專(zhuān)利名稱：一種龍眼、荔枝多糖超聲強(qiáng)化提取及其純化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生化工程技術(shù)，涉及龍眼、荔枝多糖提取及純化新工藝。
背景技術(shù)：
多糖是由單糖聚合而成的天然高分子化合物，分子量從幾千至幾百萬(wàn)不等，廣泛分布于植物、動(dòng)物和微生物中。近二十年來(lái)，隨著細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)的發(fā)展，人們認(rèn)識(shí)到多糖不僅參與構(gòu)成生命的基本物質(zhì)，具有作為細(xì)胞骨架、傳遞細(xì)胞間信號(hào)等功能，更重要的是發(fā)現(xiàn)多糖在機(jī)體免疫調(diào)節(jié)、增強(qiáng)細(xì)胞抗腫瘤活性等方面具有重要的生物活性。
龍眼(Dimocarpus Longan Lour，別名桂圓)和荔枝(Litchi Chinensis Sonn.)，均為無(wú)患子科植物，在我國(guó)主要分布在廣東、廣西、福建、海南和臺(tái)灣等地，栽培面積和產(chǎn)量均居世界首位，為我國(guó)著名的亞熱帶水果，因具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和多種滋補(bǔ)養(yǎng)顏效果，一直被視為“果中珍品”。龍眼、荔枝其果球形，果肉白色透明，汁多味甜，衛(wèi)生部將它們定為既是食品又是藥品的水果。龍眼、荔枝果實(shí)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很高，自古以來(lái)被視為珍貴補(bǔ)品。但龍眼、荔枝果實(shí)含水、含糖量高，下果期短、不宜儲(chǔ)存、容易腐敗。龍眼、荔枝深加工近來(lái)仍以干貨和果肉為主，產(chǎn)品附加值較低。利用龍眼、荔枝果肉提取多糖不僅可以實(shí)現(xiàn)龍眼、荔枝產(chǎn)品深加工，為醫(yī)藥、保健食品等提供獨(dú)特的龍眼、荔枝多糖，增加種植附加值，這將有利于增加果農(nóng)種植的積極性。
多糖提取常用以下方法，加熱浸提法，這是目前最常用的多糖的提取方法，即將原料干燥、粉粹后，用熱水提取，經(jīng)分離、濃縮、干燥、精制取得成品(吳亞林等，無(wú)花果多糖的分離、純化和鑒定，浙江大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，31(2)177-179)；酶法提取法，在浸提液中加入一些蛋白酶水解游離的蛋白質(zhì)，以便于多糖的浸出(趙素霞，酶法提取桑椹多糖的工藝，中醫(yī)研究，2003，16(6)19-20)；微波萃取法，其原理是利用在微波場(chǎng)中，利用微波吸收能力的差異使得基體物質(zhì)的某些組分被選擇性加熱，從而使其得到分離(劉青梅等，采用微波技術(shù)提取紫菜多糖的工藝研究，農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2005，21(2)153-156)。
陳哲超等提供一種從龍眼中分離出多糖和透明飲料的加工方法。采用超濾膜分離提純技術(shù)，選擇1萬(wàn)分子量單位的膜分離器，使小于這一孔徑的單糖、維生素、微量元素和無(wú)機(jī)鹽等排入到飲料液中，獲得一種精品的透明營(yíng)養(yǎng)飲料；大于這一孔徑的大分子多糖就被分離出來(lái)，獲得龍眼多糖(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朇N200410077958.7)。黃壽祺等公開(kāi)了一種龍眼多糖提取工藝，包括脫脂、雙酶水解、水浸提、酒精沉淀和干燥粉碎等步驟(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朇N00107538.1)。黃壽祺等還公開(kāi)了一種荔枝多糖的提取工藝，包括選料、打漿、酶解、過(guò)濾去渣，配料調(diào)味、裝罐、消毒滅菌、成品檢驗(yàn)、合格貼標(biāo)、包裝入庫(kù)工序(專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)朇N03100544.6)。
李雪華等建立熱水提取-乙醇沉淀，酶法結(jié)合sevag法除去蛋白，H2O2脫色工藝制備龍眼多糖與荔枝多糖(李雪華等，龍眼多糖、荔枝多糖的分離提取及其抗氧化作用的探討，廣西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，21(3)342-344)。李雪華等利用熱水提取，乙醇沉淀提取荔枝多糖，通過(guò)去蛋白、去色素對(duì)多糖進(jìn)行純化，用凝膠色譜柱sephadex G-25對(duì)荔枝多糖進(jìn)行分級(jí)純化，純化后的多糖分別用聚丙烯酰胺凝膠柱P-100、聚丙烯酰胺凝膠電泳和醋酸纖維薄膜電泳法檢測(cè)多糖的純度(李雪華等，荔枝多糖分離純化及純度鑒定，廣西醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，22(3)366-367)。唐小俊等研究結(jié)果表明，荔枝多糖最佳提取條件為料水比為1∶9，浸提溫度為100℃，浸提時(shí)間為4h；多糖平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.36％(唐小俊等，荔枝多糖的提取條件及含量測(cè)定，華南師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，No.227-31)超聲波是頻率大于20KHz，人耳聽(tīng)覺(jué)閥以外的彈性機(jī)械振動(dòng)波。超聲波對(duì)各種植物有效成份提取分離的強(qiáng)化作用主要源于其空化作用。在空化發(fā)生時(shí)液體中的微小氣泡核在高強(qiáng)度超聲波作用下發(fā)生振蕩、生長(zhǎng)、收縮及崩潰等一系列動(dòng)力學(xué)過(guò)程?？栈瘯r(shí)產(chǎn)生的湍流效應(yīng)、微擾效應(yīng)、界面效應(yīng)和聚能效應(yīng)促進(jìn)了植物細(xì)胞的破碎和傳質(zhì)過(guò)程，從而達(dá)到降低提取溫度、縮短提取時(shí)間、提高產(chǎn)物提取得率、降低產(chǎn)物提取分離成本的目的。
本發(fā)明采用超聲強(qiáng)化提取龍眼、荔枝多糖，使提取溫度從90-100℃降低為20-40℃，提取時(shí)間從4h減少為≤1h，多糖提取率高于常規(guī)提取方法，采用超濾濃縮、絮凝和電場(chǎng)絮凝、層析和乙醇分級(jí)沉淀等技術(shù)實(shí)現(xiàn)多糖的純化，顯著降低了多糖提取純化成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)目前龍眼、荔枝多糖提取溫度高、提取時(shí)間長(zhǎng)、提取時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題，利用超聲空化效應(yīng)產(chǎn)生的湍流效應(yīng)、微擾效應(yīng)、界面效應(yīng)和聚能效應(yīng)等獨(dú)特機(jī)制，達(dá)到降低提取溫度、縮短提取時(shí)間、提高提取效率、降低生產(chǎn)成本等目的。
本發(fā)明采用可在大規(guī)模生產(chǎn)中應(yīng)用的超聲提取技術(shù)，以水為提取溶劑，利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，優(yōu)化了龍眼、荔枝多糖的提取條件，對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了單因素試驗(yàn)驗(yàn)證，多糖的規(guī)?；崛〉寐士蛇_(dá)15％。多糖粗提液經(jīng)超濾濃縮、絮凝沉淀、干燥后可得多糖粗品。多糖粗提液或多糖粗品經(jīng)乙醇分級(jí)沉淀、層析等純化后多糖總得率可達(dá)10％。
本發(fā)明涉及一種龍眼、荔枝多糖超聲強(qiáng)化提取及其純化方法，其步驟如下(1).將新鮮龍眼、荔枝脫皮、去核得到的鮮果肉或已經(jīng)干燥的干果肉加水粉碎至一定細(xì)度；(2).將粉碎后的龍眼、荔枝漿料調(diào)節(jié)適宜的液固比，放入超聲提取裝置中進(jìn)行提取，液-固分離后得龍眼、荔枝多糖粗提液；(3).多糖粗提液采用超濾濃縮至一定濃度；(4).濃縮后的多糖粗提液加絮凝劑和電場(chǎng)強(qiáng)化進(jìn)行絮凝沉淀，或者進(jìn)行乙醇沉淀，離心分離取沉淀物；(5).將龍眼、荔枝多糖沉淀物鼓風(fēng)干燥得多糖粗品；(6).在龍眼、荔枝粗提多糖濃縮液或者多糖粗品溶解液中加入乙醇進(jìn)行分級(jí)沉淀，離心分離取沉淀，回收乙醇；或者進(jìn)行柱層析分離，取單一峰的洗脫液并濃縮，冷凍干燥后得多糖純品。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例一取10g荔枝果肉，加水打漿過(guò)40目篩，調(diào)節(jié)液/固比為30∶1，置于超聲提取裝置內(nèi)，超聲波功率300W，占空比30％，溫度30℃，提取時(shí)間20min。浸提液真空濃縮、乙醇沉淀、冷凍干燥，得1.6g多糖粗品。
實(shí)施例二取50g龍眼果肉，加水打漿過(guò)60目篩，調(diào)節(jié)液/固比為40∶1，置于2.5L循環(huán)超聲提取裝置內(nèi)，超聲波功率1200W，占空比30％，溫度40℃，提取時(shí)間30min。浸提液真空濃縮、乙醇沉淀，沉淀重新溶解經(jīng)CM-葡聚糖凝膠柱純化，根據(jù)多糖的洗脫曲線，收集吸收峰附近的洗脫液，烘干，得5g多糖純品。
實(shí)施例三取龍眼超聲提取后的濾清液500ml，在溫度為40℃，pH＝7，加入400ppm殼聚糖，以800rpm攪拌5分鐘，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝20V/cm，100rpm攪拌，電場(chǎng)作用時(shí)間30min，多糖提取率為70％。取龍眼超聲提取后，再經(jīng)超濾濃縮液100ml，在溫度為30℃，pH＝6，加入200ppm殼聚糖和200ppm聚苯乙烯黃酸鈉，以1000rpm攪拌5分鐘，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝50V/cm，100rpm攪拌，電場(chǎng)作用時(shí)間20min，多糖提取率為85％。
實(shí)施例四取120g荔枝果肉，加水打漿過(guò)80目篩，調(diào)節(jié)液/固比為40∶1，置于5.0L循環(huán)超聲提取裝置內(nèi)，超聲波功率1500W，占空比50％，溫度40℃，提取時(shí)間40min。濾清液超濾濃縮、乙醇沉淀、冷凍干燥，得16g多糖粗品。
實(shí)施例五取荔枝超聲提取后的濾清液1000ml，在溫度為20℃，pH＝6.5，加入500ppm殼聚糖，以900rpm攪拌5分鐘，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝60V/cm，100rpm攪拌，電場(chǎng)作用時(shí)間50min，多糖提取率為75％。取荔枝超聲提取后，再經(jīng)超濾濃縮液300ml，在溫度為30℃，pH＝6，加入300ppm殼聚糖和300ppm聚苯乙烯黃酸鈉，以1000rpm攪拌5分鐘，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝50V/cm，100rpm攪拌，電場(chǎng)作用時(shí)間30min，多糖提取率為90％。
實(shí)施例六取160g龍眼果肉，加水打漿過(guò)80目篩，調(diào)節(jié)液/固比為30∶1，置于5.0L循環(huán)超聲提取裝置內(nèi)，超聲波功率1800W，占空比40％，溫度30℃，提取時(shí)間30min。濾清液超濾濃縮、乙醇沉淀，沉淀重新溶解經(jīng)CM-葡聚糖凝膠柱純化，根據(jù)多糖的洗脫曲線，收集吸收峰附近的洗脫液，烘干，得15g多糖純品。
權(quán)利要求
1.一種龍眼、荔枝多糖超聲強(qiáng)化提取及其純化方法，其步驟如下(1).將新鮮龍眼、荔枝脫皮、去核得到的鮮果肉或已經(jīng)干燥的干果肉加水粉碎至一定細(xì)度；(2).將粉碎后的龍眼、荔枝漿料調(diào)節(jié)適宜的液固比，放入超聲提取裝置中進(jìn)行提取，液-固分離后得龍眼、荔枝多糖粗提液；(3).多糖粗提液采用超濾濃縮至一定濃度；(4).濃縮后的多糖粗提液加絮凝劑和電場(chǎng)強(qiáng)化進(jìn)行絮凝沉淀，或者進(jìn)行乙醇沉淀，離心分離取沉淀物；(5).將龍眼、荔枝多糖沉淀物鼓風(fēng)干燥得多糖粗品；(6).在龍眼、荔枝粗提多糖濃縮液或者多糖粗品溶解液中加入乙醇進(jìn)行分級(jí)沉淀，離心分離取沉淀，回收乙醇；或者進(jìn)行柱層析分離，取單一峰的洗脫液并濃縮，冷凍干燥后得多糖純品。
2.按權(quán)利要求1所述方法，其特征在于超聲強(qiáng)化提取條件為超聲功率為100w-1800w，占空比為10％-90％，溫度為10-60℃，液固比為2∶1-50∶1(v/w，體積/重量)，果肉打漿細(xì)度為20-200目，提取時(shí)間5-50min。
3.按權(quán)利要求1所述方法，其特征在于超濾濃縮時(shí)所用膜截留分子量為5000，濃縮液的多糖濃度為5-50mg/ml。
4.按權(quán)利要求1所述方法，其特征在于所用的絮凝劑為殼聚糖、聚苯乙烯黃酸鈉、明膠、丹寧等，絮凝劑用量0-1000ppm；所用的電場(chǎng)包括交流和直流電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度為0-100V/cm，電場(chǎng)作用時(shí)間0-60分鐘，溫度為20-60℃；攪拌速度為100-1000rpm，攪拌時(shí)間為5-60分鐘；pH值為4-11；沉淀時(shí)乙醇濃度為30-90％，離心速度為2000-5000r/min。
5.按權(quán)利要求1所述方法，其特征在于鼓風(fēng)干燥溫度為30-80℃；冷凍真空干燥溫度為-50℃-30℃。
6.按權(quán)利要求1所述方法，其特征在于層析柱所用材料為凝膠柱，如CM-葡聚糖，DEAE-葡聚糖，或吸附類(lèi)樹(shù)脂，如AB-8，X-5。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種龍眼、荔枝多糖的提取及純化新工藝。采用超聲強(qiáng)化提取龍眼、荔枝多糖，提取液經(jīng)液－固分離后，再經(jīng)濃縮、絮凝或乙醇沉淀、過(guò)濾、冷凍干燥后即可得到粗多糖；濃縮的多糖粗提液或粗多糖重新溶解后，進(jìn)行分級(jí)沉淀或?qū)游黾兓⒏稍?、粉碎后即可得到龍眼、荔枝多糖純品。由于采用可用于工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)的超聲強(qiáng)化提取技術(shù)，提取溫度從90－100℃降低到30℃左右，提取時(shí)間從4h減少到0.5h左右，多糖提取回收率也顯著高于傳統(tǒng)提取方法，超聲提取得到的提取物更有利于后續(xù)的分離純化過(guò)程，從而可顯著降低龍眼、荔枝多糖的提取純化成本。
文檔編號(hào)C08B37/00GK101054421SQ200610011689
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2006年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月14日
發(fā)明者趙兵, 王統(tǒng)一, 王玉春 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所