[发明专利]一种从活性污泥中提取海藻多糖的方法

说明书

本发明公开了一种从活性污泥中提取海藻多糖的方法，涉及活性污泥回收技术领域。本发明提供的从活性污泥中提取海藻多糖的方法，以污水处理厂的污水生物处理过程所依赖并产生的活性污泥为原料，对活性污泥微生物细胞进行高效破壁，使微生物细胞的内部物质被释放，再优化提取方法，得到纯化的海藻多糖(包括藻石酸、褐藻多糖、卡拉胶及肝素等)。

技术领域

本发明涉及活性污泥回收处理技术领域，尤其涉及一种从活性污泥中提取海藻多糖的方法。

背景技术

海藻多糖是一类组成结构复杂、种类繁多、应用广泛的细胞间多糖，目前已知其主要存在于海藻及少数动物组织中(牛的肺叶、猪的胃粘膜等)，同时也有极少量存在于一些嗜盐植物与微生物中。海藻多糖的化学性质及生物活性受化学组成、结构及硫酸化程度的影响，主要化学性质及生物活性表现为：凝胶增稠性、抗氧化性、抗凝血性、抑制血管生成(抗肿瘤性)、免疫调节性、抗HSV及抗HIV病毒特性。海藻多糖依照其纯度高低的不同，可被广泛的使用于工业添加剂、食品及化妆品添加剂，以及医药中间体。目前，被广泛应用的海藻多糖主要包括：藻石酸盐、褐藻多糖、卡拉胶、肝素钠等。

由于海藻多糖化学组成与结构复杂，其大规模生产无法采用人工合成的方式。目前全球超过90％的海藻多糖生产依赖于从海藻中直接提取，剩余部分则全部依赖于动物组织提取。虽然自二十世纪五十年代末，人工海藻养殖技术迅速发展，为海藻多糖的生产提供了大量原料，但由于海藻养殖对天气和海水条件依赖高，适宜养殖区域有限，且海藻养殖成本高昂，海藻收集完全依赖人工，加上现有提取方法在提取率方面的限制，全球海藻多糖市场始终处于供不应求的状态，且海藻多糖产品的价格也十分昂贵。此外，人工海藻养殖所产生的大量养殖废水，也已经成为了海藻养殖中不可忽视的环境问题。

活性污泥是污水生物处理所依赖并大量产生的副产物，其实质是利用污水中碳、氮、磷等营养元素大量繁殖的微生物聚集体，因其微生物群落复杂、繁殖量巨大、且外观呈棕褐色、具有稀泥状，得名“活性污泥”。长期以来，活性污泥都被视为污水生物处理过程中产生的大量废物，对活性污泥的处理也是以“无害化及减量化”为目的，主要处理方式包括：卫生填埋、焚烧、厌氧消化、好氧堆肥等。而活性污泥中存在的多种可回收利用的物质则一直被人们所忽视。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种从活性污泥中提取海藻多糖的方法，一方面解决活性污泥的回收处理问题，另一方面缓解当前海藻多糖生产方式单一的问题。

为了解决上述问题，本发明提出以下技术方案：

一种从活性污泥中提取海藻多糖的方法，包括以下步骤：

S1，对活性污泥中的微生物细胞进行高效破壁，得到含有内源物质的泥水混合液；

S2，对含有内源物质的泥水混合液进行离心过滤，除去固相泥饼，得到液相组分；

S3，向液相组分中加入沉淀剂至没有沉淀产生，离心过滤，得到藻石酸盐沉淀以及上清液；

S4，向S3的上清液中加入乙醇，待絮状沉淀完全后离心过滤，保留絮状沉淀；

S5，用饱和NaCl溶液和乙醇反复洗涤所述絮状沉淀，至絮状沉淀溶解于饱和NaCl溶液中无难溶杂质后，再向溶解有絮状沉淀的饱和NaCl溶液中加入乙醇，至沉淀完全，离心过滤，得到海藻多糖沉淀；

S6，向S5的海藻多糖沉淀中加入蒸馏水至溶解完全，利用空间排阻色谱对溶液组分进行分离，在相同操作条件下对比褐藻多糖、卡拉胶及肝素钠出峰时间，对液相分离组分进行收集，干燥，分别得到褐藻多糖、卡拉胶及肝素钠固体。

其进一步地技术方案为，将步骤S3中的藻石酸盐沉淀收集并干燥，即得到藻石酸固体。

其进一步地技术方案为，所述步骤S1中，对活性污泥中的微生物细胞进行高效破壁的具体操作包括如下步骤：