CN101830881B - 一种酶诱导高效提取落叶松加工剩余物中紫杉叶素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种通过高效诱导的方法，利用水解酶作为诱导子高效提取落叶松加工剩余物中紫杉叶素的方法。以废弃的落叶松加工剩余物为原料，加入水解酶，在一定温度和pH的条件下，诱导一定时间，固形物经过负压空化提取。通过以上酶诱导提取方法，可将废弃的落叶松加工剩余物中紫杉叶素的含量提高60.65％。此外，本发明所用原料为废弃的落叶松木屑，既做到了不破坏生态资源，又能充分地利用废弃物高效提取得到具有多种用途的活性物质紫杉叶素。该方法操作简单易行，绿色环保，适于工业应用，对产业化生产具有重要意义。
Description
技术领域
本发明涉及一种通过利用酶诱导高效提取落叶松加工剩余物中紫杉叶素的方法。
背景技术
紫杉叶素(Taxifolin)，又名花旗松素、黄杉素、二氢槲皮素、双氢槲皮素和蚊母树素。它是一种二氢黄酮醇类化合物，学名为5，7，3’，4’-四羟基二氢黄酮醇。其分子式为C15H12O7，分子量为304.25。紫杉叶素是一种无色针状结晶(50％乙醇)，白色或淡黄色粉末，易溶于乙醇、乙酸、沸水，微溶于冷水，不溶于苯。其熔点为240～242℃，旋光度+42°(c＝1.0，丙酮)。它的主要来源除了松科植物松[Pseudotsuga taxifolia Britt.(Douglas fir)]之外，还有金缕梅科植物蚊母树(Distylium racemosum Sieb.et Zucc.)、刺玫蔷薇及水红花子等。紫杉叶素已在俄罗斯通过相关部门的验证和鉴定并投入使用，是俄罗斯宇航员长期服用的保健品。
在植物中紫杉叶素以苷元或苷两种形式存在，如从Genista corsica中分离出的紫杉叶素苷元，从Ochnabeddomei中分离出tanxifolin-3-O-rhamnoside苷。在一些植物中，紫杉叶素母核羟基被甲基化，如：5-methoxytaxifolin。紫杉叶素最早由日本学者Fukui从针叶植物Chamaecyparisobtusa(Sieb.et Zucc.)Endl.叶中提取出来，为一种葡萄糖苷的苷元。随后他又研究了它的3-O-葡萄糖苷在针叶植物中的分布以及细菌存在下苷键的水解。以后又有人从多种植物中分离出花旗松素及其衍生物。
紫杉叶素能从人体中有效地消除过量的自由基，促进毛细血管的渗透性，改善免疫功能，减少癌症的形成，能防止心血管疾病，它有恢复毛细血管的弹性，阻止发炎和肿块的形成。同时它还是高效的天然食品抗氧化剂，紫杉叶素的抗氧化剂作用超过其它诸如槲皮素、芸香苷和合成抗氧化剂等。除此之外，它还具有保护肝脏，視力功能，以及抗糖尿病等一系列的功效。在长期口服用紫杉叶素的情况下，有利于保持身体免疫力系统的机能及抗毒素的作用。在俄罗斯2003年药典中介绍了紫杉叶素在人的循环系统治疗，受到照射，放射性核素后的治疗，延缓人体老化，糖尿病以及在预防和治疗肿瘤都有比较好的疗效作用。
在制药业，其可用于生产药剂，能够治疗缺血性心脏病、缺血性动脉粥样硬化、肝活动障碍、糖尿病等；在食品制造业方面，把紫杉叶素加入到植物油、动物脂肪、干奶粉、含脂肪的糖果点心食品中，可以延长其有效期2～3倍，并且在此情况下，可以使食品明显的表现出改善的性能；在工业方面，它可用于火箭原料和碳氢化合物原料的稳定剂、发电机油和工业油的稳定剂。
我国拥有丰富的兴安落叶松资源，因其木材在家具制造、建筑业和铁路建设等方面具有广泛的用途，所以每年都会产生大量木材加工后废弃的木屑，其中绝大部分都被视为垃圾扔掉。兴安落叶松中含有紫杉叶素、阿拉伯半乳聚糖及原花青素等成分，它们都具有良好的生物活性，其中紫杉叶素具有极好的自由基清除能力，将其加入到糖果点心食品中，可以延长有效期2～3倍，因此是一种纯天然的食品防腐剂。利用兴安落叶松加工后废弃的木屑提取分离紫杉叶素并将其开发成食品添加剂，不但可以充分合理地利用木材资源，还可以将其附加值充分的开发出来，使东北的资源优势转化为经济优势，从而带动地方经济的发展。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用废弃的落叶松加工剩余物为原料，通过加入各种水解酶，对其进行高效诱导，再利用水负压空化提取技术对其中的紫杉叶素进行提取，从而提高原料中紫杉叶素的含量来获得紫杉叶素产品的工艺方法。
酶诱导辅助提取植物中的天然成分是近年兴起的一种新的诱导提取方法。酶本身具有专一性、高效性、稳定性等特点，在催化反应的过程中自身不会发生变化且不会对反应体系造成影响，因此获得了越来越多研究者的青睐。天然产物在细胞内外均有分布，但由于植物细胞具有坚实的细胞壁，因此在提取过程中阻碍了细胞内天然产物的溶出。而具有水解作用的水解酶类，如纤维素酶、果胶酶、半纤维素酶等，可以有效地水解纤维素、果胶及半纤维素，使得原本坚韧的植物细胞壁组织瓦解。本发明充分利用这一水解理论，本着低成本，高效率的原则，以废弃的兴安落叶松为原料，通过人工酶诱导，来增加细胞中活性成分紫杉叶素的溶出度，以达到提高活性物质含量的目的，进一步提高原料的利用率。
一种从废弃落叶松加工剩余物中高效诱导提取紫杉叶素的方法，其主要特征在于：落叶松加工剩余物加入水中，加入0.5mg/mL的纤维素酶&果胶酶，在30℃和pH＝5.0的条件下，诱导12h，过滤后，固形物经过水负压空化提取1h，提取3次。提取液合并后浓缩，得到含量为1.47mg/g的紫杉叶素粗品。
本发明选取的落叶松来源如下：主要来源包括在中国分布较广的兴安落叶松、华北落叶松、西伯利亚落叶松、红杉和大果红杉等。
本发明酶诱导培养落叶松加工剩余物中紫杉叶素的方法按如下步骤进行：称取落叶松加工剩余物2g，在室温下加入20mL总浓度为1mg/mL，比例为1∶1的纤维素酶&果胶酶水溶液，调节体系pH＝5.0，将体系置于摇床中振荡培养，在30℃下培养12h
本发明水超声提取落叶松加工剩余物中紫杉叶素的方法按如下步骤进行：将培养后体系，过滤，滤渣加入40mL水，50℃下负压空化提取30min，过滤，重复3次，将3次的滤液合并浓缩至干，得到紫杉叶素的粗产品，其中紫杉叶素的含量为1.38mg/g。较之前未经酶诱导样品提高了60.65％
本发明的优点：
1.本发明以废弃的落叶松加工剩余物为原料，达到森林资源的高效利用。
2.本发明采用酶诱导子对落叶松加工剩余物进行高效诱导，可大大提高紫杉叶素产品的提取率。
3.以水为溶剂，负压空化为动力进行负压空化强化提取紫杉叶素，具有提取率高、时间短、绿色环保的特点。
4.该方法简单易行，成本低，可实现大规模的产业化生产。
具体实施方案
本试验选用的原料是兴安落叶松生产利用后的剩余物，试验时间为3月，试验设有对照组和试验组。具体实施例如下：
实施例1
对照组：准确称取兴安落叶松加工剩余物2g，加入40mL蒸馏水，50℃下负压空化提取30min，过滤，重复3次，将3次的滤液合并浓缩至干，得粗提物，其中紫杉叶素的含量为0.98mg/g。
试验组：准确称取兴安落叶松加工剩余物2g，加入pH为5.0，总浓度为1mg/mL的纤维素酶&果胶酶水溶液于摇床中振荡培养12h，摇床温度控制在30℃。培养结束后取出体系，过滤，滤渣加入40mL蒸馏水，50℃下负压空化提取30min，过滤，重复3次，将3次的滤液合并浓缩至干得粗提物，其中紫杉叶素的含量为1.38mg/g。
在实施例1中，试验组中的紫杉叶素的含量相对对照组提高了60.65％。
实施例2
对照组：准确称取华北落叶松加工剩余物10g，加入200mL蒸馏水，50℃下负压空化提取30min，过滤，重复3次，将3次的滤液合并浓缩至干，得粗提物，其中紫杉叶素的含量为1.31mg/g。
试验组：准确称取华北落叶松加工剩余物10g，加入pH为5.0，总浓度为1mg/mL的纤维素酶&果胶酶水溶液于摇床中振荡培养12h，摇床温度控制在30℃。培养结束后取出体系，过滤，滤渣加入40mL蒸馏水，50℃下负压空化提取30min，过滤，重复3次，将3次的滤液合并浓缩至干得粗提物，其中紫杉叶素的含量为1.65mg/g。
在实施例2中，试验组中的紫杉叶素的含量相对对照组提高了59.18％。
本试验中所用到的标准品购自上海融禾生物技术有限公司。
结果定量检测分析采用下表条件：
| 仪器 | Jasco PU-980高效液相色谱仪 |
| 色谱柱 | ODS C(18)色谱柱5μ(250mm×4.6mm I.D.) |
| 柱温 | 30℃ |
| 流动相 | 流动相：甲醇/1‰醋酸(44/56，v/v) |
| 流速 | 1mL/min |
| 进样体积 | 10μL |
| 检测器 | UV-975紫外吸收检测器 |
| 检测波长 | 290nm |
附图说明
图1为紫杉叶素的结构式
图2为负压空化提取后样品的色谱图
Claims (4)
1.一种从废弃落叶松加工剩余物中高效诱导提取紫杉叶素的方法，该方法通过以下步骤实现：
(1)将落叶松加工剩余物加入到水中，向体系中加入酶诱导培养，所述酶诱导培养条件为：酶种类：纤维素酶和果胶酶；酶诱导浓度：0.5mg/mL；酶诱导时间：12h；酶诱导温度：30℃；酶诱导pH：5.0；
(2)过滤后的固形物用水负压空化提取，所述水负压空化提取条件为：提取溶剂∶热水；液固比：20∶1；提取时间：1h；提取次数：3次；
(3)提取液浓缩后，得到紫杉叶素的粗品。
2.按照权利要求1所述的一种从废弃落叶松加工剩余物中高效诱导提取紫杉叶素的方法，其特征在于步骤(1)所述的落叶松主要来源包括在中国分布较广的兴安落叶松、华北落叶松、西伯利亚落叶松、红杉和大果红杉。
3.按照权利要求1所述的一种从废弃落叶松加工剩余物中高效诱导提取紫杉叶素的方法，其特征在于步骤(1)所述的酶诱导培养过程在摇床中完成。
4.按照权利要求1所述的一种从废弃落叶松加工剩余物中高效诱导提取紫杉叶素的方法，其特征在于步骤(3)所述的提取液浓缩为减压旋转蒸发浓缩。
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