可以节约水资源和降低化工原材料的消耗；废液循环利用技术的实施简单且成本较低；可降低综合废水的治理投资，节省治理污染成本。

2.1 浸水和水洗工序循环利用技术

浸水和水洗工序占总用水量的70%左右[1]，浸水工序可以加入蛋白酶或者脂肪酶来减少水的用量，也可以适当提高水温来降低水的用量，还可以利用第2次或第3次的浸水液循环利用来降低水的用量。水洗工序采用逆流动态进水的方式来降低水的用量。

2.2 脱毛浸灰工序循环利用技术

2.2.1 直接循环利用

脱毛浸灰废液的污染负荷大，其中含有大量未被利用的脱毛浸灰液，废液经过循环利用可以降低污染，再进行沉淀，分析其中硫化物和石灰的含量，补加适量的硫化物和石灰后，可以重新进行浸灰[10]。Money and Adminis[11]认为，脱毛浸灰废液可以循环利用20次以上，用水量相应减少20倍。在第一次世界大战的时候，Wilson[12]发明了快速脱毛工艺，将2个划槽串用，其中一个加入硫化钠，另一个加氯化钙，皮在硫化钠溶液中浸泡6 h，拖入氯化钙溶液中再浸泡1 h，过夜。2种溶液均可循环利用10次。若用转鼓脱毛，废液可循环利用20次以上，补加适量的硫化物、石灰和水，并除去沉淀物。

2.2.2 过滤、分离循环利用

废液经回收过滤，分离出较大的固体物，再测定脱毛浸灰液的含量，加适量的硫化物和石灰，进行下一次浸灰脱毛。李毓智等[13]将脱毛浸灰液简单处理后直接循环再利用，在贮液池内过滤分离除去皮、毛渣、石灰泥等杂物，再循环利用于浸灰脱毛工序，回用率80%～90%，从而可节约40%的硫化物和50%的石灰，并能降低总污水中30%～40%的COD及35%的氮。另外一种对废液处理的方式是把脱毛浸灰废液静置在封闭容器中，利用酸碱原理处理脱毛浸灰废液，可继续用于浸灰[14]。

2.2.3 间接循环利用

将脱毛浸灰废液回收，用物理、化学及生物等方法处理后，再进行循环利用。大卫·温斯特[15]收集80%废灰液经过滤后循环利用，这样只需对未循环利用的废灰液进行处理。在国内，河南省豫港先锋制革有限公司的屈惠东把制革脱毛浸灰废液回收过滤、沉降调整后循环利用[16]。东阳公司研制出了一种新型的浸灰废液处理剂——治污宝。此处理剂的优点在于，节省石灰2.3%、水85%左右，同时还有效解决了废灰液再利用时抑制灰皮膨胀问题。废灰液使用治污宝处理后用于浸灰与废灰液直接浸灰相比，蓝皮得革率增加2.0%～2.4%；灰皮增厚3.4%～3.8%；收缩温度提高1.8～2.0 ℃[17]。采用加酶脱毛浸碱后，收集的浸碱废液加2709蛋白酶沉淀后，取清液过滤(清液约占原废液的60%)，然后补足水、Na2S，加脂肪酶、蛋白酶后循环利用[3]。

2.3 脱脂循环利用技术

脱脂的目的既要除去皮板中的油脂，还要起到清洗裸皮的作用。常用的化工原料有纯碱、渗透剂、洗涤剂、脱脂剂、脂肪酶等。脱脂废液中含有表面活性剂和油脂组成的乳化液等，油脂、COD和BOD等污染指标很高，耗氧负荷占总负荷的30%～40%。对脱脂废水处理并回收油脂，可降低环境污染，并产生一定的经济效益。脱脂废液的处理方法主要有酸提取法、离心分离法和浮选法[18]。常用的是酸提取法，加H2SO4进行破乳后通入蒸汽加热至40～60 ℃搅拌，静置2～3 h，油脂上浮形成油脂层。油脂回收率可达95%，去除90%的COD。离心分离法是在分离器中将废液加热到70～80 ℃，液面上的油脂经小孔流出。此法油脂回收率达95%，浮选法是搅拌或振荡废液，使泡沫全部转移至另外的储存器中。将泡沫加热到70～80 ℃，加硫酸分解泡沫。虽然该法酸用量较少，但油脂提取不完全。回收的油脂可用于制皂，分离油脂后的废水可直接用于脱脂，也可起到清洗原皮的作用[19]。

2.4 浸酸铬鞣循环利用技术

采用浸酸铬鞣废液的循环利用方法有2种：一种是将废铬鞣液用于浸酸，即分析滤液中的铬含量、盐含量、pH，按实际生产要求补充盐、酸若干，直接用于浸酸鞣制工段，该方法叫做浸酸鞣制循环利用法；另一种方式是将废铬液用于鞣革，即向浸酸以后的铬鞣废液中补充铬鞣剂，调整配方，用于鞣制，该方法叫做直接循环利用法。

2.4.1 循环利用的原理[20]

对废铬液与浸酸液进行比较，通过向废铬液中加入若干量的酸来调节pH适用于浸酸，利用物理沉淀法和化学法可以除掉废铬液中的不溶物与有机物，所以废铬液经过处理可以循环利用于裸皮的浸酸铬鞣废液与浸酸废液水质，如表3所示。

表3 铬鞣废液与浸酸废液水质表Tab.3 The water table of chrome tanning wastewater and pickling liquid

2.4.2 直接循环利用法

在铬鞣废液循环利用过程中，铬鞣废液积累的可溶性油脂、蛋白质和其他杂质会逐渐增多，这些成分影响了铬鞣剂的吸收和结合。王军等[21]用聚酯PS去除可溶性油脂后，废铬液再循环利用，解决了猪皮铬鞣废水中油脂积累的问题。

2.4.3 浸酸鞣制循环利用法

浸酸鞣制循环利用法的最大影响因素为铬鞣废液中的盐分的含量。如果对废液处理不当，易使裸皮发生“酸肿”。张铭让等[3]开发了铬鞣废液的新型循环技术，在原生产工艺不变的前提下，其操作简便，且成革质量稳定，可节约30%的用水，30%的铬鞣剂和60%的工业盐。Boast D. A.、Manzo的研究指出，经过适当的酸化处理，废液中的铬鞣剂可以很容易地渗透到皮内[22]。J.Raghava Rao等[6]提出的封闭循环系统，铬鞣废液至少可循环利用10次，经制革厂证明，采用封闭循环系统生产对成革质量影响不大。

2.5 关于鞣制之前其他工序操作液的循环使用

除了上述的主要工序操作液循环使用以外，也有人进行了其他工序如制革软化液循环的研究并取得了初步效果，但是还需要进一步进行中试和生产性验证。例如，商丘东阳皮革化工有限公司根据制革加工过程中的特点，采用适时的单独处理，并添加该公司的特殊助剂，独辟蹊径，攻克了相应的技术难关，中试进行了从原皮到蓝湿革各工序的废水充分的循环利用。2010年我国科技新成果中报道了关于牛皮制革废液循环利用具有以下特点[23]：从牛皮制革的浸水到铬鞣，全部废液充分循环利用，目前循环次数已达60多次；蓝湿革的得革率提高1%～3.5%以上，收缩温度提高3～12 ℃；节约用水80%以上，节约能源25%以上；所得蓝皮质量提高，革身丰满、柔软、紧实、色泽均匀浅淡，无松面现象。

3 小 结

通过对制革的浸水、水洗、脱毛、浸灰、浸酸、铬鞣等工序的废水循环利用的有关研究报道进行综合分析，认为在目前还没有实现工业化推广的有关清洁制革技术的相当长的一段时期内，制革操作液的循环利用也是解决制革污染的有效方法之一，同时还可以明显节约制革用水，降低化工材料消耗，减少污染治理成本。制革废液循环利用技术简单容易操作且成本较低，但是，也需要进行必要的产学研联合攻关，开发切实可行的循环使用配套的相关助剂、工艺技术、生产设备等，才可实现真正意义的“制革操作液的有效循环使用”，为实现皮革行业的可持续发展做出贡献。

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