CN102775511B - 一种从辣椒渣中提取辣椒多糖的方法 - Google Patents
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Abstract
一种从辣椒渣中提取辣椒多糖的方法，包括脱脂、酶处理、水浸提、醇沉淀、除蛋白、膜过滤和干燥七个步骤。本发明的有益效果在于：(1)采用复合双酶技术，纤维素酶用于酶解辣椒渣中的纤维素，胰蛋白酶用于酶解辣椒渣中的大分子蛋白，将纤维素和大分子蛋白酶解后，有助于提高辣椒多糖的溶解率，从而提高了辣椒多糖的提取率；(2)采用超滤膜过滤技术，将分子量小于10000的分子过滤去除，提高了辣椒多糖的纯度；(3)本发明制备的辣椒多糖纯度高，无需将产品再次纯化；而且步骤设计合理，适合工业化的大生产。
Description
技术领域
本发明属于天然产物的提取分离领域，涉及一种提取辣椒多糖的方法，特别涉及一种从辣椒渣中提取辣椒多糖的方法。
背景技术
辣椒是一种茄科辣椒属植物，其具有驱寒、止痢、杀虫、增强食欲和促进消化等功能。在医学上，辣椒具有健胃助消化、预防胆结石、改善心脏功能、降血糖、减肥以及预防感冒等作用。辣椒可以用来提取辣椒红色素和辣椒素。近年来，我国生产辣椒红色素的规模越来越大，每年辣椒红色素产量达到数千吨，产值接近20亿元。在生产辣椒红色素的同时产生了大量的辣椒渣，每年产生的辣椒渣估计在十万吨左右。这些辣椒渣一般作为饲料、肥料或者作为辣椒酱原料，但这些产品大多属于低附加值产品，而且品质低、销路差，因此，造成了极大的浪费。
近年来，研究发现，辣椒中除了含有辣椒红色素和辣椒素以外，还含有丰富的辣椒多糖。辣椒多糖具有一定药用和保健营养价值，具有开发利用潜力。为了提高辣椒残渣的应用价值，物尽其用，增加其附加值，新疆农业大学的郭丽等针对辣椒多糖的提取及其性质进行了初步的研究。该研究采用热水浸提、2-4％HCl热浸提、98％乙醇醇沉淀、离心等步骤得到粗辣椒多糖；将粗辣椒多糖通过乙醚除脂肪、sevage法除蛋白、98％乙醇醇析并采用半透膜透析去除无机盐等小分子物质后，再次用98％乙醇醇沉淀并离心，得到纯化后得到辣椒多糖纯品。该研究还对辣椒多糖的性质做了初步的鉴定，研究结果表明，辣椒多糖是结合蛋白多糖，且为不均一多糖，其主要组成成分为阿拉伯糖、木糖、葡萄糖、半乳糖和鼠李糖。然而，该方法仅仅处于实验室研究阶段，许多操作步骤，如分液漏斗中乙醚清洗多次除脂肪等，完全不适用于工业化的大生产。另外，该方法采用先提取粗辣椒多糖，后提纯的方法，不仅步骤繁琐，而且增加了化学试剂的用量，同时，提取率较低。
发明内容
本发明提供一种从辣椒渣中提取辣椒多糖的方法，该方法采用生物酶法处理辣椒渣，利用超滤膜过滤技术纯化多糖，提高了辣椒多糖的提取率及纯度。
本发明的技术方案：一种从辣椒渣中提取辣椒多糖的方法，包括脱脂、酶处理、水浸提、醇沉淀、除蛋白、膜过滤和干燥七个步骤：
(1)脱脂：称取1kg辣椒渣，破碎得到细度为40～300目的辣椒渣粉末；加入1-6升98％ 乙醇，在50-80℃回流浸提0.5～2小时，过滤，收集滤渣；
(2)酶处理：将上述滤渣中的乙醇挥发至1％以下，加入1～3升水，用适量碱液调节pH值为7-9；加入5-15g胰蛋白酶，升温至20-40度，保温，搅拌2-4小时；加适量酸液调节pH值为4.0-5.5，加入10-30g纤维素酶，升温至45-65℃，保温，搅拌1-5小时。
(3)浸提：将上述原料升温至70-100℃，保温5-10分钟，加入1-3升水，60-70℃保温，搅拌2小时，过滤去除渣料和不溶物，得到滤液；
(4)醇沉淀：将上述滤液浓缩，加入适量98％乙醇，使乙醇浓度降至70-90％，放置过夜，过滤，得到沉淀物；
(5)脱除蛋白：采用Sevag法脱除蛋白，将上述沉淀物溶于适量去离子水中，再加入1／5溶液体积的三氯甲烷和正丁醇混合液，所述三氯甲烷和正丁醇的比例为5∶1；搅拌20分钟，静置30分钟，分层，去除下层有机相和蛋白相，将上清液如此反复处理，直至两相间无蛋白层，收集上清液；
(6)膜过滤：对上清液进行浓缩，再加入适量98％乙醇，使乙醇浓度降至70-90％；醇析，过滤，得到过滤物；将过滤物溶于适量水中，用超滤装置进行超滤，得到超滤后溶液；
(7)干燥：将超滤后溶液进行浓缩，加入98％乙醇进行醇析，得到沉淀物；将沉淀物过滤后进行真空干燥，得到辣椒多糖提取物。
优选的是，所述步骤(2)中的碱液为1-10mol／L的氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液或氨水溶液中的一种或几种；所述酸液为1-10mol／L的盐酸溶液、硫酸溶液、碳酸溶液、磷酸溶液、硼酸溶液、硝酸溶液或柠檬酸溶液中的一种或几种。
优选的是，所述步骤(6)中的超滤装置为截留分子量10000的超滤装置，超滤后的溶液为分子量大于10000的溶液。
优选的是，所述步骤(7)中真空干燥的压力为20-1000Pa，干燥时间为5-10小时。
本发明的有益效果在于：(1)采用复合双酶技术，纤维素酶用于酶解辣椒渣中的纤维素，胰蛋白酶用于酶解辣椒渣中的大分子蛋白，将纤维素和大分子蛋白酶解后，有助于提高辣椒多糖的溶解率，从而提高了辣椒多糖的提取率；(2)采用超滤膜过滤技术，将分子量小于10000的分子过滤去除，提高了辣椒多糖的纯度；(3)本发明制备的辣椒多糖纯度高，无需将产品再次纯化；而且步骤设计合理，适合工业化的大生产。
具体实施方式
实施例1：
一种从辣椒渣中提取辣椒多糖的方法，包括脱脂、酶处理、水浸提、醇沉淀、除蛋白、 膜过滤和干燥七个步骤：
(1)脱脂：称取1kg辣椒渣，破碎得到细度为40目的辣椒渣粉末；加入1升98％乙醇，在50℃回流浸提2小时，过滤，收集滤渣；
(2)酶处理：将上述滤渣中的乙醇挥发至1％以下，加入3升水，用适量5mol／L的氢氧化钠溶液调节pH值为9；加入5g胰蛋白酶，升温至40℃，保温，搅拌2小时；加5mol／L的盐酸溶液调节pH值为5.5，加入10g纤维素酶，升温至65℃，保温，搅拌5小时。
(3)浸提：将上述原料升温至70℃，保持10分钟，加入3升水，60℃保温，搅拌2小时，过滤去除渣料和不溶物，得到滤液；
(4)醇沉淀：将上述滤液浓缩，加入适量98％乙醇，使乙醇浓度降至70％，放置过夜，过滤，得到沉淀物；
(5)脱除蛋白：采用Sevag法脱除蛋白，将上述沉淀物溶于适量去离子水中，再加入1／5溶液体积的三氯甲烷和正丁醇混合液，所述三氯甲烷和正丁醇的比例为5∶1；搅拌20分钟，静置30分钟，分层，去除下层有机相和蛋白相，将上清液如此反复处理4遍，直至两相间无蛋白层，收集上清液；
(6)膜过滤：对上清液进行浓缩，再加入适量98％乙醇，使乙醇浓度降至70％；醇析，过滤，得到过滤物；将过滤物溶于适量水中，用截留分子量10000的超滤装置，超滤后的溶液为分子量大于10000的溶液；
(7)干燥：将超滤后溶液进行浓缩，加入98％乙醇进行醇析，得到沉淀物；将沉淀物过滤后进行真空干燥，真空干燥的压力为1000Pa，干燥时间为10小时，得到辣椒多糖提取物。每千克辣椒渣可提取145g辣椒多糖纯品，辣椒多糖纯度为98％。
实施例2：
一种从辣椒渣中提取辣椒多糖的方法，包括脱脂、酶处理、水浸提、醇沉淀、除蛋白、膜过滤和干燥七个步骤：
(1)脱脂：称取1kg辣椒渣，破碎得到细度为300目的辣椒渣粉末；加入6升98％乙醇，在80℃回流浸提2小时，过滤，收集滤渣；
(2)酶处理：将上述滤渣中的乙醇挥发至1％以下，加入1升水，用适量1mol／L的氢氧化钠溶液调节pH值为9；加入15g胰蛋白酶，升温至20℃，保温，搅拌2小时；加1mol／L的盐酸溶液调节pH值为4，加入30g纤维素酶，升温至45℃，保温，搅拌1小时。
(3)浸提：将上述原料升温至100℃，保持5分钟，加入1升水，70℃保温，搅拌2小时，过滤去除渣料和不溶物，得到滤液；
(4)醇沉淀：将上述滤液浓缩，加入适量98％乙醇，使乙醇浓度降至90％，放置过夜， 过滤，得到沉淀物；
(5)脱除蛋白：采用Sevag法脱除蛋白，将上述沉淀物溶于适量去离子水中，再加入1／5溶液体积的三氯甲烷和正丁醇混合液，所述三氯甲烷和正丁醇的比例为5∶1；搅拌20分钟，静置30分钟，分层，去除下层有机相和蛋白相，将上清液如此反复处理6遍，直至两相间无蛋白层，收集上清液；
(6)膜过滤：对上清液进行浓缩，再加入适量98％乙醇，使乙醇浓度降至90％；醇析，过滤，得到过滤物；将过滤物溶于适量水中，用截留分子量10000的超滤装置，超滤后的溶液为分子量大于10000的溶液；
(7)干燥：将超滤后溶液进行浓缩，加入98％乙醇进行醇析，得到沉淀物；将沉淀物过滤后进行真空干燥，真空干燥的压力为20Pa，干燥时间为5小时，得到辣椒多糖提取物，得率为每千克辣椒渣提取120g辣椒多糖成品，纯度为97.5％。
实施例3：
一种从辣椒渣中提取辣椒多糖的方法，包括脱脂、酶处理、水浸提、醇沉淀、除蛋白、膜过滤和干燥七个步骤：
(1)脱脂：称取1kg辣椒渣，破碎得到细度为100目的辣椒渣粉末；加入3升98％乙醇，在65℃回流浸提1小时，过滤，收集滤渣；
(2)酶处理：将上述滤渣中的乙醇挥发至1％以下，加入3升水，用适量2mol／L的氢氧化钠溶液调节pH值为9；加入10g胰蛋白酶，升温至30℃，保温，搅拌3小时；加2mol／L的盐酸溶液调节pH值为5，加入20g纤维素酶，升温至55℃，保温，搅拌3小时。
(3)浸提：将上述原料升温至80℃，保持8分钟，加入2升水，65℃保温，搅拌2小时，过滤去除渣料和不溶物，得到滤液；
(4)醇沉淀：将上述滤液浓缩，加入适量98％乙醇，使乙醇浓度降至80％，放置过夜，过滤，得到沉淀物；
(5)脱除蛋白：采用Sevag法脱除蛋白，将上述沉淀物溶于适量去离子水中，再加入1／5溶液体积的三氯甲烷和正丁醇混合液，所述三氯甲烷和正丁醇的比例为5∶1；搅拌20分钟，静置30分钟，分层，去除下层有机相和蛋白相，将上清液如此反复处理5遍，直至两相间无蛋白层，收集上清液；
(6)膜过滤：对上清液进行浓缩，再加入适量98％乙醇，使乙醇浓度降至80％；醇析，过滤，得到过滤物；将过滤物溶于适量水中，用截留分子量10000的超滤装置，超滤后的溶液为分子量大于10000的溶液；
(7)干燥：将超滤后溶液进行浓缩，加入98％乙醇进行醇析，得到沉淀物；将沉淀物过 滤后进行真空干燥，真空干燥的压力为500Pa，干燥时间为7小时，得到辣椒多糖提取物，得率为每千克辣椒渣提取130g辣椒多糖成品，纯度为97％。
Claims (4)
1.一种从辣椒渣中提取辣椒多糖的方法，其特征在于：包括脱脂、酶处理、水浸提、醇沉淀、除蛋白、膜过滤和干燥七个步骤：
(1)脱脂：称取1kg辣椒渣，破碎得到细度为40～300目的辣椒渣粉末；加入1-6升98％乙醇，在50-80℃回流浸提0.5～2小时，过滤，收集滤渣；
(2)酶处理：将上述滤渣中的乙醇挥发至1％以下，加入1～3升水，用适量碱液调节pH值为7-9；加入5-15g胰蛋白酶，升温至20-40度，保温，搅拌2-4小时；加适量酸液调节pH值为4.0-5.5，加入10-30g纤维素酶，升温至45-65℃，保温，搅拌1-5小时；
(3)浸提：将上述原料升温至70-100℃，保温5-10分钟，加入1-3升水，60-70℃保温，搅拌2小时，过滤去除渣料和不溶物，得到滤液；
(4)醇沉淀：将上述滤液浓缩，加入适量98％乙醇，使乙醇浓度降至70-90％，放置过夜，过滤，得到沉淀物；
(5)脱除蛋白：采用Sevag法脱除蛋白，将上述沉淀物溶于适量去离子水中，再加入1／5溶液体积的三氯甲烷和正丁醇混合液，所述三氯甲烷和正丁醇的比例为5∶1；搅拌20分钟，静置30分钟，分层，去除下层有机相和蛋白相，将上清液如此反复处理，直至两相间无蛋白层，收集上清液；
(6)膜过滤：对上清液进行浓缩，再加入适量98％乙醇，使乙醇浓度降至70-90％；醇析，过滤，得到过滤物；将过滤物溶于适量水中，用超滤装置进行超滤，得到超滤后溶液；
(7)干燥：将超滤后溶液进行浓缩，加入98％乙醇进行醇析，得到沉淀物；将沉淀物过滤后进行真空干燥，得到辣椒多糖提取物。
2.根据权利要求1所述的一种从辣椒渣中提取辣椒多糖的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的碱液为1-10mol／L的氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氢氧化钙溶液或氨水溶液中的一种或几种；所述酸液为1-10mol／L的盐酸溶液、硫酸溶液、碳酸溶液、磷酸溶液、硼酸溶液、硝酸溶液或柠檬酸溶液中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种从辣椒渣中提取辣椒多糖的方法，其特征在于：所述步骤(6)中的超滤装置为截留分子量10000的超滤装置，超滤后的溶液为分子量大于10000的溶液。
4.根据权利要求1所述的一种从辣椒渣中提取辣椒多糖的方法，其特征在于：所述步骤(7)中真空干燥的压力为20-1000Pa，干燥时间为5-10小时。
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