CN105713105A - 一种提高猪苓多糖生物活性的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高猪苓多糖生物活性的装置及方法，包括猪苓多糖原料储罐、乙酰酐原料储罐、猪苓多糖溶液输送离心泵、乙酰酐原料液输送离心泵、猪苓多糖溶液加热换热器、乙酰酐原料液加热换热器、空气压缩机、反应器、蒸发器、流量控制器、比例控制器、空气流量控制器、乙酰酐溶液温度控制器、猪苓多糖溶液温度控制器、液位控制器、第一控制阀至第五控制阀，与现有技术相比，本发明制备的乙酰化猪苓多糖其取代度可达0.3％；所制备的乙酰化猪苓多糖清除羟自由基和超氧阴离子自由基方面均比相同浓度下的猪苓多糖超出20?30％，说明本发明对提高猪苓多糖的生物活性极其显著，具有推广实用的价值。

Description

一种提高猪苓多糖生物活性的装置及方法

技术领域

本发明涉及一种化学物质反应方法，尤其涉及一种提高猪苓多糖生物活性的装置及方法。

背景技术

多糖是指由10个以上单糖通过糖苷键连接而成的聚合物，广泛存在于植物、微生物、藻类和动物体内。多糖作为生命活动四大基本物质之一，具有多种生物活性，如抗病毒、增值、免疫调节功能等。但多糖的生物活性主要取决于其分子结构，包括糖单元和主链的糖苷键、支链的类型、聚合度及链的灵活性和空间构象等。大量研究表明，多糖的分子修饰可以显著增加其生物活性。

多糖的结构修饰是通过化学、物理学及生物学等手段对多糖分子进行结构改造，主要通过改变多糖的空间结构、分子量及取代基种类、数目和位置而对其活性产生影响。目前多糖的分子修饰主要分为两大类：一类是接枝修饰，主要通过增加多糖的功能基团及分子量，提高其生物活性，如硫酸化、磷酸化、乙酰化、烷基化、磺酰化、羧甲基化、苯甲酰化及微量元素络合修饰等；第二类是降解修饰，主要是通过降低多糖的分子量，提高其在水相中的溶解度，提高其生物活性，主要方法有物理降解、化学降解和酶法降解等。

猪苓又称猪粪菌、猪茯苓，因其菌核表皮呈黑色和形似猪粪而得名。猪苓是我国传统的真菌类中药材，以干燥的菌核入药。猪苓是极富有代表性的大型真菌，生物学特性十分特殊，它不是腐生性真菌，也不同于菌根型共生真菌，而是一种被学者称之为“真菌内营养共生型”的大型真菌。猪苓的药用部位是指埋生于地下的菌核，其药用历史距今已有2500多年，在我国著名的古医书籍《神农本草经》、《本草纲目》、《金匮要略》等均有记载。多糖是猪苓的主要药效成分之一，其化学成分为β-(1→3)、β-(1→4)、β-(1→6)葡萄糖苷键缩合而成的葡聚糖，猪苓多糖具有抗癌、抗炎、抗病毒、增强免疫力等作用，菌核是提取猪苓多糖的主要原料。目前对猪苓多糖的研究主要集中提取工艺和微量元素修饰等方面，而对猪苓多糖的乙酰化修饰未见报道。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种提高猪苓多糖生物活性的装置及方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

本发明一种提高猪苓多糖生物活性的装置，包括猪苓多糖原料储罐、乙酰酐原料储罐、猪苓多糖溶液输送离心泵、乙酰酐原料液输送离心泵、猪苓多糖溶液加热换热器、乙酰酐原料液加热换热器、空气压缩机、反应器、蒸发器、流量控制器、比例控制器、空气流量控制器、乙酰酐溶液温度控制器、猪苓多糖溶液温度控制器、液位控制器、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀和第五控制阀，所述猪苓多糖原料储罐的出料端分别与所述猪苓多糖溶液输送离心泵的进料口和比例控制器的第一输入端连接，所述猪苓多糖溶液输送离心泵的输出端与第一控制阀的输入端连接，所述比例控制器的输出端与所述第一控制阀的控制端连接，所述比例控制器的第二输入端与所述流量控制器的输出端连接，所述乙酰酐原料储罐的出料口分别与所述流量控制器的输入端和乙酰酐原料液输送离心泵的输入端连接，所述乙酰酐原料输送离心泵的输出端与所述第三控制阀的第一输入端连接，所述猪苓多糖溶液温度控制器的输出端与所述第三控制阀的控制端连接，所述第三控制阀的输出端与所述乙酰酐原料液加热换热器的第一输入端连接，所述乙酰酐原料液加热换热器的输出端与所述反应器的第一输入端连接，所述第一控制阀的输出端与所述猪苓多糖溶液加热换热器的第一输入端连接，所述猪苓多糖溶液加热换热器的输出端与所述猪苓多糖溶液温度控制器的输入端和所述反应器的第二输入端连接，所述猪苓多糖溶液温度控制器的控制输出端与所述第四控制阀的控制端连接，所述第四控制阀的输入端与所述蒸发器的第一输出端连接，所述第四控制阀的输出端与所述猪苓多糖溶液加热换热器的第二输入端连接，所述空气压缩机的输出端分别与所述第二控制阀的输入端、所述反应器的第三输入端和空气流量控制器的输入端连接，所述空气流量控制器的控制输出端与所述第二控制阀的控制输入端连接，所述反应器的液位信号输出端与所述液位控制器的信号输入端连接，所述液位控制器的控制输出端与所述第五控制阀的控制端连接，所述反应器的液位控制管路通过所述第五控制阀与所述蒸发器的输入端连接，所述蒸发器的第二输出端与所述乙酰酐原料液加热换热器的第二输入端连接。

具体地，所述反应器的外壁覆15mm厚的玻璃棉保温层。

本发明一种提高猪苓多糖生物活性的方法，包括以下步骤：

(1)称取一定量已精制好的猪苓多糖精品在室温条件下溶解于蒸馏水中，配成浓度为0.25mg/mL的多糖溶液；

(2)用1.0mol/LNaOH溶液调节多糖溶液pH至9.0，静置一定时间(10-20min)，后置于猪苓多糖原料储罐中；

(3)通过猪苓多糖溶液输送离心泵再经猪苓多糖溶液加热换热器加热至65-75℃后，送入反应器；

(4)将乙酰酐原料液置于乙酰酐原料储罐中，通过乙酰酐原料液输送离心泵再经乙酰酐原料液加热换热器加热至65-75℃，送入反应器中；通过比例控制器控制猪苓多糖溶液流量与乙酸酐流量为10:1；

(5)反应器底部通入压缩空气经其底部流入混合液中对混合液进行搅拌；两股物料在反应器中进行乙酰化反应，反应时间4-4.5h，反应时间通过液位控制器控制原料液在反应器中的平均停留时间为4-4.5h；

(6)反应后的液相产物经蒸发器进行浓缩至三倍浓度后流出，热源为150℃的饱和水蒸汽；

(7)蒸发器产生的二次蒸汽作为加热剂在猪苓多糖溶液加热换热器中间接加热猪苓多糖原料液，所产生的冷凝水排入冷凝水收集器中；

(8)浓缩液作为加热剂在乙酰酐原料液加热换热器中间接加热乙酰酐溶液，经换热后降温至20-30℃，进浓缩液储罐，再用5mol/L的HCl溶液调节pH值至7.0，并加入无水乙醇醇析，醇析浓度为75％，醇析液离心并干燥后的乙酰化猪苓多糖。

本发明的有益效果在于：

本发明是一种提高猪苓多糖生物活性的装置及方法，与现有技术相比，本发明制备的乙酰化猪苓多糖其取代度可达0.3％；所制备的乙酰化猪苓多糖清除羟自由基和超氧阴离子自由基方面均比相同浓度下的猪苓多糖超出20-30％，说明本发明对提高猪苓多糖的生物活性极其显著，具有推广实用的价值。

附图说明

图1是本发明的装置分布结构示意图。

图中：1-猪苓多糖原料储罐、2-乙酰酐原料储罐、3-猪苓多糖溶液输送离心泵、4-乙酰酐原料液输送离心泵、5-猪苓多糖溶液加热换热器、6-乙酰酐原料液加热换热器、7-空气压缩机、8-反应器、9-蒸发器、F₁C-流量控制器、F₂C-比例控制器、FC-空气流量控制器、T₁C-乙酰酐溶液温度控制器、T₂C-猪苓多糖溶液温度控制器、LC-液位控制器、K1-第一控制阀、K2-第二控制阀、K3-第三控制阀、K4-第四控制阀、K5-第五控制阀。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1所示：本发明一种提高猪苓多糖生物活性的装置，包括猪苓多糖原料储罐1、乙酰酐原料储罐2、猪苓多糖溶液输送离心泵3、乙酰酐原料液输送离心泵4、猪苓多糖溶液加热换热器5、乙酰酐原料液加热换热器6、空气压缩机7、反应器8、蒸发器9、流量控制器F₁C、比例控制器F₂C、空气流量控制器FC、乙酰酐溶液温度控制器T₁C、猪苓多糖溶液温度控制器T₂C、液位控制器LC、第一控制阀K1、第二控制阀K2、第三控制阀K3、第四控制阀K4和第五控制阀K5，所述猪苓多糖原料储罐的出料端分别与所述猪苓多糖溶液输送离心泵的进料口和比例控制器F₂C的第一输入端连接，所述猪苓多糖溶液输送离心泵的输出端与第一控制阀K1的输入端连接，所述比例控制器F₂C的输出端与所述第一控制阀K1的控制端连接，所述比例控制器F₂C的第二输入端与所述流量控制器F₁C的输出端连接，所述乙酰酐原料储罐的出料口分别与所述流量控制器F₁C的输入端和乙酰酐原料液输送离心泵的输入端连接，所述乙酰酐原料输送离心泵的输出端与所述第三控制阀K3的第一输入端连接，所述猪苓多糖溶液温度控制器T₂C的输出端与所述第三控制阀K3的控制端连接，所述第三控制阀K3的输出端与所述乙酰酐原料液加热换热器的第一输入端连接，所述乙酰酐原料液加热换热器的输出端与所述反应器的第一输入端连接，所述第一控制阀K1的输出端与所述猪苓多糖溶液加热换热器的第一输入端连接，所述猪苓多糖溶液加热换热器的输出端与所述猪苓多糖溶液温度控制器T₂C的输入端和所述反应器的第二输入端连接，所述猪苓多糖溶液温度控制器T₂C的控制输出端与所述第四控制阀K4的控制端连接，所述第四控制阀K4的输入端与所述蒸发器的第一输出端连接，所述第四控制阀K4的输出端与所述猪苓多糖溶液加热换热器的第二输入端连接，所述空气压缩机的输出端分别与所述第二控制阀K2的输入端、所述反应器的第三输入端和空气流量控制器FC的输入端连接，所述空气流量控制器FC的控制输出端与所述第二控制阀K2的控制输入端连接，所述反应器的液位信号输出端与所述液位控制器LC的信号输入端连接，所述液位控制器LC的控制输出端与所述第五控制阀K5的控制端连接，所述反应器的液位控制管路通过所述第五控制阀K5与所述蒸发器的输入端连接，所述蒸发器的第二输出端与所述乙酰酐原料液加热换热器的第二输入端连接。

具体地，所述反应器的外壁覆15mm厚的玻璃棉保温层。

本发明一种提高猪苓多糖生物活性的方法，包括以下步骤：

(1)称取一定量已精制好的猪苓多糖精品在室温条件下溶解于蒸馏水中，配成浓度为0.25mg/mL的多糖溶液；

(2)用1.0mol/LNaOH溶液调节多糖溶液pH至9.0，静置一定时间(10-20min)，后置于猪苓多糖原料储罐中；

(3)通过猪苓多糖溶液输送离心泵再经猪苓多糖溶液加热换热器加热至65-75℃后，送入反应器；

(4)将乙酰酐原料液置于乙酰酐原料储罐中，通过乙酰酐原料液输送离心泵再经乙酰酐原料液加热换热器加热至65-75℃，送入反应器中；通过比例控制器F2C控制猪苓多糖溶液流量与乙酸酐流量为10:1；

(5)反应器底部通入压缩空气经其底部流入混合液中对混合液进行搅拌；两股物料在反应器中进行乙酰化反应，反应时间4-4.5h，反应时间通过液位控制器LC控制原料液在反应器中的平均停留时间为4-4.5h；

(6)反应后的液相产物经蒸发器进行浓缩至三倍浓度后流出，热源为150℃的饱和水蒸汽；

(7)蒸发器产生的二次蒸汽作为加热剂在猪苓多糖溶液加热换热器中间接加热猪苓多糖原料液，所产生的冷凝水排入冷凝水收集器中；

(8)浓缩液作为加热剂在乙酰酐原料液加热换热器中间接加热乙酰酐溶液，经换热后降温至20-30℃，进浓缩液储罐，再用5mol/L的HCl溶液调节pH值至7.0，并加入无水乙醇醇析，醇析浓度为75％，醇析液离心并干燥后的乙酰化猪苓多糖。

①定比值控制回路：乙酰酐原料液流量通过测量后信号送入流量控制器F₁C，与给定值sp比较后通过流量控制器F₁C输出信号作为流量控制器的给定值，猪苓多糖溶液流量经测量后与流量控制器F₁C输出信号比较，经比例控制器F₂C运算后输出信号给第一控制阀K1，调节猪苓多糖溶液流量，最终使多糖溶液流量与乙酸酐流量为10:1。

②空气流量旁路控制回路：空气压缩回路中其流量经测量后与给定值sp比较，送入空气流量控制器FC中，经空气流量控制器FC运算后输出信号给第二控制阀K2，通过旁路分馏调节送入反应器中的空气流量，其流量给定值以反应器中液体不被带出为上限值。

③乙酰酐原料液加热换热器6控制回路：乙酰酐溶液经乙酰酐原料液加热换热器6(需加热至65-75℃)加热后通过测温仪表测量，测量值与给定值sp比较后送入乙酰酐溶液温度控制器T₁C，经乙酰酐溶液温度控制器T₁C运算后输出信号给第三控制阀K3，通过改变乙酰酐溶液流量调节，最终使得乙酰酐溶液进反应器前的温度保持在65-75℃。

④猪苓多糖溶液加热换热器5控制回路：猪苓多糖溶液经猪苓多糖溶液加热换热器5(需加热至65-75℃)加热后通过测温仪表测量，测量值与给定值sp比较后送入猪苓多糖溶液温度控制器T₂C，经猪苓多糖溶液温度控制器T₂C运算后输出信号给第四控制阀K4，通过改变蒸发器8二次蒸汽的流量调节，最终使得猪苓多糖溶液进反应器8前的温度保持在65-75℃。

⑤反应器8液位控制回路：反应器8液位经测量后与给定值sp比较，送入液位控制器LC，经液位控制器LC运算后输出信号给第五控制阀K5，通过调节反应后混合液的流量控制两股原料液在反应器中的平均停留时间为4-4.5h，保证反应时间。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种提高猪苓多糖生物活性的装置，其特征在于：包括猪苓多糖原料储罐、乙酰酐原料储罐、猪苓多糖溶液输送离心泵、乙酰酐原料液输送离心泵、猪苓多糖溶液加热换热器、乙酰酐原料液加热换热器、空气压缩机、反应器、蒸发器、流量控制器、比例控制器、空气流量控制器、乙酰酐溶液温度控制器、猪苓多糖溶液温度控制器、液位控制器、第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀和第五控制阀，所述猪苓多糖原料储罐的出料端分别与所述猪苓多糖溶液输送离心泵的进料口和比例控制器的第一输入端连接，所述猪苓多糖溶液输送离心泵的输出端与第一控制阀的输入端连接，所述比例控制器的输出端与所述第一控制阀的控制端连接，所述比例控制器的第二输入端与所述流量控制器的输出端连接，所述乙酰酐原料储罐的出料口分别与所述流量控制器的输入端和乙酰酐原料液输送离心泵的输入端连接，所述乙酰酐原料输送离心泵的输出端与所述第三控制阀的第一输入端连接，所述猪苓多糖溶液温度控制器的输出端与所述第三控制阀的控制端连接，所述第三控制阀的输出端与所述乙酰酐原料液加热换热器的第一输入端连接，所述乙酰酐原料液加热换热器的输出端与所述反应器的第一输入端连接，所述第一控制阀的输出端与所述猪苓多糖溶液加热换热器的第一输入端连接，所述猪苓多糖溶液加热换热器的输出端与所述猪苓多糖溶液温度控制器的输入端和所述反应器的第二输入端连接，所述猪苓多糖溶液温度控制器的控制输出端与所述第四控制阀的控制端连接，所述第四控制阀的输入端与所述蒸发器的第一输出端连接，所述第四控制阀的输出端与所述猪苓多糖溶液加热换热器的第二输入端连接，所述空气压缩机的输出端分别与所述第二控制阀的输入端、所述反应器的第三输入端和空气流量控制器的输入端连接，所述空气流量控制器的控制输出端与所述第二控制阀的控制输入端连接，所述反应器的液位信号输出端与所述液位控制器的信号输入端连接，所述液位控制器的控制输出端与所述第五控制阀的控制端连接，所述反应器的液位控制管路通过所述第五控制阀与所述蒸发器的输入端连接，所述蒸发器的第二输出端与所述乙酰酐原料液加热换热器的第二输入端连接。

2.根据权利要求1所述的提高猪苓多糖生物活性的装置，其特征在于：所述反应器的外壁覆15mm厚的玻璃棉保温层。

3.一种提高猪苓多糖生物活性的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)称取一定量已精制好的猪苓多糖精品在室温条件下溶解于蒸馏水中，配成浓度为0.25mg/mL的多糖溶液；

(2)用1.0mol/LNaOH溶液调节多糖溶液pH至9.0，静置一定时间(10-20min)，后置于猪苓多糖原料储罐中；

(3)通过猪苓多糖溶液输送离心泵再经猪苓多糖溶液加热换热器加热至65-75℃后，送入反应器；

(4)将乙酰酐原料液置于乙酰酐原料储罐中，通过乙酰酐原料液输送离心泵再经乙酰酐原料液加热换热器加热至65-75℃，送入反应器中；通过比例控制器控制猪苓多糖溶液流量与乙酸酐流量为10:1；

(5)反应器底部通入压缩空气经其底部流入混合液中对混合液进行搅拌；两股物料在反应器中进行乙酰化反应，反应时间4-4.5h，反应时间通过液位控制器控制原料液在反应器中的平均停留时间为4-4.5h；

(6)反应后的液相产物经蒸发器进行浓缩至三倍浓度后流出，热源为150℃的饱和水蒸汽；

(7)蒸发器产生的二次蒸汽作为加热剂在猪苓多糖溶液加热换热器中间接加热猪苓多糖原料液，所产生的冷凝水排入冷凝水收集器中；

(8)浓缩液作为加热剂在乙酰酐原料液加热换热器中间接加热乙酰酐溶液，经换热后降温至20-30℃，进浓缩液储罐，再用5mol/L的HCl溶液调节pH值至7.0，并加入无水乙醇醇析，醇析浓度为75％，醇析液离心并干燥后的乙酰化猪苓多糖。