CN101914166A

CN101914166A - 玉米须多糖脱色和脱蛋白工艺的方法

Info

Publication number: CN101914166A
Application number: CN 201010261518
Authority: CN
Inventors: 周鸿立; 王亚红; 朱琳; 张艳; 张扬
Original assignee: Jilin Institute of Chemical Technology
Current assignee: Jilin Institute of Chemical Technology
Priority date: 2010-08-25
Filing date: 2010-08-25
Publication date: 2010-12-15

Abstract

玉米须多糖脱色和脱蛋白工艺的方法属于植物有效成分精制加工处理方法领域，尤其指玉米须多糖精制中脱色和脱蛋白的方法。脱色主要指玉米须多糖双氧水脱色优于活性炭脱色方法，脱色率高90.7％，多糖损失率小18.80％；脱蛋白sevag+酶方法优于单纯sevag或酶法。联合应用脱蛋白率高74.64％，损失率小5.49％，而且减少了酶的用量，缩短了酶解时间，降低生产成本。本发明所提供的优化条件成本低、操作简单、效果好，对玉米须多糖破坏小，适于工业化生产。

Description

玉米须多糖脱色和脱蛋白工艺的方法

技术领域

本发明属于植物有效成分精制加工处理方法领域，尤其指玉米须多糖精制中脱色和脱蛋白的方法。

背景技术

玉米的“头发”即玉米须(Stigma maydis)是禾本科植物玉蜀黍的花柱和柱头，是常用中药。祖国医学认为，玉米须味淡、性平，有利尿、平肝、利胆等功效。现代医学研究认为，玉米须含脂肪油、皂苷、生物碱、黄酮类、维生素K3、抗坏血酸、有机酸等，具有利尿、降血压、降血糖、利胆、止血、抑菌及增强免疫、抗癌等多种功效。已有学者对其水煎剂的降糖作用进行了研究，玉米须多糖在玉米须中含量达4％，是玉米须最主要的水溶性成分之一。大量试验证明多糖具有抗病毒、增强免疫力、抗肿瘤、延缓衰老、降血糖、抗凝血等多种功效。而多糖中的色素将影响多糖的提取及精制，所以要将多糖中的色素除去，提高多糖的药理作用；提取粗多糖除了有色素，还有很多蛋白质，影响多糖的组成及化学结构的分析，也影响其生物活性的研究。因此，对玉米须多糖进行了脱色素、脱蛋白实验研究，以提高其纯度，也为其结构及其构效关系等理论研究、工业化提供基础数据。

第一部分脱色

植物多糖常用的脱色方法有活性炭、双氧水、树脂、三氧化铝柱层析、静态混合器等。由于植物药材的不同、实验室条件等不同，脱色方法也不同，对于植物来源的多糖，所含色素大多是负性离子，用活性炭脱色效果不好；还有一些与糖结合的色素，这些色素可以用双氧水氧化脱色。活性炭和双氧水脱色由于简单易行，被广泛应用，但是在实际应用应进行正交试验优化最佳脱色条件。

第二部分脱蛋白

植物多糖常用的脱蛋白工艺方法常用sevag法、酶法、鞣酸法、三氯乙酸法、氯化钙法、盐酸法以及大孔吸附树脂法等多种方法。sevag法使蛋白乳化，但氯仿是二类溶剂，为有毒物质，容易造成溶剂残留；三氯乙酸法易引起多糖的降解，不宜应用在工业生产中；鞣酸法脱蛋白多糖成分损失较小，但不能除去表观色素；酶法除蛋白操作条件温和、无污染，蛋白质的去除率高。尽管sevag法能够达到除蛋白纯化多糖的目的，但sevag法试剂用量大，毒害大；本人曾用酶法除玉米须多糖中的蛋白质，效果显著，且多糖损失率低，故考虑将酶法和sevag试剂两者合用，即减少了试剂的用量，又可能达到较好的结果。

发明内容

本发明提供一种玉米须多糖脱色和脱蛋白工艺方法的应用，目的在于提供一种效率高、成本低、操作简单、重复性好的双氧水脱色、sevag+酶脱蛋白的工艺。多糖的损失较小，适合工业化生产。本发明优选为以下列步骤：

1、工艺流程

玉米须→备料→脱脂→水提→浓缩→透析→脱色→醇析→脱蛋白→干燥→玉米须多糖

2、玉米须粗多糖的提取

①备料：选取无虫蛀、无霉变、新鲜的玉米须为原料，洗净、干燥、粉碎，过40目筛，待用。

②脱脂：玉米须粉料加入95％乙醇，浸泡过夜，以除去脂溶性杂质。真空过滤，滤饼再用相同浓度乙醇处理一次，待用；回收乙醇，循环使用。

③水提：将脱脂后的药材粉料投入圆底烧瓶中，加入10~20倍量的的去离子水，搅拌，浸泡24h后，于80~90℃加热30min，提取3次，合并提取清液，待用。

④透析：把玉米须多糖澄清液装入透析袋中，用去离子水或蒸馏水透析48h左右，以去除无机盐、低分子量杂质，透析处理后，取出透析内液，待用。

⑤浓缩：把浸提清夜投入真空旋转蒸发仪中浓缩，减压、低温浓缩至料液原体积1/5左右，得浓缩液，待用。

3、玉米须粗多糖的脱色

⑥脱色：把浓缩液投入圆底烧瓶中，在搅拌下加入少量浓度为20~30％的双氧水，样液比为1∶0.15混合均匀，加热，脱色时间2h，加热温度50℃，pH值为6，趁热过滤，得脱色液，加热蒸去残留双氧水(或同④透析去残留双氧水)待用。

4、玉米须粗多糖的脱蛋白

⑦醇析：把脱色液投入烧杯中，加入适量的95％乙醇，使料液中乙醇浓度为70％~75％(V/V)，搅拌、混合均匀，静止于冰箱中，醇析过夜，离心分离，收集液相回收乙醇，待用。

⑧脱蛋白：根据实验情况可以选择三种方法中的一种

第一种酶法

把玉米须多糖加适量去离子水或蒸馏水溶解，加木瓜蛋白酶，酶底比1.0％、PH值5.5、体系在水浴中水解1.5h，温度为40℃，反应完后沸水浴灭酶10min。离心，除沉淀，待用。

第二种sevag法

把玉米须多糖加适量去离子水或蒸馏水溶解，加sevag试剂，氯仿与正丁醇比5∶1，样液与试剂比2∶1，振荡时间8min，脱蛋白次数4次，离心，除沉淀，待用。

第三种sevag+酶法

把玉米须多糖加适量去离子水或蒸馏水溶解，加木瓜蛋白酶，酶底比0.25％、PH值5.0、体系在水浴中水解1h，温度为40℃，反应完后沸水浴灭酶5min。离心，加sevag试剂，样液与试剂比2∶1，振荡时间8min，脱蛋白次数4次离心，除沉淀，待用。

⑨干燥：把玉米须多糖沉析物至真空干燥箱中，干燥，过100目筛，得玉米须多糖。

所得干燥物用α-萘酚、茚三酮鉴定为多糖、用苯酚硫酸法进行含量测定。每克玉米须纯化多糖(含量40～50％以上)相当于玉米须80～100g。

本发明专利的有益效果

1、用双氧水脱色方法简单易行，样液比为1∶0.15，脱色时间2h，加热温度50℃，pH值为6，脱色率是90.7％，损失率是18.80％。

2、酶水解正交试验最优条件为：酶底比1.0％、PH值5.5、体系在水浴中水解1.5h，温度为40℃。除蛋白率60.31％，损失率为14.71％。

3、sevag最优脱蛋白工艺为氯仿与正丁醇比5∶1，样液与试剂比2∶1，振荡时间8min，脱蛋白次数4次。蛋白脱除率为64.2％，多糖损失率为34.3％。

4、sevag+酶最佳条件为酶底比0.25％，水解1.50h，温度40℃，振荡时间8min，脱蛋白次数4次。脱蛋白率为74.64％，损失率为5.49％。

具体实施方式

实施例1

脱色

1、玉米须粗多糖色素吸光度的测定

粗多糖液经全波长扫描，结果表明溶液在可见光范围内无最大吸收波长。根据互补色原理可知，溶液呈现的颜色是它吸收光的互补色，由于多糖溶液脱色前后经稀释均为橙黄色，所以溶液主要吸收蓝色波段可见光。因此选择处于该波段中心的450nm波长为检测波长，测定溶液的吸光度。用蒸馏水作空白液，在450nm的波长下，测定脱色后样品液的吸光度。多糖脱色率(％)＝(脱色前色素吸光度-脱色后色素吸光度)/脱色前色素吸光度×100％

2、玉米须粗多糖的提取

③水提：将脱脂后的药材粉料投入圆底烧瓶中，加入10～20倍量的的去离子水，搅拌，浸泡24h后，于80～90℃加热30min，提取3次，合并提取清液，待用。

3、玉米须粗多糖的脱色(和活性炭对比)

⑥脱色：把浓缩液投入圆底烧瓶中，在搅拌下分别按活性炭和双氧水因素水平表加入活性炭和双氧水，优化最佳脱色工艺条件。

表1 活性炭正交因素水平表

表2 活性炭脱色正交实验结果表

由表2得出：温度对脱色效果的影响最显著，C＞A＞B，最佳脱色工艺为A1B3C3，即活性炭用量(溶剂体积量)为2％，脱色时间为80min，加热温度为60℃.多糖脱色率为14.76％，损失率为13.01％

表3 双氧水正交因素水平表

表4 双氧水脱色正交实验结果表

由表4得出结论：影响因素A＞B＞C；在pH为6时，最优的水平组合为A₃B₂C₂，以此组合做三次验证实验，得平均脱色率为90.70％，损失率为18.80％，即样液比为1∶0.15，脱色时间为2h，加热温度为50℃为最优。

由此可以得出，双氧水脱色率高，损失率低，脱色优于活性炭，且成本低，工艺简单，适合工业化生产。

实施例2 酶法除蛋白

表5 酶法因素水平表

表6 酶法正交试验结果

由表6得出，影响效果为A＞D＞B＞C脱蛋白最好的组合为A₁B₃C₃D₁，即酶底比为1％，PH为5.5，酶解时间为1.5h，温度为40℃时，去除蛋白的效果最好。

实施例3 sevag法除蛋白

表7 sevag法正交实验因素水平表

表8 L₉(3⁴)正交实验结果

由表8得出，影响关系为D＞C＞A＞B，即最佳脱蛋白条件：脱蛋白次数4次，振荡时间11min，样液∶sevag试剂(v∶v)＝2∶1，氯仿∶正丁醇(v∶v)＝5∶1；蛋白脱除率为64.2％，多糖损失率为34.3％。

实施例4 sevag+酶法除蛋白

木瓜蛋白酶脱玉米须多糖中蛋白质的单因素最佳pH为5.0、酶解时间为1h，沸水浴5min灭酶，冷却至室温后，5000r/min离心，加入的顺序以先加入酶水解蛋白，后用sevag(氯仿∶正丁醇(v∶v)＝5∶1样液与试剂＝2∶1)除蛋白效果好。前面因素固定后分别就样液与木瓜蛋白酶的酶底比、水浴温度、振荡时间、脱蛋白次数四个因素做单因素探索实验[。

表9 脱蛋白因素水平表

表10 sevag+酶法脱蛋白正交试验结果

由表10得出，影响关系为D＞B＞A＞C，Sevag+酶法脱蛋白最佳工艺条件酶为底比0.25％，温度40℃，振荡时间8min，脱蛋白次数4次，脱蛋白率为74.64％，多糖剩余率为94.51％。

Sevag+酶法脱蛋白率高，多糖损失率低，成本低，工艺简单，易于实现工业化生产。

Claims

1.一种玉米须多糖在脱色的方法，其特征在于：将玉米须水提取液脱脂后浓缩液，在搅拌条件下加入一定比例20～30％的双氧水，混合均匀，脱色时间2h，加热温度50℃，趁热过滤，加热蒸去残留双氧水得(或透析)脱色液。

2.玉米须多糖脱色液，在一定条件下(包括酶底比、PH、酶解时间、水浴温度等)加酶，反应完后沸水浴灭酶5min。离心，加sevag试剂，振荡，脱蛋白数次离心，除沉淀，待用。

3.如权利要求1中所述的玉米须多糖脱色的方法：其特征在于所述溶液的PH5.5-6.5。

4.如权利要求1中所述的玉米须多糖脱色的方法：其特征在于所述溶液的样液和双氧水的比例为0.05-0.2。

5.权利要求2中所述的玉米须多糖脱蛋白的方法：其特征在于加入木瓜蛋白酶，pH5.0、酶解时间1h，沸水浴5min灭酶，冷却至室温后，5000r·min^-1离心，加入的顺序以先加入酶水解蛋白，后用sevag试剂。

6.权利要求2中所述的玉米须多糖脱蛋白的方法：其特征在于加入sevag试剂，氯仿∶正丁醇(v∶v)＝5∶1，样液与试剂(v∶v)＝2∶1。

7.权利要求2中所述的玉米须多糖脱蛋白的方法：其特征在于加入木瓜蛋白酶酶底比0.2％-0.25％，水浴温度40-50℃。

8.权利要求2中所述的玉米须多糖脱蛋白的方法：其特征在于sevag试剂振荡时间5-8min，脱蛋白2-4次。