CN102746410A

CN102746410A - 一种制备高含量葫芦巴胶的方法

Info

Publication number: CN102746410A
Application number: CN2011100985048A
Authority: CN
Inventors: 杨江勇; 张国芬; 秦岭
Original assignee: HUAGAO PHARMACEUTICAL CO Ltd CHENGDU
Current assignee: HUAGAO PHARMACEUTICAL CO Ltd CHENGDU; Chengdu Wagott Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2011-04-20
Publication date: 2012-10-24

Abstract

本发明涉及一种以工业级葫芦巴胶为原料制备高含量葫芦巴胶的方法，其特征是通过回流除杂，高速离心，酶解，树脂吸附，干燥等工艺处理，得到的葫芦巴胶成品色泽纯白，无味道，无气味，溶液透明，其中半乳甘露聚糖含量≥95％，蛋白质含量≤1.0％，粘度≥5600mPaS。

Description

一种制备高含量葫芦巴胶的方法

技术领域

本发明属于分离方法领域，具体涉及一种以工业级葫芦巴胶为原料制备高纯度葫芦巴胶的方法

背景技术

葫芦巴胶(fenugreek gum)是从胡芦巴(Trigonella foenum-graecum L.)的干燥成熟种子(fenugreek seed)的内胚乳中分离出来的一种白色或浅黄色不定形的粉状物，主要成分是半乳甘露聚糖。分子结构如下：

葫芦巴胶的主要成分半乳甘露聚糖的分子结构式

半乳甘露聚糖的分解点：307-311℃，溶于冷水、热水及氢氧化钠、氢氧化钾溶液，不溶于各种有机溶剂。元素分析：C 36.66％，H 6.37％，无氮，组成符合化学式(C₆H₁₀O₅).nH₂O。其平均分子量接近235,000，为一中性的粘多糖。半乳甘露聚糖中半乳糖∶甘露糖＝1∶1.2，以甘露糖为主链，以半乳糖为侧基，主链上每6个甘露糖连接着5个半乳糖侧基，D-甘露糖通过β-1，4甙键连接成主链，而D-半乳糖通过α-1，6甙键连接在主链上。半乳甘露聚糖上有大量的羟基，在水中这些羟基能够与水发生水合作用，在低浓度下能形成高粘度稳定胶状溶液，可作为增稠剂、稳定剂、粘合剂等。广泛应用于石油开采、食品、医药、日化、兵工炸药等行业。

目前，葫芦巴胶粉的制备方法有水浸浓缩法、有机溶剂沉淀法、机械分离法。

水浸浓缩法：该法是首先将葫芦巴种子破碎，加水浸提、过滤、真空浓缩，最后喷雾干燥。由于浓缩时不易脱水，加热时间长，不仅增加成本，而且易造成局部过热，使产品理化性能改变，成品水合性弱，粘度下降。

有机溶剂沉淀法：该法是向葫芦巴的水提取溶液中加入有机溶剂，使其半乳甘露聚糖沉降，再将沉降的聚糖脱水烘干、磨粉得成品葫芦巴胶。有机溶剂法得到的葫芦巴胶主含量＜80％，提取过程中用水量大，废水排放量大。常用乙醇作为有机溶剂，溶剂消耗量大。半乳甘露聚糖接触乙醇后形成絮状沉降，同时絮状沉淀会包裹半乳甘露聚糖，影响半乳甘露聚糖沉降，在干燥时被包裹的半乳甘露聚糖不易脱水且易变色，质地坚硬不易粉碎，且蛋白质也会粘附在多糖中，使蛋白质含量增大，蛋白质含量＞5％。

中国专利申请号：200510017076.6(公开号：CN1733055A)，《葫芦巴提取物及制备方法和应用》。公开了一种葫芦巴胶的制备方法，主要步骤如下：以葫芦巴种子为原料，加入水煎煮提取；在水煎液中加入乙醇产生沉淀，乙醇的加入量为使其水煎液中乙醇浓度达到10％～50％；去除上清液，洗涤沉淀，减压干燥得到提取物。葫芦巴提取物中多糖的含量为60％～80％。

中国专利申请号：02128824.0(公开号：CN1397545A)，《一种从胡芦巴种子中提取4-羟基-异亮氨酸及胡芦巴胶等多种副产品的方法》。公布了一种以葫芦巴种子为原料制备4-羟基-异亮氨酸、葫芦巴毛油、黄酮、皂苷、葫芦巴胶等五种产品的方法。其葫芦巴胶的制备工艺包含以下步骤：在葫芦巴种子粉相继制备葫芦巴毛油和黄酮后的残渣中加入10～18倍水，加热，搅拌1～3h；抽滤去除滤渣；滤液浓缩至提取液1/3体积后，加入80％～95％乙醇产生絮状沉淀；沉淀经过洗涤脱水、干燥得到淡黄色的葫芦巴胶粉。

机械分离法：该法是根据种子中种皮、内胚乳及胚芽子叶三部分的物理性能的差异，即含有半乳甘露聚糖的种子内胚乳比较坚硬，不易被粉碎，而种皮和子叶较易破碎，种子经过粉碎，筛分即可分离得到内胚乳片。内胚乳片经过水合、磨粉、灭菌得成品胶粉。机械分离法生产葫芦巴胶效率高，成本低，目前工业上生产多是采用此法。

中国专利申请号：95111190.6(公开号：CN1122818A)，《葫芦巴籽制胶工业及生产线。公布了一种制备葫芦巴籽胚乳胶片制备工艺及一种制备生产线》。它包含了精选机、浸泡机、去湿机和至少两级的分离装置等设备及以下制备步骤：65℃～95℃热水浸泡葫芦巴籽10～20秒；将浸泡过的葫芦巴籽经过温度为40～100℃热风干燥20～60秒；葫芦巴籽开裂成两瓣，同时将子叶打碎分离，得到完整的葫芦巴胚乳片；将胚乳片去皮得到葫芦巴胶胶片，粉碎即得到工业级的葫芦巴胶粉。

中国专利申请号01113729.0(公开号：CN1331923A)，《葫芦巴食品级胶粉制造方法及压片增粘设备》。公开了一种食品级葫芦巴胶的制备方法及增粘设备，它包括了以下步骤：以工业级葫芦巴胶片为原料，对胶片喷射蒸汽，软化胶片，去除中药味；按原料与水的比例为1∶0.9～1.1进行水合，室温平衡20min，使其含水量约55％～60％；压片增粘机辊压胶片；68％～78％酒精洗涤胶片；甩脱溶剂，在50℃～70℃烘干胶片，粉碎胶片即得到食品级葫芦巴胶粉。

中国专利专利号：02138257.3(公开号：CN1179980C)，《快速分散及速溶半乳甘露聚糖的生产方法》。公布了一种速溶的半乳甘露聚糖的生产方法，包括以下步骤：以工业级半乳甘露聚糖胶片为原料，经过水合、烘干、制粉、分级、食用酒精浸渍处理、离心脱溶、真空干燥制成。

在市购工业级葫芦巴胶中含有蛋白质、脂肪油、甾体皂甙、胡芦巴碱、灰分等成分，其中蛋白质含量多，部分呈游离状态，部分与半乳甘露聚糖结合成糖蛋白。上述专利公开的葫芦巴胶生产工艺均是单纯地从葫芦巴种子或葫芦巴胶片中制备葫芦巴胶粉，在提取过程都未进行除蛋白质处理，蛋白质含量大多＞5％，工业级的葫芦巴胶中多糖含量大多＜80％。因此这些提取物在应用时，存在巨大的风险，如果添加到化妆品中，由于植物蛋白质含量过高会引起部分人群皮肤过敏；如应用到石油开采，蛋白质等成分过高易碳化等；在葫芦巴胶溶液的保存过程中，蛋白质等过高会容易腐败。并且目前尚未见从葫芦巴制备低蛋白高含量葫芦巴胶的方法的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备高含量葫芦巴胶的方法，解决已有提取物有效成分含量低，蛋白质含量高的问题。该方法是对传统的工业级葫芦巴胶的改进。反应条件温和，操作方便，适用于工业化生产。

本发明的目的是提供一种有效成份含量高而蛋白质含量低的葫芦巴胶的制备方法。

本发明是这样实现的：

a.除杂：取工业级葫芦巴胶粉1份，加入6～10倍量70％～90％乙醇，80℃～90℃回流提取1～3h，提取2次，去除其中的醇溶性物质如三萜类、甾类、生物碱类等，再加入5～15倍量石油醚70℃～80℃回流提取2h，除去脂肪类。市购原料中葫芦巴胶的主含量为55％，蛋白质含量为7～15％，颜色浅黄或黄白色，有强烈的中药味道。经过除杂可以使多糖含量达到71％。

b.溶解稀释：将经a处理的胡芦巴胶粉1份，加入2～10倍量50％～99％有机溶剂，搅拌均匀后迅速加水至制成1％浓度胶体，继续加水稀释到胶体浓度为0.1％～0.9％。

c.离心：将所得胶体高速离心，离心力RCF≥10,000g，时间15min。收集上清液。

d.酶解：加入10～50u/mg底物量的蛋白酶，50±5℃酶解3～6h。在葫芦巴胶中含有大量的糖蛋白质，常用的除去蛋白质的方法有三氟乙酸法、Sevag法等，这两种方法用到的试剂具有强腐蚀性和较强的毒性，且操作复杂。而本专利中使用的蛋白酶不仅可以酶解糖蛋白，酶解反应条件温和，操作方便，易于生产，而且无毒无害。

e.吸附：保持温度，加压通过0.8～1.6倍柱体积阴离子树脂，用苯酚硫酸显浅红色时收集流失液。将流失液通过紫外扫描，在198nm处有最大吸收峰，在280～220nm处吸收值很小，说明核酸和蛋白质的含量很低，见图2。在生产过程中可以采用茚三酮监测蛋白，将流失液涂抹在滤纸上，用电吹风吹干，加入5～10滴1％茚三酮溶液，热风吹干至颜色不发生改变时为止，如果颜色为白色或浅粉红色则合格。

f.干燥：将流失液喷雾干燥，即得成品。喷雾干燥干燥迅速，可以减低半乳甘露聚糖在干燥过程中的断链及氧化，且所得产品粒度均匀、色泽好。如果量少采用醇析方法，充分搅拌，滤出沉淀，有机溶剂脱水，烘干即可。

葫芦巴胶质量监测：

1.紫外扫描图谱

近紫外区扫描判断多糖中是否含有核酸和蛋白质缀合物。葫芦巴胶在波长190nm～600nm紫外扫描图见图1.

由图可看出，葫芦巴胶在199nm处有最大吸收峰，在260nm处无特征吸收，说明葫芦巴胶中不含核酸，在280nm处吸收不明显。说明葫芦巴胶中的蛋白质含量很低。

2.葫芦巴胶中多糖的含量测定

采用苯酚硫酸法检测多糖的含量，具体操作如下：

标准溶液的配制：精密称取105℃干燥至恒重【烘干6h即可】的葡萄糖标准品10.0mg，用蒸馏水溶解，并用超声波助溶至完全溶解，定容至100.0ml，摇匀即可。精密吸取葡萄糖标准溶液0.00ml，0.20ml，0.40ml，0.60ml，0.80ml，1.00ml，分别置于25.0ml具塞试管中，准确补充水至2.00ml，加入5.0％苯酚溶液1.00ml摇匀，加入5.00ml浓硫酸，迅速浸泡于冰水中冷却，各管加完后一起浸入沸水浴中，自水重新煮沸起精确煮沸15.0min，用冷水冷却，于490nm比色测定吸光度值，制作标准曲线。

待测样品的制备：称取各样品粉末10.0mg，加入50％乙醇2.0ml，充分湿润原料，再加入蒸馏水迅速摇匀溶解，加热70～80℃超声助溶1.5h，使其完全溶解，冷却至室温，定容至100.0ml，作为供试品溶液。

测定：精密量取样品测定液0.80ml置于25.0ml具塞试管中，准确补充水至2.00ml，加入5.0％苯酚溶液1.00ml摇匀，加入5.00ml浓硫酸，迅速浸泡于冰水中冷却，各管加完后一起浸入沸水浴中，自水重新煮沸起精确煮沸15.0min，用冷水冷却，于490nm比色测定吸光度值。

3.葫芦巴胶中蛋白质含量测定

采用凯氏定氮法测定蛋白质含量，具体操作如下

样品消化：称取样品0.5-1g无损耗的置入已经洗涤烘干的消化管中，加入催化剂5g左右和10ml左右硫酸。置于消化炉上消化。

蒸馏：在接受瓶中加入50ml 2％H₃BO₃和2-3滴混合指示剂，打开蒸汽进行蒸馏。蒸气通入反应室使氨通过冷凝管而进入接收瓶内，蒸馏5min。移动接收瓶，使冷凝管下端离开液面，再蒸馏1min，然后用少量水冲洗冷凝管下端外部。取下接收瓶。

滴定：用标定后的HCL滴定接收瓶内的溶液，滴定溶液由绿色变成灰色或蓝紫色时为止，记下消耗的HCl的毫升数，计算结果。

4.基本理化性质

葫芦巴胶干燥后，为乳白色固体粉末，溶于冷水、热水、稀碱，不溶于高浓度的乙醇、乙醚、丙酮、三氯甲烷、正丁醇、乙酸乙酯等有机溶剂.

与I₂-KI反应为阴性，说明其不含淀粉及纤维素；与FeCl3反应呈阴性，说明其不含多酚类物质；与硫酸.咔唑反应呈阳性，说明其含有糖醛酸；与斐林试剂反应呈阴性，说明其不含还原糖

附图说明：

图1：葫芦巴胶流失液光谱扫描图

图2：高含量葫芦巴胶粉的生产工艺流程示意图

具体实施方式：

实施案例1～9

本发明的1～9实施案例是以工业级葫芦巴胶粉为原料，其多糖含量55％，蛋白质含量6.5％。以6～10倍量70％～90％乙醇为介质，在80～90℃回流提取1～3h，除去甾体皂甙、胡芦巴碱、黄酮等杂质，再以5～15倍量石油醚70℃～80℃回流提取2h除去脂肪油。

将除杂后的原料烘干，挥发去有机溶剂。取处理后的原料1份加入50％乙醇5份，充分的搅拌均匀，加入纯化水溶解，配制成0.5％的葫芦巴胶胶体。离心去取上清液。上清液加热到45℃，加入30u/mg低物量的蛋白酶，酶解4.5h。酶解后的液体加压通过1.2倍体积的离子树脂，收集流失液，喷雾干燥。

表1.列出了本发明的1-9实施案例的工艺参数，包括，乙醇浓度(°)、乙醇倍数、提取温度(℃)和提取时长(h)、提取物中蛋白质含量、多糖含量、粘度。

表1.实施案例1～9中的参数及结果

实施案例10～18

本发明的10～19实施案例是以工业级葫芦巴胶粉为原料，其多糖含量55％，蛋白质含量6.5％。以8倍量80％乙醇为介质，在85℃回流提取2h，除去醇溶性杂质如甾体皂甙、胡芦巴碱、黄酮等杂质，再以8倍量石油醚70℃回流提取2h除去脂肪油等。

将除杂后的原料烘干，挥去有机溶剂。测得处理后的葫芦巴胶中多糖的含量为：68.5％，蛋白质含量为：6.7％。取处理后的原料分成9份，每1份加入5倍量50％乙醇，充分的搅拌均匀，加入纯化水溶解，配制成0.5％的葫芦巴胶胶体。离心去取上清液。

上清液加热到45～55℃，加入10～50u/mg低物量的蛋白酶，酶解3～6h。酶解后的液体加压通过0.8～1.6倍体积的阴离子树脂，收集流失液，喷雾干燥。

表2.列出本发明的10～18实施案例的工艺参数，包括，酶用量(u/mg)，酶解温度(℃)，酶解时长(h)，树脂用量，提取物中蛋白质含量和多糖含量(％)

表2.实施案例10～18中的参数及结果

实施案例19

取原料葫芦巴胶粉100g，加入8倍量85％甲醇，80℃提取2次，2h/次。再用8倍量石油醚提取1次，75℃。过滤。烘干。加入2倍量99％乙醇搅拌均匀后迅速加入纯化水10,000ml，搅拌均匀后继续加入纯化水20,000ml，离心机离心，上清液加热到45℃，加入经过活化的蛋白酶液，蛋白酶的用量为30u/mg底物量，酶解3h后将液体通过1.6倍离子树脂，得到的流失液喷雾干燥。

得到成品中多糖含量95.6％，蛋白质含量0.13％，粘度5,710mPaS

实施案例20

取原料葫芦巴胶粉100g，加入8倍量85％丙酮，80℃提取2次，2h/次。过滤。烘干。加入10倍量50％乙醇搅拌均匀后迅速加入纯化水10,000ml，搅拌均匀后离心机离心，上清液加热到45℃，加入经过活化的蛋白酶液，蛋白酶的用量为30u/mg底物量，酶解3h后将液体通过1.0倍离子树脂，得到的流失液喷雾干燥。

得到成品中多糖含量95.4％，蛋白质含量0.59％，粘度5,660mPaS。

Claims

1.一种制备高含量葫芦巴胶的方法，其特征是：以工业级葫芦巴胶粉为原料，经过回流除杂，高速离心，蛋白酶酶解，离子树脂吸附，喷雾干燥等制得的成品。

具体操作如下：

a.取工业级葫芦巴胶粉1份，加入6～10倍量70％～90％乙醇，80℃～90℃回流提取1～3h，提取两次，去除其中的醇溶性物质如三萜类、甾类、生物碱类等，再加入5～15倍量石油醚70℃～80℃回流提取2h，除去脂肪类；

b.将a处理的原料胡芦巴胶粉1份，加入2～10倍量50％～99％乙醇，搅拌均匀后迅速加水至制成1％浓度胶体，继续加水稀释到胶体浓度为0.1％～0.9％。

c.将所得胶体高速离心，离心力RCF≥10,000g，时间15分钟，收集上清液。

d.加入10～50u/mg底物量的蛋白酶，50±5℃酶解3～6h。

e.保持温度，加压通过0.8～1.6倍柱体积阴离子树脂，收集流失液。

f.将流失液喷雾干燥即得成品，或如果量少采用醇析方法，充分搅拌，虑出沉淀，烘干即可。

2.根据权利要求1所述的一种制备高含量葫芦巴胶的方法，其特征是制备出的成品葫芦巴胶的分子量约为235,000道尔顿，采用苯酚-硫酸法检测多糖含量≥95％，成品葫芦巴胶粉1％的水溶液的粘度≥5,600mPaS，蛋白质含量≤1.0％。

3.根据权利要求1所述的一种制备高含量葫芦巴胶的方法，其特征是在溶解葫芦巴胶时加入一定浓度有机溶剂，有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙酮等及其混合物，以分散葫芦巴胶粉的颗粒，防止水溶液结块，加速溶解和防止细菌腐败。

4.根据权利要求1所述的一种制备高含量葫芦巴胶的方法，其特征是在葫芦巴胶胶体溶液中，葫芦巴胶的浓度控制在0.1％～1.0％。