CN103626887B - 一种用蔗梢制备蔗梢多糖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用甘蔗废弃物蔗梢制备蔗梢多糖的方法，包括步骤：1）、干燥蔗梢，粉碎，得到蔗梢粉；2）、蔗梢粉脱脂预处理；3）、取步骤2）中的脱脂蔗梢粉进行超声-微波协同萃取蔗梢多糖；4）、采用膜分离技术对提取液浓缩和分离纯化；5）、步骤4）中的浓缩液加乙醇至乙醇浓度为80%，低温沉淀，离心得沉淀；6）、步骤5）中的沉淀经冷冻干燥得精制蔗梢多糖。本发明解决了蔗梢焚烧带来的资源浪费、空气污染以及安全隐患的问题，提升了蔗梢的附加价值，同时为蔗梢多糖的制备寻找了一种新的、高效和环保的方法。

Description

一种用蔗梢制备蔗梢多糖的方法

技术领域

本发明属于多糖的制备领域，尤其是涉及一种利用蔗梢来制备蔗梢多糖的方法。

背景技术

甘蔗是禾本科（Graminaeeae）甘蔗属（SaccharumL.）植物，是我国制糖的主要原料。我国是世界三大甘蔗起源中心之一，目前已成为居巴西、印度之后的世界第三大食糖生产国。我国甘蔗种植主要省区有广西、云南、广东、海南和福建，其中广西为第一大省，约占全国总面积的60％。

蔗梢，又称甘蔗尾叶（以下全部统一称为蔗梢），是收获甘蔗时顶上最嫩节和青绿叶片的统称，约占甘蔗生物量的15%-20%，是甘蔗生产中的主要副产物之一。在收获甘蔗时，蔗梢被砍下，除少部分作饲料和留种以外，大部分被焚烧，广西每年有几百万吨的蔗梢废弃物，既造成严重的空气污染与安全隐患，又浪费资源，开发利用迫在眉睫。

目前，蔗梢的综合利用主要集中在生产家畜饲料、沤制堆肥和加工食用蔗笋、饮料方面，主要以初级加工为主，产品单一，生产技术落后，缺乏竞争力，未形成产业化，经济附加价值不高，因此，有必要对蔗梢的加工利用展开新的思路。

多糖是一种天然高分子，是单糖通过糖苷键连接而成的聚合物，研究结果表明多糖具有抗肿瘤、抗病毒、抗炎症和免疫调节等生物活性和功能，天然多糖以其疗效显著、无毒副作用等特点引起人们极大的兴趣。国内外学者发现，蔗梢多糖具有抗鼻咽癌、提高小鼠免疫力和保护因饮酒引起的胃溃疡等作用。西药对缓解疾病有迅速的疗效，但其毒副作用也给患者造成长期的困扰，从天然产物中寻找高效、安全的新药和日常保健品迫在眉睫。利用蔗梢这种资源广又廉价易得，且具有抗肿瘤和提高免疫力功效的材料是非常经济和明智的。

微波-超声波联合萃取法作为一种新的提取分离技术，结合了微波、超声波两种技术的优点，将超声振动和开放式微波两种作用方式相结合，充分利用超声振动的空化作用以及微波的高能作用，使样品介质内各点受到的作用一致，降低目标物与样品基体的结合力，加速目标物从固相进人溶剂的过程，克服了常规超声波和微波萃取的不足，实现了低温常压环境下对固体样品进行快速、高效、可靠的预处理，是近年来发展起来的新的植物有效成分提取方法。

膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜分离技术由于具有常温下操作、无相态变化、高效节能、在生产过程中不产生污染等特点，因此在饮用水净化、工业用水处理，食品、饮料用水净化、除菌，生物活性物质回收、精制等方面得到广泛应用。

提取多糖的常用方法是传统的热水浸提法，但该法耗时长、效率低、活性不高，提高多糖得率并增强其活性是提高多糖产品品质的关键。申请号为201210475688.X的发明公开了一种甘蔗叶多糖的制备方法，其方法为将甘蔗叶采用水提醇沉、减压干燥的方法制备粗多糖，先后利用大孔树脂脱色、絮凝剂除杂、澄清，减压干燥，制得白色甘蔗叶精制多糖。采用常规方法提取得到粗多糖，工艺线路较长，提取时间较长，极大地影响效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用微波-超声波联合法萃取，并用膜分离技术浓缩和分离纯化制备蔗梢多糖的工艺，解决现有技术存在的缺陷。

一种用蔗梢制备蔗梢多糖的方法，包括步骤：

1）、新鲜蔗梢于45-55℃烘干后粉碎，得到蔗梢粉；

2）、蔗梢粉脱脂预处理：蔗梢粉中加入95%乙醇，于60-100℃提取1-2h，提取2-3次，除去蔗梢细胞壁外的脂质及蔗梢中的色素杂质，去掉溶剂，留脱脂蔗梢粉待用；

3）、采用超声-微波协同萃取仪对步骤2）中的脱脂蔗梢粉进行提取，提取条件为超声波功率750-900W，微波功率为500-600W，提取时间为10-30min，料液比为1：6-10g/mL，温度为60-70℃，提取液趁热抽滤，得到蔗梢粗多糖溶液；

4）、采用多级膜分离系统对蔗梢粗多糖溶液进行浓缩和分离纯化，溶液先经过50-100nm的无机陶瓷膜过滤掉大颗粒的非糖物质，再用截留分子量200D-800D的纳滤膜去除小分子的单糖、寡糖、色素和水，得到多糖浓缩液，达到浓缩和分离纯化的双重效果；

5）、醇沉：浓缩液中加入乙醇使溶液中乙醇含量达到75-85%，于0-4℃下沉淀8-15h，离心得到沉淀；

6）、步骤5）中的沉淀经冷冻干燥即得精制蔗梢多糖。

优选的步骤为：

1）、新鲜蔗梢于50℃烘干后粉碎，得到蔗梢粉；

2）、蔗梢粉脱脂预处理：蔗梢粉中加入95%乙醇，于80℃提取1h，除去蔗梢细胞壁外的脂质及蔗梢中的色素杂质，去掉溶剂，留脱脂蔗梢粉待用；

3）、采用超声-微波协同萃取仪对步骤2）中的脱脂蔗梢粉进行提取，最佳提取条件为超声波功率840W，微波功率为600W，提取时间为15min，料液比为1：10g/mL，温度为70℃，提取液趁热抽滤，得到蔗梢粗多糖溶液；

4）、采用多级膜分离系统对蔗梢粗多糖溶液进行浓缩和分离纯化，溶液先经过100nm的无机陶瓷膜过滤掉大颗粒的非糖物质，再用截留分子量800D的纳滤膜去除小分子的单糖、寡糖、色素和水，得到多糖浓缩液；

5）、醇沉：浓缩液中加入乙醇使溶液中乙醇含量达到80%，于4℃下沉淀12h，离心得到沉淀；

6）、步骤5）中的沉淀经冷冻干燥即得精制蔗梢多糖。

本发明的有益效果如下：

提取多糖的常用方法是传统的热水浸提法，一般为沸水提取2-3h但该法耗时长、效率低、活性不高，如何提高多糖得率、提升提取效率并保护其活性是提高多糖产品品质的关键。本发明采用微波-超声联合萃取，提取温度低，仅为70℃，提取时间短，仅15min即可达到最佳提取效果，蔗梢多糖的活性成分基本不会被破坏，提取率达到4.2%，比普通水浴的浸提率1.5%提高了两倍。

另外，本发明同时配合采用膜分离技术浓缩并分离纯化蔗梢粗多糖提取液，传统的浓缩方式为旋转蒸发仪减压浓缩，由于效率低，再加上室温较高，两天后提取液变质，此方法不适用于大量多糖提取物的制备。采用膜分离技术，溶液先经过100nm的无机陶瓷膜过滤掉大颗粒的非糖物质，再用截留分子量800D的纳滤膜去除小分子的单糖、寡糖、色素和水，达到浓缩和分离纯化的双重效果。

本发明在蔗梢多糖制备全过程中仅使用水和食用酒精两种溶剂，不引入任何有机溶剂和化学制剂，在多糖浓缩后再醇沉，节约试剂，同时采用超声-微波协同萃取和膜分离技术，大大提高制备效率和产品质量，非常适用于蔗梢多糖的制备。本发明解决了蔗梢焚烧带来的资源浪费、空气污染以及安全隐患的问题，提升蔗梢的附加价值，同时为蔗梢多糖的制备寻找一种新的、高效和环保的方法。

附图说明

图1为本发明实施例的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步详细说明。

本发明采用微波-超声波联合法萃取蔗梢多糖，效率高，节约时间，工艺线路图如附图1，具体工艺如下：

1）、新鲜蔗梢，用多功能新型砸草机粉碎成小段，于50℃烘干，并通过高速粉碎机粉碎，过80目筛网，得到蔗梢粉；

2）、蔗梢粉脱脂预处理：蔗梢粉中加入95%乙醇，于80℃提取1h，除去蔗梢细胞壁外的脂质及蔗梢中的色素杂质，去掉溶剂，留脱脂蔗梢粉待用；

3）、采用超声-微波协同萃取仪对步骤2）中的脱脂蔗梢粉进行提取，溶剂为去离子水，经响应面法分析得到最佳提取条件为超声波功率840W，微波功率为600W，提取时间为15min，料液比为1：10g/mL，温度为70℃，提取液趁热抽滤，得到蔗梢粗多糖溶液，采用苯酚硫酸法测溶液多糖含量，换算为原料的多糖含量为4.2mg/g；

4）、采用多级膜分离系统对蔗梢粗多糖溶液进行浓缩和分离纯化，溶液先经过100nm的无机陶瓷膜过滤掉大颗粒的非糖物质，再用截留分子量800D的纳滤膜去除小分子的单糖、寡糖、色素和水，得到多糖浓缩液；

5）、醇沉：浓缩液中加入乙醇使溶液中乙醇含量达到80%，于4℃下沉淀12h，4500转离心10min，弃去上清液得到沉淀；

6）、步骤5）中的沉淀经冷冻干燥即得精制蔗梢多糖，经测定其多糖纯度达到70%。

本发明可以变废为宝，增加蔗农的收入，产生较大经济效益和社会效益，同时能避免焚烧蔗梢带来的空气污染和安全隐患。

Claims (1)

1.一种用蔗梢制备蔗梢多糖的方法，其特征在于，包括步骤：

1、新鲜蔗梢，用多功能新型砸草机粉碎成小段，于50℃烘干，并通过高速粉碎机粉碎，过80目筛网，得到蔗梢粉；

2、蔗梢粉脱脂预处理：蔗梢粉中加入95%乙醇，于80℃提取1h，除去蔗梢细胞壁外的脂质及蔗梢中的色素杂质，去掉溶剂，留脱脂蔗梢粉待用；

3）、采用超声-微波协同萃取仪对步骤2）中的脱脂蔗梢粉进行提取，溶剂为去离子水，经响应面法分析得到最佳提取条件为超声波功率840W，微波功率为600W，提取时间为15min，料液比为1：10g/mL，温度为70℃，提取液趁热抽滤，得到蔗梢粗多糖溶液，采用苯酚硫酸法测溶液多糖含量，换算为原料的多糖含量为4.2mg/g；

4）、采用多级膜分离系统对蔗梢粗多糖溶液进行浓缩和分离纯化，溶液先经过100nm的无机陶瓷膜过滤掉大颗粒的非糖物质，再用截留分子量800D的纳滤膜去除小分子的单糖、寡糖、色素和水，得到多糖浓缩液；

5）、醇沉：浓缩液中加入乙醇使溶液中乙醇含量达到80%，于4℃下沉淀12h，4500转离心10min，弃去上清液得到沉淀；

6）、步骤5）中的沉淀经冷冻干燥即得精制蔗梢多糖。