CN108484784A - 一种莼菜体外多糖胶的物理分离方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种莼菜体外多糖胶的物理分离方法，该方法包括：将莼菜洗净、沥干后，进行超声波处理；将超声波处理后的混合物进行离心，分离得到上清液，上清液经真空冷冻干燥，得到莼菜体外多糖胶。本发明方法通过超声波处理和离心分离得到莼菜外层多糖胶，不仅分离效果好，分离率达到79.13±2.76％，而且不破坏莼菜组织，可以充分防止胶质中的多糖、多酚等成分被破坏和丧失。

Description

一种莼菜体外多糖胶的物理分离方法
技术领域
本发明涉及莼菜体外多糖胶的分离技术领域，尤其涉及一种莼菜体外多糖胶的物理分离方法。
背景技术
莼菜(Braseniaschreberi J.F Gruel)，为原始花被亚纲睡莲科莼属多年生宿根性淡水水生草本植物。莼菜原产于我国东南地区，生长于湖泊、池塘和沼泽中，是一种珍稀濒危的水生野菜，也是国家一级保护植物，以我国杭州西湖莼菜最为著名，是重要的出口创汇产品。莼菜的食用嫩叶和叶柄外裹透明胶质，现代医学认为有降胆固醇、降血糖、降血脂、抗氧化、抗病毒、抗肿瘤和免疫调节等功效。莼菜表面的粘胶质为共生微生物分泌的酸性杂多糖，它的单糖组成为：半乳糖、甘露糖、岩藻糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、葡萄糖醛酸和葡萄糖，具有抗癌、降血压、降血糖、增强免疫、增强皮肤弹性和延缓皮肤衰老等功能。
目前，国内大部分研究都采用碱浸提法分离莼菜外层多糖胶，但该方法极易破坏莼菜多糖胶立体旋光活性结构，且使用大量化学试剂，污染环境、成本较高，不适合规模化生产。2009年，王倩在其硕士论文中，利用碱提醇沉法分离莼菜体外多糖胶，所得莼菜多糖纯度70.3％，提取率79％。
超声波是频率高于20000赫兹的声波，具有方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远等特点。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭，破灭时产生的高速剪切力作用于被分离物，从而加速有效成分的分离。
发明内容
本发明目的旨在提供了一种莼菜体外多糖胶的物理分离方法，该方法不仅分离率高、分离产物纯度高，而且可以充分保证胶质中的多糖、多酚等成分不被破坏，具有操作工艺简单，能耗低，成本较低的特点。
具体技术方案如下：
一种莼菜体外多糖胶的物理分离方法，包括：
(1)将莼菜洗净、沥干后，进行超声波处理；
(2)将超声波处理后的混合物进行离心，分离得到上清液，上清液经真空冷冻干燥，得到莼菜体外多糖胶。
本发明通过超声处理，使体外多糖胶脱离莼菜，然后利用物理离心分离得到莼菜外层多糖胶，再通过真空冷冻干燥技术制得莼菜体外多糖胶。
作为优选，步骤(1)中，所述超声波处理的能量密度为2400-18000J/g。经实验发现，超声波处理(即超声辅助)的能量密度为5760J/g时，莼菜体外多糖胶的分离效果最佳。
作为优选，步骤(1)中，所述超声波处理的条件为：频率为20KHZ，功率为600-1000W，时间为1～30min，每8s循环一次。
作为优选，步骤(1)中，先将莼菜进行冷冻，解冻后再进行超声波处理(简称冷冻处理)。
进一步地，所述冷冻的温度为-80～-0℃，时间为24h；解冻的温度为30℃，时间为1.5h。
更优选，所述冷冻温度为-4℃时，莼菜外层多糖胶的分离效果最佳。
作为优选，步骤(1)中，所述超声波处理采用冰水浴。
作为优选，步骤(2)中，所述离心的时间为5～10min，转速为5000～8000r/min。经实验发现，离心转速为7000r/min、时间为10min时，莼菜体外多糖胶的分离效果最佳。
经实验发现，冷冻处理与超声波处理之间存在协同作用，只有适宜的处理条件组合下才能使莼菜外层多糖胶的分离效果最佳，进一步优选，所述冷冻温度为-4℃，超声辅助的能量密度为4800J/g。
作为优选，步骤(2)中，真空冷冻干燥前，先将上清液置于-80℃下放置4～24h。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明方法通过超声波处理和离心分离得到莼菜外层多糖胶，不仅分离效果好，分离率达到79.13±2.76％，而且不破坏莼菜组织，可以充分防止胶质中的多糖、多酚等成分被破坏和丧失。
(2)本发明方法具有生产成本低，无需使用化学试剂，无污染，适合工厂化生产的特点，操作工艺简单，成本较低。
附图说明
图1为实施例1中制得的体外多糖胶中多糖的单糖组成GC-MS分析TIC图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐释，本发明根据发明技术方案进行实施，给出了详细的实施方式和操作步骤，但本发明的保护范围并不限于下述的实施例。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。
超声能量密度计算公式：
体外胶多糖分离率的计算公式为：
实施例1
一种莼菜体外多糖胶的物理分离方法，具体步骤如下：
(1)取50g莼菜样品置于烧杯中，在超声辅助能量密度为5760J/g的条件下，进行辅助分离(探头式超声波处理器，FS-1200pv，超声频率为20KHZ，超声8s一循环，超声功率为800W，超声时间6min)；
(2)超声后的样品于7000r/min条件下离心10min(高速离心机，CR21N)，取上清液即为莼菜体外多糖胶；根据体外胶多糖分离率的公式，计算莼菜体外多糖胶的分离率为78.52±0.86％。
取上清液置于-80℃超低温冰箱中，放置4h(超低温冰箱，MDF-U3386S)，然后真空冷冻干燥(真空冷冻干燥机，BTP pro)，制得莼菜体外多糖胶。
测定上述莼菜体外多糖胶的成分，并对莼菜体外多糖胶中多糖的单糖组成进行GC-MS分析(测定方法为常规方法)。
结果见表1和图1：
表1莼菜体外多糖胶的成分分析
由图1所示，单糖组成和含量如下：1.半乳糖(41.79％)、2.未知单糖(2.18％)3.甘露糖(4.29％)、4.鼠李糖(7.13％)、5.木糖(18.72％)、6.阿拉伯糖(1.02％)、7.葡萄糖(4.55％)、8.未知单糖(9.26％)、9.未知单糖(3.01％)。
实施例2
一种莼菜体外多糖胶的物理分离方法，具体步骤如下：
(1)取50g莼菜样品置于烧杯中，放入-4℃下冷冻24h；取出后，置于30℃下解冻1.5h；解冻后的样品在超声辅助能量密度为4800J/g的条件下，进行辅助分离(探头式超声波处理器，FS-1200pv，超声频率为20KHZ，超声8s一循环，超声功率为800W，超声时间5min)；
(2)超声后的样品于7000r/min条件下离心10min(高速离心机，CR21N)，取上清液即为莼菜体外多糖胶；根据体外胶多糖分离率的公式，计算莼菜体外多糖胶的分离率为79.13±2.76％。
取上清液置于-80℃超低温冰箱中，放置4h(超低温冰箱，MDF-U3386S)，然后真空冷冻干燥(真空冷冻干燥机，BTP pro)，制得莼菜体外多糖胶。
由上述实施例1和实施例2比较可知，经过-4℃冷冻后进行超声处理，在更低能量密度条件下多糖胶的分离率更高，冷冻和超声之间具有协同增效作用。
实施例3
一种莼菜体外多糖胶的物理分离方法，具体步骤如下：
(1)取50g莼菜样品置于烧杯中，放于超声辅助能量密度为4800J/g下进行辅助分离(超声波处理器型号同实施例1，超声时间为5min)；
(2)超声后的样品于7000r/min条件下离心10min，取上清液即为莼菜体外多糖胶，计算体外胶分离率；经测定，莼菜外层多糖胶的分离率为61.77±4.82％。
将上清液置于超低温冰箱-80℃、4h后，经真空冷冻干燥制得体外多糖胶。
实施例4
一种莼菜体外多糖胶的物理分离方法，具体步骤如下：
(1)取20g莼菜样品，机械震荡(180rpm)0.5h；
(2)机械震荡后样品于7000r/min条件下离心10min，取上清液即为莼菜体外多糖胶，经测定，莼菜外层多糖胶的分离率为25.58±1.11％。
将上清液置于超低温冰箱-80℃、4h后，经真空冷冻干燥制得体外多糖胶。
由上述实施例3、4和实施例1、2比较可知，不经过超声或冷冻加超声处理，外层多糖胶的脱除率低。
实施例5
一种莼菜体外多糖胶的物理分离方法，具体步骤如下：
(1)取50g莼菜样品置于烧杯中，放入-80℃下冷冻24h；取出后，置于30℃下解冻1.5h；解冻后的样品放于超声辅助能量密度为2400J/g下进行辅助分离(超声波处理器型号同实施例1，超声时间为2.5min)；
(2)超声后的样品于7000r/min条件下离心10min，取上清液即为莼菜体外多糖胶，经测定，莼菜外层多糖胶的分离率为60.46±1.2％。
将上清液置于超低温冰箱-80℃、4h后，经真空冷冻干燥制得体外多糖胶。
实施例6
一种莼菜体外多糖胶的物理分离方法，具体步骤如下：
(1)取50g莼菜样品置于烧杯中，放于超声辅助能量密度为8640J/g下进行辅助分离(超声波处理器型号同实施例1，超声时间为9min)；
(2)超声后的样品于7000r/min条件下离心10min，取上清液即为莼菜体外多糖胶，经测定，莼菜外层多糖胶的分离率为55.65±7.60％。
将上清液置于超低温冰箱-80℃、4h后，经真空冷冻干燥制得体外多糖胶。

Claims (8)

1.一种莼菜体外多糖胶的物理分离方法，其特征在于，包括：
(1)将莼菜洗净、沥干后，进行超声波处理；
(2)将超声波处理后的混合物进行离心，分离得到上清液，上清液经真空冷冻干燥，得到莼菜体外多糖胶。
2.如权利要求1所述的物理分离方法，其特征在于，步骤(1)中，所述超声波处理的能量密度为2400-18000J/g。
3.如权利要求1所述的物理分离方法，其特征在于，步骤(1)中，所述超声波处理的条件为：频率为20KHZ，功率为600-1000W，时间为1～30min，每8s循环一次。
4.如权利要求1所述的物理分离方法，其特征在于，步骤(1)中，先将莼菜进行冷冻，解冻后再进行超声波处理。
5.如权利要求4所述的物理分离方法，其特征在于，所述冷冻的温度为-80～-0℃，时间为24h；解冻的温度为30℃，时间为1.5h。
6.如权利要求4所述的物理分离方法，其特征在于，步骤(1)中，所述超声波处理采用冰水浴。
7.如权利要求1所述的物理分离方法，其特征在于，步骤(2)中，所述离心的时间为5～10min，转速为5000～8000r/min。
8.如权利要求1所述的物理分离方法，其特征在于，步骤(2)中，真空冷冻干燥前，先将上清液置于-80℃下放置4～24h。
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