CN106350552A - 使用蒸汽制造芦荟多糖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有关将芦荟叶用高温高压蒸汽处理后再进行酶处理，高产量制造高纯度芦荟多糖的方法。发明所述的依次经过高温高压蒸汽处理及酶处理阶段来制造芦荟多糖的方法，可以高产量地制造高纯度的芦荟多糖。

Description

使用蒸汽制造芦荟多糖的方法

技术领域

本发明涉及使用蒸汽制造芦荟多糖的方法，更具体的涉及一种先将芦荟叶用高温高压蒸汽处理后再进行酶处理，从而高产量制造高纯度芦荟多糖的方法。

背景技术

全球有500多种芦荟品种，其中可作为食品使用的是库拉索芦荟、木立芦荟、皂质芦荟。其中库拉索芦荟富含多糖，被认为具有能改善肠胃功能，提高免疫力，促进皮肤健康的作用。芦荟凝胶是除去库拉索芦荟外皮所得的无色凝胶。芦荟凝胶的成分随栽培环境及收获时期的变化而变化，其含有大量的水分（98.5~99.5%），其余物质60%以上为以甘露糖、葡萄糖为主要成分的乙酰葡甘露聚糖、乙酰甘露聚糖、葡甘聚糖等多糖。

多糖是指单糖缩合、失水连接成的环状的高分子化合物，其进入到人体可产生促进细胞和组织活动的有利效果。除了芦荟，红参或人参、枳椇子、蘑菇等也含有多糖。食品医药品安全厅认定此材料具有保健功能也是因为其含有多糖。

天然物质的热处理是指将适宜的热量用适当的速度从热源传递至天然物质。这种热能移动现象叫热传递，在各种热处理过程中，有较高的传热效率与传热量的方法就是蒸汽处理。

蒸汽是将流体加热或冷却使流体的冷的部分与热的部分混合而形成热能移动与对流的一种热传递。蒸汽表面热传递系数非常高，为5000~12000 W/m²·K，通过调整压力可调节温度，且不产生因燃烧而形成副产物的天然物质污染，在天然物质产业成为优秀的加热媒介。

公开号为10-2015-0004967的韩国专利是关于芦荟经酶处理后的提取物或含有此提取物的抗氧化组合物的，公开号为10-2014- 0114921的韩国专利是关于用于皮肤保湿的芦荟组成物的，上述优先权文件记载了对芦荟进行酶处理的方法。上述优先文件上记载了为使处理芦荟的酶失活的热处理方法，但关于对芦荟进行酶处理前用高温高压蒸汽先处理芦荟，然后进行酶处理的方法没有记载，且现有技术中，通过蒸汽处理来制造芦荟提取物的方法仍未公知。

因此，本发明人为克服上述现有技术的缺陷进行努力研究结果可证实，如果将芦荟叶用高温高压蒸汽处理后再进行酶处理来制造芦荟多糖，比仅用蒸汽处理或酶处理制造多糖，能够在制造芦荟多糖上获得较高的收益率。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种利用蒸汽处理、高产量的制造高纯度芦荟多糖的方法。

根据本发明的一方面，本发明提供包括以下步骤的制造芦荟多糖的方法：

a）清洗芦荟后削皮；

b）将步骤a）的所述芦荟用热风干燥后粉碎；

c）将步骤b）所述的芦荟进行蒸汽处理；

d）在所述蒸汽处理过的芦荟与水混合水后进行酶处理；

e）将所述经过酶处理的芦荟的中的酶进行失活处理；

f）向步骤e）所述的芦荟中加入乙醇，置于在室内沉淀，及

g）将步骤f）所述沉淀的沉淀物冷冻干燥，获得芦荟多糖。

过去以来人们一直以对芦荟进行酶处理的方法制造芦荟多糖，但此种方法难以高产量地制造芦荟多糖。并且，蒸汽处理芦荟或者在蒸汽处理芦荟后再进行酶处理来制造芦荟多糖的方法仍未常见。为此本发明人将芦荟叶先经高温高压蒸汽处理，再进行酶处理来制造芦荟多糖，与仅进行蒸汽处理或酶处理制造芦荟多糖的方法相比，在制造高纯度芦荟多糖上具有高收益率。

本发明的制造高纯度芦荟多糖的方法，其特征是步骤c）所述的蒸汽处理是以100至120℃，0.2至0.3MPa条件处理2到3小时。此时，如果温度条件低（100℃），处理效果则不明显，温度过高（超过120℃），则会产生芦荟植物组织的多糖变性问题。并且超过上述压力及时间范围，可产生芦荟多糖收益率降低的问题。

本发明的制造高纯度芦荟多糖的方法，其特征是步骤d）所述水与芦荟总重量比是2:1至5:1。上述水与芦荟总重量比不到2:1的，因不能提取到全部的芦荟多糖，所以不能采用；如超过5:1，因造成净水、电费、时间等经济方面的浪费，因此也不采用。

本发明的制造高纯度芦荟多糖的方法，其特征是步骤d）所述的酶是碳水化合物水解酶，所述碳水化合物水解酶其特征是包括淀粉酶、纤维素酶、葡聚糖酶、菊粉酶或木聚糖酶。

淀粉酶是水解淀粉酶的总称，淀粉是葡萄糖以α-1,4键结合而成的聚合物，有时以α-1,6键结合而成。淀粉酶因作用的的键或产生的产物可分为α淀粉酶、β淀粉酶、葡聚糖酶、淀粉脱脂酶、葡聚糖酶，均可作为制造食品用的添加剂，可溶于水但不溶于酒精。α-1,6-葡萄糖苷酶分解葡聚糖可生成葡萄糖和异麦芽低聚糖。菊粉酶是水解菊粉、菊粉低聚糖等β2→1果糖苷为游离D-果糖的酶。木聚糖酶是能够水解β-1,4-D-木聚糖，催化木二糖或木三糖等低聚木糖产生反应的酶。即淀粉酶，菊粉酶或者木聚糖酶是通过上述过程产生多糖。本发明使用纤维素酶制造芦荟多糖。

本发明的制造芦荟多糖的方法其特征是，步骤d）所述的酶处理中中酶占组成物总重量的0.1至0.2%，在28℃处理2至3个小时。若酶处理过程超过上述范围，则产生因酶活性降低而减少多糖产量的问题。

本发明的制造芦荟多糖的方法其特征是，步骤e）所述失活处理是在85至96℃蒸汽内处理30到40分钟。将活性酶在所述低于85℃（加热）蒸汽处理不到30分钟，无法正常进行酶的失活。上述条件能充分造成酶失活，所以不必在温度高于95℃蒸汽处理超过40分钟，但必要时超过上述范围也无影响。

此后，经过滤再加乙醇后完成乙醇沉淀反应。根据本发明一具体实施例，用100目左右的过滤布过滤后在残余物中添加重量比2:1~3:1的乙醇。此时建议将乙醇以100~200㎖/min的速度添加。如添加速度快于此条件，因沉淀物沉淀需要时间因而延长了工作时间；如慢于此条件，因添加时间过长而降低了生产效益。所以添加乙醇的速度为100 ~ 200㎖/min对沉淀反应及生产量最佳。

添加所述乙醇后，置于室温1~2天时间而得到沉淀物。将产生的沉淀物冷冻干燥后制造获得多糖。

根据本发明，一具体实施例，我们可确定，与不进行酶处理只通过蒸汽处理制造芦荟多糖或者不进行蒸汽处理只通过酶处理制造芦荟多糖的方法比较，用本发明的制造方法制造芦荟多糖，可制造更高产量、更高纯度的芦荟多糖。更具体的是，依次进行蒸汽处理和酶处理的产物比只用蒸汽处理的产物和只用酶处理的产物之和，高2倍以上。根据这些结果可知，高温高压蒸汽处理芦荟后再进行酶处理可产生最佳效果，制备高产量高纯度的芦荟多糖。（实验例1，参考表3）

根据本发明制造的芦荟多糖可作为保健功能食品、医药品、化妆品的原料使用。

本发明的有益效果如下：如上述所述，依次进行高温高压蒸汽处理再进行酶处理制造芦荟多糖的方法，可高产量地制造高纯度的芦荟多糖。

具体实施方式

以下通过实施例更详细的说明本发明。这些实施例仅仅是作为举例说明本发明的，故本发明的保护范围不受此实施例的限制。

对照例1：通过高温高压蒸汽制造芦荟多糖

将芦荟叶用净水清洗后除去皮，在50℃热风中干燥4个小时。然后将干燥的芦荟500g粉碎后按照实施例15的条件高温高压蒸汽(100℃, 0.2MPa)处理3个小时。将蒸汽处理过的芦荟与1kg蒸馏水混合后搅拌2个小时。用100目的过滤布过滤后，再向残余物中以100~200㎖/min的速度添加2倍残余物重量的乙醇，在温室放置1天获得沉淀物。此后将沉淀物冷冻干燥制造芦荟多糖。结果得到8g芦荟多糖。

对照例2：通过酶处理制造芦荟多糖

将芦荟叶用净水清洗后除去皮，取500g芦荟粉碎后加入1kg蒸馏水，加入欲水解碳水化合物重量的0.1%的纤维素酶，在25℃搅拌2个小时后为了失活酶在90℃蒸馏30分钟。之后用100目的过滤布过滤，在残余物加入2倍重量的酒精后在温室放置1天获得沉淀物。此后将沉淀物冷冻干燥制造芦荟多糖。结果得到6g芦荟多糖。

对照例3：通过热提取液制造芦荟多糖

将芦荟叶用净水清洗后除去皮，取500g芦荟粉碎后溶于1kg蒸馏水中，于95℃蒸馏2个小时，之后用100目的过滤布过滤，在残余物里加入2倍重量的乙醇后在室温放置1天获得沉淀物。此后将沉淀物冷冻干燥制造芦荟多糖。结果得到3.2g芦荟多糖。

实施例1至27：进行酶处理前用高温高压蒸汽处理制造芦荟多糖

将在济州三多芦荟营农组合购买的生库拉索芦荟叶用净水清洗后除去皮，在50℃热风中干燥4个小时。然后取干燥的芦荟500g粉碎后按照以下表1的温度、压力、时间来进行高温高压蒸汽处理。将蒸汽处理过的芦荟与1kg蒸馏水混合后加入（碳水化合物重量的）0.1%的纤维素酶，在25℃搅拌2个小时进行酶处理。用100目的过滤布过滤后，以100~200㎖/min的速度向残余物中添加2倍重量的乙醇，在温室放置1天获得沉淀物。此后将沉淀物冷冻干燥制造芦荟多糖，其结果如下表1。

表1

	温度（℃）	压力（MPa）	时间（小时）	芦荟多糖粉末(g)
					实施例1	80	0.1	1	4.4
实施例2	80	0.1	2	5.2
					实施例3	80	0.1	3	5.5
实施例4	80	0.2	1	4.7
					实施例5	80	0.2	2	5.4
实施例6	80	0.2	3	5.6
					实施例7	80	0.3	1	4.9
实施例8	80	0.3	2	5.5
					实施例9	80	0.3	3	5.6
实施例10	100	0.1	1	7.9
					实施例11	100	0.1	2	8.3
实施例12	100	0.1	3	8.3
					实施例13	100	0.2	1	10.5
实施例14	100	0.2	2	11.4
					实施例15	100	0.2	3	11.2
实施例16	100	0.3	1	9.6
					实施例17	100	0.3	2	11.1
实施例18	100	0.3	3	10.9
					实施例19	120	0.1	1	8.6
实施例20	120	0.1	2	9.4
					实施例21	120	0.1	3	9.4
实施例22	120	0.2	1	9.5
					实施例23	120	0.2	2	10.9
实施例24	120	0.2	3	10.8
					实施例25	120	0.3	1	10.3
实施例26	120	0.3	2	11.1
					实施例27	120	0.3	3	11.1

其结果如上述表1所示，根据本发明使用高温高压蒸汽处理的方法生产的芦荟多糖粉末的产率提高了，在100~120℃,0.2~0.3MPa条件下进行高温高压蒸汽处理2~3个小时再进行酶处理的方法表现出更高的产率。尤其是实施例15产率最高，为最佳条件。超过120摄氏度因多糖产生变性而排除在实施例外。

实验例1：单糖分析实验

为上述实施例15、对比例1至3定量测定单糖

根据以下表2的方法实施脉冲安培检测法分析。脉冲安培检测法分析按各5种糖同时分离为标准决定溶剂的条件，为验证准确度与重现性，我们实施了日间或日中分析与回收率实验，为确认灵敏度我们检测了LOD(检测限)与LOQ(定量限)。其结果如以下表3所示。

表2

表3

其结果如上述表3所示，使用本发明的高温高压蒸汽处理后在再行酶处理的生产芦荟多糖的产率最高，粉末内单糖含量为51%，比对比例1，2和3高2倍，产率也高出将近2倍。因此可确认，本发明的在特定条件高温高压蒸汽处理后进行酶处理的制造芦荟多糖的方法是获得最佳产率与纯度的制造芦荟多糖的方法。

实验例2：细胞毒性及繁殖实验

按如下方式实施细胞毒性及繁殖实验。将人体正常纤维细胞在96-微孔板的各孔按1×10⁴接种量进行细胞接种，在DMEM培养基上以37℃培养24小时。接着，将最终浓度分别调为0.1, 0.5, 1.0, 2.0, 5.0%，并交替为含有2.5%血清的DMEM培养基的实验群与无添加血清的DMEM培养基的对照群额外培养24小时。培养后，为比较细胞的生存率，向培养板孔中添加四甲基偶氮唑盐（MTT）溶液(3mg/ml)，用ELISA READER ( Molecular Devices, 美国)在570nm中测量吸光度以测定细胞生存率，在如上述细胞生长最佳的条件中同时培养，以对照群的细胞繁殖率为100%，样本投入实验群的细胞繁殖率按以下式1计算。其结果如以下表4所示。

式1：

表4

其结果如上述表4所示，在细胞生长最佳条件下细胞繁殖为100%，考虑到检测误差范围，可确定芦荟多糖粉末全部是无细胞毒性且有细胞繁殖的效果。

Claims (7)

1.一种使用蒸汽制造芦荟多糖的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

a）清洗芦荟后削皮；

b）将步骤a）所述的芦荟经热风干燥后粉碎；

c）将步骤b）所述的芦荟进行蒸汽处理；

d）将步骤c）所述蒸汽处理过的芦荟与水混合后进行酶处理；

e）将步骤d）所述的的芦荟进行酶失活处理；

f）将步骤e）所述的芦荟中添加乙醇后置于室内进行沉淀，及

g）将步骤f）所述沉淀所得的沉淀物冷冻干燥后获得芦荟多糖。

2.根据权利要求1所述的使用蒸汽制造芦荟多糖的方法，其特征在于，步骤c）所述的蒸汽处理为在100至120℃，0.2至0.3MPa条件下处理2到3小时。

3.根据权利要求1所述的使用蒸汽制造芦荟多糖的方法，其特征在于，步骤d）所述的水与芦荟总重量比是2:1到5:1。

4.根据权利要求1所述的使用蒸汽制造芦荟多糖的方法，其特征在于，步骤d）所述的酶是碳水化合物水解酶。

5.根据权利要求4所述的使用蒸汽制造芦荟多糖的方法，其特征在于，所述碳水化合物水解酶包括但不限于淀粉酶、纤维素酶、葡聚糖酶、菊粉酶或木聚糖酶。

6.根据权利要求1所述的使用蒸汽制造芦荟多糖的方法，其特征在于，步骤d）所述的酶处理中酶占组成物总重量的0.1至0.2%，在28℃处理2至3个小时。

7.根据权利要求1所述的使用蒸汽制造芦荟多糖的方法，其特征在于，步骤e）所述失活处理是在85至96℃蒸汽中处理30到40分钟。