[发明专利]一种利用XAD树脂柱及混合碱溶液提取藻体中腐殖酸的方法

说明书

技术领域

本发明属于天然有机质的分离提取技术领域，具体涉及一种利用XAD树脂柱及混合碱溶液提取藻体中腐殖酸的方法。

背景技术

腐殖酸是一种结构和组分十分复杂的天然大分子有机混合物，它在碱性和中性条件下可溶，在pH 1.0时不溶于水。腐殖酸是影响水体和土壤中碳、氮和磷等营养盐循环的因素之一。腐殖酸研究不仅是生物地球化学和环境科学研究的热点，而且是环境污染治理中必须面对的难点。水生生物中，特别是藻体中腐殖酸的提取对研究水体中腐殖酸的来源和归趋具有重要意义。

为了进一步的研究腐殖酸的结构和组成，科研工作者对腐殖酸的分离方法进行了报道。华中科技大学的李会杰在其硕士学位论文《腐殖酸和富里酸的提取与表征研究》(2012年)中对从不同季节不同湖泊采集到的底泥中提取到的腐殖酸和富里酸的提取方法及结构进行了讨论，其中采用氢氧化钠和焦磷酸钠的混合溶液提取其中的腐殖酸和富里酸的混合物，分离后分别对其进行纯化。专利申请文件《一种从泥煤中提取腐殖酸的方法》则探讨了通过调整并控制硝酸溶液与氢氧化钠或氢氧化钾溶液提取腐殖酸的方法。提取的腐殖酸的纯度达到80％以上。但由于不同来源(土壤、沉积物、水体、藻体)中杂质成分及含量，杂质和腐殖酸相互作用存在巨大差异。例如土壤中提取腐殖酸，杂质主要为无机矿物质；水体中提取腐殖酸，杂质主要为可溶离子；藻体中提取腐殖酸，杂质主要为有机脂肪、蛋白质及聚糖类物质。因此土壤、水体中分离提取腐殖酸的方法无法直接应用于提取藻体。Ghabbour EA等人于1994年发表在《应用藻类学杂志》(Journal of Applied Phycology)第6期第459-468页上的《从褐藻间囊藻中分离提取腐殖酸》(Isolation of humic acid from the brown alga Pilayella littoralis)；以及Radwan A等人于1997年发表在《应用藻类学杂志》(Journal of Applied Phycology)第8期第553-562页上的《从球型褐藻、墨角藻和糖昆布三种褐藻类及海生被子植物大叶藻中分离提取腐殖酸》(Isolation of humic acid from the brown algae Ascophyllum nodosum,Fucus vesiculosus,Laminaria saccharina and the marine angiosperm Zostera marina)；中国环境科学研究院的林樱在其硕士学位论文《土壤、沉积物以及蓝藻中有机质标准物质的提取与表征》(2011年)中第19-20页对太湖蓝藻有机质提取，均采用传统方法提取藻类植物中的腐殖酸。该方法主要包括：藻体索氏提取、藻体氯化钙及酸洗、藻体碳酸钠处理等步骤。申请人在之前的专利申请文件《一种藻体中腐殖酸的分级提取方法》(申请日2015.09.16，申请号201510586128.5)也采用类似的方法对取自胶州湾的褐藻样品进行了腐殖酸的分级提取。但上述4种藻体腐殖酸提取方法存在以下问题：1)藻体索氏提取过程中需要用到乙醚、丙酮、乙醇、二氧杂环己烷等多种易燃易爆有机溶剂，操作安全性差；2)整个索氏提取过程一般耗时约240-360小时，耗时过长；3)索氏提取使用大量有机溶剂，处理处置耗费物力和财力，如果处理不当极易造成环境污染。

因此，研发快速、高纯度和环境友好型的腐殖酸提取方法，是藻体中腐殖酸研究的首要问题。

发明内容

本发明的目的是能够克服现有技术中提取藻体中腐殖酸的方法存在的安全性差，耗时长，有机溶剂用量大，容易造成环境污染等问题，提供一种快速地提取高纯度的藻体中腐殖酸的方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种利用XAD树脂柱及混合碱溶液提取藻体中腐殖酸的方法，该方法包括以下步骤：

a、酸洗藻体粉末

向藻体粉末中加入去离子水，用酸调节得到pH＝1.0-3.0且固液比为1:8-10的固液混合液A，搅拌后静置，离心，得上层清液0和固体沉淀1；

b、混合碱液提取腐殖酸

1)向固体沉淀1中加入去离子水，用酸或碱调节得到pH＝6.0-8.0，得固液混合物B；

2)在氮气保护条件下，向固液混合物B中加入焦磷酸钠溶液和氢氧化钠溶液，得固液比为1:8-10、焦磷酸钠的浓度为0.05-0.2mol/L且氢氧化钠的浓度为0.05-0.2mol/L的固液混合物，搅拌后静置，离心，弃去下层固体沉淀，得上层清液与上层清夜0合并标记为上层清液1；