CN104313082A - 一种生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法 - Google Patents
一种生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于多糖提取技术领域，具体涉及一种生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法。一种生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法，包括下述的步骤：（1）原料预处理；（2）酶解；（3）非水溶性多糖转化；（4）离心分离；（5）可溶性多糖提取。采用酶作用条件温和，采用各种不同的酶将芝麻粕中的脂肪、纤维素酶解，将其中的多糖提取出来，提高了芝麻粕的利用率，采用本发明的方法得到多糖不仅得率高，而且纯度也高。
Description
技术领域
本发明属于多糖提取技术领域，具体涉及一种生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法。
背景技术
芝麻是我国四大油料作物之一,我国为全世界第一芝麻国家,芝麻粕是芝麻仁榨取油脂后的副产物,是一种高营养的植物蛋白资源,目前主要作为饲料或肥料,没有得到很好的开发与利用。
《中国食品添加剂》披露了《芝麻粕蛋白的提取研究》一文，该文章以芝麻粕为原料，提取蛋白；《化工时刊》中披露了《芝麻粕中芝麻素提取工艺研究》，对芝麻饼粕中芝麻素的提取工艺进行了进一步研究，充分挖掘芝麻粕的价值，从而进一步提高芝麻的附加值；关于芝麻粕中提取多糖的文献鲜有。
众所周知，氧自由基是引起细胞损伤、人体衰老和某些疾病发生的主要原因之一。目前常用的食品抗氧化剂大多是合成品，合成抗氧化剂如果使用不当，会引发食品安全性问题，有的甚至导致畸形、致癌。个别抗氧化剂已被一些国家禁用或限制使用，天然抗氧化剂因具有安全、无毒等优点而引起人们的关注，寻找高效、天然抗氧化剂符合现代人的健康需要，极具开发价值。目前对芝麻粕的研究主要集中在黄酮类化合物方面，对多糖的研究鲜有报道。
目前提取芝麻叶多糖的方法主要是水提法提取工艺，干芝叶粉碎→过筛→乙醚脱脂 干燥得脱脂样品 → 加适量纯水 →75℃浸提45分钟→离心→沉淀加蒸馏水进行第二次提取→合并三次离心上清液→活性炭脱色 →减压浓缩→Sevage法脱蛋白→脱蛋白浓缩液中加入乙醇→使其体积分数为80%→沉淀依次用无水乙醇、丙酮和乙醚洗涤→干燥得粗多糖样品→以水-乙醇重结晶纯化2次→60℃烘干得多糖提取物。
上述的方法提取得到的多得率并不高，其得率为4.32%。
因此，需要针对上述的方法进行改进，设计一种反应条件温和且能提高其提取率的从芝麻粕中提取芝麻多糖的方法。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种得率和纯度较高的生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法。
本发明生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法是通过下述的技术方案来实现的：
一种生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法，包括下述的步骤：
（1）原料预处理
芝麻粕用粉碎机粉碎至40 目，装萃取釜，所述的芝麻粕是牡丹籽仁初榨后剩下的残留粕渣；
b. 用食品级CO2，其纯度为99.99%，流量为12L/ 小时，设定萃取压力为20MPa、温
度为25℃，分离条件是：分离器Ⅰ压力10KPa、温度50℃，分离器Ⅱ压力4KPa、温度40℃，萃取时间0.5 小时；
c. 提取完毕，收集萃取物，得到牡丹籽油；
d. 取步骤c 中剩下的残渣脱水处理至其水分含量为20%，得芝麻粕；
将步骤d中的芝麻粕经烘干至其水分含量为2-4%，再粉碎至80-200目；
（2）酶解
将粉碎后的芝麻粕，加水混匀，芝麻粕与水的重量比例为1：6-12，并加入脂肪酶，脂肪酶的添加量0.3-0.5％，酶解温度45℃，调pH 5.5，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为400-600W，频率为800MHZ，酶解0.1-0.5h；
再加入纤维素酶，纤维素酶的添加量为0.4-0.6％、酶解温度40℃、pH值5，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为400-600W，频率为800MHZ，酶解0.1-0.5h；
再加入无花果蛋白酶和菠萝蛋白酶，无花果蛋白酶的添加量为0.3-0.8%，菠萝蛋白酶的添加量为0.2-0.5%，酶解温度为50℃，pH值6.8-7.2，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为400-600W，频率为800MHZ，酶解0.1-0.5h，酶解后在100-105℃下灭酶5-10min；
（3）非水溶性多糖转化
淀粉酶的添加量为1.0-1.2％、酶解温度40℃、pH值5，酶解1.5-2.0h后，100-105℃灭酶5-10min；
（4）离心分离
将酶解后的芝麻粕，离心10-20 min ，离心转速为4500 rpm，将上清液与沉淀分别收集；
（5）可溶性多糖的提取
取步骤（4）中的上清液过滤去渣，过滤后得到的滤液在60-70℃下浓缩，浓缩至其浓度为60-70%，浓缩液按1：4比例加入95%乙醇沉淀静置10-20小时、离心10-20 min ，离心转速为4500 rpm，收集沉淀并用乙醇反复清洗2-3次，冷冻干燥至水分含量为4-6%后，再在-1-4℃下进行粉碎，得可溶性多糖；
上述的加酶量均为酶占超微粉碎后的芝麻粕的重量百分比。
优选的，脂肪酶的用量为0.4%。
优选的，纤维素酶的用量是0.5%。
优选的，淀粉酶的添加量为1.0%。
优选的，一种生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法，包括下述的步骤：
（1）原料预处理
芝麻粕用粉碎机粉碎至40 目，装萃取釜，所述的芝麻粕是牡丹籽仁初榨后剩下的残留粕渣；
b. 用食品级CO2，其纯度为99.99%，流量为12L/ 小时，设定萃取压力为20MPa、温
度为25℃，分离条件是：分离器Ⅰ压力10KPa、温度50℃，分离器Ⅱ压力4KPa、温度40℃，萃取时间0.5 小时；
c. 提取完毕，收集萃取物，得到牡丹籽油；
d. 取步骤c 中剩下的残渣脱水处理至其水分含量为20%，得芝麻粕；
将步骤d中的芝麻粕经烘干至其水分含量为2-4%，再粉碎至80-200目；
（2）酶解
将粉碎后的芝麻粕，加水混匀，芝麻粕与水的重量比例为1：8，并加入脂肪酶，脂肪酶的添加量0.4％，酶解温度45℃，调pH 5.5，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为500W，频率为800MHZ，酶解0.2h；
再加入纤维素酶，纤维素酶的添加量为0.5％、酶解温度40℃、pH值5，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为500W，频率为800MHZ，酶解0.2h；
再加入无花果蛋白酶和菠萝蛋白酶，无花果蛋白酶的添加量为0.5%，菠萝蛋白酶的添加量为0.4%，酶解温度为50℃，pH值7.0，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为500W，频率为800MHZ，酶解0.2h，酶解后在100℃下灭酶8min；
（3）非水溶性多糖转化
淀粉酶的添加量为1％、酶解温度40℃、pH值5，酶解1.8h后，100℃灭酶6min；
（4）离心分离
将酶解后的芝麻粕，离心15 min ，离心转速为4500 rpm，将上清液与沉淀分别收集；
（5）可溶性多糖的提取
取步骤（4）中的上清液过滤去渣，过滤后得到的滤液在65℃下浓缩，浓缩至其浓度为65%，浓缩液按1：4比例加入95%乙醇沉淀静置15小时、离心15 min ，离心转速为4500 rpm，收集沉淀并用乙醇反复清洗2-3次，冷冻干燥至水分含量为5%后，再在-1-4℃下进行粉碎，得可溶性多糖；
上述的加酶量均为酶占超微粉碎后的芝麻粕的重量百分比。
酶解脂肪、纤维顺序也是本发明的创新之处，由于将脂肪酶解以后，油脂不会包裹在芝麻粕外，从而有利于各种成分与酶相接触，从而提高酶解的效率；因此，先酶解脂肪再酶解纤维素有利于脂肪和纤维的去除；
普通方法中对脂肪的处理方法一般是采用加有机溶剂的方式，有机溶剂虽然对油脂的去除也较为彻底，但是其作用的条件较强烈，而且后续的回收过程也较复杂，另外还容易造成有机溶剂危害环境的问题；另外采用有机溶剂去除油脂其成本也较高；
本发明采用酶作用于残留在芝麻粕中的油脂上，作用条件温和，而且对油脂的去除也较为彻底，并且不存在后续的有机溶剂回收及带来环境污染的问题；
再加入纤维素酶将芝麻粕中的纤维素降解生成溶于水的葡萄糖；
将非可溶性的多糖酶解为可溶性多糖之后，糖类溶于水中，再取上清液，过滤，浓缩，醇沉，将其中的多糖提取出来。
本发明的酶的种类及用量的选择及酶解顺序的选择并不是偶然的，而是发明人付出了创造性的劳动得到了，酶及各种比例的调整均会影响最终多糖的提取效果，只有采用本发明所给的酶及酶的相应比例对芝麻粕进行处理，而且按照本发明的顺序进行，才能得到本发明的结果，将酶进行替换或者是加酶顺序替换，均得不到最大的多糖提取率。
本发明的有益效果在于，采用酶作用条件温和，采用各种不同的酶将芝麻粕中的脂肪、纤维素酶解，同时从芝麻粕中提取多糖，最大限度的利用芝麻粕，而且采用本发明的方法得到的多糖，其得率和纯度高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。
以下的检测方法，如无特殊说明，采用苯酚-硫酸法测多糖的含量。
实施例1
一种生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法，包括下述的步骤：
（1）原料预处理
芝麻粕用粉碎机粉碎至40 目，装萃取釜，所述的芝麻粕是牡丹籽仁初榨后剩下的残留粕渣；
b. 用食品级CO2，其纯度为99.99%，流量为12L/ 小时，设定萃取压力为20MPa、温
度为25℃，分离条件是：分离器Ⅰ压力10KPa、温度50℃，分离器Ⅱ压力4KPa、温度40℃，萃取时间0.5 小时；
c. 提取完毕，收集萃取物，得到牡丹籽油；
d. 取步骤c 中剩下的残渣脱水处理至其水分含量为20%，得芝麻粕；
将步骤d中的芝麻粕经烘干至其水分含量为3%，再粉碎至200目；
（2）酶解
将粉碎后的芝麻粕，加水混匀，芝麻粕与水的重量比例为1：8，并加入脂肪酶，脂肪酶的添加量0.4％，酶解温度45℃，调pH 5.5，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为500W，频率为800MHZ，酶解0.2h；
再加入纤维素酶，纤维素酶的添加量为0.5％、酶解温度40℃、pH值5，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为500W，频率为800MHZ，酶解0.2h；
再加入无花果蛋白酶和菠萝蛋白酶，无花果蛋白酶的添加量为0.5%，菠萝蛋白酶的添加量为0.4%，酶解温度为50℃，pH值7.0，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为500W，频率为800MHZ，酶解0.2h，酶解后在100℃下灭酶8min；
（3）非水溶性多糖转化
淀粉酶的添加量为1％、酶解温度40℃、pH值5，酶解1.8h后，100℃灭酶6min；
（4）离心分离
将酶解后的芝麻粕，离心15 min ，离心转速为4500 rpm，将上清液与沉淀分别收集；
（5）可溶性多糖的提取
取步骤（4）中的上清液过滤去渣，过滤后得到的滤液在65℃下浓缩，浓缩至其浓度为65%，浓缩液按1：4比例加入95%乙醇沉淀静置15小时、离心15 min ，离心转速为4500 rpm，收集沉淀并用乙醇反复清洗2-3次，冷冻干燥至水分含量为5%后，再在-1-4℃下进行粉碎，得可溶性多糖；
上述的加酶量均为酶占超微粉碎后的芝麻粕的重量百分比。
采用苯酚-硫酸法测得其中多糖的含量为4.51%。
实施例2
一种生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法，包括下述的步骤：
（1）原料预处理
芝麻粕用粉碎机粉碎至40 目，装萃取釜，所述的芝麻粕是牡丹籽仁初榨后剩下的残留粕渣；
b. 用食品级CO2，其纯度为99.99%，流量为12L/ 小时，设定萃取压力为20MPa、温
度为25℃，分离条件是：分离器Ⅰ压力10KPa、温度50℃，分离器Ⅱ压力4KPa、温度40℃，萃取时间0.5 小时；
c. 提取完毕，收集萃取物，得到牡丹籽油；
d. 取步骤c 中剩下的残渣脱水处理至其水分含量为20%，得芝麻粕；
将步骤d中的芝麻粕经烘干至其水分含量为2%，再粉碎至80目；
（2）酶解
将粉碎后的芝麻粕，加水混匀，芝麻粕与水的重量比例为1：6，并加入脂肪酶，脂肪酶的添加量0.3％，酶解温度45℃，调pH 5.5，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为400W，频率为800MHZ，酶解0.1h；
再加入纤维素酶，纤维素酶的添加量为0.4％、酶解温度40℃、pH值5，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为400W，频率为800MHZ，酶解0.1-0.5h；
再加入无花果蛋白酶和菠萝蛋白酶，无花果蛋白酶的添加量为0.3%，菠萝蛋白酶的添加量为0.2%，酶解温度为50℃，pH值6.8，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为400W，频率为800MHZ，酶解0.1h，酶解后在100℃下灭酶5min；
（3）非水溶性多糖转化
淀粉酶的添加量为0.8％、酶解温度40℃、pH值5，酶解1.8h后，100℃灭酶6min；
（4）离心分离
将酶解后的芝麻粕，离心15 min ，离心转速为4500 rpm，将上清液与沉淀分别收集；
（5）可溶性多糖的提取
取步骤（4）中的上清液过滤去渣，过滤后得到的滤液在65℃下浓缩，浓缩至其浓度为65%，浓缩液按1：4比例加入95%乙醇沉淀静置15小时、离心15 min ，离心转速为4500 rpm，收集沉淀并用乙醇反复清洗2-3次，冷冻干燥至水分含量为5%后，再在-1-4℃下进行粉碎，得可溶性多糖；
上述的加酶量均为酶占超微粉碎后的芝麻粕的重量百分比。
采用苯酚-硫酸法测得其中多糖的含量为4.13%。
实施例3
一种生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法，包括下述的步骤：
（1）原料预处理
芝麻粕用粉碎机粉碎至40 目，装萃取釜，所述的芝麻粕是牡丹籽仁初榨后剩下的残留粕渣；
b. 用食品级CO2，其纯度为99.99%，流量为12L/ 小时，设定萃取压力为20MPa、温
度为25℃，分离条件是：分离器Ⅰ压力10KPa、温度50℃，分离器Ⅱ压力4KPa、温度40℃，萃取时间0.5 小时；
c. 提取完毕，收集萃取物，得到牡丹籽油；
d. 取步骤c 中剩下的残渣脱水处理至其水分含量为20%，得芝麻粕；
将步骤d中的芝麻粕经烘干至其水分含量为4%，再粉碎至200目；
（2）酶解
将粉碎后的芝麻粕，加水混匀，芝麻粕与水的重量比例为1： 12，并加入脂肪酶，脂肪酶的添加量0.5％，酶解温度45℃，调pH 5.5，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为600W，频率为800MHZ，酶解0.5h；
再加入纤维素酶，纤维素酶的添加量为0.6％、酶解温度40℃、pH值5，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为600W，频率为800MHZ，酶解0.5h；
再加入无花果蛋白酶和菠萝蛋白酶，无花果蛋白酶的添加量为0.8%，菠萝蛋白酶的添加量为0.5%，酶解温度为50℃，pH值7.2，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为600W，频率为800MHZ，酶解0.5h，酶解后在100℃下灭酶10min；
（3）非水溶性多糖转化
淀粉酶的添加量为1.2％、酶解温度40℃、pH值5，酶解1.8h后，100℃灭酶6min；
（4）离心分离
将酶解后的芝麻粕，离心15 min ，离心转速为4500 rpm，将上清液与沉淀分别收集；
（5）可溶性多糖的提取
取步骤（4）中的上清液过滤去渣，过滤后得到的滤液在65℃下浓缩，浓缩至其浓度为65%，浓缩液按1：4比例加入95%乙醇沉淀静置15小时、离心15 min ，离心转速为4500 rpm，收集沉淀并用乙醇反复清洗2-3次，冷冻干燥至水分含量为5%后，再在-1-4℃下进行粉碎，得可溶性多糖；
上述的加酶量均为酶占超微粉碎后的芝麻粕的重量百分比。
采用苯酚-硫酸法测得其中多糖的含量为4.33%。
Claims (5)
1.一种生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法，包括下述的步骤：
（1）原料预处理
a.芝麻粕用粉碎机粉碎至40 目，装萃取釜，所述的芝麻粕是牡丹籽仁初榨后剩下的残留粕渣；
b. 用食品级CO2，其纯度为99.99%，流量为12L/ 小时，设定萃取压力为20MPa、温
度为25℃，分离条件是：分离器Ⅰ压力10KPa、温度50℃，分离器Ⅱ压力4KPa、温度40℃，萃取时间0.5 小时；
c. 提取完毕，收集萃取物，得到牡丹籽油；
d. 取步骤c 中剩下的残渣脱水处理至其水分含量为20%，得芝麻粕；
将步骤d中的芝麻粕经烘干至其水分含量为2-4%，再粉碎至80-200目；
（2）酶解
将粉碎后的芝麻粕，加水混匀，芝麻粕与水的重量比例为1：6-12，并加入脂肪酶，脂肪酶的添加量0.3-0.5％，酶解温度45℃，调pH 5.5，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为400-600W，频率为800MHZ，酶解0.1-0.5h；
再加入纤维素酶，纤维素酶的添加量为0.4-0.6％、酶解温度40℃、pH值5，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为400-600W，频率为800MHZ，酶解0.1-0.5h；
再加入无花果蛋白酶和菠萝蛋白酶，无花果蛋白酶的添加量为0.3-0.8%，菠萝蛋白酶的添加量为0.2-0.5%，酶解温度为50℃，pH值6.8-7.2，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为400-600W，频率为800MHZ，酶解0.1-0.5h，酶解后在100-105℃下灭酶5-10min；
（3）非水溶性多糖转化
淀粉酶的添加量为0.8-1.2％、酶解温度40℃、pH值5，酶解1.5-2.0h后，100-105℃灭酶5-10min；将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为400-600W，频率为800MHZ，酶解0.1-0.5h，酶解后在100-105℃下灭酶5-10min；
（4）离心分离
将酶解后的芝麻粕，离心10-20 min ，离心转速为4500 rpm，将上清液与沉淀分别收集；
（5）可溶性多糖的提取
取步骤（4）中的上清液过滤去渣，过滤后得到的滤液在60-70℃下浓缩，浓缩至其浓度为60-70%，浓缩液按1：4比例加入95%乙醇沉淀静置10-20小时、离心10-20 min ，离心转速为4500 rpm，收集沉淀并用乙醇反复清洗2-3次，冷冻干燥至水分含量为4-6%后，再在-1-4℃下进行粉碎，得可溶性多糖；
上述的加酶量均为酶占超微粉碎后的芝麻粕的重量百分比。
2.如权利要求1所述一种生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法，其特征在于，所述的脂肪酶的用量为0.4%。
3.如权利要求1所述的一种生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法，其特征在于，所述的纤维素酶的用量是0.5%。
4.如权利要求1所述的一种生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法，其特征在于，所述的淀粉酶的添加量为1.0%。
5.如权利要求1-4中任一项所述的一种生物酶法从芝麻粕中提取多糖的方法，其特征在于，所述的方法包括下述的步骤：
（1）原料预处理
芝麻粕用粉碎机粉碎至40 目，装萃取釜，所述的芝麻粕是牡丹籽仁初榨后剩下的残留粕渣；
b. 用食品级CO2，其纯度为99.99%，流量为12L/ 小时，设定萃取压力为20MPa、温
度为25℃，分离条件是：分离器Ⅰ压力10KPa、温度50℃，分离器Ⅱ压力4KPa、温度40℃，萃取时间0.5 小时；
c. 提取完毕，收集萃取物，得到牡丹籽油；
d. 取步骤c 中剩下的残渣脱水处理至其水分含量为20%，得芝麻粕；
将步骤d中的芝麻粕经烘干至其水分含量为2-4%，再粉碎至80-200目；
（2）酶解
将粉碎后的芝麻粕，加水混匀，芝麻粕与水的重量比例为1：8，并加入脂肪酶，脂肪酶的添加量0.4％，酶解温度45℃，调pH 5.5，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为500W，频率为800MHZ，酶解0.2h；
再加入纤维素酶，纤维素酶的添加量为0.5％、酶解温度40℃、pH值5，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为500W，频率为800MHZ，酶解0.2h；
再加入无花果蛋白酶和菠萝蛋白酶，无花果蛋白酶的添加量为0.5%，菠萝蛋白酶的添加量为0.4%，酶解温度为50℃，pH值7.0，将上述的原料置于微波提取设备中提取，微波的功率为500W，频率为800MHZ，酶解0.2h，酶解后在100℃下灭酶8min；
（3）非水溶性多糖转化
淀粉酶的添加量为1.0％、酶解温度40℃、pH值5，酶解1.8h后，100℃灭酶6min；
（4）离心分离
将酶解后的芝麻粕，离心15 min ，离心转速为4500 rpm，将上清液与沉淀分别收集；
（5）可溶性多糖的提取
取步骤（4）中的上清液过滤去渣，过滤后得到的滤液在65℃下浓缩，浓缩至其浓度为65%，浓缩液按1：4比例加入95%乙醇沉淀静置15小时、离心15 min ，离心转速为4500 rpm，收集沉淀并用乙醇反复清洗2-3次，冷冻干燥至水分含量为5%后，再在-1-4℃下进行粉碎，得可溶性多糖；
上述的加酶量均为酶占超微粉碎后的芝麻粕的重量百分比。
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2014
- 2014-11-11 CN CN201410628515.6A patent/CN104313082A/zh active Pending
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