磷脂酰絲氨酸（PS）的綠色純化技術以大孔樹脂吸附-乙醇洗脫為核心，具有操作溫和、溶劑可回收、無有毒試劑殘留、能耗低等優勢，契合清潔生產與綠色化工的發展需求。該工藝的核心是利用大孔樹脂對它的特異性吸附，結合乙醇水溶液的梯度洗脫實現磷脂酰絲氨酸與磷脂酰膽堿（PC）、磷脂酰乙醇胺（PE）等雜質磷脂的高效分離，其工藝優化需聚焦樹脂選型、吸附條件、洗脫參數及工藝強化四個關鍵環節，具體如下：

一、大孔樹脂的選型依據與改性策略

大孔樹脂的孔結構、極性及表面官能團直接決定其對磷脂酰絲氨酸的吸附容量與選擇性，是純化工藝的基礎。

樹脂選型原則優先選擇中等極性或弱極性大孔樹脂，這類樹脂兼具疏水作用與極性吸附能力，可通過“疏水作用+氫鍵作用”特異性結合磷脂酰絲氨酸分子：

孔結構參數：樹脂的比表面積需控制在300~600m²/g，孔徑為20~50nm，孔容為0.8~1.2mL/g。合適的孔結構既能保證磷脂酰絲氨酸分子（分子量約750Da）順利擴散進入孔道，又能提供充足的吸附位點；比表面積過大易導致雜質吸附過多，孔徑過小則會阻礙其傳質。

極性匹配：中等極性樹脂（如苯乙烯-二乙烯苯共聚物接枝少量極性基團）可通過羥基、氨基與磷脂酰絲氨酸分子的磷酸基團、絲氨酸極性頭部形成氫鍵，提升吸附選擇性；弱極性樹脂則主要依靠疏水作用吸附它的脂肪酸鏈，適合從高油脂基質中分離磷脂酰絲氨酸。

常用樹脂型號：工業中常用D101、AB-8、HPD-100等非極性/弱極性大孔樹脂，以及X-5、NKA-9等中等極性樹脂。其中AB-8樹脂對磷脂酰絲氨酸的吸附容量可達80~100mg/g樹脂，且對PC、PE的吸附率低于15%，分離效果顯著。

樹脂改性提升選擇性針對樹脂吸附特異性不足的問題，可通過化學改性增強對磷脂酰絲氨酸的靶向結合能力：

陽離子化改性：在樹脂表面接枝季銨基、氨基等陽離子基團，利用靜電作用結合磷脂酰絲氨酸分子的磷酸陰離子基團，顯著提升吸附選擇性，例如，經三甲胺改性的D101樹脂，對磷脂酰絲氨酸的吸附容量提升至120mg/g樹脂，且雜質磷脂的吸附率降至5%以下。

親和改性：通過偶聯L-絲氨酸或磷脂結合蛋白，構建親和層析樹脂，利用分子識別作用實現 磷脂酰絲氨酸的精準吸附，純度可達95%以上，但成本較高，適用于高純度磷脂酰絲氨酸的制備。

二、大孔樹脂吸附過程的工藝優化

吸附過程的核心是通過調控料液參數與操作條件，極大化樹脂對磷脂酰絲氨酸的吸附容量與選擇性，減少雜質競爭吸附。

料液預處理優化酶法制備的磷脂酰絲氨酸粗提液中含有蛋白質、脂肪酸、鹽離子等雜質，需先進行預處理：

pH調節：將料液pH調至5.0~6.0，此pH下磷脂酰絲氨酸分子的磷酸基團解離程度適中，與樹脂的氫鍵作用極強，同時可減少蛋白質的兩性吸附。避免pH過高（＞7.0），否則它的極性頭部解離過度，易與樹脂產生靜電排斥；pH過低（＜4.0）則會導致雜質磷脂質子化，增加競爭吸附。

除雜處理：通過微濾（0.22 μm 膜）去除蛋白質膠體顆粒，采用鹽析法（添加5%~8% NaCl）沉淀游離脂肪酸，降低雜質對樹脂的污染。預處理后的料液需控制濁度＜5NTU，確保樹脂孔道不被堵塞。

濃度控制：料液中磷脂酰絲氨酸的初始濃度宜控制在5~10mg/mL，濃度過高會導致分子間聚集，降低吸附效率；濃度過低則會增加后續洗脫的溶劑用量，提高成本。

吸附操作條件優化

上樣流速：采用動態吸附方式，上樣流速控制在1~2 BV/h（BV為樹脂床體積）。流速過快會導致磷脂酰絲氨酸與樹脂接觸時間不足，吸附不完全；流速過慢則會延長工藝周期，增加能耗。

溫度控制：吸附溫度為25~30℃，此溫度下樹脂的孔隙結構穩定，磷脂酰絲氨酸分子的擴散速率適中。溫度過高（＞35℃）會破壞樹脂與它的氫鍵作用，降低吸附容量；溫度過低（＜20℃）則會減慢分子傳質速度。

動態吸附終點判斷：通過監測流出液的磷脂酰絲氨酸濃度，當流出液濃度達到進料濃度的10%時，判定為吸附飽和，此時樹脂的吸附容量達到最大值。

三、乙醇洗脫工藝的參數優化

乙醇作為綠色洗脫劑，其水溶液的濃度、流速、溫度等參數直接影響 PS 的洗脫效率與純度，需通過梯度洗脫實現磷脂酰絲氨酸與雜質的分離。

洗脫劑配比優化采用乙醇水溶液梯度洗脫，利用不同極性的洗脫劑分步洗脫雜質與目標產物：

預洗脫階段：先用10%~20%乙醇水溶液以1BV/h的流速洗脫，去除吸附在樹脂表面的脂肪酸、鹽離子等弱吸附雜質，此階段洗脫液中磷脂酰絲氨酸的含量＜5%。

目標洗脫階段：采用60%~70%乙醇水溶液作為洗脫劑，此濃度的乙醇可通過“競爭氫鍵+疏水溶脹”雙重作用，高效解吸磷脂酰絲氨酸分子。乙醇濃度過低（＜50%）時，洗脫能力不足，它解吸不完全；濃度過高（＞80%）則會導致雜質磷脂同步洗脫，降低其純度。

洗脫劑體積：目標洗脫階段的洗脫劑用量為3~5BV，確保樹脂孔道內的 PS 被完全解吸，洗脫曲線呈單一對稱峰，無拖尾現象。

洗脫操作條件優化

洗脫流速：控制在0.5~1BV/h，緩慢洗脫可保證磷脂酰絲氨酸與洗脫劑充分接觸，提高洗脫峰的對稱性，減少雜質夾帶。流速過快會導致洗脫峰展寬，它與雜質重疊，降低純度。

溫度控制：洗脫溫度升至35~40℃，升高溫度可增強乙醇的溶脹作用，加快磷脂酰絲氨酸的解吸速度，同時降低洗脫劑的黏度，提升傳質效率。

分段收集洗脫液：根據洗脫曲線分段收集，收集磷脂酰絲氨酸的濃度＞5mg/mL的洗脫峰部分，此部分洗脫液的磷脂酰絲氨酸純度可達85%以上；前峰與后峰的洗脫液可合并，重新上樣進行二次吸附，提高收率。

四、工藝強化與綠色化改進

通過工藝耦合與循環利用，進一步提升大孔樹脂吸附-乙醇洗脫工藝的綠色性與經濟性。

樹脂再生與循環利用洗脫完成后，樹脂需進行再生處理以恢復吸附性能：先用95%乙醇水溶液洗脫殘留雜質，再用去離子水沖洗至流出液無醇味，最后用5% NaCl溶液活化樹脂表面基團。再生后的樹脂可重復使用15~20次，吸附容量僅下降10%~15%，大幅降低原料成本。

溶劑回收與閉環循環洗脫液中的乙醇可通過減壓蒸餾回收，蒸餾溫度控制在45~50℃，避免高溫導致磷脂酰絲氨酸氧化。回收的乙醇經濃度調整后可重新用于洗脫，溶劑回收率可達90%以上，實現溶劑閉環循環，減少廢水排放。

超聲輔助強化工藝在吸附與洗脫階段引入低頻超聲（20~40 kHz），超聲振動可強化分子傳質，減少磷脂酰絲氨酸在樹脂孔道內的滯留，使吸附容量提升10%~15%，洗脫時間縮短20%~30%，且不會破壞其分子結構。

五、工藝優勢與應用前景

大孔樹脂吸附-乙醇洗脫工藝的綠色性與高效性使其成為磷脂酰絲氨酸純化的主流技術，相比傳統的硅膠柱層析、溶劑萃取等方法，該工藝具有以下優勢：

綠色環保：以乙醇為洗脫劑，無毒、可回收，避免了氯仿、甲醇等有毒溶劑的使用，符合食品、醫藥級磷脂酰絲氨酸的生產要求；

成本低廉：大孔樹脂價格低、可重復使用，溶劑回收率高，綜合成本僅為硅膠層析的50%~60%；

產品質量高：經優化后的工藝可獲得純度＞90%的磷脂酰絲氨酸產品，且脂肪酸殘留＜0.5%，符合國家標準。

該工藝可進一步與酶法制備工藝耦合，構建“酶催化-樹脂純化-溶劑回收”的一體化生產線，在食品保健品、醫藥等領域具有廣闊的工業化應用前景。

本文來源于理星（天津）生物科技有限公司官網 http://m.ichew.com.cn/