CN103130902B - 一种从松花粉中提取粗多糖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从松花粉中提取粗多糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将松花粉进行破壁处理，得到破壁花粉；2）将破壁花粉进行超声、热水浸提方法处理，再搅拌，再进行离心方法处理，然后再经过过滤，得到上清液；3）将上清液经过超滤膜过滤系统处理，收集到收集液；4）向收集液中加入三氯乙酸，通过离心方法处理，除去所述收集液中的蛋白，得到粗多糖溶液，5）对粗多糖溶液进行真空浓缩，得到粗多糖浓缩液；6）对粗多糖浓缩液进行真空冷冻干燥处理，即得到所述粗多糖。采用本发明的提取方法，工艺简单，可操作性强，不需要使用乙醇、氯仿、正丁醇等易爆化合物，节省了大量有机溶剂，降低了产品生产的风险。

Description

一种从松花粉中提取粗多糖的方法

技术领域

本发明涉及一种从松花粉中提取粗多糖的方法。

背景技术

松花粉为松科植物马尾松、油松或同属植物的花粉，是中国医学宝库中药食兼用品种，作为中国传统的药材，其药食兼用的历史已逾数千年，主要分布我国浙江、江苏、河北、辽宁、吉林、湖北等地。干燥松花粉为淡黄色的细粉末，呈均匀的小圆粒，体质轻飘，易飞扬，有滑润感，不沉于水，气微香，味有油腻感。松花粉含有多种营养成份，包括蛋白质、氨基酸、单糖、多糖、核酸、矿物质等多种活性成分。近代科学研究发现松花粉具有增强免疫力、抗疲劳、抗衰老、保护心血管等多种功能活性作用。

植物多糖具有多方面的生物活性，具有能够调节机体免疫，抗病毒、抗菌、抗肿瘤、抗辐射、抗衰老、抗凝血、抗炎等功能，因而越来越受重视。香菇多糖、裂褶多糖、云芝多糖等一批质量稳定、疗效确切，毒性和不良反应小的多糖类药物已广泛用于临床。

多糖的提取过程大多采用如热水浸提、稀盐、稀碱溶液提取，酶解提取等方法，得到的产品大多得率和纯度较低。此外，传统的提取过程经常采用乙醇、氯仿等易爆化学品，容易发生安全事故且能源消耗较大，极不适合生产企业大规模推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种从松花粉中提取粗多糖的方法，在生产中避免使用乙醇、氯仿、正丁醇等多种易爆物品，适用于生产企业大规模的加工提取。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种从松花粉中提取粗多糖的方法，包括以下步骤：

1）将松花粉进行破壁处理，得到破壁花粉；

2）将步骤1）中得到的破壁花粉进行超声、热水浸提方法处理，搅拌，再进行离心方法处理，然后再经过过滤，得到上清液；

3）将步骤2）中得到的上清液经过超滤膜过滤系统处理，收集到分子量>5000Da的收集液，

4）向步骤3）中得到的收集液中加入三氯乙酸（英文名Trichloroacetic acid，简称TCA），通过离心方法处理，除去所述收集液中的蛋白，得到粗多糖溶液，

其中，所述收集液与TCA的质量比为0.98:0.02～0.95:0.05；

5）对所述粗多糖溶液进行真空浓缩，得到粗多糖浓缩液；

6）对所述粗多糖浓缩液进行真空冷冻干燥处理，即得到所述粗多糖。

松花粉被包含在坚实的壳壁内，像一层“盔甲”保护着花粉颗粒内的营养成分和遗传物质。花粉壁不仅可以接受“烧碱浸泡和煮沸毫不受到损坏”，而且还具有很强的抗放射性。人类和单胃动物的消化液无法破坏花粉壁，要吸收花粉的所有营养成分，必须将其外壁破坏。

破壁使用的低温高速气流干法粉碎技术，杜绝了外源性污染，还保证松花粉中有关生物活性成分在破壁过程中不被破坏（物料出口温度保持6℃）。

松花粉外观为淡黄色细粉末，质体轻扬，极易飞散，手捻有润滑感，具有流体特性，破壁后松花粉物理性状发生改变，流体特性丧失，破壁花粉黏附性很强。

从天然与破壁松花粉的有关成分分析结果可见：其中半纤维素含量大幅度下降，自12.8%降至1.5%，减少约85%；纤维素则从14.4%跌至9.9%，降幅超过30%；木质素也有所减少，从原来的29.6%降为25.9%，损失12.5%；而粗纤维分析结果显示丢失23%左右（从35.6%降为27.3%）；糖自12.3%降至10.0%，损失18.7%。从破壁松花粉中粗纤维、半纤维素、纤维素、木质素和糖等含量明显下降的现象，不难推测上述不同种类的纤维组分和糖正是构成花粉颗粒气囊的主要成分。可以说明花粉粒的气囊主要由半纤维素、纤维素和木质素等成分组成。

从松花粉破壁前后的显微形态及营养成分分析看，破壁松花粉中总能量、总脂、淀粉含量明显提高。破壁后粗蛋白从12.7%上升为13.1%，淀粉从5.4%增为7.0%；总脂从7.3%增加到10.0%；总能量破壁后增加约5%；天然松花粉粗灰分为3.1%，松花粉破壁后粗灰分有所提高，达到3.5%。

有关松花粉的研究揭示：天然松花粉进行破壁处理，可使其中某些营养成分得以充分释放。但天然松花粉经破壁处理后乙醚提取脂等脂类成分明显增加，已知其大多为不饱和脂肪酸，极易氧化，发生变质。故天然花粉破壁处理后必须立即密闭、低温保存，或尽快加工、食用，不宜长时间放置、储存。

超滤膜，是一种孔径规格一致，额定孔径范围为0.001～0.02微米的微孔过滤膜。在膜的一侧施以适当压力，就能筛出小于孔径的溶质分子，以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2～20纳米的颗粒。

采用超滤膜以压力差为推动力的膜过滤方法为超滤膜过滤。超滤膜大多由醋酯纤维或与其性能类似的高分子材料制得。最适于处理溶液中溶质的分离和增浓，也常用于其他分离技术难以完成的胶状悬浮液的分离，其应用领域在不断扩大。

超滤膜筛分过程，以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当原液流过膜表面时，超滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质通过而成为透过液，而原液中体积大于膜表面微孔径的物质则被截留在膜的进液侧，成为浓缩液，因而实现对原液的净化、分离和浓缩的目的。每米长的超滤膜丝管壁上约有60亿个0.01微米的微孔，其孔径只允许水分子、水中的有益矿物质和微量元素通过，而最小细菌的体积都在0.02微米以上，因此细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等都能被超滤膜截留下来，从而实现了净化过程。

本发明的有益效果是：

采用本发明的提取方法，工艺简单，可操作性强，不需要使用乙醇、氯仿、正丁醇等易爆化合物，节省了大量有机溶剂，降低了产品生产的风险，适合于大规模实际应用。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，在步骤2）和步骤3）之间还包括如下步骤：将步骤2）中得到的上清液进行超声、热水浸提处理，处理后进行搅拌，再进行离心处理，然后再经过过滤，得到进一步处理的上清液，并和步骤2）中得到的上清液合并。

采用上述进一步方案的有益效果是：将上清液再处理一遍，可提高松花粉中粗多糖的得率。

进一步，按《中华人民共和国药典》对松花粉的陈述，所述松花粉为马尾松、油松、黄山松、白皮松、红松、华山松或同属植物中的一种或任意几种的花粉。

进一步，在步骤2）中，所述超声的频率为67～73KHz。

进一步，在步骤2）中，所述热水浸提方法的工艺条件为：破壁花粉与水的体积比为1:6～1:10，水温为50～60℃。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用本发明的温度，既能够保证提取效率，又能够确保松花粉提取物的生物活性。

进一步，在步骤2）中，所述搅拌的速度为15～20rpm，搅拌时间为20～40分钟。

进一步，在步骤2）和步骤4）中，所述离心方法处理的转速为5000rpm～8000rpm。

进一步，在步骤2）中，所述过滤是通过板框过滤机过滤。

所述板框过滤机是指，不锈钢多层板框式压滤机，适用于浓度50%以下粘度较低，含渣量较少的液体作密闭过滤以达到提纯，灭菌、澄清等精滤、半精滤的要求，直接选用微孔滤膜，可不经微孔薄膜过滤器过滤可达到无菌过滤之目的。本机过滤面积大，流量大，适用范围大，所以在制药、化工、食品等行业有广泛用途，应用在制药厂针剂药液之过滤，效果甚佳。

本机应用加压密闭过滤，滤液损耗少，过滤质量好，效率高。过滤部分由十层滤板组成，过滤面积大，流通量大；且可根据被滤溶液之不同生产工艺（初滤、半精滤、精滤）要求，更换不同滤膜、及根据用户生产流量之大小可适当减少或增加滤板层数，使之适合生产之需要，因此本机具有一机多用适用范围广之特点；滤板采用平面螺纹网状形，结构先进，不变形，容易清洗，能有效地增长各种滤膜的使用寿命，从而降低和节约生产成本，本机配备之不锈钢输液泵，其配用电机小，耗电省。机座下装有胶轮，操作方便，移动灵活，可供移动使用。

进一步，在步骤3）中，所述超滤膜过滤系统处理的工艺条件为：膜分离分子量为5000～10000Da,操作温度16～35℃。

进一步，在步骤5）中，所述的真空浓缩处理的温度为40～50℃。

进一步，在步骤6）中，所述真空冷冻干燥的温度为-20℃～-40℃，时间为40～48h。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用此种干燥方式，得到的粗多糖，其内部形成多孔的海绵状，具有优异的复水性，可在短时间内恢复干燥前的状态。此外，由于干燥过程是在很低的温度下进行，而且基本隔绝了空气，因此有效地抑制了提取物的生物、化学或物理变化，并较好地保存了活性物质，保持原料的色泽。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

取破壁松花粉5kg，按照破壁花粉:水为1:6的比例，投入超声波提取设备，水温为55℃，超声频率为69.4KHz，搅拌速度为15rpm。0.5小时后，5000rpm离心收集滤液，并依次通过1μm及0.2μm的板框过滤设备进行处理。共提取两次，合并滤液。所得液体经超滤膜过滤设备处理，分离分子量为5000Da，操作温度控制在25℃，收集分子量＞5000Da的液体。向提取液体加入TCA固体，直至提取液与TCA的质量比为0.97:0.03，充分搅拌20min，低温4℃静置过夜，5000rpm离心0.5h，去除蛋白沉淀，所得液体经过真空浓缩、真空冷冻干燥处理，得到粗多糖物质102g，得率达到了2.1%。

实施例2

取破壁松花粉5kg，按照破壁花粉:水为1:10的比例，投入超声波提取设备，水温：60℃，超声频率为72KHz，搅拌速度为18rpm，0.5小时后，5000rpm离心收集滤液.所得滤液依次经过1μm及0.2μm的板框过滤设备进行处理。共提取两次，合并滤液。所得澄清滤液经超滤膜过滤设备处理，分离分子量为5000Da，操作温度为25℃，收集分子量＞5000Da的液体。向所得液体加入TCA固体，直至提取液与TCA的质量比为0.95:0.05，充分搅拌20min，低温4℃静置过夜，5000rpm离心0.5h，去除蛋白沉淀，所得液体经过经过真空浓缩、真空冷冻干燥处理，得到粗多糖物质110g，得率达到了2.2%。

实施例3

取破壁松花粉5kg，按照破壁花粉:水为1:8的比例，投入超声波提取设备，水温：50℃，超声频率为67KHz，搅拌速度为16rpm，35分钟后，7000rpm离心收集滤液.所得滤液依次经过1μm及0.2μm的板框过滤设备进行处理。共提取两次，合并滤液。所得澄清滤液经超滤膜过滤设备处理，分离分子量为7000Da，操作温度为35℃，收集分子量＞7000Da的液体。向所得液体加入TCA固体，直至提取液与TCA的质量比为0.96:0.04，充分搅拌20min，低温4℃静置过夜，7000rpm离心0.5h，去除蛋白沉淀，所得液体经过真空浓缩、真空冷冻干燥处理，得到粗多糖物质106g，得率达到了2.12%。

实施例4

取破壁松花粉5kg，按照破壁花粉:水为1:10的比例，投入超声波提取设备，水温：60℃，超声频率为73KHz，搅拌速度为20rpm，40分钟后，8000rpm离心收集滤液.所得滤液依次经过1μm及0.2μm的板框过滤设备进行处理。共提取两次，合并滤液。所得澄清滤液经超滤膜过滤设备处理，分离分子量为5000Da，操作温度为25℃，收集分子量＞5000Da的液体。向所得液体加入TCA固体，直至提取液与TCA的质量比为0.98:0.02，充分搅拌20min，低温4℃静置过夜，8000rpm离心0.5h，去除蛋白沉淀，所得液体经过真空浓缩、真空冷冻干燥处理，得到粗多糖物质114g，得率达到了2.28%。

实施例5

取破壁松花粉5kg，按照破壁花粉:水为1:10的比例，投入超声波提取设备，水温：60℃，超声频率为73KHz，搅拌速度为20rpm，20分钟后，8000rpm离心收集滤液.所得滤液依次经过1μm及0.2μm的板框过滤设备进行处理。共提取两次，合并滤液。所得澄清滤液经超滤膜过滤设备处理，分离分子量为10000Da，操作温度为25℃，收集分子量＞10000Da的液体。向所得液体加入TCA固体，直至提取液与TCA的质量比为0.95:0.05，充分搅拌20min，低温4℃静置过夜，8000rpm离心0.5h，去除蛋白沉淀，所得液体经过真空浓缩、真空冷冻干燥处理，得到粗多糖物质98g，得率达到了1.96%。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种从松花粉中提取粗多糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将松花粉进行破壁处理，得到破壁花粉；

2)对步骤1)中得到的破壁花粉进行超声、热水浸提处理，处理后进行搅拌，再进行离心处理，然后再经过过滤，得到上清液；所述超声的频率为67～73KHz；所述搅拌的速度为15～20rpm，搅拌时间为20～40分钟；所述热水浸提方法的工艺条件为：所述破壁花粉与水的体积比为1:6～1:10，水温为50～60℃；所述过滤是通过板框过滤机过滤；

3)将步骤2)中得到的上清液经过超滤膜过滤系统处理，收集到分子量>5000Da的收集液；所述超滤膜过滤系统处理的工艺条件为：膜分离分子量为5000～10000Da,操作温度16～35℃；

4)向步骤3)中得到的收集液中加入三氯乙酸，通过离心处理，除去所述收集液中的蛋白，得到粗多糖溶液，

其中，所述收集液与三氯乙酸的质量比为98:2～95:5；

5)对步骤4)中得到的粗多糖溶液进行真空浓缩，得到粗多糖浓缩液；

6)对所述粗多糖浓缩液进行真空冷冻干燥，即得到所述粗多糖。

2.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，在步骤2)和步骤3)之间还包括如下步骤：将步骤2)中得到的上清液进行超声、热水浸提处理，处理后进行搅拌，再进行离心处理，然后再经过过滤，得到进一步处理的上清液，并和步骤2)中得到的上清液合并。

3.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于，所述松花粉为马尾松、油松、黄山松、白皮松、红松、华山松中的一种或任意几种的花粉。

4.根据权利要求1至3任一项所述的提取方法，其特征在于，在步骤2)和步骤4)中，所述离心方法处理的转速为5000～8000rpm。

5.根据权利要求1至3任一项所述的提取方法，其特征在于，在步骤5)中，所述真空浓缩的温度为40～50℃。

6.根据权利要求1至3任一项所述的提取方法，其特征在于，在步骤6)中，所述真空冷冻干燥处理的温度为-20～-40℃，时间为40～48h。