CN106008732A - 一种采用酶解组合超声波动态循环提取的灵芝提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种采用酶解组合超声波动态循环提取的灵芝提取方法，其特征在于，步骤包括有选料、粉碎、浸泡分解、一次提取、二次提取、纳滤膜浓缩及真空连续低温干燥。本发明提供的工艺结合采用了酶解技术、超声波提取、分子级纳滤膜浓缩及真空连续低温干燥的组合技术，能充分提取出灵芝中的有效物质，能保护有效成分不破坏，不转变，不丧失，提取得率较传统热水浸提方式能提高约2.3倍；提高有效成份的含量，每100克灵芝多糖含量增加一倍以上，避免了传统提取方法造成灵芝有效成分的大量流失。显著提高提取物的有效成份含量，并能缩短了加热蒸煮时间，还大大降低了做为普通真空浓缩大量的能源的使用，直接降低生产成本，提高生产效率。

Description

一种采用酶解组合超声波动态循环提取的灵芝提取方法

技术领域

本发明涉及一种灵芝多糖提取方法，具体来讲，涉及一种采用微生物酶解组合超声动态循环提取技术的灵芝提取方法。

背景技术

灵芝又称灵芝草、仙芝、神草、瑞草，生在大自然，禀天地之灵气，汇日月之精华，自古以来都是滋补强精、益寿延年、扶正固本、长葆青春之药食及健康食品，被历代医药家视为滋补强壮、扶正固本的神奇珍品。经过大量临床研究，灵芝提取物具有提高免疫，改善血液循环，提高心脑供血、安神、解毒、降血压、降血脂、降血粘度和降血糖等生理作用。

在显微镜下观察灵芝子实体是由皮壳层、菌肉层、菌管层、菌柄四个部分构成，灵芝子实体质地坚硬，灵芝多糖都存在于灵芝细胞壁内壁上，不溶于有机溶剂，能全部溶于热水中，灵芝多糖具有免疫调节作用、体内抗肿瘤作用、保护放化疗损伤作用、镇静和镇痛作用、强心与抗心肌缺血作用、抗脑缺氧再复氧损伤作用、降压作用、调节血脂作用、降血糖作用、增强DNA多聚酶活性、促进核酸和蛋白质的合成、提高缺氧耐受力、抗氧化清除自由基作用、抗衰老作用、抗化学性和免疫性肝损伤作用、抗实验性胃溃疡等。

灵芝多糖是灵芝重要的药效成份之一，目前灵芝主要提取方法为热水浸提法，此方法提取率低，100克灵芝只能提取5-6克灵芝提取物，每100克灵芝提取物中含灵芝多糖含量一般为1-3％，灵芝大部分有效成分难以充分析出，珍贵的灵芝原料存在大量的浪费的现象。

鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，并提出一种采用酶解组合超声波动态循环提取的灵芝提取新方法，本案由此产生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用酶解组合超声波动态循环提取的灵芝提取方法，实现高效、全方位地提高灵芝提取物得率及灵芝提取物中的有效成分，具有提高灵芝提取得率，降低生产成本，提高灵芝多糖含量等优点。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种采用酶解组合超声波动态循环提取的灵芝提取方法，其步骤如下：

1)选料：挑选椴木栽培的赤灵芝；

2)粉碎：将灵芝先粉碎为碎末，再研磨成200-300目的细粉；

3)浸泡分解：按料水质量比1:10，将灵芝粉末投入多功能超声波循环提取设备的提取罐中，并加入10倍灵芝粉末量的纯净水，再加入占灵芝粉末质量的2-4％纤维素酶、0.5-1.5％果胶酶及0.01-0.05％蜗牛酶，缓慢升温至55℃，开始料液循环泵，浸泡3小时；

4)一次提取:开启多功能超声波循环提取设备，将提取罐中料液加热至80℃，超声功率设定800w，进行超声回流提取60min，取一次滤液；

5)二次提取：加纯净水量为干料的8倍，开启多功能超声波循环提取设备，将提取罐中料液加热至80℃水温，超声功率800w，超声回流提取60min，取二次滤液，料渣弃置；

6)纳滤膜浓缩：合并步骤4)和步骤5)的两次提取液，进行膜浓缩操作，控制提取液温度为45℃以下，膜浓缩操作压力为0.25-0.35MPa；

7)真空连续低温干燥：设定浓缩液温度为50-60℃，极限真空状态下连续低温干燥。

所述2)步骤中，将灵芝先粉碎为2mm×2mm×2mm大小的碎末，再研磨成200-300目的细粉。

所述6)步骤中，纳滤膜浓缩操作前还进行提取液冷却操作，采用料液循环泵将提取液温度降至45℃以下。

所述6)步骤中，纳滤膜浓缩操作前还进行超滤浓缩操作，超滤浓缩次数以浓缩后料液量小于原液的三分之一为准。

所述6)步骤中，在纳滤膜浓缩过程中，时时取样测量浓缩液的浓度，当浓度达到提取液浓度一倍时，停止膜浓缩。

采用上述方案后，本发明相对于现有技术的有益效果在于：本发明提供的工艺结合采用了酶解技术、超声波提取、分子级纳滤膜浓缩及真空连续低温干燥的组合技术，能充分提取出灵芝中的有效物质，本发明方法能保护有效成分不破坏，不转变，不丧失，提取得率较传统热水浸提方式能提高约2.3倍；提高有效成份的含量，每100克灵芝多糖含量增加一倍以上，避免了传统提取方法造成灵芝有效成分的大量流失；超声波循环动态生物酶解提取技术是当前最高效先进的中药材提取技术。超声波能产生高速、强烈的空化效应，直接作用于灵芝子实体的细胞上，使药材中的多种有效成份能直接析出，显著提高提取物的有效成份含量，并能缩短了加热蒸煮时间，分子级纳滤膜浓缩技术的应用，大大降低了做为普通真空浓缩大量的能源的使用，直接降低生产成本，提高生产效率。

具体实施方式

下面对本案作进一步详细的说明。

本案涉及一种采用酶解组合超声波动态循环提取的灵芝提取方法，其步骤如下：

1)选料：挑选椴(原)木栽培的赤灵芝；

椴木栽培的灵芝从品质，有效成分含量上都比较高。椴(原)木栽培法是将灵芝菌种接入灭菌过的木材上，进行培养种植。生产上可利用阔叶树枝干为栽培原料。大多数的阔叶树种都适合于栽培灵芝，如柞木、栲树、槭树、榆树、木麻黄、相思树、栎树等，本发明人经过多年的种植栽培和生产加工的研究总结，这多树种中以栎树中金刚栎为基质，培养出的灵芝品质最佳。金刚栎树皮较厚、形成层发达、不易与木质部剥离、树质坚硬、含丹宁酸丰富，这种树种栽培灵芝出芝期长，产量高，朵形完整，灵芝三萜、灵芝多糖化学成分含量高。

2)粉碎：将灵芝先粉碎为碎末，再研磨成200-300目的细粉；

具体来讲，采用抓式粉碎机先将灵芝子实体粉碎成2mm×2mm×2mm大小的碎末，再用振动研磨机研磨成200-300目的细粉，将细粉装袋后进行称重，装量净重25kg/袋。

灵芝因本身纤维含量比较高，再加上椴木培植的灵芝密度比较大，经过适当粉碎后不仅扩大接触面，同时使灵芝内部纤维暴露出来使酶发挥作用，从而提高酶解提取的效果。

本申请采用酶解与超声提取技术的相合，对灵芝原料的细度要求较严格，经研究得知，当研磨细度低于200目，生物酶难以短时间的深入物料的细胞内，难以发挥酶解的全部效力，超声波产生高速、强烈的空化效应，也不能全面的作用于灵芝物料的细胞上，最终会影响提取得率和生产效率；而高于300目对研磨设备要求较高，灵芝物料研磨过程时间长，损耗量大，在提取过程的过滤时极易造成过滤器堵塞。

3)浸泡分解：按料水质量比1:10，将灵芝粉末投入多功能超声波循环提取设备的提取罐中，并加入10倍灵芝粉末量的纯净水，再加入占灵芝粉末质量的2-4％纤维素酶、0.5-1.5％果胶酶及0.01-0.05％蜗牛酶，缓慢升温至55℃，开始料液循环泵，浸泡3小时；

具体实施例中，准确称量250公斤物料投入多功能超声波循环提取设备的提取罐(3T)中，开启太阳能热水供水阀门，往提取罐内注纯净水(第一遍料水质量比为1:10)，再加入占灵芝粉末质量的3％纤维素酶、1％果胶酶及0.02％蜗牛酶，启动料液循环泵，缓慢升温至55℃，此时开始预浸泡计时，预浸泡时长为3hr。

纤维素酶的作用原理，纤维素酶在提高纤维素、半纤维素分解的同时，可促进植物细胞壁的溶解，使更多的植物细胞内溶物溶解出来，并能将不易消化的大分子多糖、蛋白质和脂类降解成小分子物质。纤维素酶制剂本身是一种由蛋白酶、淀粉酶、果胶酶和纤维素酶等组成的多酶复合物，纤维素酶除直接降解纤维素，促进其分解外，还和其他酶共同作用提高。

灵芝物料中的多糖主要能溶于热水，但因为灵芝物料结构紧密，具有较好的维持力，存于细胞壁内的多糖较难渗出，根据试验得知当纤维素酶为2％时，灵芝多糖成分开始明显的析出，并随着的酶用量的增加而增加，当纤维素酶添加量达到4％后，析出量开始趋缓，少而适量添加的果胶酶和蜗牛酶，特别是蜗牛酶的适当比例，能协同纤维素酶进一步分解灵芝的有效成分，起到有效的协同增资的作用。

所述开启循环泵的作用是让料液持续流动，增加料液与物料的接触的范围，让提取更均匀更全面。

4)一次提取:开启多功能超声波循环提取设备，将提取罐中料液加热至80℃，超声功率设定800w，进行超声回流提取60min，取一次滤液；

具体实施例中，开启多功能超声波循环提取设备，超声功率设定800w，开启蒸汽阀门通入蒸汽，使提取罐内的物料逐渐加热升温至80℃。开启回流水阀门，物料升温过程中，持续进行料液循环。超声回流提取60min，取滤液。

当提取时间结束时，关闭循环泵，开启提取罐上的放空阀使罐内压力回到常压。关闭回流水阀门，关闭5T贮液罐的放空阀。接着开启真空装置和5T贮液罐的抽真空控制阀及提取罐出料阀门。至此，提取罐内的提取液在真空的作用下，缓慢转移至5T贮液罐中。待提取罐内料液全部转移至5T贮液罐中，关闭提取罐出料阀门和真空系统，开启5T贮液罐放空阀后，记录下罐内料液贮量，并测量料液浓度。

5)二次提取：加纯净水量为干料的8倍，开启多功能超声波循环提取设备，将提取罐中料液加热至80℃水温，超声功率800w，超声回流提取60min，取二次滤液，料渣弃置；

第二遍料水比为干料的8倍(1:8),其他重复步骤4)。待提取液完全引入贮液罐后，开启在线压榨系统，完全沥出物料中残余料液，即可进行清渣工序。

所述干料指含水分较少的物料，一般干料的含水量为10-13％。

本申请特别地有二次提取，能充分地提取出灵芝物料中的有效物质。第二遍料水比为1:8，第一次提取后灵芝物料中的大部分有效物质都已析出，还残留物料中的小部分有效物质，只要用较小的料水比就能溶解出来，较小的料水比也降低后道浓缩工序的处理量，提高生产速度，降低能耗。

6)纳滤膜浓缩：纳滤膜浓缩：合并步骤4)和步骤5)的两次提取液，进行膜浓缩操作，控制提取液温度为45℃以下，膜浓缩操作压力为0.25-0.35MPa；

此处膜浓缩操作压力控制较关键，经研究得知，压力高于0.35MPa易造成滤材损坏，低于0.25MPa不利于提高料液浓度。压力控制在0.25-0.35MPa兼顾了浓缩操作的可行性及浓缩品质。

为了实现控制滤液温度为45℃以下，纳滤膜浓缩操作前还进行提取液冷却操作，采用料液循环泵将提取液温度降至45℃以下。具体操作时，开启贮液罐排空阀、出液阀、进液阀，关闭相连管道其他阀门，开启冷却水进水阀及出水阀，启动料液循环泵，打开过滤器顶部排气阀，完全排出气体后立即关闭，提取液循环冷却开始。当提取液温度降至45℃以下时，关闭料液循环泵，关闭冷却水进水阀，提取液循环冷却结束。

为了利于纳滤膜浓缩操作，在纳滤膜浓缩操作前还可进行超滤浓缩操作，超滤浓缩次数以浓缩后料液量小于原液的三分之一为准。具体地，超滤浓缩操作步骤为，开机前检查管路、过滤器内滤材安装连接状况。开启贮液罐出口处的供液阀，启动超滤浓缩压力泵，依次打开过滤器的排空阀，排尽过滤器中的空气，料液泵入过滤器，立即关闭过滤器排空阀。料液进入超滤膜装置，调整调压阀将压力控制在0.8-1MPa，此时料液在压力推动下，流经膜表面，胶质物质及固形微粒等液体进入膜浓缩滤水贮罐，清液进入超滤液贮罐。若膜浓缩滤水贮罐中的料液大于原液的三分之一，应将料液通过膜浓缩滤水水泵泵入贮液罐中，再一次进行超滤浓缩。

纳滤膜浓缩操作步骤，具体如下：开启超滤液贮罐出液阀，开启连接管道阀门及排水阀，启动纳滤泵，当超滤液进入纳滤膜时，缓慢调整调压阀，将压力控制在0.25-0.35Mpa，在压力的作用下，未通过的料液则经过流量计1，进入超滤液贮罐继续循环浓缩，滤清液(清水)通过流量计2直接排放，在浓缩过程中，应经常取样测量浓缩液的浓度，当浓度达到提取液浓度一倍时，停止膜浓缩，用少量纯化水将管道及滤膜里的料液都排超滤液贮罐，膜浓缩液真空抽入纳滤液贮罐。

7)真空连续低温干燥：设定浓缩液温度为50-60℃，极限真空状态下连续低温干燥。

具体来讲，首先，设定真空度0.95-0.99Mpa,加浆泵频率，主动轮频率，摆动布料装置设定，各区温度，缷料时间，切断时间等。然后，开启辅机房加热设备，浓缩液进入原料液罐内，设定料液温度50-60℃，启动料液搅拌桨，启动保温水循环泵。开启真空泵，开启履带运行，打开全部的加热开关，先对罐内进行抽真空与残留水分的干燥，保证正式加料生产运行正常。当一区加热温度达到95℃，真空度达到设定限值，开启冷却水系统，即可开启螺杆泵开始在履带上布料，干燥正式开始。在生产中各阀门和设备运行均由PLC自动控制，操作人员应及时观察各设备单机的运行状态，超出设定参数限值的报警，应及时排除故障。真空干燥结束后，关闭输送料液螺杆泵，关闭搅拌桨，待履带上物料全部输出后，关闭履带传动。关闭加热系统、冷却水系统、真空机组。打开排空阀，缓慢放空至常压。打开干燥机罐体两端仓门，做物料回收清理工作。最后，进行设备的清洗。

现有常规灵芝提取提取是采用热水提取法，水温必须加热至100℃，灵芝多糖才能部分析出，并且析出过程缓慢，此方法不能全面的提取出灵芝物料中所含的灵芝多糖等有效成分，方法简单，能耗大。本发明申请采用特定配比的纤维素酶、果胶酶和蜗牛酶的配合使用，能先期溶解部分存于灵芝物料细胞壁上的有效成份，再通过超声波的空化效应，从细胞内部瓦解其结构，使有效成份均能溶解析出，比常规技术能大幅的提高灵芝提取物得率，提高灵芝多糖含量，降低能耗，提高生产效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例，凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化和修饰，均应属于本发明权利要求的范围。

Claims (5)

1.一种采用酶解组合超声波动态循环提取的灵芝提取方法，其特征在于，步骤如下：

1)选料：挑选椴木栽培的赤灵芝；

2)粉碎：将灵芝先粉碎为碎末，再研磨成200-300目的细粉；

3)浸泡分解：按料水质量比1:10，将灵芝粉末投入多功能超声波循环提取设备的提取罐中，并加入10倍灵芝粉末量的纯净水，再加入占灵芝粉末质量的2-4％纤维素酶、0.5-1.5％果胶酶及0.01-0.05％蜗牛酶，缓慢升温至55℃，开始料液循环泵，浸泡3小时；

4)一次提取:开启多功能超声波循环提取设备，将提取罐中料液加热至80℃，超声功率设定800w，进行超声回流提取60min，取一次滤液；

5)二次提取：加纯净水量为干料的8倍，开启多功能超声波循环提取设备，将提取罐中料液加热至80℃水温，超声功率800w，超声回流提取60min，取二次滤液，料渣弃置；

6)纳滤膜浓缩：合并步骤4)和步骤5)的二两次提取液滤液，进行膜浓缩操作，控制提取液滤液温度为45℃以下，膜浓缩操作压力为0.25-0.35MPa；

7)真空连续低温干燥：设定浓缩液温度为50-60℃，极限真空状态下连续低温干燥。

2.如权利要求1所述的一种采用酶解组合超声波动态循环提取的灵芝提取方法，其特征在于，所述2)步骤中，将灵芝先粉碎为2mm×2mm×2mm大小的碎末，再研磨成200-300目的细粉。

3.如权利要求1所述的一种采用酶解组合超声波动态循环提取的灵芝提取方法，其特征在于，所述6)步骤中，纳滤膜浓缩操作前还进行提取液冷却操作，采用料液循环泵将提取液温度降至45℃以下。

4.如权利要求1或3所述的一种采用酶解组合超声波动态循环提取的灵芝提取方法，其特征在于，所述6)步骤中，纳滤膜浓缩操作前还进行超滤浓缩操作，超滤浓缩次数以浓缩后料液量小于原液的三分之一为准。

5.如权利要求1所述的一种采用酶解组合超声波动态循环提取的灵芝提取方法，其特征在于，所述6)步骤中，在纳滤膜浓缩过程中，时时取样测量浓缩液的浓度，当浓度达到提取液浓度一倍时，停止膜浓缩。