大豆肌醇磷脂的分离及纯化

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肌醇磷脂(phosphatidylinositol,PI)由磷脂酸和肌醇组成,是细胞内的信使物质,广泛存在于细胞膜与内质网上,代谢活跃,具有重要的生理功能。本文针对目前制备PI中存在工艺复杂、成本高等问题,建立了一种以溶剂法为核心的逐级分离纯化技术,实现了PI的高纯度化,研究内容包括:首先,利用正己烷-乙醇溶液双溶剂体系对大豆粉末磷脂中的糖类物质进行脱除。以分离出卵磷脂后的粉末磷脂为原料,在单因素的基础上,采用正交优化,最佳的脱糖条件:温度为30℃、时间为70min、V正己烷:V乙醇溶液为1:2、乙醇体积分数为50%、萃取次数为2次。在此工艺条件下,脱糖率为89.7%,粗糖中糖的含量为89.2%。所得糖主要为水苏糖、蔗糖、棉籽糖,含量分别为71.1%、17.3%、6.6%。其次,研究了碱性乙醇初步纯化PI和酸性乙醇进一步纯化PI工艺。在PI初步纯化实验中,以脱糖磷脂为原料,单因素和响应面实验表明以碱性乙醇为溶剂提取PI的最佳工艺条件:温度为40℃、液料比为20:1(mL/g)、乙醇碱浓度为V25%氨水:V无水乙醇=2.60:100、时间50min、提取2次。在此条件下,PI含量为58.86%,得率为70.14%。在PI的进一步纯化实验中,以提取出磷脂酰乙醇胺(PE)后的粗PI为原料,酸性乙醇为提取溶剂,在单因素实验的基础上,进行响应面优化实验,以PI纯度为响应值,最佳工艺条件:温度为36℃、乙醇酸浓度为V25%盐酸:V无水乙醇=1:100、液料比为37:1(mL/g)、提取时间为70min。在此条件下,PI的纯度为87.12%,得率为69.53%。然后,对酸性乙醇萃取PA的动力学进行了研究。研究发现由Fick第二定律建立的非线性扩散动力学Mt/M∞=1-Ae(-B1t)模型能很好地拟合纯化过程。结果表明:不同温度下和不同液料比下的萃取动力学均与模型实现较好的拟合(0.942≤R2≤0.998),扩散活化能(Ea)为35.38kJ/mol。最后,对PI产品和原料的各项指标进行检测并对比。通过HPLC检测和红外光谱扫描证明所纯化的物质与PI标准品结果一致,并确定所分离纯化得到的PI纯度为86.8%。对PI产品和原料表面性质测定结果表明:PI产品HLB值(4.95)低于原料(6.95),更合适做W/O的乳化剂,PI产品和原料的临界胶束浓度(CMC)分别为1.92mg/mL和3.21mg/mL,同时PI产品比原料具有更强的降低表面张力的能力。由GC测定PI产品和原料的脂肪酸组分的结果表明:两种物质脂肪酸组成种类相同,含量最多的脂肪酸均为亚油酸,但PI产品的饱和脂肪酸含量(39.74%)高于原料(28.00%)。
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