中科院：基于pH响应型低共熔溶剂的三相分离体系分离纯化葡萄籽多糖

展源 2023-01-30

中国农业科学院麻类研究所（中国农业科学院南方经济作物研究中心）谭志坚研究员团队：基于pH响应型低共熔溶剂的三相分离体系分离纯化葡萄籽多糖

Food Chemistry

●近期，中国农业科学院麻类研究所（中国农业科学院南方经济作物研究中心）谭志坚研究员团队在国际期刊《Food Chemistry》（IF=9.231）上在线发表题为“Extraction and purification of grape seed polysaccharides using pH-switchable deep eutectic solvents-based three-phase partitioning”的研究论文。该研究基于pH响应型低共熔溶剂（DESs）构建绿色的三相分离体系（TPP），应用于分离纯化葡萄籽多糖（GSP），并与传统基于叔丁醇的TPP体系和传统热水浸提法提取GSP进行比较。该研究为提取分离生物活性物质提供了一种绿色、高效、可持续的策略。

成果介绍

葡萄籽占整个葡萄的5-7%，通常在葡萄酒酿造后被丢弃，不仅造成资源浪费，还造成环境污染。葡萄籽多糖（GSP）是一种重要的生物活性成分，具有抗肿瘤、抗衰老、抗病毒、降糖、降血脂和抗氧化等功能。

三相分离技术（TPP）是一种新兴生物分离技术。与传统的提取分离技术相比，TPP技术展现出有许多优势，但也存在一些不足。主要的缺陷是TPP体系通常使用易挥发、易燃、有毒的叔丁醇。因此，开发绿色溶剂来替代有机溶剂具有重要意义。

低共熔溶剂（DESs）是由氢键受体（HBAs）和氢键供体（HBDs）组成的共晶混合物。DESs具有制备简单、成本低、生物降解性好、提取效率高等优点。DESs作为环保型溶剂，已被广泛用于取代传统有机溶剂提取天然生物活性物质。虽然DESs是一种很有前景的绿色溶剂，但由于常规DESs具有非挥发性，很难从目标产物中分离出来，因此无法满足大规模提取生物活性物质的要求，而响应型DESs能够很好地解决这一问题。响应型DESs是指随着环境变化（包括温度、pH值、CO2等）可以在极性和非极性、亲水性和疏水性以及高离子强度和低离子强度之间切换性质的一类DESs。

本研究采用pH响应型DESs取代叔丁醇构建TPP分离纯化GSP。筛选出最佳DES（DES-1，月桂酸:辛酸= 1:1），经优化，GSP提取率最高可达98.04 mg/g，提取率显著高于传统叔丁醇-TPP和传统热水浸提法提取的GSP。DES-1在连续使用25次后，提取率仅下降13.69 mg/g，说明DES-1具有良好的循环稳定性。通过调节pH值可实现DES-1的切换再生，再生后的DES-1的提取性能可完全恢复，展现出pH响应型DES良好的再生回收性。此外，该方法所得的GSP具有良好的自由基清除活性。这种绿色、高效、可持续的方法为生物活性物质的提取纯化提供了新的思路。