CN102911287A - 一种从竹浆中制备竹叶多糖的方法 - Google Patents

一种从竹浆中制备竹叶多糖的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种从竹浆中制备竹叶多糖的方法，包括以下步骤：(1)在竹浆中加入淀粉酶以酶解除去淀粉，加入脂肪酶以酶解除去脂肪；然后加入蛋白酶以酶解除去蛋白质；之后通过高温灭酶并离心处理得到澄清液；(2)采用超滤膜设备过滤所述澄清液，得到竹叶多糖浓缩液；(3)对所述竹叶多糖浓缩液进行干燥，得到竹叶多糖粉末。本发明拓宽了竹叶多糖的制取途径，并大大降低了成本，有助于促进竹叶多糖技术的发展及产业化的实现，可进一步提高竹子这一中国特有经济林产品的附加值，丰富了天然产物资源的开发，对我国林农业经济的发展具有巨大的促进作用。

Description

一种从竹浆中制备竹叶多糖的方法
技术领域
本发明涉及竹叶多糖技术领域，尤其涉及一种从竹浆中制备竹叶多糖的方法。
背景技术
竹子是禾本科(poaceae)竹亚科(Bambusodeae)多年生常绿植物，是当今世界最具有使用价值的植物之一。竹叶在中国民间广为使用，具有悠久的药用和食用历史，是很好的清热解毒药。据我国文献记载，竹叶性淡、微涩、寒、味甘苦，具有清热利尿、明目解毒和止血的功能。竹叶多糖(Bamboo Polysaccharides)，作为一种植物活性多糖，是一种中等相对分子质量的杂多糖。竹叶多糖主要由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖6种单糖组成。近年来，对竹叶多糖进行分离纯化，研究表明其具有抗氧化、抗衰老、抑自由基等生理活性，能清除皮肤中的自由基，避免自由基对细胞的损伤，促进皮肤的新陈代谢，延缓皮肤皱纹的产生，减少色素的沉着，润泽肌肤，从而达到显著的抗衰老效果。
目前，尽管竹子已在工业生产、工艺品制作、食品加工等方面广为应用，但大多只是整株的利用，竹叶的利用非常有限，其开发明显滞后。在医药领域，竹叶的研究主要集中在竹叶黄酮及其生物活性和药理方面的研究，而对于竹叶多糖的研究还处于初级阶段，仍需要做大量深入的研究，还有待于进一步的提高和发展。此外，在竹子的应用加工过程中，竹条在粗刨后需进行蒸煮处理或高温高湿的炭化处理，以除去部分糖分、淀粉类等抽提物，防止竹地板等竹产品蛀虫、霉变。而这个处理过程会产生大量的含有竹叶多糖的竹浆，目前这类竹浆均是直接向外排放丢弃掉。如果能够对这些竹浆进行开发利用以提取竹叶多糖，不仅能够促进竹叶多糖技术的发展，拓宽竹叶多糖制取的途径，而且能够减少由于排放对环境造成的污染，并使资源得到充分利用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用酶解技术和膜分离技术从竹浆中制备竹叶多糖的方法，以拓宽竹叶多糖制取的途径，促进竹叶多糖技术的发展和产业化的实现，从而丰富天然产物资源的开发，促进林农业经济的发展。
本发明的目的通过以下技术方案予以实现：
本发明提供的一种从竹浆中制备竹叶多糖的方法，包括以下步骤：
(1)在竹浆中加入淀粉酶以酶解除去淀粉，加入脂肪酶以酶解除去脂肪；然后加入蛋白酶以酶解除去蛋白质；之后通过高温灭酶并离心处理得到澄清液；
(2)采用超滤膜设备过滤所述澄清液，得到竹叶多糖浓缩液；
(3)对所述竹叶多糖浓缩液进行干燥，得到竹叶多糖粉末。
本发明可利用竹子加工过程中产生的竹浆。上述方案中，本发明所述竹浆中含竹叶多糖2.0～3.5wt%；所述步骤(3)得到的竹叶多糖粉末含竹叶多糖20～30wt%。
进一步地，本发明所述步骤(1)中，淀粉酶的用量为竹浆中淀粉质量的0.3～1.0wt%，优选0.3～0.5wt%，在pH=6.0～7.0、60～70℃温度下进行酶解反应以除去淀粉，至碘显色法确定无蓝色呈现为止；脂肪酶的用量为竹浆中脂肪质量的0.5～2.0wt%，优选0.5～1.0wt%，在pH=9.0～9.4、50～55℃温度下酶解反应1～2h以除去脂肪；蛋白酶的用量为竹浆中蛋白质质量的1～3wt%，优选1～2wt%，在pH=7.5～8.0、50～55℃温度下酶解反应2～4h以除去蛋白质。高温灭酶温度为85℃～90℃，灭酶时间为15～20min。
进一步地，本发明所述步骤(2)中，所述超滤膜截留分子量为3000Da～5000Da，在温度≤45℃、压力≤0.2Mpa、超滤膜通量为10～20L/m2.h下过滤澄清液。
本发明具有以下有益效果：
(1)有助于促进竹叶多糖技术的发展，拓宽了竹叶多糖的制取途径，并大大降低了成本，有助于产业化的实现，可进一步提高竹子这一中国特有经济林产品的附加值，丰富了天然产物资源的开发，对我国林农业经济的发展具有巨大的促进作用。
(2)酶解除杂具有条件温和、杂质易除和得率高等优点，从而更适合于工业生产。使用生物酶可以分解提取液中淀粉、脂肪、蛋白质等非目的产物，并降低了其与原料的结合力，具有较快并且专一的除杂效果，其操作简单，不产生废气、废水等，与传统的石油醚萃取除去脂肪以及正丁醇与氯仿混合的Sevage法脱蛋白的方法相比，具有不使用有机溶剂的特点，对于环境保护具有重要意义。
(3)膜分离技术可在常温下操作，能耗低，具有较好的分离、除杂效果，且从分子量层面上分离，能够得到纯度较高且不同分子量的竹叶多糖。
(4)可充分利用竹子加工过程中产生的竹浆，减少了由于直接排放对环境造成的污染，变废为宝，进一步提高了竹子的利用价值，促进了资源的充分利用。
下面将结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
具体实施方式
实施例一：
取竹地板加工过程中蒸煮废弃竹浆并进行检测，其分析结果见表1。
表1实施例一蒸煮废弃竹浆成分分析结果
分析类别 分析方法 含量wt%
固形物 干燥法或自动水分测定仪法 3.12
淀粉 淀粉试剂盒 0.30
脂肪 酸水解法或莫琼尼尔脂肪测定法 0.12
蛋白质 凯氏定氮法 0.19
竹叶多糖 苯酚-硫酸法 2.00
灰分 灼烧法 0.51
本实施例从上述废弃竹浆中制备竹叶多糖的方法，其步骤如下：
(1)在1000g上述废弃竹浆中，加入20%碳酸钠调节pH=6.0，在70℃温度下加入淀粉酶0.015g（淀粉酶购买于河南郑州坤利食品添加物公司，酶活2万u/g，下同）进行酶解反应，至碘显色法确定无蓝色呈现为止；待溶液冷却后，加入20%碳酸钠调节pH=9.4，在55℃温度下加入脂肪酶0.012g（脂肪酶购买于山东安克生物工程有限公司，酶活2万u/g，下同），反应1h；待溶液冷却后，加入20%盐酸调节pH=8.0，在55℃温度下加入蛋白酶0.019g（蛋白酶购于广西南宁庞博生物工程有限公司，酶活20万u/g，下同），反应2h；之后在85℃温度下灭酶20min，以4000转/min离心处理10min得到澄清液；
(2)采用蒸馏水预过滤3000Da超滤膜，在40℃温度、压力0.1Mpa下缓慢过滤澄清液，澄清液通过超滤膜通量为13L/m2.h，回流浓缩端体积达到100mL即可停止过滤，得到含量为20wt%的竹叶多糖浓缩液；
(3)对竹叶多糖浓缩液进行干燥（如真空干燥、喷雾干燥或常温干燥），得到含量为20wt%的竹叶多糖粉末。
实施例二：
取竹地板加工过程中蒸煮废弃竹浆并进行检测，其分析结果见表2。
表2实施例二蒸煮废弃竹浆成分分析结果
分析类别 分析方法 含量wt%
固形物 干燥法或自动水分测定仪法 3.59
淀粉 淀粉试剂盒 0.15
脂肪 酸水解法或莫琼尼尔脂肪测定法 0.23
蛋白质 凯氏定氮法 0.50
竹叶多糖 苯酚-硫酸法 2.50
灰分 灼烧法 0.21
本实施例从上述废弃竹浆中制备竹叶多糖的方法，其步骤如下：
(1)在1000g上述废弃竹浆中，加入20%碳酸钠调节pH=7.0，在60℃温度下加入淀粉酶0.006g进行酶解反应，至碘显色法确定无蓝色呈现为止；待溶液冷却后，加入20%碳酸钠调节pH=9.0，在50℃温度下加入脂肪酶0.0115g反应2h；待溶液冷却后，加入20%盐酸调节pH=8.0，在50℃温度下加入蛋白酶0.075g反应2h；之后在87℃温度下灭酶20min，以4000转/min离心处理10min得到澄清液；
(2)采用蒸馏水预过滤5000Da超滤膜，在45℃温度、压力0.2Mpa下缓慢过滤澄清液，澄清液通过超滤膜通量为20L/m2.h，回流浓缩端体积达到100mL即可停止过滤，得到含量为25wt%的竹叶多糖浓缩液；
(3)对竹叶多糖浓缩液进行干燥（如真空干燥、喷雾干燥或常温干燥），得到含量为25wt%的竹叶多糖粉末。
实施例三：
取竹地板加工过程中直接压榨废弃竹浆并进行检测，其分析结果见表3。
表3实施例三压榨废弃竹浆成分分析结果
分析类别 分析方法 含量wt%
固形物 干燥法或自动水分测定仪法 5.10
淀粉 淀粉试剂盒 0.07
脂肪 酸水解法或莫琼尼尔脂肪测定法 0.03
蛋白质 凯氏定氮法 0.65
竹叶多糖 苯酚-硫酸法 2.80
灰分 灼烧法 1.55
本实施例从上述废弃竹浆中制备竹叶多糖的方法，其步骤如下：
(1)在1000g上述废弃竹浆中，加入20%碳酸钠调节pH=6.5，在65℃温度下加入淀粉酶0.004g进行酶解反应，至碘显色法确定无蓝色呈现为止；待溶液冷却后，加入20%碳酸钠调节pH=9.4，在55℃温度下加入脂肪酶0.003g反应1h；待溶液冷却后，加入20%盐酸调节pH=7.5，在55℃温度下加入蛋白酶0.065g反应4h；之后在90℃温度下灭酶15min，以4000转/min离心处理10min得到澄清液；
(2)采用蒸馏水预过滤3000Da超滤膜，在35℃温度、压力0.15Mpa下缓慢过滤澄清液，澄清液通过超滤膜通量为10L/m2.h，回流浓缩端体积达到140mL即可停止过滤，得到含量为20wt%的竹叶多糖浓缩液；
(3)对竹叶多糖浓缩液进行干燥（如真空干燥、喷雾干燥或常温干燥），得到含量为20wt%的竹叶多糖粉末。
实施例四：
取竹地板加工过程中直接压榨废弃竹浆并进行检测，其分析结果见表4。
表4实施例四压榨废弃竹浆成分分析结果
分析类别 分析方法 含量wt%
固形物 干燥法或自动水分测定仪法 5.81
淀粉 淀粉试剂盒 0.21
脂肪 酸水解法或莫琼尼尔脂肪测定法 0.20
蛋白质 凯氏定氮法 0.71
竹叶多糖 苯酚-硫酸法 3.50
灰分 灼烧法 1.20
本实施例从上述废弃竹浆中制备竹叶多糖的方法，其步骤如下：
(1)在1000g上述废弃竹浆中，加入20%碳酸钠调节pH=6.0，在70℃温度下加入淀粉酶0.0063g进行酶解反应，至碘显色法确定无蓝色呈现为止；待溶液冷却后，加入20%碳酸钠调节pH=9.4，在52℃温度下加入脂肪酶0.016g反应1.5h；待溶液冷却后，加入20%盐酸调节pH=8.0，在52℃温度下加入蛋白酶0.142g反应3h；之后在90℃温度下灭酶18min，以4000转/min离心处理10min得到澄清液；
(2)采用蒸馏水预过滤5000Da超滤膜，在40℃温度、压力0.1Mpa下缓慢过滤澄清液，澄清液通过超滤膜通量为20L/m2.h，回流浓缩端体积达到115mL即可停止过滤，得到含量为30wt%的竹叶多糖浓缩液；
(3)对竹叶多糖浓缩液进行干燥（如真空干燥、喷雾干燥或常温干燥），得到含量为30wt%的竹叶多糖粉末。
本发明一种从竹浆中制备竹叶多糖的方法，其工艺参数不局限于上述列举的实施例。

Claims (6)

1.一种从竹浆中制备竹叶多糖的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)在竹浆中加入淀粉酶以酶解除去淀粉；加入脂肪酶以酶解除去脂肪；然后加入蛋白酶以酶解除去蛋白质；之后通过高温灭酶并离心处理得到澄清液；
(2)采用超滤膜设备过滤所述澄清液，得到竹叶多糖浓缩液；
(3)对所述竹叶多糖浓缩液进行干燥，得到竹叶多糖粉末。
2.根据权利要求1所述的从竹浆中制备竹叶多糖的方法，其特征在于：所述竹浆中含竹叶多糖2.0～3.5wt%；所述步骤(3)得到的竹叶多糖粉末含竹叶多糖20～30wt%。
3.根据权利要求1或2所述的从竹浆中制备竹叶多糖的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，淀粉酶的用量为竹浆中淀粉质量的0.3～1.0wt%，在pH=6.0～7.0、60～70℃温度下进行酶解反应以除去淀粉，至碘显色法确定无蓝色呈现为止；脂肪酶的用量为竹浆中脂肪质量的0.5～2.0wt%，在pH=9.0～9.4、50～55℃温度下酶解反应1～2h以除去脂肪；蛋白酶的用量为竹浆中蛋白质质量的1～3wt%，在pH=7.5～8.0、50～55℃温度下酶解反应2～4h以除去蛋白质。
4.根据权利要求3所述的从竹浆中制备竹叶多糖的方法，其特征在于：所述淀粉酶的用量为竹浆中淀粉质量的0.3～0.5wt%；脂肪酶的用量为竹浆中脂肪质量的0.5～1.0wt%；蛋白酶的用量为竹浆中蛋白质质量的1～2wt%。
5.根据权利要求1或2所述的从竹浆中制备竹叶多糖的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，高温灭酶温度为85℃～90℃，灭酶时间为15～20min。
6.根据权利要求1或2所述的从竹浆中制备竹叶多糖的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，所述超滤膜截留分子量为3000Da～5000Da，在温度≤45℃、压力≤0.2Mpa、超滤膜通量为10～20L/m2.h下过滤澄清液。
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