[摘要]本文对离子交换法提取还原型谷胱甘肽时的提取条件进行了研究,确定最佳提取工艺条件上柱pH3.0、洗脱用NaOH 浓度0.25 M,洗脱流速30cm/min,此条件下谷胱甘肽的平均回收率为53.06% ,产品还原型谷胱甘肽含量为2.953% 。
[关键词]还原型谷胱甘肽,离子交换,提取
谷胱甘肽是一种三肽(r-L-谷氨酰-L-半胱氨酰-甘氨酸)化合物,它广泛分布于动物、植物和
油料种子中。它在细胞中的功能之一就是抵御各种毒素和致癌剂。有研究表明:谷胱甘肽在小肠中能被完全吸收,并且某些上皮细胞能利用外源谷胱甘肽去毒,这说明膳食中的谷胱甘肽决定着人体中细胞受损伤的程度。除作为抗毒剂外,谷胱甘肽还对一些巯基酶有激活作用,可作为保护酶和其它蛋白巯基的抗氧化剂,在生物氧化、氨基酸转运、保护血红蛋白等过程中起一定作用。另外,谷胱甘肽还具有抑制衰老、预防糠尿病、消除疲劳等作用l。最近研究还发现谷胱甘肽具有抑制艾滋病的作用。因此,研究谷胱甘肽对人类的健康和生活具有重要的意义。GSH 的早期制备方法都是采用萃取法,萃取法制备GSH所使用的溶剂可以是水、有机酸溶液和稀醇等,但提取收率低,且造成严重的环境污染。本研究是根据还原型谷胱甘肽的等电点为5.93,当其溶液的pH调整到小于5.93时,可利用还原型谷胱甘肽带正电荷可与732阳离子树脂进行交换作用的原理,选用合理的提取工艺和条件,将还原型谷胱甘肽分离纯化。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 原料含谷胱甘肽的啤酒酵母抽提液: 自制。
1.1.2 化学试剂:标准谷胱甘肽(GSH): 由Romhe公司生产;离子交换树脂 732型阳离子交换树脂:市售;氢氧化钠、盐酸、偏磷酸、碘化钾、可溶性淀粉、碘酸钾、亚硝基铁氰化钠均为AR,购自化学试剂商店。
1.1.3 仪器及设备:离子交换柱自制;旋转蒸发器 RE一52A;水循环真空泵 SHB—B95。
1.2 方法
1.2.1 工艺流程
含谷胱甘肽抽提液——调pH 至3.0——再生后的732阳离子交换柱吸附——蒸馏水洗柱(洗柱流速10mL/min)至中性——0.25N 的NaOH溶液洗脱(洗脱流速30 mL/min)——收集洗脱液(洗脱终点用亚硝基铁氰化钠检测)——中和——浓缩——真空干燥——样品。
1.2.2 测定方法
1.2.2.1 谷胱甘肽含量的测定:谷胱甘肽含量的测定采用碘量法。
1.2.2.2 洗脱终点判断(亚硝基铁氰化钠检测法):取洗脱液5 mL加2滴1%亚硝基铁氰化钠溶液,观察其颜色变化,若颜色变为红色,表明洗脱液中有还原型谷胱甘肽存在,否则,表明洗脱液中无还原型谷胱甘肽存在。
2 结果与分析
2.1 上柱的还原型谷胱甘肽溶液pH 对还原型谷胱甘肽收率的影响
本试验选用上柱pH为2.0、3.0、4.0、5.0,经过离子交换后,计算各种pH条件下还原型谷胱甘肽的回收率,确定最佳的上柱pH值,其试验结果如表从表1可知,上柱最适pH为3.O,其还原型谷胱甘肽回收率为65.42%。
2.2 洗脱流速对还原型谷胱甘肽收率的影响
洗脱时,流速的不同,不仅影响还原型谷胱甘肽的收率,而且会影响洗脱液的体积,流速太慢,洗脱时间长,设备利用率低;洗脱流速太快,还原型谷胱甘肽洗脱率低,洗脱液体积大,浓缩能耗高。不同洗脱流速对还原型谷胱甘肽收率的影响结果见表2。从表2可知,虽然低流速(10.20mL/min)时,还原型谷胱甘肽的回收率稍高,但洗脱速度慢,而30 mL/min时的还原型谷胱甘肽回收率也较高,40mL/min时的回收率明显降低,因此选用洗脱速度为30 mL/min。
2.3 洗脱用NaOH 浓度对还原型谷胱甘肽收率的影响
选用NaOH浓度为:0.10 m、0.15 m、0.20 m、0.25 m、0.30 m、0.35 m、0.40 m,不同Na0H浓度洗脱时,还原型谷胱甘肽回收率的结果见表3。从表3可知,洗脱用NaOH浓度定为0.25 m,此时洗脱率虽不是最高,但与其它高浓度时相差不大,由于NaOH浓度越高,洗脱液中NaOH含量及杂离子含量增多影响产品质量。
2.4 离子交换法提取还原型谷胱甘肽重复试验结果
按照前述条件,从含还原型谷胱甘肽的酵母抽提液中提取还原型谷胱甘肽,经离子交换,洗脱液中和至pH6.5,真空浓缩(温度40℃ ,真空度0.1Mpa),得到还原型谷胱甘肽粗品,其结果见表4。经过重复试验可知,采用离子交换法提取还原型谷胱甘肽,在最适提取条件下,还原型谷胱甘肽的平均回收率为53.06%,产品还原型谷胱甘肽含量为2.953%,最适上柱pH3.0,洗脱流速为:30 mL/min,洗脱用NaOH浓度为0.25 m。
3 结论与讨论
3.1 结论
采用离子交换法提取还原型谷胱甘肽时,上柱最适pH为3.O;在用NaOH洗脱时,NaOH 的洗脱速度为30 mL/min;洗脱用NaOH浓度为0.25 m;还原型谷胱甘肽的平均回收率为53.06% ,产品GSH含量为2.953%。
3.2 讨论
产品中杂质含量大,产品质量差,可采用进一步的方法提高品纯度。