香菇多糖無機(jī)陶瓷膜超濾法提純工藝技術(shù)分析

耿敏

摘? 要：香菇多糖的提純過程，目前已經(jīng)開發(fā)出了多種方法。香菇多糖所具備的理化特征經(jīng)過深入研究之后，發(fā)現(xiàn)不但可以用作工業(yè)原料，在疾病診療方面也發(fā)揮了重要作用，而要發(fā)揮香菇多糖的應(yīng)有作用，必須要保障提純的精度和分子量。基于對(duì)無機(jī)陶瓷膜超濾法使用原理和需要采用設(shè)備的分析，本文探討了在香菇多糖的提純工藝中，該項(xiàng)技術(shù)的使用方法，從而讓最終提純的香菇多糖符合具體的應(yīng)用指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：香菇多糖? 無機(jī)陶瓷膜超濾法? 提純工藝? 技術(shù)

中圖分類號(hào)：TQ461? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2020）10（c）-0035-03

Abstract： At present， many methods have been developed to purify lentinan. After in-depth research on the physical and chemical characteristics of lentinan， it was found that it can not only be used as an industrial raw material， but also plays an important role in the diagnosis and treatment of disease， but to play the due role of lentinan， the precision and molecular weight of purification must be guaranteed. Based on the analysis of the use principle of inorganic ceramic membrane ultrafiltration method and the need to use equipment， this article discusses the use of this technology in the purification process of lentinan， so that the final purified lentinan meets the specific application indicators.

Key Words： Lentinan; Inorganic ceramic membrane ultrafiltration; Purification technology; Technology

香菇多糖的提純過程，目前已經(jīng)開發(fā)出了多種方法，但是大部分的提純方法無法商用，原因是各類技術(shù)的試用過程中，整個(gè)技術(shù)流程較為復(fù)雜，且不能保證提純后的多糖分子量和純度符合要求。對(duì)于無機(jī)陶瓷膜超濾法，一方面整個(gè)提純系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較為簡單，為大規(guī)模商用過程奠定了基礎(chǔ)，另一方面可以保證分子量和純度，則該方法具有更高的使用價(jià)值。

1? 無機(jī)陶瓷膜超濾法原理和操作方案

1.1 技術(shù)原理

無機(jī)陶瓷膜超濾法的原理本質(zhì)上是滲濾技術(shù)，使用陶瓷材料制作小分子可以滲透的單項(xiàng)滲濾膜，而超濾技術(shù)的試用過程，會(huì)在單向滲濾通道的反方向上施加壓力，且該數(shù)值高于自主滲濾狀態(tài)下的力學(xué)參數(shù)。同時(shí)在被過濾物的處理過程，需要根據(jù)超濾技術(shù)的使用原則、應(yīng)用方法和施加的壓力參數(shù)，將所有的被處理物質(zhì)放置在超濾膜的加壓端，超濾膜配置在原料池和生成物存儲(chǔ)池的中間位置，則在這兩個(gè)因素的共同作用下，可以將取得的香菇多糖濾出，從而讓最終可以取得的物質(zhì)符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)[1]。

1.2 技術(shù)材料

在本文的驗(yàn)證過程中，既直接使用無機(jī)陶瓷膜超濾法取得被提純之后的香菇多糖，也在該過程中直接使用相關(guān)的化學(xué)試劑，分析在經(jīng)過了專項(xiàng)處理工作之后，所提純出的多糖材料純度參數(shù)，從而給出對(duì)于該項(xiàng)提純技術(shù)的后續(xù)處理和協(xié)調(diào)方法。在技術(shù)材料的確定過程，一類材料為無機(jī)陶瓷膜超濾法中本身需要使用的相關(guān)設(shè)備，比如加壓裝置、陶瓷膜、香菇多糖的溶劑等，另一類是后續(xù)的檢測(cè)類設(shè)備或試劑，比如苯酚、液相頻譜檢測(cè)儀等，基于對(duì)所有參數(shù)的分析，探討該方法在材料過濾方面可以發(fā)揮的作用。

1.3 操作流程

在無機(jī)陶瓷膜超濾法的操作過程，首先需要對(duì)原材料進(jìn)行處理，從而讓意圖獲取的原材料可以完全按照當(dāng)前已經(jīng)制定的工作標(biāo)準(zhǔn)和工作規(guī)范，探討在該設(shè)備的運(yùn)行過程中，相關(guān)材料的處理方法和運(yùn)行狀態(tài)。其次是相關(guān)設(shè)備接入，比如超濾系統(tǒng)中需要使用的溶液加壓設(shè)備、提純物的吸取設(shè)備、對(duì)于各類雜質(zhì)的過濾設(shè)備等，只有所有這類信息都得以建設(shè)的情況下，方可保證整個(gè)系統(tǒng)可以按照預(yù)先期望運(yùn)行。最后處理結(jié)果的檢測(cè)工作，由于在本文的研究過程，探究的項(xiàng)目為無機(jī)陶瓷膜超濾法是否可以在香菇多糖的提純工藝中發(fā)揮積極有效的作用，所以在最后的使用過程，必須對(duì)該技術(shù)的工藝水平進(jìn)行驗(yàn)證。

2? 香菇多糖無機(jī)陶瓷膜超濾法提純工藝的作用效果

2.1 材料選擇和預(yù)處理

無機(jī)陶瓷膜超濾法的處理中，顯然不可對(duì)干香菇或者鮮香菇直接擠壓處理，故而要對(duì)其進(jìn)行預(yù)處理。在材料選擇中，采用的原料為干香菇，直接采購自當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)貿(mào)市場(chǎng);濃硫酸、苯酚和95%乙醇等，這類材料的作用是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多糖的提純，要按照實(shí)際需要配置相應(yīng)的水溶液[2]。另外在工作過程中，也需要對(duì)其香菇原材料中可能存在的雜質(zhì)進(jìn)行處理，該過程中采用超聲波清洗機(jī)，其作用對(duì)象是干香菇材料，尤其是對(duì)于香菇的根部，需要使用該設(shè)備進(jìn)行處理，從而防止在后續(xù)的處理過程中，原材料中存在的不溶性雜質(zhì)對(duì)其他材料、設(shè)備造成損壞。需要注意的是，在所有的設(shè)備和試劑的使用過程中，需要完全按照該項(xiàng)工作的相關(guān)方案和工作結(jié)果的要求合理檢查運(yùn)行狀態(tài)。

2.2 溶液處理

溶液處理是無機(jī)陶瓷膜超濾法中最重要的一個(gè)步驟，要能夠消除獲取溶液中的不溶性雜質(zhì)，則在后續(xù)的處理過程中，需要使用專業(yè)的打磨機(jī)，對(duì)香菇進(jìn)行破壁處理，之后取得溶液。在取得了溶液之后，需要對(duì)該材料進(jìn)行過濾處理，直接采用濾紙過濾即可，在實(shí)驗(yàn)過程中，取得500ml的經(jīng)過預(yù)處理的溶液，使用專業(yè)設(shè)備處理，從而取得粗提液。在經(jīng)過了處理之后，將該溶液直接配置到離心泵中，通過調(diào)節(jié)泵體的轉(zhuǎn)速和處理方式，即可直接將該溶液作為后續(xù)的超濾液進(jìn)行處理。

2.3 正式超濾

在正式的超濾處理中，要將已經(jīng)經(jīng)過了預(yù)處理的溶液進(jìn)行超濾處理，該過程中使用的設(shè)施為超濾料槽，可通過對(duì)該方法的使用，調(diào)解不同的超濾溫度、壓力差、溶液流速等情況下，香菇多糖的超濾結(jié)果。在超濾料槽的處理過程，要取得500ml的粗提液，配置到超濾料槽中之后，要改編離心泵的轉(zhuǎn)速和樣品的出口開關(guān)，以控制跨膜的壓力差和膜表面的液體流速。在濾出的溶液達(dá)到400ml時(shí)，需要使用蒸餾水多次沖洗超濾料槽，蒸餾水的使用量為100ml，同時(shí)在該過程中需要控制操作溫度、無機(jī)陶瓷膜的液體流速、跨膜壓力差以及對(duì)超濾料槽的沖洗次數(shù)等，之后將取得的處理結(jié)果作為后續(xù)的提純方案分析數(shù)據(jù)，從中選擇實(shí)際加工處理中，可以采用的最佳處理參數(shù)體系。

2.4 成果分析

在專項(xiàng)處理結(jié)果中，共分為9組，其中1～3組的超濾溫度都為40℃，壓力差分別為0.1MPa、0.2MPa和0.3MPa，溶液的流速分別為4.5mg/ml、5.0mg/ml和5.5mg/ml，沖洗次數(shù)分別為1次、2次和3次，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果上來看，香菇多糖的回收率分別為88.7%、81.2%和90.0%[3]。

4～6組的超濾溫度都為45℃，對(duì)于超濾工作中的膜兩段壓力差、溶液的流速、對(duì)于超濾料槽的沖洗此處也都按照1～3組的參數(shù)進(jìn)行配置，其中取得的香菇多糖回收率分別為83.6%、89.0%和93.0%。

7～9組的超濾溫度都是50℃，對(duì)于其他的參數(shù)配置情況，都按照與1～3組的相同參數(shù)進(jìn)行配置，完全按照已經(jīng)制定的超濾工作方案進(jìn)行分析，取得的香菇多糖回收率參數(shù)分別為87.0%、95.0%和91.0%。通過對(duì)這9組實(shí)驗(yàn)取得的回收率上來看，當(dāng)超濾溫度為50℃，無機(jī)陶瓷膜兩端的壓力差為0.3MPa，且對(duì)于超濾料槽的沖洗次數(shù)為1次時(shí)，香菇多糖的回收率達(dá)到95.0%，為最高狀態(tài)，則可確定該參數(shù)使用是可以取得最高的回收率。該試驗(yàn)結(jié)果說明，由于無機(jī)陶瓷超濾膜結(jié)果具有穩(wěn)定性，且不含有有機(jī)質(zhì)，則在該材料的使用過程，一方面可以防止系統(tǒng)運(yùn)行中生成其他類型的雜質(zhì)，另一方面在工作過程中，由于陶瓷膜的表面光滑，所以在系統(tǒng)的運(yùn)行過程，可以降低對(duì)香菇多糖的損耗量，此外通過對(duì)回收多糖純潔度的分析，發(fā)現(xiàn)多糖的純度達(dá)到84.3%。

3? 香菇多糖無機(jī)陶瓷膜超濾法提純工藝的優(yōu)化方案

3.1 抗氧化處理

無機(jī)陶瓷膜超濾法的使用過程中，需要消耗一定的處理時(shí)間，同時(shí)使用的菇多糖溶液本身也具有一定的氧化性，這就導(dǎo)致在多糖的提純過程中可能遭受氧化。在提純工藝的抗氧化性能測(cè)定過程，使用DPPH自由基進(jìn)行檢測(cè)，直接從提純后的香菇多糖中，直接取得樣本2ml，并向其中加入2ml的DPPH溶液，該溶液物物質(zhì)的量為0.2mol/L，在混合并搖晃均勻之后，放置在常溫且無光照處0.5h，之后在517nm波長的光環(huán)境下測(cè)量經(jīng)過處理多糖溶液的吸光率[4]。

另一個(gè)實(shí)驗(yàn)組為多糖溶液和無水乙醇的混合溶液，在處理過程中，也讓其處于517nm波長的光環(huán)境下，測(cè)量該溶液的吸光率[5]。對(duì)于該項(xiàng)測(cè)試工作的對(duì)照組，為使用的無水乙醇，通過對(duì)不同情況下吸光率的分析，可以得到多糖的氧化量。

從測(cè)試結(jié)果中可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)超濾處理的時(shí)間過長時(shí)，則香菇多糖的被氧化比例升高，這與常規(guī)性的知識(shí)貼合。此外若在超濾處理過程中，使用了過氧化氫、硫酸等藥品作為溶劑時(shí)，則香菇多糖的被氧化速度大幅提高，故而在超濾工藝中，要科學(xué)控制處理時(shí)間，同時(shí)對(duì)于溶劑也要經(jīng)過科學(xué)選擇。

3.2 超濾時(shí)間控制

在超濾時(shí)間控制過程中，并不是意味著所有的處理步驟都要縮短時(shí)間，而是在特定的處理與加工步驟中，采取相關(guān)方法進(jìn)行處理。其中需要充分縮短處理時(shí)間的步驟為對(duì)香菇的預(yù)處理過程，故而在具體的處理過程，一方面在對(duì)香菇進(jìn)行正式的打磨和粉碎處理之前，使用專業(yè)設(shè)備去除香菇材料中存在的不溶性雜質(zhì)，可以使用超聲波處理裝置達(dá)成目的[6]。另一方面項(xiàng)目打磨粉碎處理之后，要合理控制該材料與空氣的接觸時(shí)間，必要時(shí)可以在真空環(huán)境下處理，通過該模式，可以有效防止在材料的預(yù)處理之后，多糖材料品質(zhì)由于被氧化，從而導(dǎo)致超濾工藝的品質(zhì)下降[7]。

3.3 加工流程協(xié)調(diào)

在加工流程的協(xié)調(diào)過程中，需要經(jīng)過材料的預(yù)處理、過濾、超濾處理，之后將富集了多糖材料的溶液抽出即可。在加工流程的協(xié)調(diào)過程，首先需要全面控制所有的加工步驟和工藝限制參數(shù)，以提高溶液中的香菇多糖含量。此外在處理過程，也需要精準(zhǔn)控制提純參數(shù)，包括溶液的處理溫度、處理時(shí)間、滲濾膜的兩側(cè)壓力差、溶液的處理流量等，要求所有的加工和處理方案中，都必須要按照上文中已經(jīng)取得的分析結(jié)果進(jìn)行選用[8-9]。

另外在流程的協(xié)調(diào)過程中，也需要根據(jù)具體工藝中可以取得的專項(xiàng)工作結(jié)果，分析該工程項(xiàng)目的后續(xù)處理和整合方案，要求在取得了相關(guān)工作成果之后，需要找到當(dāng)前操作過程中的問題和缺陷，并在后續(xù)的工作中將其解決[10]。

4? 結(jié)語

綜上所述，香菇多糖的提純工作中，可通過無機(jī)陶瓷膜超濾法，實(shí)現(xiàn)對(duì)于其中含有多糖的提純，之后方可讓整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量得到保持。在專項(xiàng)處理過程中，需要通過對(duì)香菇材料的預(yù)處理，之后獲取溶液，借助無機(jī)陶瓷滲濾膜結(jié)構(gòu)超濾處理，同時(shí)對(duì)于加工過程中的溫度、流量、滲濾膜兩端的壓力差等參數(shù)，都需要經(jīng)過科學(xué)分析。

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