CN101147537B - 一种从苦瓜中高效提取苦瓜多糖的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从苦瓜中高效提取苦瓜多糖的方法。该方法包括：将新鲜苦瓜原料切片、真空干燥、磨碎成苦瓜粉，再用乙醇提取、过滤干燥得到的苦瓜粉用做后续工艺的原料；向苦瓜粉加入蒸馏水，再用0.2～0.6％质量百分比浓度纤维素酶处理10～12min，过滤得滤渣，接着再按质量比1∶25～30加入蒸馏水，700w～1000w微波处理3～5min，然后55～60℃水浴加热3.5～4h，过滤得滤液；最后中性蛋白酶处理滤液、透析袋透析、旋转蒸发、无水乙醇沉淀、40～45℃真空干燥得淡黄色苦瓜多糖。该方法安全、节能，产品得率、纯度均较高，为进一步纯化奠定了良好的基础，且产品的溶解性、生理活性均得到很好的保持。
Description
技术领域
本发明涉及农产品的生产工艺技术领域中苦瓜产品的，具体涉及一种高效提取苦瓜多糖的方法。
背景技术
苦瓜(Momordica charantia)别名“凉瓜”、“癞瓜”、“锦荔枝”等，是葫芦科苦瓜属蔓性草本植物，原产印度尼西亚，我国广东、广西、云南等地栽培较多。苦瓜性苦味寒，具有清热解暑、明目解毒、补肾润脾等功效，传统上作为药食两用的瓜类蔬菜为人们所熟知。近代科学研究从理论上逐步揭示了苦瓜有益作用的源泉，发现来源于苦瓜提取物中的多种组分在降糖、降脂、抗菌、抗肿瘤、免疫等生理或功能活性方面具有重要作用，引发了人们对苦瓜中活性物质在生物医药、日用化工、保健食品等应用领域的广泛兴趣。苦瓜多糖是苦瓜中主要生物活性成分之一，具有降低血糖生理功能。但目前对苦瓜的利用还是集中于食用蔬菜和初级产品如苦瓜粉、苦瓜凉茶等。同时人们在研究、开发苦瓜产品时，多集中于苦瓜多肽和苦瓜蛋白方面。
有些传统的提取苦瓜多糖的方法，例如热水浸提，稀盐、稀碱溶液提取、酶解提取等的作用，得到的产品大多数得率和纯度均较低，且耗时、能源消耗较大、理化性质和生理功能减弱甚至丧失。而另有些研究得到产品的纯度虽然高，但是工艺复杂、成本高、得率较低，不适于工业化的应用，且市场上苦瓜多糖直接产品也罕见。
发明内容
本发明的目的在于克服传统方法的缺点，提供一种高效提取苦瓜多糖产品的方法。该方法可得到具有优良理化性质、产率和纯度均较高的产品。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种高效提取苦瓜多糖产品的方法，包括如下步骤和工艺条件：
第一步苦瓜粉提纯：苦瓜粉提纯：将苦瓜粉用乙醇回流提取，得到提纯苦瓜粉；所述乙醇与苦瓜粉的体积质量比为4∶1ml/g；
第二步纤维素酶处理：将第一步的提纯苦瓜粉加入蒸馏水，浓度控制为1∶10～11g/ml，用纤维素酶处理10～12min，纤维素酶在提纯苦瓜粉蒸馏水中的质量百分浓度为0.2～0.6％，过滤保留滤渣，再按质量比1∶25～30向其中加入蒸馏水，700w～1000w微波处理3～5min，然后55～60℃水浴加热3.5～4h，过滤得滤液；
第三步第二步所得的滤液中加入中性蛋白酶45℃处理15～18min，中性蛋白酶在滤液中的浓度为0.5wt％，离心取上清液，透析袋流水透析45～48h，再将所得溶液旋转蒸发浓缩至原体积的五分之一，加入5～6倍体积的无水乙醇沉淀，再离心；
第四步将第三步所得的产物40～45℃真空干燥或冷冻干燥，研磨成粉，即得到苦瓜多糖产品。
为进一步实现本发明目的，所述第一步第2次回流提取的滤液经蒸馏回收乙醇。所述的第一步的苦瓜粉是通过将新鲜苦瓜切片、真空或冷冻干燥、粉碎制得。所述纤维素酶在提纯苦瓜粉蒸馏水中的质量百分浓度为0.2～0.6％。所述中性蛋白酶为unikneutral L中性蛋白酶。所述第三步的无水乙醇沉淀是直至离心后取上清液，再加入无水乙醇无沉淀产生为止，以保证多糖全部沉淀。所述乙醇回流提取是用浓度为85wt％乙醇，60℃回流提取2次，每次5～6 h。
本发明的原理：
1、适用于本发明的原料主要是苦瓜或苦瓜粉，原料本身的品质及颗粒大小，对终产品的品质及物性有一定的影响，也造成制造成本的差异。本发明的关键是纤维素酶对苦瓜细胞壁的降解和微波加热的处理，作用体系的设计对整个产品的品质有重要影响，因为它影响了纤维素酶的作用程度和微波加热对多糖溶出和理化性质的影响。另外，中性蛋白酶降解蛋白质，透析除小分子杂质也影响了产品的得率和纯度。一般来说，利用该生产方法得到产品理化性质未发生很大的变化，且具有生理活性，得率和纯度均较高。
2、纤维素是植物细胞壁的主要成分。纤维素酶可降解纤维素，它破坏细胞壁的网状结构，使其内容物尽可能多地释放出来。因此在提取过程中加入纤维素酶，不仅是提取的工艺过程更为温和，而且使多糖的产率和含量均得到显著提高。
3、微波加热的原理是：物料介质由极性分子和非极性分子组织，在电磁场作用下，这些极性分子从随机分布状态转为依电场方向进行取向排列。而在微波电磁场作用下，这些取向运动以每秒数十亿次的频率不断变化，造成分子的剧烈运动与碰撞摩擦，从而产生热量，达到电能直接转化为介质内的热能。可见，微波加热是介质材料自身损耗电场能量而发热。所以微波加热的特点是：加热速度快、均匀加热、节能高效、易于控制、清洁卫生、选择性加热、安全无害。因此微波加热比传统的热水加热要高效、短时利于保持提取产品的理化性质。
本发明生产的苦瓜多糖产品，在极限情况下，多糖纯度可达到80％，得率可达19.53％，且理化性质、生理功能基本不变，可广泛应用于一般食品、保健药物中，在此基础上可开发高附加值的苦瓜产品。
本发明与现有传统提取技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明改良了传统提取工艺，并引入纤维素酶和微波技术从苦瓜中提取苦瓜多糖产品，从而使苦瓜多糖提取率及纯度得到明显提高，在苦瓜工业领域具有广泛的应用前景；
(2)采用纤维素酶的剪切力和微波加热作为主要手段，避免了长时间的加热和高能量消耗，从而简化了生产工艺及成本，安全环保效率高；
(3)本发明既可生产传统苦瓜多糖应用制品，也可以深加工生产高性能的保健药物，生产成本低、附加值高。
(4)本发明生产所用原料为天然可再生的农产品，既提高了农副产品的附加值，又适合国家可持续发展的战略规划，具有很高的社会效益和经济效益，同时也丰富了植物多糖科学的研究领域。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。
实施例1：
第一步称取新鲜苦瓜10kg，切片、真空干燥、粉碎得苦瓜粉；将苦瓜粉用85％乙醇60℃回流提取2次，每次6 h，得到提纯苦瓜粉；滤液经蒸馏回收乙醇，苦瓜粉干燥后用于后续步骤的原料；乙醇与苦瓜粉的体积质量比为4∶1ml/g；
第二步取第一步的苦瓜粉9g加入100ml的蒸馏水，用广州裕立宝公司提供的unikzyme C20纤维素酶处理10min，纤维素酶在提纯苦瓜粉蒸馏水中的质量百分浓度为0.2％，过滤保留滤渣，再按质量比1∶30向其中加入蒸馏水，700wSanle WP650(也可以是其它微波设备)微波处理5min，然后55℃水浴加热3.5h，过滤得滤液；
第三步第二步所得的溶液中加入浓度为0.5wt％的unikneutral L中性蛋白酶45℃处理15min，离心取上清液，透析袋流水透析48h，溶液旋转蒸发浓缩至原体积的五分之一，加入5倍体积的无水乙醇沉淀，再离心；
第四步离心后弃去上清液，将所得的产物冷冻干燥，研磨成粉，即得到苦瓜多糖产品。经测定，多糖的得率为14.12％，纯度为72.30％；
实施例2：
第一步称取新鲜苦瓜10kg，切片、真空干燥、粉碎得苦瓜粉；将苦瓜粉用85％乙醇60℃回流提取2次，每次5h，得到提纯苦瓜粉；滤液经蒸馏回收乙醇，苦瓜粉干燥后用于后续步骤的原料；乙醇与苦瓜粉的体积质量比为4∶1ml/g；
第二步取第一步的苦瓜粉10g加入100ml的蒸馏水，用unikzyme C20纤维素酶处理12min，纤维素酶在提纯苦瓜粉蒸馏水中的质量百分浓度为0.3％，过滤保留滤渣，再按质量比1∶25向其中加入蒸馏水，1000w微波提取3min，然后60℃水浴加热3.5h过滤得滤液；
第三步第二步所得的溶液中加入浓度为0.5wt％的unikneutral L中性蛋白酶45℃处理16min，离心取上清液，透析袋流水透析45h，溶液旋转蒸发浓缩至原体积的五分之一，加入6倍体积的无水乙醇沉淀，再离心；
第四步离心后弃去上清液，将所得的产物40℃真空干燥，研磨成粉，即得到苦瓜多糖产品。经测定，多糖的得率为15.35％，纯度为73.19％；
实施例3：
第一步称取新鲜苦瓜10kg，切片、真空干燥、粉碎得苦瓜粉；将苦瓜粉用85％乙醇60℃回流提取2次，每次5.5h，得到提纯苦瓜粉；滤液经蒸馏回收乙醇，苦瓜粉干燥后用于后续步骤的原料；乙醇与苦瓜粉的体积质量比为4∶1ml/g；
第二步取第一步的苦瓜粉9.5g加入100ml的蒸馏水，用unikzyme C20纤维素酶处理11min，纤维素酶在提纯苦瓜粉蒸馏水中的质量百分浓度为0.4％，过滤保留滤渣，再按质量比1∶28向其中加入蒸馏水，700w微波处理4.5min，然后58℃水浴加热3.8h，过滤得滤液；
第三步第二步所得的溶液中加入浓度为0.5wt％的unikneutral L中性蛋白酶45℃处理18min，离心取上清液，透析袋流水透析46h，溶液旋转蒸发浓缩至原体积的五分之一，加入5.5倍体积的无水乙醇沉淀，再离心；
第四步离心后弃去上清液，将所得的产物45℃真空干燥，研磨成粉，即得到苦瓜多糖产品。经测定，多糖的得率为17.52％，纯度为77.30％；
实施例4：
第一步称取新鲜苦瓜10kg，切片、真空干燥、粉碎得苦瓜粉；将苦瓜粉用85％乙醇60℃回流提取2次，每次6h，得到提纯苦瓜粉；滤液经蒸馏回收乙醇，苦瓜粉干燥后用于后续步骤的原料；乙醇与苦瓜粉的体积质量比为4∶1ml/g；
第二步取第一步的苦瓜粉10g加入100ml的蒸馏水，用unikzyme C20纤维素酶处理12min，纤维素酶在提纯苦瓜粉蒸馏水中的质量百分浓度为0.6％，过滤保留滤渣，再按质量比1∶30向其中加入蒸馏水，1000w微波提取4min，然后60℃水浴加热4h，过滤得滤液；
第三步第二步所得的溶液中加入浓度为0.5wt％的unikneutral L中性蛋白酶45℃处理17min，离心取上清液，透析袋流水透析47h，溶液旋转蒸发浓缩至原体积的五分之一，加入6倍体积的无水乙醇沉淀，再离心；
第四步离心后弃去上清液，将所得的产物冷冻干燥，研磨成粉，即得到苦瓜多糖产品。经测定，多糖的得率为18.27％，纯度为78.91％。
Claims (4)
1.一种从苦瓜中高效提取苦瓜多糖的方法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件：
第一步、苦瓜粉提纯：将苦瓜粉用乙醇回流提取，得到提纯苦瓜粉；所述乙醇与苦瓜粉的体积质量比为4∶1，其中体积单位为ml，质量单位为g；
第二步、纤维素酶处理：将第一步的提纯苦瓜粉加入蒸馏水，浓度控制为(g/ml)1∶10～11，其中提纯苦瓜粉质量单位为g，蒸馏水的体积单位为ml；用纤维素酶处理10～12min，纤维素酶在提纯苦瓜粉蒸馏水中的质量百分浓度为0.2～0.6％，过滤保留滤渣，再按质量比1∶25～30向其中加入蒸馏水，700w～1000w微波处理3～5min，然后55～60℃水浴加热3.5～4h，过滤得滤液；
第三步、第二步所得的滤液中加入中性蛋白酶45℃处理15～18min，中性蛋白酶在滤液中的浓度为0.5wt％，离心取上清液，透析袋流水透析45～48h，再将所得溶液旋转蒸发浓缩至原体积的五分之一，加入5～6倍体积的无水乙醇沉淀，再离心；
第四步、将第三步所得的产物40～45℃真空干燥或冷冻干燥，研磨成粉，即得到苦瓜多糖产品。
2.根据权利要求1所述的从苦瓜中高效提取苦瓜多糖的方法，其特征在于所述的第一步的苦瓜粉是通过将新鲜苦瓜切片、真空或冷冻干燥、粉碎制得。
3.根据权利要求1所述的从苦瓜中高效提取苦瓜多糖的方法，其特征在于所述中性蛋白酶为unikneutral L中性蛋白酶。
4.根据权利要求1所述的从苦瓜中高效提取苦瓜多糖的方法，其特征在于所述乙醇回流提取是用浓度为85wt％乙醇，60℃回流提取2次，每次5～6h。
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