CN104761654A - 一种玄参多糖的超声波提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种玄参多糖的超声波提取方法，（1）原料药材的打浆或粉碎，然后用复合酶制剂酶解；（2）玄参与水的料液比为1:10-1:100进行超声波辅助提取，离心过滤后得提取液，提取过程中对提取罐进行间歇式的抽真空和破真空；（3）将玄参多糖提取液上样到大孔吸附树脂层析柱，采用去离子水洗脱，收集洗脱液；（4）将洗脱液减压浓缩后，加入乙醇充分搅拌混匀、静置；（5）冷冻干燥。本发明通过将复合酶制剂酶解，真空脉动、超声波辅助、树脂吸附等多项技术进行有效集成，显著提高了玄参多糖的提取率和纯度、缩短了提取时间，市场竞争力强，应用前景广阔，得到的玄参多糖对癌细胞具有明显的抑制作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用超声波辅助从中药材玄参中提取多糖的方法。
背景技术
植物多糖是生物化学领域中的一个重要课题，在国内外已成为新的研究热点，其中从中草药中提取的水溶性多糖尤为热门。多糖是由单糖链接而成、聚合度超过10万以上的多聚物，植物多糖是普遍存在于植物细胞壁及细胞中的一种成分，目前已有上百种多糖从自然界分离提取出来。大量研究证明，多糖具有其独特的生物活性，是许多中草药的主要活性物质，具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗辐射、抗衰老等功效，其中尤以免疫调节作用成为近年来研究开发的热点。据中国医药保健品进出口商会统计，受世界植物药物市场需求增长的拉动，2011年我国植物提取物出口呈现出量价双增的良好势头，尤其是出口均价较2010年有了大幅度的提高，市场前景非常广阔。
玄参又名元参、黑参、重台、鬼藏、鹿肠、玄台等，玄参为玄参科植物玄参 (Scrophularia ningpoensis Hems1.) 的干燥根，是我国传统中药。玄参性微寒，味甘、苦、咸，归肺、胃、肾经,具有凉血滋阴、泻火解毒的功效。现代药理研究表明，玄参的主要作用有抗炎、增强免疫功能、降血糖、保肝、抗肿瘤、抗疲劳等，此外，玄参对神经系统也有一定的作用，如保护神经、杭抑郁、提高记忆力等。
玄参多糖作为玄参的一种重要提取物也有着巨大的药理作用，玄参多糖对羟基自由基、超氧阴离子自由基以及亚硝酸盐具有不同程度的清除能力。王珲等对玄参水溶性成分的研究，结果表明玄参多糖具有延长小鼠游泳时间，降低运动后小鼠血清尿氮素含量，降低运动后小鼠血乳酸含量和增加小鼠肝糖原的作用，玄参多糖有提高衰老小鼠体内SOD、GSH-Px的活力和降低衰老小鼠体内MDA含量的作用。
玄参多糖作为一种医药保健品，它的功能是巨大的，但它的提取工艺还有待改进。目前玄参多糖的提取大都是采用罐装单批次提取，且产率低，提取时间较长，提取溶剂耗费较大，操作比较繁琐，环境污染较严重。因此，开发玄参多糖的提取方法，简化操作，降低对多糖活性物质的损失，缩短提取周期，提高多糖的收率和纯度具有重要意义。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明人经过大量试验，摸索和总结出一种玄参多糖的超声波提取方法，利用本方法可显著提高玄参多糖的提取率和纯度、缩短提取时间，降低提取成本，提高经济效益。
为克服现有技术的不足，本发明采取以下技术方案：
（1）原材料的处理：玄参不论干湿均可，湿的进行打浆处理，若是干的则粉碎至20-50目，加入水和药材质量千分之二至千分之八的复合酶制剂进行酶解，酶解时间4-10小时，酶解温度40-50℃；经试验证明，用酶处理后可明显提高多糖的提取率。
所述复合酶制剂的配比为纤维素酶质量分数50－70％，果胶酶质量分数为15－40％，其余为木聚糖酶,复合酶制剂的平均酶活为10000-30000单位；
（2）超声波提取：以水为溶剂，玄参与水的料液比为1:10-1:100，以超声波辅助法提取玄参多糖，离心过滤后得提取液；
上述提取过程中对提取罐进行间歇式的抽真空和破真空，利用真空脉动强化传质。真空脉动强化传质的机制是：抽真空时玄参细胞组织内的水分会因为减压而气化，造成玄参细胞组织内压力大于玄参组织细胞外，溶解了多糖的水在压差作用下能强制穿过玄参细胞组织；当破真空时，玄参组织细胞外压大于玄参组织细胞内压，玄参组织细胞外的水分因为压差作用而迅速进入玄参组织细胞内部去溶解多糖，这种玄参组织细胞内外压力的交替变化强化了水分和溶解在水分中的多糖传质，使多糖的提取效率提高、残留率降低。
（3）层析：将玄参多糖提取液上样到大孔吸附树脂层析柱，采用去离子水洗脱，收集洗脱液；
（4）醇沉：将洗脱液减压浓缩后，加入乙醇充分搅拌混匀、静置，收集沉淀；
（5）冷冻干燥：将醇沉所得沉淀物用水复溶，冷冻干燥得玄参多糖纯品。
上述技术方案中，步骤（2）中，超声波提取的优选技术方案为：超声波功率为200-500W，提取温度为60℃-100℃，提取时间为10-60分钟。
上述技术方案中，步骤（3）中，层析步骤优选为：将多糖提取液上样至ADS-17大孔吸附树脂柱，以1.5-2.5ml/min的速度用去离子水洗脱，收集洗脱液。ADS-17大孔吸附树脂柱对玄参多糖吸附率高，且容易洗脱，再生也比较简便。
上述技术方案中，步骤（4）中，醇沉步骤优选为：将层析所得洗脱液减压浓缩至4-6 mg/ml，加入3-6倍95 %乙醇，3-5℃静置12-72小时，离心收集沉淀。
将本发明得到的玄参多糖进行红外光谱表征，在3415.31cm-1处出现一宽峰，为O—H的伸缩振动；在3000-2800cm-1区域内的吸收峰是糖类的特征峰，玄参多糖在2924.52cm-1处的吸收峰，是多糖分子C—H伸缩振动；1617.02cm-1处的吸收峰为玄参多糖中乙酰氨基的C=0伸缩振动，说明玄参多糖中含有糖醛酸；1265.07和1142.62cm-1处有酯基的C—O—C不对称和对称伸缩振动的吸收带。
经功能试验证明，本发明得到的玄参多糖对癌细胞具有明显的抑制作用。
与现有技术相比，本发明的有益效果还在于：
原料药材提取前利用复合酶制剂进行酶解，将玄参的细胞壁破坏，使多糖成分能够快速溶出，提高了多糖的提取率。
本发明的复合酶制剂是一个优化组合，针对玄参细胞壁主要成分的特点，设计纤维素酶质量分数50－70％，果胶酶质量分数为15－40％，其余为木聚糖酶,使酶解效果最佳。
以水为溶剂，采用超声波辅助提取对玄参的多糖成分进行提取，有效缩短了提取时间，提高了有效成分的提取率；ADS-17大孔吸附树脂柱对玄参多糖吸附率高，选择性强，且容易洗脱，再生简便。
玄参多糖的提取过程中，进行抽真空和破真空，利用真空脉动强化传质，进一步缩短提取时间和多糖的提取率。
综上所述，本发明通过将以上多项技术进行有效集成，显著提高了玄参多糖的提取率和纯度、缩短提取时间，降低提取成本，提高了经济效益，市场竞争力强，应用前景广阔。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图。
图2是利用本发明得到的玄参多糖红外吸收光谱图。
具体实施方式
现结合附图1和附图2，对玄参多糖的超声波提取方法进一步具体说明。
实施例1：
（1）原材料的处理：玄参不论干湿均可，湿的进行打浆处理，若是干的则粉碎至25目，加入水和药材质量千分之三的复合酶制剂进行酶解，酶解时间9小时，酶解温度45℃；
所述复合酶制剂的配比为纤维素酶质量分数52％，果胶酶质量分数为30％，其余为木聚糖酶,复合酶制剂的平均酶活为18000单位；
（2）超声波提取：以水为溶剂，玄参与水的料液比为1:12，以超声波辅助法提取玄参多糖，离心过滤后得提取液；
上述提取过程中对提取罐进行间歇式的抽真空和破真空，利用真空脉动强化传质。
（3）层析：将玄参多糖提取液上样到大孔吸附树脂层析柱，采用去离子水洗脱，收集洗脱液；
（4）醇沉：将洗脱液减压浓缩后，加入乙醇充分搅拌混匀、静置，收集沉淀；
（5）冷冻干燥：将醇沉所得沉淀物用水复溶，冷冻干燥得玄参多糖纯品。
步骤（2）中，超声波功率为250W，提取温度为65℃，提取时间为30分钟。
步骤（3）中，将多糖提取液上样至ADS-17大孔吸附树脂柱，以1.6ml/min的速度用去离子水洗脱，收集洗脱液。
步骤（4）中，将层析所得洗脱液减压浓缩至4.2 mg/ml，加入4倍95 %乙醇，4℃静置15小时，离心收集沉淀。
将本发明得到的玄参多糖进行红外光谱表征，在3415.31cm-1处出现一宽峰，为O—H的伸缩振动；在3000-2800cm-1区域内的吸收峰是糖类的特征峰，玄参多糖在2924.52cm-1处的吸收峰，是多糖分子C—H伸缩振动；1617.02cm-1处的吸收峰为玄参多糖中乙酰氨基的C=0伸缩振动，说明玄参多糖中含有糖醛酸；1265.07和1142.62cm-1处有酯基的C—O—C不对称和对称伸缩振动的吸收带。
经功能试验证明，本发明得到的玄参多糖对癌细胞具有明显的抑制作用。
实施例2：
（1）原材料的处理：玄参不论干湿均可，湿的进行打浆处理，若是干的则粉碎至45目，加入水和药材质量千分之七的复合酶制剂进行酶解，酶解时间4.5小时，酶解温度48℃；
所述复合酶制剂的配比为纤维素酶质量分数67％，果胶酶质量分数为18％，其余为木聚糖酶,复合酶制剂的平均酶活为27000单位；
（2）超声波提取：以水为溶剂，玄参与水的料液比为1:12，以超声波辅助法提取玄参多糖，离心过滤后得提取液；
上述提取过程中对提取罐进行间歇式的抽真空和破真空，利用真空脉动强化传质。
（3）层析：将玄参多糖提取液上样到大孔吸附树脂层析柱，采用去离子水洗脱，收集洗脱液；
（4）醇沉：将洗脱液减压浓缩后，加入乙醇充分搅拌混匀、静置，收集沉淀；
（5）冷冻干燥：将醇沉所得沉淀物用水复溶，冷冻干燥得玄参多糖纯品。
步骤（2）中，超声波功率为450W，提取温度为90℃，提取时间为50分钟。
步骤（3）中，将多糖提取液上样至ADS-17大孔吸附树脂柱，以2.3ml/min的速度用去离子水洗脱，收集洗脱液。
步骤（4）中，将层析所得洗脱液减压浓缩至5.8 mg/ml，加入4.8倍95 %乙醇，4.7℃静置15小时，离心收集沉淀。
将本发明得到的玄参多糖进行红外光谱表征，在3415.31cm-1处出现一宽峰，为O—H的伸缩振动；在3000-2800cm-1区域内的吸收峰是糖类的特征峰，玄参多糖在2924.52cm-1处的吸收峰，是多糖分子C—H伸缩振动；1617.02cm-1处的吸收峰为玄参多糖中乙酰氨基的C=0伸缩振动，说明玄参多糖中含有糖醛酸；1265.07和1142.62cm-1处有酯基的C—O—C不对称和对称伸缩振动的吸收带。
经功能试验证明，本发明得到的玄参多糖对癌细胞具有明显的抑制作用。
Claims (5)
1.一种玄参多糖的超声波提取方法，其特征在于包含以下几个步骤：
（1）原材料的处理：玄参不论干湿均可，湿的进行打浆处理，若是干的则粉碎至20-50目，加入水和药材质量千分之二至千分之八的复合酶制剂进行酶解，酶解时间4-10小时，酶解温度40-50℃；
所述复合酶制剂的配比为纤维素酶质量分数50－70％，果胶酶质量分数为15－40％，其余为木聚糖酶,复合酶制剂的平均酶活为10000-30000单位；
（2）超声波提取：以水为溶剂，玄参与水的料液比为1:10-1:100，以超声波辅助法提取玄参多糖，离心过滤后得提取液，提取过程中对提取罐进行间歇式的抽真空和破真空，利用真空脉动强化传质；
（3）层析：将玄参多糖提取液上样到大孔吸附树脂层析柱，采用去离子水洗脱，收集洗脱液；
（4）醇沉：将洗脱液减压浓缩后，加入乙醇充分搅拌混匀、静置，收集沉淀；
（5）冷冻干燥：将醇沉所得沉淀物用水复溶，冷冻干燥得玄参多糖纯品。
2.根据权利要求1所述玄参多糖的超声波提取方法，其特征在于：超声波提取步骤中，超声波功率为200-500W，提取温度为60℃-100℃，提取时间为10-60分钟。
3.根据权利要求1所述玄参多糖的超声波提取方法，其特征在于：层析步骤中，将多糖提取液上样至ADS-17大孔吸附树脂柱，以1.5-2.5ml/min的速度用去离子水洗脱，收集洗脱液。
4.根据权利要求1所述玄参多糖的超声波提取方法，其特征在于：醇沉步骤中，将层析所得洗脱液减压浓缩至4-6 mg/ml，加入3-6倍95 %乙醇，3-5℃静置12-72小时，离心收集沉淀。
5.根据权利要求1或2或3或4所述方法得到的玄参多糖纯品，其特征在于：玄参多糖对癌细胞具有明显的抑制作用。
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