CN102618616A - 一种汽爆联用生物复合酶技术提高人参皂苷提取率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽爆联用生物复合酶制剂，以人参、西洋参和人参茎叶、西洋参茎叶等为原材料，生产人参皂苷的方法。该方法与常规方法相比，具有人参皂苷提取物产率高，提取物皂苷含量高，人参皂苷提取率高等特点。

Description

一种汽爆联用生物复合酶技术提高人参皂苷提取率的方法

技术领域

本发明属于中药现代化领域，涉及一种汽爆联用生物复合酶制剂，以人参、西洋参和人参茎叶、西洋参茎叶等为原材料，生产人参皂苷的方法。该方法与常规方法相比，具有人参皂苷提取物产率高，提取物皂苷含量高，人参皂苷提取率高等特点。

背景技术

人参(Panax ginseng C.A.Meyer)、西洋参(Panax quinquefolium Linn)为五加科植物。作为传统药材，具有数千年的历史，在世界各国广泛应用。人参大补元气，复脉固脱，补脾益肺，生津，安神。西洋参补气养精，清热生津。人参皂苷是人参、西洋参中最主要的活性成分之一。人参皂苷的生理活性决定了其食用和药用价值。大量研究结果表明，人参皂苷具有抗疲劳、抗利尿、抗炎、抗缺氧、提高记忆、延缓衰老、提高机体免疫功能等作用。

人参皂苷作为人参、西洋参最有效的活性成分，在根中总皂苷含量约为4％-6％，茎叶中总皂苷含量约为7.6％-12.6％，人参须中总皂苷的含量约为8.5％-11.5％，参皮中总皂苷含量约为8.0％-8.8％，花蕾总皂苷含量约为14％-15％，是多种人参皂苷的混合物。

目前，应用范围较广，较成型的人参总皂苷的提取分离工艺为：采用水作起步溶剂，将参料浸泡、煎煮后滤渣取液；将液体减压浓缩；浓缩液体经大孔树脂柱吸附、乙醇洗脱，得洗脱液；洗脱液中加入氧化镁，加热回流脱色并收集滤液；使滤液通过交换树脂去杂；最后回收滤液中的乙醇，并将余留物质干燥，即得成品(CN1277205)。

但在人参总皂苷提取过程中，人参细胞壁对提取的干扰是影响人参皂苷提取率的主要因素；同时在提取过程中，还要受到其它大分子物质，如果胶、蛋白质等的干扰；这些因素使得人参皂苷提取率较低。而人参细胞壁中的木质素和半纤维素以共价键的方式相结合，果胶以镶嵌的形式将木质素、半纤维素和纤维素胶合，纤维素分子被包埋其中，形成一层天然屏障。无论是微生物发酵，还是生物酶制剂直接作用于细胞壁，都无法直接打开木质素的天然屏障，只能通过降解果胶，打开一小部分通道，使生物酶制剂与纤维素等大分子接触。

汽爆技术可将渗进植物组织内部被压缩的气体短时间突发性释放完毕，目的是用较少的能量将原料按要求分解。汽爆机将容器内的全部原料在毫秒级时间范围内，以炸散的形式悬在大气空间。由于其作用时间短，能量密度高而且集中，气体分子可以渗透到纤维素与木质素等大分子之间，充分的在大分子水平上将物料分解。因此，汽爆过程可以将植物细胞壁果胶镶嵌的木质素、半纤维素和纤维素的共聚体打散为木质素、果胶、半纤维素和纤维素的分散体，从而破坏生物酶及发酵技术难以彻底攻破的木质素天然屏障系统。

本发明正是考虑到汽爆技术可以破坏细胞壁天然屏障系统，从而采用汽爆技术将人参、西洋参和人参茎叶、西洋参茎叶细胞壁中的果胶镶嵌的木质素、半纤维素和纤维素的共聚体打散为木质素、果胶、半纤维素和纤维素的分散体后，继而联用生物复合酶将木质素、果胶、半纤维素、蛋白质和纤维素等降解为小分子。从而最大限度的降低人参皂苷制备过程中其它大分子物质对人参皂苷提取的干扰，降低整个工艺的能耗，提高人参皂苷的产率。

发明内容

本发明针对目前以人参、西洋参和人参茎叶、西洋参茎叶为原料，生产人参皂苷的生产工艺较低的产率，考虑到细胞壁木质素天然屏障系统对人参皂苷提取的干扰，依据实验数据，发明了汽爆联用生物复合酶制剂制备人参皂苷的新方法。

本发明的目的是提供一种提高人参、西洋参和人参茎叶、西洋参茎叶中人参皂苷提取率的汽爆联用生物复合酶制剂的制备方法。

本发明提供的汽爆联用生物复合酶制剂制备人参皂苷的新方法，由以下步骤完成：

(1)原料前处理：将人参、西洋参和人参茎叶、西洋参茎叶水洗去泥沙等杂质后粉碎；

(2)汽爆处理：将经过原料前处理的人参、西洋参和人参茎叶、西洋参茎叶置于汽爆罐内，先通入空气至汽爆罐内压力为0.5-1.0MPa，爆破处理5-20分钟；然后迅速通入蒸汽至汽爆罐内压力为1.0-1.5MPa，蒸汽爆破处理0.5-2分钟；

(3)生物复合酶处理：将汽爆后原料以水混悬，加入生物复合酶制剂(包含纤维素酶、蛋白酶、果胶酶、淀粉酶、木聚糖酶、漆酶)，降解干扰人参皂苷提取的大分子物质；

(4)人参皂苷提取：将经(3)处理得到的反应体系，以水或不同浓度乙醇等作为溶剂，采用溶剂提取法、超声提取法、微波提取法等进行提取，过滤，提取液备用；

(5)人参总皂苷制备：将经(4)处理得到的提取液经大孔吸附树脂技术、萃取技术等分离，得到人参总皂苷。

本发明从技术原理上有以下显著特点：

(1)汽爆技术可以将人参、西洋参和人参茎叶、西洋参茎叶细胞壁中的果胶镶嵌的木质素、半纤维素和纤维素的共聚体打散为木质素、果胶、半纤维素和纤维素的分散体，从而破坏了生物复合酶难以迅速降解的木质素天然屏障系统，而对人参皂苷没有任何破坏；

(2)生物复合酶可以将木质素、果胶、半纤维素、蛋白质和纤维素等降解为小分子，降低人参皂苷提取过程中大分子物质对提取的干扰，该生物复合酶是由纤维素酶、酸性蛋白酶、果胶酶、α-淀粉酶、木聚糖酶、漆酶等组成；

(3)汽爆技术联用生物复合酶，以人参、西洋参和人参茎叶、西洋参茎叶等为原材料，提取人参皂苷的方法，可以实现最大限度的降低人参皂苷提取过程中大分子物质对提取的干扰。与传统工艺相比，能够大幅度提高人参皂苷的提取率，降低生产能耗。

具体实施方式

(1)本发明的生产工艺流程：原料前处理，汽爆处理，生物复合酶处理，人参皂苷提取，人参总皂苷制备。

(2)本发明的生产工艺中汽爆处理为：以空气、蒸汽为汽爆介质，先通入空气至汽爆罐内压力为0.5-1.0MPa，爆破处理5-20分钟；然后迅速通入蒸汽至汽爆罐内压力为1.0-1.5MPa，蒸汽爆破处理0.5-2分钟。

(3)本发明的生产工艺中生物复合酶制备过程如下：经检测合格的原料按下述重量百分比进入各项投料口：纤维素酶10-30％，果胶酶10-20％，α-淀粉酶10-35％，蛋白酶10-30％，漆酶5-15％。经自动混合机复配，然后通测定酶活、定量包装，成为产品。

(4)本发明的生产工艺中生物复合酶使用方法如下：作用温度：15-60℃(或室温)；pH：5.0-7.0；作用时间：1-6h；添加量：500g-5000g/吨物料。

(5)应用效果：应用本发明，从本质上解决了传统工艺生产人参皂苷产率低的致命问题，其中人参皂苷提取物产率、提取物质量(提取物中人参皂苷含量)及人参皂苷提取率均远高于传统工艺。

(6)实验数据：以生晒参为原料，以提取物得率、提取物皂苷含量及皂苷提取率为指标，对不同生产工艺进行评价。

(7)实验结论

由以上数据可以得出，在从人参、西洋参和人参茎叶、西洋参茎叶(以人参生晒参为例)中提取人参皂苷的工艺中，以汽爆联用生物复合酶前处理的人参皂苷提取物产率、人参皂苷提取率及提取物皂苷含量都要远高于其它工艺。汽爆联用生物复合酶前处理工艺较传统工艺(无前处理)相比，人参皂苷提取物产率提高了34.98％，人参皂苷提取物质量(提取物皂苷含量)提高了8.03％，人参皂苷提取率提高了45.68％。

具体实施例

实施例1：

(1)原料前处理：将人参生晒参水洗去泥沙等杂质后粉碎；

(2)汽爆处理：将经过原料前处理的人参置于汽爆罐内，先通入空气至汽爆罐内压力为1.0MPa，爆破处理10分钟；然后迅速通入蒸汽至汽爆罐内压力为1.5MPa，蒸汽爆破处理1分钟；

(3)生物复合酶处理：将汽爆后原料以5倍量水混悬，按物料比为0.5％的量加入生物复合酶制剂(纤维素酶25％，果胶酶15％，α-淀粉酶30％，蛋白酶15％，漆酶15％)，在pH7、50℃条件下水解2h；

(4)人参皂苷提取：将经(3)处理得到的反应体系，加入15倍量(以最初人参生晒参量计)95％乙醇，超声提取45分钟，过滤，滤液回收溶剂至无醇味；

(5)人参总皂苷制备：将经(4)处理得到的浓缩液经大孔吸附树脂吸附，经水洗、85％乙醇洗脱，85％乙醇洗脱液回收溶剂得浸膏，浸膏经干燥得到人参总皂苷。

实施例2：

(1)原料前处理：将西洋参地上部分水洗去泥沙等杂质后粉碎；

(2)汽爆处理：将经过原料前处理的原料置于汽爆罐内，先通入空气至汽爆罐内压力为0.8MPa，爆破处理15分钟；然后迅速通入蒸汽至汽爆罐内压力为1.5MPa，蒸汽爆破处理2分钟；

(3)生物复合酶处理：将汽爆后原料以10倍量水混悬，按物料比为0.5％的量加入生物复合酶制剂(纤维素酶30％，果胶酶10％，α-淀粉酶35％，蛋白酶10％，漆酶15％)，在pH7、50℃条件下水解2h；

(4)人参皂苷提取：将经(3)处理得到的反应体系，再加入10倍量(以最初西洋参地上部分量计)水，加热回流提取1h，过滤，滤液留用；

(5)人参总皂苷制备：将经(4)处理得到的滤液经大孔吸附树脂吸附，经水洗、85％乙醇洗脱，85％乙醇洗脱液回收溶剂得浸膏，浸膏经干燥得到人参总皂苷。

Claims (3)

1.一种汽爆联用生物复合酶技术提高人参皂苷提取率的方法，其特征在于它由以下步骤完成：

(1)原料前处理：将人参、西洋参和人参茎叶、西洋参茎叶水洗去泥沙等杂质后粉碎；

(2)汽爆处理：将经过原料前处理的人参、西洋参和人参茎叶、西洋参茎叶置于汽爆罐内，先通入空气至汽爆罐内压力为0.5-1.0MPa，爆破处理5-20分钟；然后迅速通入蒸汽至汽爆罐内压力为1.0-1.5MPa，蒸汽爆破处理0.5-2分钟；

(3)生物复合酶处理：将汽爆后原料以水混悬，加入生物复合酶制剂(包含纤维素酶、蛋白酶、果胶酶、淀粉酶、木聚糖酶、漆酶)，降解干扰人参皂苷提取的大分子物质；

(4)人参皂苷提取：将经(3)处理得到的反应体系，以水或不同浓度乙醇等作为溶剂，采用溶剂提取法、超声提取法、微波提取法等进行提取，过滤，提取液备用；

(5)人参总皂苷制备：将经(4)处理得到的提取液经大孔吸附树脂技术、萃取技术等分离，得到人参总皂苷。

2.如权利要求1所述的汽爆技术，其汽爆介质为空气、蒸汽，先以空气加压较长时间汽爆，然后以蒸汽短时间爆破处理。

3.如权利要求1所述的生物复合酶制剂，其特征在于它是由下述重量百分比的成分组成的复合物：

纤维素酶10-30％；

果胶酶10-20％；

α-淀粉酶20-35％；

蛋白酶10-30％；

漆酶5-15％。