CN108912204B - 一种从剑麻渣提取剑麻皂素的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从剑麻渣提取剑麻皂素的方法，属于活性物质提取技术领域，该方法包括以下步骤：原料预处理、酶解反应、发酵处理、离心收集、纯化处理以及干燥处理；其中，酶解反应时，通过复合酶使得剑麻皂素充分析出并加快析出速率，复合酶由如下原料制得：纤维素酶18‑26份、果胶酶10‑15份、葡聚糖苷酶1‑3份、蛋白水解酶2‑4份以及淀粉酶2‑4份；发酵处理时，通过活性混合酵母进一步提升剑麻皂素的析出效率；活性混合酵母由如下原料制得：黑曲霉菌6‑10份、链孢霉菌3‑5份、青霉菌4‑8份、哈茨木霉菌6‑8份、戴尔有孢圆酵母6‑10份以及乙醇假丝酵母8‑12份；本发明解决了现有剑麻渣提取剑麻皂素方法存在提取时间长及剑麻皂素收率低的问题。
Description
技术领域
本发明属于活性物质提取技术领域，具体涉及一种从剑麻渣提取剑麻皂素的方法。
背景技术
剑麻是一种龙舌兰科龙舌兰属的叶纤维植物，它含有剑麻皂素、果胶、蛋白质、多糖类化学成分，具有降胆固醇、抗炎、抗肿瘤等药理作用。剑麻性味甘、辛、凉，具有凉血止血、消肿解毒的功效，主治肺痨咯血、衄血、便血、痢疾、痈疮肿毒、痔疮等，在广西被作为地方植物药应用。
剑麻加工会产生大量的剑麻渣，不仅占用场地，而且污染环境。剑麻渣通常被用来作为有机肥料或废渣处理，而剑麻中的活性物质，例如剑麻皂素，没有得到有效的利用，造成了资源浪费。剑麻皂素具有抗炎、镇痛、增强免疫、降低血糖、抗肿瘤、抗癌、抗菌、降血脂、降血压等作用，应用广泛，可用于合成120多种激素类药物，还可应用于食品、化妆品及畜牧业等行业。目前，也有不少剑麻加工厂通过剑麻渣提取剑麻皂素，但是现有提取方法存在提取时间长、剑麻皂素收率低的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种从剑麻渣提取剑麻皂素的方法，用以解决现有剑麻渣提取剑麻皂素方法存在提取时间长、剑麻皂素收率低的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种从剑麻渣提取剑麻皂素的方法，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将剑麻渣进行粉碎处理，并加水浸提，获得剑麻渣浆液；
(2)酶解反应：向步骤(1)获得的所述剑麻渣浆液加入复合酶进行酶解反应，反应10-12小时后，获得剑麻渣酶解液；所述复合酶由如下重量份的原料制得：纤维素酶18-26份、果胶酶10-15份、葡聚糖苷酶1-3份、蛋白水解酶2-4份以及淀粉酶2-4份；
(3)发酵处理：向步骤(2)获得的所述剑麻渣酶解液接种经过驯化的活性混合酵母，并加入调节剂发酵2-4天，获得剑麻渣发酵液；所述活性混合酵母由如下重量份的原料制得：黑曲霉菌6-10份、链孢霉菌3-5份、青霉菌4-8份、哈茨木霉菌6-8份、戴尔有孢圆酵母6-10份以及乙醇假丝酵母8-12份；
(4)离心收集：将步骤(3)获得的所述剑麻渣发酵液进行离心处理，将澄清液排出及收集沉淀，获得剑麻膏；
(5)纯化处理：将步骤(4)获得的所述剑麻膏加入乙醇，并在加热条件下提取剑麻皂素，再经真空浓缩及离心分离，获得剑麻皂素沉淀；
(6)干燥处理：将步骤(5)获得的所述剑麻皂素沉淀进行低温真空干燥处理，再经粉碎处理，获得剑麻皂素成品。
优选地，步骤(1)中，所述剑麻渣与水的重量比为1:10-1：20。
优选地，步骤(2)中，所述酶解反应的温度为20-25℃，所述复合酶与所述剑麻渣浆液的质量百分比为0.01％-0.05％。
优选地，步骤(3)中，所述调节剂由如下重量份的原料制得：硝酸钾8-12份、磷酸氢二钾4-8份、氯化钾2-6份、硫酸锰3-5份、硫酸铁1-3份、胰蛋白胨6-10份以及蔗糖10-15份。
优选地，步骤(3)中，所述剑麻渣酶解液接种所述活性混合酵母前，通过频率为2000-3000MHz的微波灭菌3-5分钟。
优选地，步骤(4)中，所述离心处理的转速为5000-6000转/分钟，离心时间为15-20分钟。
优选地，步骤(5)中，所述剑麻膏与所述乙醇的重量比为1：10-1：20，所述乙醇的浓度为95％。
优选地，步骤(5)中，提取剑麻皂素时，通过超声波辅助提取。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明在酶解反应时，通过复合酶来酶解剑麻渣，复合酶中含有多种功能酶，能够将剑麻组织充分裂解，使得剑麻皂素充分析出，并有效加快析出速率；而在发酵处理时，通过活性混合酵母进一步提升剑麻皂素的析出效率；自然发酵条件下，菌种数量很多，优势菌种不明显，导致发酵周期长，而本发明的活性混合酵母中各菌种相互促进，将发酵周期大大缩短，极大地提高了发酵效率；本发明有效地解决了现有剑麻渣提取剑麻皂素方法存在提取时间长及剑麻皂素收率低的问题，其制备的剑麻皂素具有收率高及纯度高的优点，收率均为4％以上，纯度均在95％以上，产品质量优。
2.本发明为生物菌种发酵法，节能环保，剑麻皂素产量高，而现有的提取剑麻皂素的方法，其产品收率及纯度低，需要用到强酸、强碱或者有机溶剂，不仅污染环境而且毒性大，工艺复杂，成本高。
3.本发明通过剑麻渣提取剑麻皂素，提高了剑麻渣的利用价值，整个提取过程中不会产生三废问题，离心分离产生的废弃物还可以改良土壤，具有节能环保的优点；本发明相比现有酸法提取技术还具有低消耗、无污染的优点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。
实施例1
一种从剑麻渣提取剑麻皂素的方法，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将剑麻渣进行粉碎处理，并加水浸提，获得剑麻渣浆液；所述剑麻渣与水的重量比为1:10。
(2)酶解反应：向步骤(1)获得的所述剑麻渣浆液加入复合酶进行酶解反应，反应10小时后，获得剑麻渣酶解液；所述复合酶由如下重量份的原料制得：纤维素酶18份、果胶酶10份、葡聚糖苷酶1份、蛋白水解酶2份以及淀粉酶2份；所述酶解反应的温度为20℃，所述复合酶与所述剑麻渣浆液的质量百分比为0.01％。
(3)发酵处理：向步骤(2)获得的所述剑麻渣酶解液接种经过驯化的活性混合酵母，并加入调节剂发酵2天，获得剑麻渣发酵液；所述剑麻渣酶解液接种所述活性混合酵母前，通过频率为2000MHz的微波灭菌3分钟。所述活性混合酵母由如下重量份的原料制得：黑曲霉菌6份、链孢霉菌3份、青霉菌4份、哈茨木霉菌6份、戴尔有孢圆酵母6份以及乙醇假丝酵母8份。所述调节剂由如下重量份的原料制得：硝酸钾8份、磷酸氢二钾4份、氯化钾2份、硫酸锰3份、硫酸铁1份、胰蛋白胨6份以及蔗糖10份。
(4)离心收集：将步骤(3)获得的所述剑麻渣发酵液进行离心处理，将澄清液排出及收集沉淀，获得剑麻膏；所述离心处理的转速为5000转/分钟，离心时间为15分钟。
(5)纯化处理：将步骤(4)获得的所述剑麻膏加入乙醇，并在加热条件下提取剑麻皂素，再经真空浓缩及离心分离，获得剑麻皂素沉淀。所述剑麻膏与所述乙醇的重量比为1：10，所述乙醇的浓度为95％。提取剑麻皂素时，通过超声波辅助提取。
(6)干燥处理：将步骤(5)获得的所述剑麻皂素沉淀进行低温真空干燥处理，再经粉碎处理，获得剑麻皂素成品。
实施例2
一种从剑麻渣提取剑麻皂素的方法，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将剑麻渣进行粉碎处理，并加水浸提，获得剑麻渣浆液；所述剑麻渣与水的重量比为1：20。
(2)酶解反应：向步骤(1)获得的所述剑麻渣浆液加入复合酶进行酶解反应，反应12小时后，获得剑麻渣酶解液；所述复合酶由如下重量份的原料制得：纤维素酶26份、果胶酶15份、葡聚糖苷酶3份、蛋白水解酶4份以及淀粉酶4份；所述酶解反应的温度为25℃，所述复合酶与所述剑麻渣浆液的质量百分比为0.05％。
(3)发酵处理：向步骤(2)获得的所述剑麻渣酶解液接种经过驯化的活性混合酵母，并加入调节剂发酵4天，获得剑麻渣发酵液；所述剑麻渣酶解液接种所述活性混合酵母前，通过频率为3000MHz的微波灭菌5分钟。所述活性混合酵母由如下重量份的原料制得：黑曲霉菌10份、链孢霉菌5份、青霉菌8份、哈茨木霉菌8份、戴尔有孢圆酵母10份以及乙醇假丝酵母12份。所述调节剂由如下重量份的原料制得：硝酸钾12份、磷酸氢二钾8份、氯化钾6份、硫酸锰5份、硫酸铁3份、胰蛋白胨10份以及蔗糖15份。
(4)离心收集：将步骤(3)获得的所述剑麻渣发酵液进行离心处理，将澄清液排出及收集沉淀，获得剑麻膏；所述离心处理的转速为6000转/分钟，离心时间为20分钟。
(5)纯化处理：将步骤(4)获得的所述剑麻膏加入乙醇，并在加热条件下提取剑麻皂素，再经真空浓缩及离心分离，获得剑麻皂素沉淀。所述剑麻膏与所述乙醇的重量比为1：20，所述乙醇的浓度为95％。提取剑麻皂素时，通过超声波辅助提取。
(6)干燥处理：将步骤(5)获得的所述剑麻皂素沉淀进行低温真空干燥处理，再经粉碎处理，获得剑麻皂素成品。
实施例3
一种从剑麻渣提取剑麻皂素的方法，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将剑麻渣进行粉碎处理，并加水浸提，获得剑麻渣浆液；所述剑麻渣与水的重量比为1:15。
(2)酶解反应：向步骤(1)获得的所述剑麻渣浆液加入复合酶进行酶解反应，反应11小时后，获得剑麻渣酶解液；所述复合酶由如下重量份的原料制得：纤维素酶22份、果胶酶12份、葡聚糖苷酶2份、蛋白水解酶3份以及淀粉酶3份；所述酶解反应的温度为22℃，所述复合酶与所述剑麻渣浆液的质量百分比为0.03％。
(3)发酵处理：向步骤(2)获得的所述剑麻渣酶解液接种经过驯化的活性混合酵母，并加入调节剂发酵3天，获得剑麻渣发酵液；所述剑麻渣酶解液接种所述活性混合酵母前，通过频率为2500MHz的微波灭菌4分钟。所述活性混合酵母由如下重量份的原料制得：黑曲霉菌8份、链孢霉菌4份、青霉菌6份、哈茨木霉菌7份、戴尔有孢圆酵母8份以及乙醇假丝酵母10份。所述调节剂由如下重量份的原料制得：硝酸钾10份、磷酸氢二钾6份、氯化钾4份、硫酸锰4份、硫酸铁2份、胰蛋白胨8份以及蔗糖12份。
(4)离心收集：将步骤(3)获得的所述剑麻渣发酵液进行离心处理，将澄清液排出及收集沉淀，获得剑麻膏；所述离心处理的转速为5500转/分钟，离心时间为18分钟。
(5)纯化处理：将步骤(4)获得的所述剑麻膏加入乙醇，并在加热条件下提取剑麻皂素，再经真空浓缩及离心分离，获得剑麻皂素沉淀。所述剑麻膏与所述乙醇的重量比为1：15，所述乙醇的浓度为95％。提取剑麻皂素时，通过超声波辅助提取。
(6)干燥处理：将步骤(5)获得的所述剑麻皂素沉淀进行低温真空干燥处理，再经粉碎处理，获得剑麻皂素成品。
申请人通过实施例1-3获得的剑麻皂素成品测定剑麻皂素提取情况，结果如表1所示。
表1
| 项目 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 现有工艺平均水平 |
| 剑麻皂素成品纯度(％) | 95.8 | 95.3 | 95.7 | 80.3 |
| 剑麻皂素收率(％) | 4.95 | 4.93 | 4.99 | 3.0 |
由表1可以看出，实施例1-3中的剑麻皂素成品纯度及剑麻皂素收率均明显优于现有工艺平均水平，说明本发明可以有效地提高剑麻皂素的提取率；此外，本发明还可以有效地缩短剑麻皂素提取的时间，降低生产成本，具有良好的推广意义。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (7)
1.一种从剑麻渣提取剑麻皂素的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将剑麻渣进行粉碎处理，并加水浸提，获得剑麻渣浆液；
(2)酶解反应：向步骤(1)获得的所述剑麻渣浆液加入复合酶进行酶解反应，反应10-12小时后，获得剑麻渣酶解液；所述复合酶由如下重量份的原料制得：纤维素酶18-26份、果胶酶10-15份、葡聚糖苷酶1-3份、蛋白水解酶2-4份以及淀粉酶2-4份；
(3)发酵处理：向步骤(2)获得的所述剑麻渣酶解液接种经过驯化的活性混合酵母，并加入调节剂发酵2-4天，获得剑麻渣发酵液；所述活性混合酵母由如下重量份的原料制得：黑曲霉菌6-10份、链孢霉菌3-5份、青霉菌4-8份、哈茨木霉菌6-8份、戴尔有孢圆酵母6-10份以及乙醇假丝酵母8-12份；所述调节剂由如下重量份的原料制得：硝酸钾8-12份、磷酸氢二钾4-8份、氯化钾2-6份、硫酸锰3-5份、硫酸铁1-3份、胰蛋白胨6-10份以及蔗糖10-15份；
(4)离心收集：将步骤(3)获得的所述剑麻渣发酵液进行离心处理，将澄清液排出及收集沉淀，获得剑麻膏；
(5)纯化处理：将步骤(4)获得的所述剑麻膏加入乙醇，并在加热条件下提取剑麻皂素，再经真空浓缩及离心分离，获得剑麻皂素沉淀；
(6)干燥处理：将步骤(5)获得的所述剑麻皂素沉淀进行低温真空干燥处理，再经粉碎处理，获得剑麻皂素成品。
2.根据权利要求1所述的一种从剑麻渣提取剑麻皂素的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述剑麻渣与水的重量比为1:10-1：20。
3.根据权利要求1所述的一种从剑麻渣提取剑麻皂素的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述酶解反应的温度为20-25℃，所述复合酶与所述剑麻渣浆液的质量百分比为0.01％-0.05％。
4.根据权利要求1所述的一种从剑麻渣提取剑麻皂素的方法，其特征在于：步骤(3)中，所述剑麻渣酶解液接种所述活性混合酵母前，通过频率为2000-3000MHz的微波灭菌3-5分钟。
5.根据权利要求1所述的一种从剑麻渣提取剑麻皂素的方法，其特征在于：步骤(4)中，所述离心处理的转速为5000-6000转/分钟，离心时间为15-20分钟。
6.根据权利要求1所述的一种从剑麻渣提取剑麻皂素的方法，其特征在于：步骤(5)中，所述剑麻膏与所述乙醇的重量比为1：10-1：20，所述乙醇的浓度为95％。
7.根据权利要求1所述的一种从剑麻渣提取剑麻皂素的方法，其特征在于：步骤(5)中，提取剑麻皂素时，通过超声波辅助提取。
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