本發(fā)明專利技術(shù)提供具有抑藻活性的褐藻多酚組合物及其制備方法和應用。本發(fā)明專利技術(shù)通過有機溶劑輔助低溫超聲的方法提取了泡葉藻，得到的褐藻多酚組合物對“水華”微藻的生長具顯著的抑制作用，抑制作用表現(xiàn)為對細胞分裂和葉綠素a合成的抑制，對微藻生長的抑制是多個方面的綜合體現(xiàn)。本發(fā)明專利技術(shù)還提供了一種綜合利用泡葉藻的方法，可以極大的提高他們的產(chǎn)值，減少能源消耗。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及環(huán)境工程領域，特別涉及一種褐藻多酚組合物及其制備方法和應用。
技術(shù)介紹
褐藻屬較高等的多細胞藻類，屬真核細胞生物。全世界大約有1,500～2,000種褐藻，主要分布于大陸附近的水域，則淡水種罕見。褐藻的外表從暗褐色的橄欖綠都有，其取決于巖藻黃素與葉綠素的比例。常見的褐藻包括泡葉藻屬(Ascophyllum)、馬尾藻屬(Sargassum)和海帶屬(Laminaria)。近年來，人們已經(jīng)證實了褐藻中的一些成分具有抗細菌、抗真菌、抗病毒、抗氧化、抗炎、抗腫瘤和促進生長等活性，因此根據(jù)這些生物特性，褐藻逐漸開發(fā)為肥料、飼料、藥品、化妝品和食品的原料。泡葉藻(Ascophyllumnodosum)是一種常見的，已大規(guī)模養(yǎng)殖的褐藻。原產(chǎn)于北大西洋水域，別名為巖藻、挪威海帶、多節(jié)海帶等。研究表明泡葉藻是含褐藻多酚最多的褐藻之一，其含量大概為干重的6.5％。“水華”(Algae Bloom)，指的是水體富營養(yǎng)化后導致淡水水體中藻類，如藍藻、綠藻、硅藻等，大量繁殖的自然生態(tài)現(xiàn)象。“水華”不僅影響了生態(tài)環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展，微藻所分泌的毒素還嚴重影響了飲水質(zhì)量和人類的健康。通常人們會采用物理、化學和生物的方法進行治理。早期的研究發(fā)現(xiàn)大型海藻可能分泌了一些抑制海洋微藻生長的物質(zhì)，因此在海藻生長區(qū)域的附近沒有發(fā)現(xiàn)微藻。近年來的研究證實，綠藻和紅藻中的萜類、多不飽和脂肪酸、溴代過氧化物酶可以影響赤潮微藻的生長。雖然已有報道將褐藻提取物應用于治理富營養(yǎng)水體，但是其主要的活性物質(zhì)并沒有詳細的研究，對微藻生長的抑制作用也沒有深入的探討，而且針對用于抑制“水華”微藻的褐藻提取物，其提取方法也有待優(yōu)化。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本專利技術(shù)提供了一種褐藻多酚組合物的制備方法，包括：1)褐藻用溶劑進行超聲提取；2)步驟1)得到的提取物分離上清液，濃縮。根據(jù)本專利技術(shù)，所述褐藻包括但不限于泡葉藻，例如可以是泡葉藻或其與其它海藻，優(yōu)選與其它褐藻的混合物。根據(jù)本專利技術(shù)，所述褐藻在提取前可經(jīng)過預處理。所述預處理包括浸泡和/或粉碎。優(yōu)選地，所述泡葉藻為泡葉藻粉。根據(jù)本專利技術(shù)的制備方法，其中：步驟1)中，超聲提取可以采用超聲細胞粉碎機進行；優(yōu)選地，所述超聲提取同時進行攪拌，例如磁力攪拌。例如，所述攪拌的轉(zhuǎn)速為50rpm以上，例如100rpm～500rpm，200rpm～400rpm。所述磁力攪拌轉(zhuǎn)速可以為600～1,400rpm，優(yōu)選800～1,200rpm，更優(yōu)選1,000～1,100rpm。其中，優(yōu)選地，褐藻原料與溶劑的比例可以是1～50g/100mL溶劑，例如3～20g/100mL溶劑、6～18g/100mL溶劑，優(yōu)選9～15g/100mL溶劑，更優(yōu)選12～14g/100mL，如12.81g/100mL溶劑。超聲提取的時間可以為5min以上，例如10～300min，優(yōu)選20～150min，如30min、45min、60min、90min、120min。超聲功率95～855w，優(yōu)選190～665w，更優(yōu)選285～475w。提取溫度可以在55℃以下，例如室溫、30℃、40℃或50℃，更優(yōu)選40℃。所使用的溶劑可以選自水、醇類溶劑、酯類溶劑、酮類中的一種或多種，優(yōu)選甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸甲酯、丙酮中的一種或多種，更優(yōu)選水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯和/或丙酮中的一種或多種。當選擇兩種溶劑組成的混合物作為溶劑時，其混合體積比可以是10:1～1:10，例如9:1～2:1、3:7～7:3或4:6～6:4。作為實例，所述溶劑可以選自40～90體積％，如50～75體積％或65～75體積％的丙酮水溶液，具體可以為70體積％的丙酮水溶液。步驟2)中，可以將步驟1)得到的提取物離心或過濾，分離上清液。對于離心的具體條件沒有特別限制，例如：溫度可以為60℃以下，優(yōu)選50℃以下，如30℃以下，如10℃以下、如4℃，轉(zhuǎn)速可以為12,000rpm、10,000rpm、8,000rpm、5,000rpm，離心時間為1～60min，例如3min、8min、10min或15min。作為實例，提取后于4℃，10,000rpm下離心10min。優(yōu)選地，在上清液濃縮后還將其干燥。優(yōu)選地，上清液濃縮采用減壓蒸餾，干燥采用凍干機凍干。本專利技術(shù)還提供一種褐藻多酚組合物。所述褐藻多酚組合物中褐藻多酚的質(zhì)量百分比可以在15％以上，優(yōu)選20％以上，例如24％以上。優(yōu)選地，所述褐藻多酚組合物為上述制備方法得到的產(chǎn)物。本專利技術(shù)還提供了所述褐藻多酚組合物用于抑制“水華”微藻生長的應用，優(yōu)選用于抑制“水華”微藻的細胞分裂和/或葉綠素a合成。其中，優(yōu)選地，當褐藻多酚組合物用于抑制“水華”微藻生長時，所述褐藻多酚組合物在微藻生長介質(zhì)(如培養(yǎng)液或微藻生長水體)中的濃度可以>2體積％，例如2.5體積％以上，如3體積％或4體積％。所述的微藻包括但不限于小球藻(Chlorella vulgaris)和/或斜柵藻(和Scenedesmus sp.)。該組合物對“水華”微藻生長的抑制通過多方面綜合起效，具體表現(xiàn)為對細胞分裂和葉綠素a合成的抑制。本專利技術(shù)還提供一種綜合利用褐藻的方法，包括：1)使用上述方法提取褐藻后，提取剩余的殘渣進行再提取，得到褐藻多糖；2)步驟1)得到的褐藻多糖中，將褐藻淀粉和甘露醇作為酵母發(fā)酵的底物，生產(chǎn)生物能源；和/或?qū)⒑衷迥z進行降解，分成不同聚合度的寡糖。有益效果本專利技術(shù)的褐藻多酚組合物對“水華”微藻的生長具有顯著的抑制作用。本專利技術(shù)褐藻多酚組合物的提取方法還取得了良好的提取效率。并且，本專利技術(shù)還實現(xiàn)了對褐藻的綜合利用，可以極大的提高他們的產(chǎn)值，減少能源消耗，物盡其用。附圖說明圖1示出3％褐藻提取物對兩種微藻作用7天后的生長抑制效果(包括細胞密度和葉綠素a合成指標)。實施例以下通過實施例對本專利技術(shù)所述的褐藻多酚組合物的制備方法和應用作進一步的解釋與說明，但以下實施例不構(gòu)成對本專利技術(shù)的限制。除非另有說明，所述儀器和試劑均可商購獲得。實施例1.泡葉藻提取褐藻多酚組合物的制備泡葉藻(Ascophyllum nodosum)干粉(100目)購買自加拿大Stawest Botanicals公司。藻粉用100mL溶劑進行超聲提取，采用超聲細胞粉碎機(寧波新芝)進行，同時輔助磁力攪拌，轉(zhuǎn)速約1,000rpm，溫度控制在30℃以下，70％丙酮為溶劑提取。提取后10,000rpm、4℃離心10分鐘，取上清液減壓蒸餾后于凍干機凍干，最后將提取物重懸于20mL去離子水，待使用。表1泡葉藻提取條件實驗結(jié)果*功率為細胞粉碎機的總功率(950w)的百分比另外，還使用50％、75％丙酮水溶液作為提取溶劑，實驗a～e相似的提取條件，得到的提取率相近。實施例2.泡葉藻提取褐藻多酚組合物對“水華”微藻生長的抑制作用2.1泡葉藻提取物影響微藻生長實驗兩種微藻Chlorella vulgaris和Scenedesmus sp.分別在裝有30mL無菌培養(yǎng)液的三角瓶中培養(yǎng)，除了對照，其他各加入1mL實施例1實驗d的泡葉藻提取物。置于光照培養(yǎng)箱培養(yǎng)7天后，取樣用Countstar自動細胞計數(shù)儀(Inno-Alliance Biotech,Inc.,USA)測細胞密本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種褐藻多酚組合物的制備方法，包括：1)褐藻用溶劑進行超聲提取；2)步驟1)得到的提取物分離上清液，濃縮；其中，所述褐藻包括但不限于泡葉藻，例如可以是泡葉藻或其與其它海藻，優(yōu)選與其它褐藻的混合物；所述褐藻在提取前可經(jīng)過預處理。所述預處理包括浸泡和/或粉碎；優(yōu)選地，所述泡葉藻為泡葉藻粉。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種褐藻多酚組合物的制備方法，包括：1)褐藻用溶劑進行超聲提取；2)步驟1)得到的提取物分離上清液，濃縮；其中，所述褐藻包括但不限于泡葉藻，例如可以是泡葉藻或其與其它海藻，優(yōu)選與其它褐藻的混合物；所述褐藻在提取前可經(jīng)過預處理。所述預處理包括浸泡和/或粉碎；優(yōu)選地，所述泡葉藻為泡葉藻粉。2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其中：步驟1)中，超聲提取可以采用超聲細胞粉碎機進行；優(yōu)選地，所述超聲提取同時進行攪拌，例如磁力攪拌；優(yōu)選地，褐藻原料與溶劑的比例可以是1～50g/100mL溶劑，例如3～20g/100mL溶劑、6～18g/100mL溶劑，優(yōu)選9～15g/100mL溶劑，更優(yōu)選12～14g/100mL，如12.81g/100mL溶劑；超聲提取的時間可以為5min以上，例如10～300min，優(yōu)選20～150min；超聲功率95～855w，優(yōu)選190～665w，更優(yōu)選285～475w；提取溫度可以在55℃以下，例如室溫、30℃、40℃或50℃，更優(yōu)選40℃。3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其中：步驟1)中，所使用的溶劑可以選自水、醇類溶劑、酯類溶劑、酮類中的一種或多種，優(yōu)選甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、乙酸乙酯、乙酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸甲酯、丙酮中的一種或多種，更優(yōu)選水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯和/或丙酮中的一種或多種。4.如權(quán)利要求3所述的制備方法，其中：當選擇兩種溶劑組成的混合物作為溶劑時，其混合體積比可以是10:1～1:10，例如9:1～2:1、3:7～7:3或4:6～6:4；例如，所述溶劑可以選自40～90體積％，如50～75體積％或65～75體積％的丙酮水溶液，具體...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳華南，石萍，耿旭，
申請(專利權(quán))人：北京大學深圳研究生院，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東;44
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