CN102586200B

CN102586200B - 从牛蒡的根、茎和叶提取超氧化物歧化酶的工艺方法

Info

Publication number: CN102586200B
Application number: CN201110004935.3A
Authority: CN
Inventors: 龚家骅; 梅汝鸿; 梅宁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-01-12
Publication date: 2015-06-10
Anticipated expiration: 2031-01-12
Also published as: CN102586200A

Abstract

从牛蒡的根、茎和叶提取超氧化物歧化酶的工艺方法包括牛蒡的根、茎和叶的清洗处理，组织捣碎，匀浆和冷冻分离，分离出的上清液先后经过两次超滤，第一次超滤截留6万道尔顿以上的物质，第二次超滤截留1万道尔顿以上的物质，第一次超滤通过的溶液经过第二次超滤截留下的是1万至6万道尔顿的含有SOD的溶液，第二次超滤截留下的含有SOD的溶液经过PEG干燥后在冷冻干燥机中干燥，得到固体的SOD物质。

Description

从牛蒡的根、茎和叶提取超氧化物歧化酶的工艺方法

技术领域

本发明涉及从植物的根、茎、果实和叶中提取超氧化物歧化酶SOD的工艺方法，更具体地说是从牛蒡的根、茎和叶提取超氧化物歧化酶的工艺方法。

背景技术

超氧化物歧化酶，英文为Superoxide Dismutase，缩写为SOD，SOD存在于植物、动物和微生物细胞内，在人体内SOD可以清除人体内的多余的超氧阴离子自由基和羟自由基，具有抗氧化、防衰老、增强免疫力多种功效，越来越为人们所重视。由于近些年来世界范围发生大面积的疯牛病和家禽的疾病，极易传染给人类，造成巨大的灾难，世界卫生组织WHO呼吁不要从动物血浆中提取SOD，并用于人类。

植物SOD应用起来比较安全，但是其中含有的SOD的数量相对比较少，不同物种的含量也不尽相同，经过筛选和分析，我们发现牛蒡的根、茎、叶中不但含有丰富的β胡萝卜素、黄酮、多种纤维素、菊糖等活性成份，而且含有相当丰富的SOD，这就为我们提取SOD，用于改善人类免疫力和健康水平提供了丰富的资源。然而，当今我国牛蒡生产基地的牛蒡茎和叶全被作为负担被遗弃，造成环境的污染。殊不知浪费最有价值的资源，同时还极大地污染了环境。牛蒡的根茎的食用上也存在问题，通过高温加工将极大的损失SOD、多种蛋白酶、多种维生素和多种活性成份。

发明内容

将收获的牛蒡(根茎部分)、枝叶部分分别处理。根茎部分清洗打包放入保鲜库存储35-60天，为的是将牛蒡中的淀粉转化成糖份，同时将一些青涩味道转化殆尽，这样将改善本发明后期的营养液的味道。转化期后，将牛蒡出库，除去变质的损坏牛蒡，清洗、凉干，然后用组织捣碎机进行捣碎，捣碎过程中加入洁净水和异抗坏血酸钠，水为牛蒡的重量的5％-20％，异抗坏血酸钠为牛蒡的0.001％-0.1％，然后匀浆和冷冻离心，为的是将SOD从植物细胞和线粒体中释放出来，异抗坏血酸钠防止SOD在加工过程中被氧化，水是将牛蒡中的SOD溶解出来，分离出的上清液液体内含有SOD、活性成份和植物蛋白；枝叶部分的处理过程，将枝叶清洗干净，用捣碎机捣碎，为的是将SOD从植物的细胞和线粒体中释放出来，捣碎过程中加入异抗坏血酸钠，防止SOD和其他活性成份氧化掉。然后用匀浆机进行匀浆，用冷冻离心机分离，分离出的上清液体内含有SOD、活性成份和植物蛋白；然后将所得的含有SOD的上清溶液进行两次超滤，第一次用截留6万道尔顿以上的超滤膜超滤，通常用中空纤维超滤膜，工作压力是0.15MPa；第二次超滤是用截留1万道尔顿以上的超滤膜超滤，通常用中空纤维超滤膜，工作压力是0.15Mpa。超滤是一种以筛分为分离原理，以压力为推动力的膜分离过程，过滤精度在0.005-0.01μm范围内，可有效去除水中的微粒、胶体、细菌、热源及高分子有机物质。可广泛应用于物质的分离、浓缩、提纯。超滤过程无相转化，常温下操作，对热敏性物质的分离尤为适宜，并具有良好的耐温、耐酸碱和耐氧化性能，能在60℃以下，pH为2-11的条件下长期连续使用。通过两次超滤所得到的1万道尔顿至6万道尔顿的浓缩液是含有SOD物质的溶液，通过聚乙二醇(PEG)进行浓缩。所谓的浓缩是通过吸收剂直接收除去溶液中溶液分子使之浓缩。所用的吸收剂必需与溶液不起化学反应，对生物大分子不吸附，易与溶液分开。常用的吸收剂有聚乙二醇，聚乙稀吡咯酮、蔗糖和凝胶等，使用聚乙二醇吸收剂时，先将生物大分子溶液装入半透膜的袋里，外加聚乙二醇复盖置于4度下，袋内溶剂渗出即被聚乙二醇迅速吸去，聚乙二醇被水饱和后要更换新的直至达到所需要的体积。该浓缩不能用加热浓缩的方法，是防止加热过程中将SOD氧化损失掉。PEG浓缩得到的SOD浓缩液通过冷冻真空干燥设备在-10℃至-20℃下真空干燥，干燥所得的固态物质就是超氧化物歧化酶SOD。第二次超滤得到的1万道尔顿以下的溶液，里面含有丰富的微量微量元素、β胡萝卜素、黄酮、多种纤维素、菊糖等活性成份，可以作为营养液为人和动物食用。第一次超滤截留的6万道尔顿以上的物质，含有大量的植物蛋白，再通过相应的提纯工艺，可以制备高级植物蛋白，供人们保健。所以该工艺方法可以得到三种产品，即1：SOD冻干粉，2：第二次超滤通过的溶液含有多种活性成份的营养液，3：植物蛋白。再加上冷冻离心分离工艺分离出来的渣物，可以作为家畜和家禽的饲料和农业肥料，因为其中还留存部分植物蛋白、SOD和多种活性成份，所以共计四种产品。

附图说明

图1是本发明从牛蒡的根、茎和叶提取超氧化物歧化酶的工艺方法的流程图

具体实施例

实施例1

用组织捣碎机将洗干净的牛蒡茎和叶捣碎，在捣碎的过程中加入总重量0.001％-0.1％异抗坏血酸钠，目的是防止SOD和其它活性成份被氧化。随后用匀浆机匀浆，用5,000rpm-10,000rpm的冷冻离心机进行离心5-15分钟，将所得到的上清液经过两次超滤。第一次用截留6万道尔顿以上的超滤膜超滤，通常用中空纤维超滤膜，工作压力是0.15MPa；第二次超滤是用截留1万道尔顿以上的超滤膜超滤，通常用中空纤维超滤膜，工作压力是0.15Mpa。通过两次超滤所得到的6万道尔顿至1万道尔顿的浓缩液是含有SOD物质的溶液。第一次超滤膜材料：聚砜，膜面积：0.12M²：直径：10cm，高100cm，内压式：0.15MPa，超滤50分钟。第二次超滤膜材料：聚砜，膜面积：0.12M²：直径：10cm，高100cm，内压式：0.15MPa，超滤60分钟。第一次超滤得到的溶液的SOD的酶活性：140-170IU/ml(每毫升国际单位)，第二次超滤得到的1万道尔顿至6万道尔顿溶液的SOD的酶活性：3,000-4,000IU/ml(每毫升国际单位)。然后用聚乙二醇(PEG)进行浓缩。浓缩得到的溶液通过冷冻干燥机冷冻干燥，得到SOD的干粉，SOD的酶活性：23,000-30,000IU/g(每克国际单位)。

实施例2

用组织捣碎机将洗干净的和经过糖转化过程的牛蒡根茎捣碎，在捣碎的过程中加入总重量0.001％-0.1％异抗坏血酸钠，目的是防止SOD和其它活性成份被氧化。随后用匀浆机匀浆，用5,000rpm-10,000rpm的冷冻离心机进行离心5-15分钟，将所得到的上清液经过两次超滤。第一次用截留6万道尔顿的超滤膜超滤，通常用中空纤维超滤膜，工作压力是0.15MPa；第二次超滤是用截留1万道尔顿的超滤膜超滤，通常用中空纤维超滤膜，工作压力是0.15Mpa。通过两次超滤所得到的6万道尔顿至1万道尔顿的浓缩液是含有SOD物质的溶液。第一次超滤膜材料：聚砜，膜面积：0.12M²：直径：10cm，高100cm，内压式：0.15MPa，超滤50分钟。第二次超滤膜材料：聚砜，膜面积：0.12M²：直径：10cm，高100cm，内压式：0.15Mpa，超滤60分钟。第一次超滤得到的溶液的SOD的酶活性：140-250IU/ml(每毫升国际单位)，第二次超滤得到的1万道尔顿至6万道尔溶液的SOD的酶活性：3,000-5,000IU/ml(每毫升国际单位)。然后用聚乙二醇(PEG)进行浓缩。浓缩得到的溶液通过冷冻干燥机冷冻干燥，得到SOD的干粉，SOD的酶活性30,000-50,000IU/g(每克国际单位)。

实施例3

用组织捣碎机将洗干净的牛蒡茎和叶捣碎，在捣碎的过程中加入总重量0.001％-0.1％异抗坏血酸钠，目的是防止SOD和其它活性成份被氧化。随后用匀浆机匀浆，用5,000rpm-10,000rpm的冷冻离心机进行离心5-15分钟，将所得到的上清液经过两次超滤。第一次用截留6万道尔顿以上的平板超滤膜超滤，工作压力是0.17MPa；第二次超滤是用截留1万道尔以上顿的平板超滤膜超滤，工作压力是0.17Mpa。通过两次超滤所得到的6万道尔顿至1万道尔顿的浓缩液是含有SOD物质的溶液。第一次超滤膜材料：聚砜，膜面积：0.15M²：长：30cm；宽：15cm；高：5cm，0.17MPa，超滤45分钟。第二次超滤膜材料：聚砜，膜面积：0.15M²：长：30cm；宽：15cm；高：5cm，0.15MPa，超滤50分钟。第一次超滤得到的溶液的SOD的酶活性：140-170IU/ml(每毫升国际单位)，第二次超滤得到的1万道尔顿至6万道尔溶液的SOD的酶活性：3,000-4,000IU/ml(每毫升国际单位)。然后用聚乙二醇(PEG)进行浓缩。浓缩得到的溶液通过冷冻干燥机冷冻干燥，得到SOD的干粉，SOD的酶活性：23,000-30,000IU/g(每克国际单位)。

实施例4

用组织捣碎机将洗干净的和经过糖转化过程的牛蒡根茎捣碎，在捣碎的过程中加入总重量0.001％-0.1％异抗坏血酸钠，目的是防止SOD和其它活性成份被氧化。随后用匀浆机匀浆，用5,000rpm-10,000rpm的冷冻离心机进行离心5-15分钟，将所得到的上清液经过两次超滤。第一次用截留6万道尔顿以上的平板超滤膜超滤，工作压力是0.17MPa；第二次超滤是用截留1万道尔顿以上的平板超滤膜超滤，工作压力是0.17Mpa。通过两次超滤所得到的6万道尔顿至1万道尔顿的浓缩液是含有SOD物质的溶液。第一次超滤膜材料：聚砜，膜面积：0.15M²：长：30cm；宽：15cm；高：5cm，0.17MPa，超滤45分钟。第二次超滤膜材料：聚砜，膜面积：0.15M²：长：30cm；宽：15cm；高：5cm，0.15MPa，超滤50分钟。第一次超滤得到的溶液的SOD的酶活性：140-250IU/ml(每毫升国际单位)，第二次超滤得到的1万道尔顿至6万道尔溶液的SOD的酶活性：3,000-5,000IU/ml(每毫升国际单位)。然后用聚乙二醇(PEG)进行浓缩。浓缩得到的溶液通过冷冻干燥机冷冻干燥，得到SOD的干粉，SOD的酶活性30,000-50,000IU/g(每克国际单位)。

实施例5

用组织捣碎机将洗干净的牛蒡茎和叶捣碎，在捣碎的过程中加入总重量0.001％-0.1％异抗坏血酸钠，目的是防止SOD和其它活性成份被氧化。随后用匀浆机匀浆，用5,000rpm-10,000rpm的冷冻离心机进行离心5-15分钟，将所得到的上清液经过两次超滤。第一次用截留6万道尔顿以上的卷式超滤膜超滤，工作压力是0.17MPa；第二次超滤是用截留1万道尔顿以上的卷式超滤膜超滤，工作压力是0.17Mpa。通过两次超滤所得到的6万道尔顿至1万道尔顿的浓缩液是含有SOD物质的溶液。第一次超滤膜材料：聚丙烯腈，膜面积：侧面积3200cm²，横截面积2.4cm²，0.17MPa，超滤50分钟。第二次超滤膜材料：聚丙烯腈，膜面积：侧面积3200cm²，横截面积2.4cm²，0.17MPa，超滤60分钟。第一次超滤得到的溶液的SOD的酶活性：140-170IU/ml(每毫升国际单位)，第二次超滤得到的1万道尔顿至6万道尔溶液的SOD的酶活性：3,000-4,000IU/ml(每毫升国际单位)。然后用聚乙二醇(PEG)进行浓缩。浓缩得到的溶液通过冷冻干燥机冷冻干燥，得到SOD的干粉，SOD的酶活性：23,000-30,000IU/g(每克国际单位)。

实施例6

用组织捣碎机将洗干净的和经过糖转化过程的牛蒡根茎捣碎，在捣碎的过程中加入总重量0.001％-0.1％异抗坏血酸钠，目的是防止SOD和其它活性成份被氧化。随后用匀浆机匀浆，用5,000rpm-10,000rpm的冷冻离心机进行离心5-15分钟，将所得到的上清液经过两次超滤。第一次用截留6万道尔顿以上的卷式超滤膜超滤，工作压力是0.17MPa；第二次超滤是用截留1万道尔顿以上的卷式超滤膜超滤，工作压力是0.17Mpa。通过两次超滤所得到的6万道尔顿至1万道尔顿的浓缩液是含有SOD物质的溶液。第一次超滤膜材料：聚丙烯腈，膜面积：侧面积3200cm²，横截面积2.4cm²，0.17MPa，超滤50分钟。第二次超滤膜材料：聚丙烯腈，膜面积：侧面积3200cm²，横截面积2.4cm²，0.17MPa，超滤60分钟。第一次超滤得到的溶液的SOD的酶活性：140-250IU/ml(每毫升国际单位)，第二次超滤得到的1万道尔顿至6万道尔溶液的SOD的酶活性：3,000-5,000IU/ml(每毫升国际单位)。然后用聚乙二醇(PEG)进行浓缩。浓缩得到的溶液通过冷冻干燥机冷冻干燥，得到SOD的干粉，SOD的酶活性30,000-50,000IU/g(每克国际单位)。

Claims

1.从牛蒡的根、茎和叶提取超氧化物歧化酶的工艺方法，其特征在于该工艺方法包括：牛蒡的根茎需要在保鲜库中0℃至10℃条件下保存35至60天，以便将根茎中的淀粉转化成糖，将牛蒡的青涩味道转化殆尽，要将牛蒡的根、茎和叶清洗处理，牛蒡的根、茎和叶的组织捣碎过程中需要加入根、茎和叶的重量的0.001％-0.1％的异抗坏血酸钠，防止加工过程中SOD和其它活性成份被氧化掉，然后匀浆和冷冻分离，分离出来的渣物作为禽畜饲料和肥料，分离出的上清液先后经过两次超滤，第一次超滤截留6万道尔顿以上的物质，第二次超滤截留1万道尔顿的物质，第一次截留下了植物叶蛋白物质，通过的溶液经过第二次超滤截留下的是1万至6万道尔顿的含有SOD的溶液，通过第二次超滤的是含有多种活性成分的营养物质，第二次超滤截留下的1万至6万道尔顿含有SOD的溶液经过PEG聚乙二醇干燥后在冷冻干燥机中干燥，得到固体的SOD物质。