CN106519057A - 一种同时制备山芝麻多糖和山芝麻低聚糖的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种同时制备山芝麻多糖和山芝麻低聚糖的方法，其制备主要步骤如下：山芝麻根预处理、水提、离心、醇沉、浓缩上清液、干燥，得到的山芝麻粗多糖和低聚糖。本发明利用多糖和低聚糖的差异性，充分考虑了提取过程中各成分的相互影响、活性和提取率；采用超声方法提取，具有提取率高、节省时间的优点；提取过程中注重乙醇的回收利用，大大节约了成本。本发明提取的山芝麻多糖和低聚糖具有降血糖、抗氧化、抗癌活性，可开发成保健食品和药物。

Description

一种同时制备山芝麻多糖和山芝麻低聚糖的方法
技术领域
本发明涉及一种天然植物提取物领域，尤其涉及一种同时分离、提取山芝麻多糖和低聚糖提取物的方法。
背景技术
山芝麻(Helicteres angustifolia L)为梧桐科植物，其味苦、性寒，可解表清热、解毒消肿。山芝麻始载于《生草药性备要》，是民间常用的中草药。山芝麻多糖和低聚糖具有降血糖、抗肿瘤、增强免疫等多种生物活性，在医药和食品领域显示了很好的应用前景。
天然植物的成分复杂，目前对于其有效成分的应用主要集中于单一地提取其中的一种有效成分，舍弃其他成分，只是采取简单的进行直接浸提或回流浸提，技术含量低，难以实现附加值的产业升级。因此，充分考虑山芝麻中各种成分的相互影响、活性和提取率，开发一种能同时提取山芝麻低聚糖和多糖的方法，提高山芝麻低聚糖和多糖的提取率，提高山芝麻的利用率。
发明内容
发明目的：为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种山芝麻多糖提取物的制备方法，可以联合制备山芝麻低聚糖和多糖。
为实现上述技术目的，本发明提出的山芝麻多糖提取物的制备方法，包括如下步骤：
(1)山芝麻预处理：将山芝麻根洗净烘干，粉碎、过筛后使用乙醇浸泡18～24h除杂，除杂后鼓风烘干，挥发乙醇，得到山芝麻干燥粉末；
(2)水提：在山芝麻粉末中加入其粉末质量10倍以上的蒸馏水提取，提取两次，合并提取液，除去滤渣；
(3)离心：将所得的提取液冷却，静置，离心取上层清夜；
(4)浓缩：将步骤(3)操作后所得的上清液浓缩以除去提取液中的大部分水，得到浓缩液；
(5)醇沉、烘干：在步骤(4)得到的浓缩液中加入3～5倍体积的无水乙醇，放置，得到的混合液离心取下层固体，冷冻干燥得山芝麻粗多糖；同时浓缩离心后的上清液，得浸膏状的低聚糖，并回收乙醇。
优选地，步骤(1)中，烘干的条件为在50～60℃的烘箱中干燥6～8h。
步骤(2)中，提取采用超声提取，提取条件为：在功率为400～500W的超声波条件下提取40～60min后过滤，提取温度为60～80℃。通过采用超声提取，既可以缩短提取时间，多糖提取率也大大提高。
步骤(3)中离心时转速为4000～10000r/min，时间为10～20min。
步骤(4)中采用的是减压蒸馏，温度为50～60℃，得到的浓缩液约为原体积的1/10～1/5。
步骤(5)中，将溶于乙醇的浓缩液在4℃的环境下放置8～12h；得到的混合液以4000～10000r/min的转速离心10～20min取下层固体，冷冻干燥得山芝麻多糖；在50～60℃条件下减压蒸馏，浓缩离心后的上清液，得浸膏状的低聚糖，并回收乙醇。
经过步骤(5)中醇沉后的混合液，固体为多糖，液体中含低聚糖，同时收集，可提高山芝麻中有效成分的提取率，乙醇的回收利用也可降低成本。
在一个优选的实施例中，本发明的联合制备山芝麻低聚糖和多糖的方法包括以下步骤：
(1)山芝麻根洗净，在50～60℃的烘箱中干燥6～8h；
(2)山芝麻根粉碎，过60～80目筛；
(3)取粉碎后的山芝麻粉末10g，加入蒸馏水200～350mL，在功率为400～500W的超声波条件下提取40～60min后过滤，提取温度为60～80℃，提取次数为两次，合并浸提液；
(4)所得的提取液冷却，静置，采用转速为4000～10000r/min离心10～20min，取上层清夜；
(5)所得的上清液减压蒸馏，温度为50～60℃，得到的浓缩液约为原体积的1/10～1/8；
(6)得到的浓缩液中加入3倍体积的无水乙醇，在4℃的环境下放置8～12h；得到的混合液以4000～10000r/min的转速离心10～20min取下层固体，冷冻干燥得山芝麻多糖；在50～60℃条件下减压蒸馏，浓缩离心后的上清液，得浸膏状的低聚糖，并回收乙醇。
本发明与现有技术相比较有以下优点：
该方法利用超声波空化和机械作用使得山芝麻细胞壁破裂，然后通过超声波的高频振动作用加速多糖的扩散和溶解运动，极大的促进了胞内多糖的向外扩散，缩短了多糖的提取时间。本发明的工艺易于操作，工艺流程短，适合工业化生产。同时注意回收利用乙醇，减少了原料的使用，从而节约成本。
附图说明
图1为本发明同时制备上芝麻多糖和低聚糖提取物的流程示意图；
图2为山芝麻多糖红外谱图；
图3为山芝麻低聚糖红外谱图；
图4为阿卡波糖片、山芝麻多糖、山芝麻低聚糖对α-葡萄糖苷酶抑制率比较。
具体实施方式
下面通过具体的实施例详细说明本发明。
实施例1
本实施例提出了一种同时制备上芝麻多糖和低聚糖提取物的方法，流程如图1所示。具体实施步骤如下：
(1)将山芝麻根洗净，置于60℃的烘箱中干燥7h；
(2)粉碎过60目筛；
(3)取粉碎后的山芝麻粉末10g，加入蒸馏水300mL，搅拌均匀；
(4)升温至70℃，在功率为400W的超声波条件下提取40min，提取次数为2次，合并浸提液；
(5)提取液冷却、静置，采用转速为8000r/min离心15min，取上层清夜；
(6)上清液减压蒸馏，温度为60℃，得到的浓缩液约为原体积的1/10；
(7)加入3倍体积的无水乙醇后，置于4℃条件下冷藏12h；
(8)采用8000r/min的速度离心15min，得到沉淀，加入少量蒸馏水将沉淀完全溶解，冷冻干燥，获得山芝麻多糖；
(9)上清液在50℃条件下减压蒸馏，浓缩离心后的上清液，得浸膏状的低聚糖，并回收乙醇。
下面对制备的山芝麻多糖和低聚糖的成分和含量进行测定。
葡萄糖标准曲线的制作：
具体实施步骤如下：
(1)配置葡萄糖标准溶液：精确称取经过105℃干燥的无水葡萄糖适量，加水配成浓度为0.100mg/mL的葡萄糖标准溶液；
(2)分别精确量取葡萄糖对照品溶液0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL于6只试管中，分别加蒸馏水至总体积为2.0mL；
(3)各试管中加5％苯酚溶液1.0mL、硫酸5.0mL，迅速摇混，在室温下放置15min，再于40℃水浴锅中水浴10min，取出后冰浴5min；
(4)紫外分光光度计于490nm处测定不同浓度的吸光度
(5)稀释的葡萄糖标样浓度C(mg/mL)作横坐标，吸光度A作纵坐标，得到苯酚-硫酸法测定多糖浓度的标准曲线方程：
A＝0.8435C+0.1703，R2＝0.9973。
山芝麻粗多糖中多糖含量测定：
具体实施步骤如下：
(1)精确称量500mg山芝麻粗多糖，加蒸馏水溶解并定容至50mL；
(2)取1mL粗多糖溶液稀释至50mL；
(3)取2mL稀释后对的粗多糖溶液于10mL试管中，加5％苯酚溶液1.0mL、硫酸5.0mL，迅速摇混，在室温下放置15min，再于40℃水浴锅中水浴10min，取出后冰浴5min；
(4)紫外分光光度计于490nm处测定其吸光度；
(5)根据葡萄糖标准溶液计算其多糖含量为428.86mg。
山芝麻粗低聚糖中低聚糖含量的测定：
具体实施步骤如下：
(1)精确称量500mg山芝麻粗低聚糖，加蒸馏水溶解并定容至50mL；
(2)取1mL粗多糖溶液稀释至50mL，采用硫酸一苯酚法测定其多糖含量；
(3)取2mL稀释后对的粗低聚糖溶液于10mL试管中，加5％苯酚溶液1.0mL、硫酸5.0mL，迅速摇混，在室温下放置15min，再于40℃水浴锅中水浴10min，取出后冰浴5min；
(4)紫外分光光度计于490nm处测定其吸光度；
(5)根据葡萄糖标准溶液计算其低聚糖含量为458.78mg。
山芝麻多糖、低聚糖红外测定、
具体实施步骤如下：
干燥的山芝麻多糖、低聚糖分别与KBr混合研磨后压片，于红外光谱仪采用检测器在4000～400cm-1范围内进行扫描，结果如图2和图3所示。
表1山芝麻多糖、低聚糖的纤外光谱分析
(1)从红外谱图得知：3600～3200cm-1是糖类化合物O-H的伸缩振动，3438cm-1、3420cm-1是糖类分子类氢键的吸收峰；3000～2800cm-1糖类的特征吸收峰，2974cm-1、2926cm-1为糖类化合物C-H的伸缩振动；1650～1600结晶水的吸收范围，故1619cm-1为结晶水的吸收峰；1398cm-1、1400cm-1糖类化合物C-O的伸缩振动。这些峰都是糖类化合物的特征峰，说明所提取的物质是山芝麻多糖和低聚糖。
(2)在900cm-1处无吸收峰，说明山芝麻多糖、山芝麻低聚糖具有α型糖苷键；1042～1079cm-1附近出现的峰是常见的吡喃糖环和羟基的吸收峰共振吸收峰，是由于糖环上C-O-C醚键的不对称伸缩振动，构成了糖类的特征吸收峰。山芝麻多糖和低聚糖都是α型吡喃糖。
(3)山芝麻多糖由于相互连接的糖分子间形成氢键，因此图谱相对单调。低聚糖的峰多于多糖。
α-葡萄糖苷酶的抑制率测定
具体实施步骤如下：
(1)量取1mL待测样品溶液(即不同浓度的阿卡波糖溶液、山芝麻多糖溶液、山芝麻低聚糖溶液)于试管中，加入2mL 67mmol/L pH 6.8的磷酸盐缓冲溶液，再加入0.1mL 1u/mLα-葡萄糖苷酶，混匀于37℃条件下温孵10min；
(2)加入0.1mL 3mmol/L谷胱甘肽溶液，加入0.25mL 10mmol/L 4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷(PNPG)起始反应。该反应在37℃进行20min后，加入2mL 0.1mol/LNaCO3终止反应；
(3)用紫外分光光度计测定400nm处的吸光度；
(4)表2实验分组
注：+表示加入试剂，-表示未加入试剂
(5)山芝麻多糖对α-葡萄糖苷酶的抑制率(Y)按下式计算：
山芝麻多糖、低聚糖的降血糖活性的测定：
以阿卡波糖作为对照，α-葡萄糖苷酶抑制率为衡量标准，对比山芝麻多糖和低聚糖的降血糖活性。
阿卡波糖是市面上较为常见的治疗糖尿病的口服药物，其治疗原理是抑制小场内的α-葡萄糖苷酶，从而抑制多糖降解，减缓糖的吸收。以阿卡波糖作为对照，分别以阿卡波糖片、山芝麻多糖、山芝麻低聚糖浓度为横坐标，对应的抑制率为纵坐标，绘制柱状图。
图4为阿卡波糖片、山芝麻多糖、山芝麻低聚糖对α-葡萄糖苷酶抑制率比较。结果表明，山芝麻多糖、山芝麻低聚糖对α-葡萄糖苷酶有一定的抑制作用，当山芝麻多糖浓度大于30μg/mL时，山芝麻多糖对α-葡萄糖苷酶的抑制率高于同浓度的阿卡波糖片，显示山芝麻多糖、低聚糖都有一定的降糖潜力。

Claims (6)

1.一种同时制备山芝麻多糖和山芝麻低聚糖的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)山芝麻预处理：将山芝麻根洗净烘干，粉碎、过筛后使用乙醇浸泡18～24h除杂，除杂后鼓风烘干，挥发乙醇，得到山芝麻干燥粉末；
(2)水提：在山芝麻粉末中加入其粉末质量10倍以上的蒸馏水提取，提取两次，合并提取液，除去滤渣；
(3)离心：将所得的提取液冷却，静置，离心取上层清夜；
(4)浓缩：将步骤(3)操作后所得的上清液浓缩以除去提取液中的大部分水，得到浓缩液；
(5)醇沉、烘干：在步骤(4)得到的浓缩液中加入3～5倍体积的无水乙醇，放置，得到的混合液离心取下层固体，冷冻干燥得山芝麻粗多糖；同时浓缩离心后的上清液，得浸膏状的低聚糖，并回收乙醇。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，烘干的条件为在50～60℃的烘箱中干燥6～8h。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，提取采用超声提取，提取条件为：在功率为400～500W的超声波条件下提取40～60min后过滤，提取温度为60～80℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其特征在于，步骤(3)中离心时转速为4000～10000r/min，时间为10～20min。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中采用的是减压蒸馏，温度为50～60℃，得到的浓缩液约为原体积的1/10～1/5。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(5)中，将溶于乙醇的浓缩液在4℃的环境下放置8～12h；得到的混合液以4000～10000r/min的转速离心10～20min取下层固体，冷冻干燥得山芝麻多糖；在50～60℃条件下减压蒸馏，浓缩离心后的上清液，得浸膏状的低聚糖，并回收乙醇。
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