螺旋藻中藻蓝素的提取研究

精 细 化 工 FINE CHEMICAIS 999年 第 】6卷 Abstract：According to the characteristic reaction，vanillin could be 5 pped by the sodium bisulfite solution，then it could be extracted by buwl acetate under acid circumstance，SOthat vaniUin was separatedan d purified．h With sh0wnthat Lhe prooess of using soditm~bisulfite to extract vanillin had h selectivity and yield．The acldi ng extraction was influenced deeply hy pH value and the eoneenll~llion of vanillin,gO it W8$difficult to extract when the eoncenLra~on was louerthan s L_ Key words：vanillin；sodium bisu~te；extraction；stdpextraction 口 7， 螺旋藻中藻蓝素的提取研究 ～ f ，、L， f 一 f fL c 张文雄，粱 宏，罩海错，黄文榜 ( 大 菊 西 54t0~) ＆朔 摘要：从螺旋藻中提取藻胆蛋白，用甲醇解离其硫醚键得藻蓝素。其最佳解离条件是：温度为 4022，解离时问为 24h．V(甲醇)：m(藻胆蛋白)：200：1。提取率可达 1．5％．产物的 lJv，IR和 文献相符 藻蓝素发色团在酸性溶液中呈比较扩展型，而在中性溶液中呈比较闭台的结构 关键词 坠塑 堡 ；要坚 是取 色§J、 中囤分类号：TS 202 3 文献标识码：A、 文章编号 oo3—52~4(1999)06—0O40—03 藻蓝素是从蓝藻中提取的色素 ，它是 自然界为 数很少的鲜艳的天然蓝色素。它是开链 的四吡咯化 合物(图 1)，多与蛋 白质通过硫醚键 结合在一起。 藻蓝素溶液不发荧光，但与锌离子结台形成荧光盐 络合物。一般不作为蓝色色素单独使用，多与其他 天然色素混合使用在果汁 饮料中等。 。同时，藻蓝 素是吸收光能和传递激发能的重要光合色素，在光 台作用原初过程的研究中有重要意义。 CH 3 H3 H H H H H H R H3 cfb H cH3 R H3午H2 I 实验 R =一 CH广 CH广 C00H 图1 藻蓝素的结构 1 1 材料与仪器 uv用 Et立 U一34O0紫外可见光谱仪测定 ；Ill用 Pekin—Elmer983E型红外光谱仪测定；层析用硅胶为青 岛海洋化工厂产品；藻粉购白广西北海市绿海生物保 健食品有限责任公司；所用其它试剂为分析纯。 1．2 实验方法 1．2．1 藻胆蛋 白的提取 按文献[3]提取藻胆蛋白后对 0．Inwl／L，p}{： 7．0磷酸缓冲溶液透析 48h，低温浓缩，95％乙醇沉 淀，离心，依次用石油醚、丙酮、甲醇洗至无色 真空 干燥得变性藻胆蛋白。 1．2 2 藻胆蛋白甲醇解得藻蓝紊 称取 5z变性藻胆蛋白，加人 lO00n~L甲醇 ，匦温 4O℃，搅拌 24h，抽滤，滤液浓缩至干，残留物溶解在 8一lOmL含 2 5％甲醇的氯仿溶液中，离心．上请液 在 25℃旋转蒸发至于，残留物溶解在 2mL含 2．5％ 甲醇的氯仿溶液中，7倍体积的石油醚沉淀藻蓝素， 石油醚洗涤。以氯仿，甲醇(4／1)为展开体系，用硅 胶薄层层析进行分离，将 Rf值为 0 96和0 88的两 条蓝色色带刮下来后，用甲醇溶解萃取 ，真空低温旋 转蒸发至干，然后再用同样薄层层析方法提纯一次． 收 稿 IJ捌 -l 8一12—22 牡盒聊 ：r1西高校 自然科学) 缸资助坝目(挂教高科 [199514~8母) 维普资讯 http://www.cqvip.com 第6期 张文雄 ，等 螺旋藻中藻蓝素的提取研究 分别得到藻蓝素的两个构型异构体。 1．2．3 产品分析 产品为蓝色粉末状固{奉，难溶于水，易溶于氯仿、 苯、甲醇等有机溶剂。对光、热都不稳定，特别是 Rf值 为O．鹤的异构体更不稳定，易转变为紫红色物质(Rf= o 92)。Rf值为0．96的异构体紫外如图2，蝎 = 643 8n|n( ：3，酸性氯仿)，与文献值 接近。m(溴化 钾压 片 法)如 图 3：3308．6em (v忏_H)，2923．4cm ( )，2857．0cm ( 一。L一)，1706．0cm一，1650．0cm 0 ( lI)，1597．0cm ( 一。 )，与文献[5]相符。 术 碍 蚶 图 2 藻蓝素 uv—VIS谱 2 结果与讨论 图 3 藻蓝素 IR谱 2．1 解离温度对提取率的影响 解离藻胆蛋白得藻蓝素的关键是解离温度。因 藻蓝素对光热不稳定，随着解离温度的升高，藻蓝索 的共轭链和构型被转化，逐渐变为紫红色物质，因而 藻蓝素的提取率显著降低。温度偏低，难以破坏硫 醚键，解离时间偏长 ．提取率较低。解离温度与藻蓝 素提取率关系如表 1。 2．2 解离时问对提取率的影响 保持解离温度为 4O℃，解离时间与提取率关系 见表 2。由表 2可知 ，随着解离时间的延长，藻蓝素 的提取率随之提高 ，时间到 24h时，接近于最高，时 间接近于 60h时 ，提取率又降低 这可能是因为藻 蓝素在甲醇中回流产生．与其甲醇的加合物是一平 衡反应 ，当反应达到一定程度时．反应混台物的组 成不再发生变化。但随着时间的延长，藻蓝素及其 甲醇的加合物同时发生共轭链及构型的转化，而平 衡基本不移动，因此藻蓝素的提取率又慢慢地降低。 表 1 温度与藻蓝素提取率的关系 温度，cc 一 竺 竺 提取率，％ 0．50 1．oo I．50 l 42 o 213 o 14 提取率，％ o 20 0．75 1．oo 1 50 1 54 1．55 1 48 l 40 2．3 甲醇与藻胆蛋白的比率对提取率的影响 保持解离温度为40'E，解离时间为24h，料液比 即 V(甲醇)，m(藻胆蛋 白)对提取率的关系如表 3： 表 3 料液 比与提取率 的关系 料液此 — — ! !塑! 竺： !!— ! ： 提取率f％ 1 o5 l 38 1．45 1．52 1 58 t．58 由表 3可知，料液比对提取率的影响不大，这是 因为在藻蓝素与其甲醇的加合物这一平筏反应中， 甲醇总是过量的，适当提高甲醇的 比例有利于消除 蛋白质对色素的保护作用，提高甲醇加合物的含量、 从而有利于平衡向藻蓝素一边移动，提取率有所提 高，但反应达平衡后，再提高甲醇的比例，影响甚小 2．4 藻蓝素溶液构象性质分析 藻蓝素属胆三烯类化合物，此类化合物有两个 主要吸收峰，一个在紫外区，一个在可见区。根据理 论计算和实验结果表明，两个吸收峰强度之比 0 可以用来推测它们的构型变化口]。当分子构型处于 大螺环型，郾4个吡咯环构成一个比较闭合的结构 时，口 值 比较小 ；而当构型 比较张开时，即 4个吡 咯环的排列接近线型，至少有一个环 问双键由 Z型 变成 E型时，0 值 比较 大。另外 ，当构型改变时， 还伴随着吸收位置的位移。 维普资讯 http://www.cqvip.com 42 精 细 化 工 FINE CHEMICALS 999年 第 16卷 藻蓝素在氯仿 、甲醇中的两个吸收峰见表 4o由表 4可知，加入酸(pH=3)后，最大波长吸收峰位移较大， 是由于加酸后，C环的氮原子形成四级铵盐，吸收波长 的位置和强度都发生较大变化。在酸性氯仿中红移特 大，可能是由于加酸后，氯仿的极性大增，而甲醇本身 的极性较大，加酸后极性增加不多，因而导致酸性氯仿 中最大波长吸收红移大增。在氯仿中，9 值由O．35(9 变成0．7725，在甲醇中，Q 值由O．3967变成O．6081，可 见自由发色团在酸胜溶液中呈比较扩展型，而在中性 溶液中呈比较闭合的结构。 表4 藻蓝素的吸收光谱 参考文献： [】] 蔺定运 ．食用色素的识别 与应用[M]北京：中国食品出版社 1987．1∞ [2] 郑锝光，住河洲．余振新 等 ．藻胆素的构象变化压菇对 光吸收 的影响[J]．生物化学与生物物理进展 ，1996 为(5)：433～436 [3] 韩红卫．覃海错，黄文榜．等．钝顶螺旋藻中藻蓝蛋自提胞纯化 新工艺[J]．精细化工 ．1998．15(1)：18～20 [4] o。h Fz~hac．L幽 R F． e P 0 dlc Group C-P11 。qm [J]．Arch Bib：hem Bio#w，1961．93，458～460 5] Cb~les JP删d ．TheAldrich Library of FT-IR sPec [M J Isl Ed 叩 ．1985．2．574B [6] 程硅江．蒋丽金 藻蓝胆紊二甲酯加成物的形成和结构LJ]科 学通报 ．1992，(5)：451—454， [7] 马金石．方娟，孙贤育 ．藻红胆索二甲酯的溶液掏型分析[J]生 物化学与生物物理进展 ．1986，(6)：23 26． 作者简介：张文雄(1973一)，男．1996年毕业于湖南师范大 学化学系，同年考入广西师范大学攻读有机化学硕士研究 生，并从事螺旋藻的研究与开发工作。 Study on the Extraction of Phycocyanobilin from Spirulina Platensis ZHANG Wen-xiortg，LIANG Hong，QIN Hai—CUO，HUANG Wen-hang (血 唰 Chemiz~ and E r肼 ， Nomwl Uniam'shy，汹 541004，China) Abstract：The chmmophore of phyeobilipmteins．phycocyanobilin，was cleavM from the protein of Spirulina Platensis with methano1．The conditions affecting e cleavage of phycoeyanobiliri Wel'e investigated．The optimum conditions were日s fonows：cleavage temperature 40'E，cleavage血le 24 hours arid methanol／phyeobilipmteim 200：1(Vim)．The extracting yield of the product reached 1．5％ ．Its UV mad IR spectral data werl~compatible with those in the literature The conformation variation of phycocyanobilin in different solutions was studied． Key words：spimlins Platensis；phycobilipmteirts；phycoeyanobilin Foundation item：Granted by univetr,ity natlllal science foundation of Guangxi(Guijiao Gaoke[19951408) @ 一 “ 阳离子松香中性施胶剂 李晓建，李星玮，赵宝昌 V (南京矗j 买季化主写 匠苏南京 21oo94) 摘要：以松香、环氧氯丙烷及三乙胺为原料，按照物质的最比 l：0 7：0 7投料 搅拌下恒温 90℃ 回流4—6h，合成出自身阳离子型的松香腔(ScR)。将上述腔料在强烈机械搅拌下加水及其它 牧稿 日期 ：1999—03一O】 丛盘项 目：黑龙江省科研项 目基金资助(G97A13—7一∞) 维普资讯 http://www.cqvip.com