CN104292939A - 一种可分散大团分子的海藻提取液及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可分散大团分子的海藻提取液的制备方法，以海藻类植物为原料，通过酸碱提取、酶解处理、微波处理，可明显提高海藻活性物质的提取效率，并通过菌群发酵对其中的活性成分进行改性使其具有分解大分子团，去除有害物质等功能，可应用于改善生物体健康或改善水、空气、土壤环境中。

Description

一种可分散大团分子的海藻提取液及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种可分散大团分子的植物提取液及其制备方法，特别涉及海藻类植物功能性活性物质的生物提取方法。
背景技术
海藻属于低等植物，整个藻体都能够从海水中吸收无机物和小分子有机物质作养料，同时还可向周围分泌出有机或无机物质，生长在海水复杂环境中的海藻，其代谢过程和代谢产物与陆地植物相比是极为不同的。大多数海藻含有丰富的碳水化合物(木聚糖、干露聚糖和糖醇等)、含氮化合物(氨基酸、肽类、胺类、细胞色素C、吲哚类化合物和糖酶类等)、色素(叶绿素、类胡萝b素和藻胆蛋白)、脂类化合物(三酰甘油、烃类、蜡酯、脂肪酸、磷脂类和糖脂类等)、酚类化合物、维生素(维生素A和D的前体以及维生素E、K等脂溶性维生素和B族维生素等水溶性维生素)、海藻药类(凝集素等)和无机成分等。因此，海藻具有丰富的营养价值和药用价值。
海藻提取物取材于深海区域的大型经济藻类，它含有丰富的氨基酸、矿物质、多糖、维生素及生理活性物质，对提高作物产量、改善品质和提早成熟并在水果保鲜和抵抗病虫害等方面均有明显的效果。大量的研究表明某些海洋藻类中的提取物能够促进作物生长、增加产量、减少病虫害、增加作物抗寒、抗旱能力。而有关海藻提取物分解大分子团，去除有害物质，如重金属和有机物方面的作用还未见报道。
实际上，海藻提取物的性质和使用效果受提取方式的影响很大。目前，海藻提取物的制备工艺主要有碱提取法、中性水解法、酸提取法和机械破碎提取法。此外，还有超声破碎法、酶解法和热水浸泡法。然而，在这些传统的提取方法中，海藻的生物活性成分受细胞壁主要成分纤维素的阻碍，往往难以被有效提取，本发明恰当地将传统的酸碱提取法、酶解法与微波处理相结合以提高提取效率，同时通过菌群发酵调节提取物中活性成分的含量及性质，使提取物中各组分更好地协同作用，从而促进大分子团的分解，并能吸收或去除重金属和甲醛等有害物质。
本研究以海藻类植物为原料，通过酸碱提取、酶解处理、微波处理，可明显提高海藻活性物质的提取效率，并通过菌群发酵对其中的活性成分进行改性使其具有分解大分子团，去除有害物质等功能，扩大其在改善健康或空气、土壤、水环境中的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种可分散大团分子的植物提取液及其制备方法，特别涉及海藻类植物功能性活性物质的生物提取方法。
在本发明的第一方面，提供了一种可分散大团分子的海藻提取液，以重量百分比计，其主要成分为水91.7％，醋酸4.2％，碳水化合物2.4％，蛋白质0.1％。此外，还含有微量的脂质、灰分、钠、钾、钙、镁、磷、铁、亚铅、铜、钛、锌、锆、铑、钯、维他命A、维他命D、维他命B1、维他命B2、烟酸、维他命B6、维他命B12、叶酸、泛酸、维他命C。
本发明的另一方面，提供上述可分散大团分子的海藻提取液的制备方法，其包括以下步骤:
(1)萃取处理：
将海藻洗净切碎，以10～30倍的水或10～95％乙醇提取，温度为50～100℃，共提取3次，合并3次提取液；
(2)微波处理：
对步骤(1)的提取液进行微波处理，辐射时间5-10min、微波功率800-1200W；
(3)酶解：
将步骤(1)的微波处理提取液减压浓缩至原体积的1/3-1/4，加入包含纤维素酶、β-葡聚糖酶、木瓜蛋白酶的复合酶制剂，经恒温30℃水浴8-12小时后取出，置-18℃下速冻成冰，取出置室温下融化，该速冻融化循环重复三次；
(4)菌群发酵：
在步骤(3)的酶解液中按1-5％的体积比接入发酵菌群，并在25～30℃下密闭发酵3～6天，即得海藻提取液；所述发酵菌群为黑曲霉、根霉、里氏木霉、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、玫瑰微球菌、植物乳酸杆菌、假单胞菌、交替单胞菌、植物酵母菌、富硒酵母菌所组成的发酵菌群。
具体地，所述海藻原料可选自巨藻、墨角藻、马尾藻、海囊藻、泡叶藻、红藻的任一种，或选用两种以上海藻物的混合。优选马尾藻，更优选涠州马尾藻或亨氏马尾藻。
根据本发明的另一个方面，上述步骤(1)中可采用机械冲击剪切磨、气流式超微粉碎磨、球磨机、搅拌磨或振动磨进行超微粉碎。
根据本发明的另一个方面，上述步骤(3)中采用的复合酶制剂由重量份数比为1.2～3.6：2.1～5.2：1.6～4.5的纤维素酶、β-葡聚糖酶、木瓜蛋白酶组成。优选的重量份数比1.2：2.1：1.6。
根据本发明的另一个方面，上述步骤(4)中所述发酵条件为：温度28℃，初始pH值6.5，搅拌速度100r/min，间歇搅拌5min/2h，发酵周期72小时。
根据本发明的又一方面，上述步骤(4)中发酵菌群由重量份数比为1.8：1.2：1.6：1.1：1.5：3.1：2.4：2.7：1.9：1.3：1的黑曲霉、根霉、里氏木霉、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、玫瑰微球菌、植物乳酸杆菌、假单胞菌、交替单胞菌、植物酵母菌、富硒酵母菌组成。
根据本发明的另一个方面，将上述发酵后得到的提取物掺杂在涂料中能降低空气中的甲醛或其他有害物质的含量。将其掺入动物饲料中，可降低动物体内的重金属含量。将其掺入土壤中，能有效改善土壤的板结程度。
根据本发明的另一个方面，将上述海藻提取物掺入洗衣粉中制成多功能皂粉，具有更强的抑菌活性。
根据本发明的另一个方面，由于海藻提取物中的金属元素在发酵过程中可形成金属氧化物，将上述发酵后得到的提取物在超临界状态下制成金属氧化物的超微纳米粒子，该超微纳米粒子具有高的远红外发射能力，其辐射的远红外线作用于附近接触或非接触的物质，如大的水分子团，使水分子产生共振吸收,从而使得部分水分子之间的范德华力减弱,部分水分子会分离,进而使水分子团簇变小而得到活化。且该提取液在通过烧结获取其他干燥手段支撑粉体或其他固体时，其超微纳米粒子可呈超细纳米晶粒的形式存在，依然具有活性。
具体实施方式
实施例1：涠州马尾藻提取液的制备
取100g涠州马尾藻洗净切碎，按照下述步骤制备：
(1)萃取处理：
以30倍的水提取，温度为100℃，共提取3次，合并3次提取液；
(2)微波处理：
对步骤(1)的提取液进行微波处理，辐射时间10min、微波功率1200W；
(3)酶解：
将步骤(1)的微波处理提取液减压浓缩至原体积的1/3，加入重量份数比1.2：2.1：1.6的纤维素酶、β-葡聚糖酶、木瓜蛋白酶组成的复合酶制剂，经恒温30℃水浴8小时后取出，置-18℃下速冻成冰，取出置室温下融化，该速冻融化循环重复三次；
(4)菌群发酵：
在步骤(3)的酶解液中按5％的体积比接入发酵菌群，并在25℃下密闭发酵3天，即得提取液；所述发酵菌群为黑曲霉、根霉、里氏木霉、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、玫瑰微球菌、植物乳酸杆菌、假单胞菌、交替单胞菌、植物酵母菌、富硒酵母菌所组成的发酵菌群。
实施例2：亨氏马尾藻提取液的制备
取100g亨氏马尾藻洗净切碎，按照下述步骤制备：
(1)萃取处理：
以10倍的95％乙醇提取，温度为50℃，共提取3次，合并3次提取液；
(2)微波处理：
对步骤(1)的提取液进行微波处理，辐射时间5min、微波功率800W；
(3)酶解：
将步骤(1)的微波处理提取液减压浓缩至原体积的1/4，加入重量份数比3.6：5.2：4.5的纤维素酶、β-葡聚糖酶、木瓜蛋白酶组成的复合酶制剂，经恒温30℃水浴8小时后取出，置-18℃下速冻成冰，取出置室温下融化，该速冻融化循环重复三次；
(4)菌群发酵：
在步骤(3)的酶解液中按2％的体积比接入发酵菌群，并在30℃下密闭发酵6天，即得提取液；所述发酵菌群为黑曲霉、根霉、里氏木霉、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、玫瑰微球菌、植物乳酸杆菌、假单胞菌、交替单胞菌、植物酵母菌、富硒酵母菌所组成的发酵菌群。
实施例3：提高酸碱平衡的动物试验报告
选用小白鼠六只，分成三组，A组为试验1组(两只)，B组为试验2组(两只)，C组为对比组(两只)。
A组试验组
称重两只小白鼠的体重，分别为160g，试验前进行体检，分别抽取血液样本10ml，进行化验，血液pH值小于等于7.1～7.3。
然后每天早上给予每只小白鼠喂食含10g实施例1制备的提取液的食物30g；中午再喂给相同量的相同食物给白鼠吃，下午喂的食物与之前两次喂的食物均相同。连续喂食两周后，抽血化验，检测结果：血液pH值为7.5～7.6。
B组对比组
称重两只小白鼠的体重，分别为170g，试验前进行体检，分别抽取血液样本10ml，进行化验，血液pH值小于等于7.1～7.3。
然后每天早上给予每只小白鼠喂食含10g实施例2制备的提取液的食物30g；中午再喂给相同量的相同食物给白鼠吃，下午喂的食物与之前两次喂的食物均相同。连续喂食两周后，抽血化验，检测结果：血液pH值为7.45～7.55。
C组对比组
称重两只小白鼠的体重，分别为165g，试验前进行体检，分别抽取血液样本10ml，进行化验，血液pH值小于等于7.1～7.3。
然后每天早上给予每只小白鼠喂食含10g不含提取液的食物30g；中午再喂给相同量的相同食物给白鼠吃，下午喂的食物与之前两次喂的食物均相同。连续喂食两周后，抽血化验，检测结果：血液pH值为7.1～7.3。
结论：上述试验证明本发明制备的海藻提取液可显著提高血液的pH值，提高生物体的酸碱平衡度。
实施例4：多功能皂粉杀菌试验
将上述实施例1、2制得的提取物与纯标准洗衣粉按50-100kg干基/1000kg纯标准洗衣粉(重量)比例混合均匀制得多功能皂粉，所述标准洗衣粉是指现有的合格洗衣粉，是按GB.13171标准生产的洗衣粉。
经卫生防疫部门按照《消毒卫生规范》2002年版2.1.1.7.4所述的悬液定量杀菌试验操作程序进行了定量杀菌力检验，具体检验结果如下表1所示：
表1
结论：上述试验证明本发明制备的海藻提取液对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均具有显著的抑菌作用。
实施例5：活化水的效果测试
A组：取未经处理的普通10mL自来水中,10min后过滤,离心分离,取上清液测试水分子17O核磁共振半高宽(NMRFWHM)。
B组：将实施例1制备的100g提取物在超临界状态下制成金属氧化物的超微纳米粒子，取0.3g上述超微纳米粒子加入到10mL自来水中,10min后过滤,离心分离,取上清液测试水分子17O核磁共振半高宽(NMRFWHM)。
C组：并将实施例2制备的100g提取物在超临界状态下制成金属氧化物的超微纳米粒子，同样取0.3g上述超微纳米粒子加入到10mL自来水中,10min后过滤,离心分离,取上清液测试水分子17O核磁共振半高宽(NMRFWHM)。
测试仪器为BruckerAVANCEIII400MHz的超导核磁共振仪，依据JY/T007-1996超导脉冲傅立叶变换核磁共振谱方法进行测定。
测试结果：3组样品的半峰高如表2所示(对应的氧谱图如图1-3所示)：
样品 半峰高/Hz
A组：自来水 78
B组：活化水 54
C组：活化水 52
表2
由此表明，提取物中的活性成分负载于硅藻泥上烧结获得的陶粒均能够降低水分子的17ONMR半高宽，即提高了水中具有5～6个水分子缔合的小分子团的比例，水分子活性得到了提高。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (6)

1.一种可分散大团分子的海藻提取液的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)萃取处理：
将海藻洗净切碎，以10～30倍的水或10～95％乙醇提取，温度为50～100℃，共提取3次，合并3次提取液；
(2)微波处理：
对步骤(1)的提取液进行微波处理，辐射时间5-10min、微波功率800-1200W；
(3)酶解：
将步骤(1)的微波处理提取液减压浓缩至原体积的1/3-1/4，加入包含纤维素酶、β-葡聚糖酶、木瓜蛋白酶的复合酶制剂，经恒温30℃水浴8-12小时后取出，置-18℃下速冻成冰，取出置室温下融化，该速冻融化循环重复三次；
(4)菌群发酵：
在步骤(3)的酶解液中按1-5％的体积比接入发酵菌群，并在25～30℃下密闭发酵3～6天，即得海藻提取液；所述发酵菌群为黑曲霉、根霉、里氏木霉、地衣芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、玫瑰微球菌、植物乳酸杆菌、假单胞菌、交替单胞菌、植物酵母菌、富硒酵母菌所组成的发酵菌群。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述海藻为巨藻、墨角藻、马尾藻、海囊藻、泡叶藻、红藻的任一种，或选用两种以上海藻物的混合。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述海藻为涠州马尾藻或亨氏马尾藻。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(3)中所述复合酶制剂的组成为：纤维素酶、β-葡聚糖酶、木瓜蛋白酶重量份配比为1.2～3.6：2.1～5.2：1.6～4.5。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(4)中所述发酵条件为：温度28℃，初始pH值6.5，搅拌速度100r/min，间歇搅拌5min/2h，发酵周期72小时。
6.由权利要求1所述制备方法获得的海藻提取液，其特征在于该提取液包括以下主要成分：
以及微量的脂质、灰分、钠、钾、钙、镁、磷、铁、亚铅、铜、钛、锌、锆、铑、钯、维他命A、维他命D、维他命B1、维他命B2、烟酸、维他命B6、维他命B12、叶酸、泛酸、维他命C。
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