CN109180700B - 沙棘中生物素的提取方法及采用该方法得到的生物素 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及生物素提取领域，具体而言，提供了一种沙棘中生物素的提取方法及采用该方法得到的生物素。所述沙棘中生物素的提取方法包括：首先采用纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素。该方法采用纤维素酶对沙棘进行酶解，同时采用超声对其进行辅助破壁，相对于单一的酶提取法的提取率更高，相对于采用有机溶剂助提法的安全性更高，然后经过滤、离心和吸附去除样品中的杂质得到纯净度高的生物素。
Description
技术领域
本发明涉及生物素提取领域，具体而言，涉及一种沙棘中生物素的提取方法及采用该方法得到的生物素。
背景技术
沙棘是一种落叶性灌木，其特性是耐旱、抗风沙，具有防沙固沙的作用，中国西北部大量种植沙棘，用于沙漠绿化，为当地社会经济发展带来良好的经济学和社会学价值。生物素又称维生素H、辅酶R，是水溶性维生素，也属于维生素B族，B7；它是合成维生素C的必要物质，是脂肪和蛋白质正常代谢不可或缺的物质，是一种维持人体自然生长、发育和正常人体机能健康必要的营养素。
沙棘中含有相当含量的维生素，其中包括生物素等目标性成分。目前获得生物素单品的方法多以合成方法为主，有少量采用自然提取方法从动植物中提取生物素，一般的提取方法有：(1)酶提取法，采用定量纤维素酶进行生物裂解，调节pH，板框过滤，高速离心提取液并将提取液的上清液脱水过滤，得目标产物；(2)有机溶剂(N,N-二甲基甲酰胺)助提法：经N,N-二甲基甲酰胺提取，无水乙醇洗涤，盐酸苯肼溶液提取，吸附剂吸附，最终得到含生物素的样品液。但上述酶提取法的提取率较低，而有机溶剂助提法安全性低，有机溶剂不容易完全去除，存在不利人体健康的风险。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种沙棘中生物素的提取方法，该方法具有生物素提取率高和安全性高的优点。
本发明的第二目的在于提供一种生物素，该生物素采用上述提取方法得到，具有生物素含量高和安全性高的优点。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素。
作为进一步优选地技术方案，所述纤维素酶的加入量为沙棘重量的1％-3％。
作为进一步优选地技术方案，所述超声破壁采用超声波清洗仪进行。
作为进一步优选地技术方案，所述超声波清洗仪的功率为15-25kHz。
作为进一步优选地技术方案，所述酶解和超声的总时间为90-110min。
作为进一步优选地技术方案，所述离心的离心速度为2500-3500r/min，离心时间为15-25min。
作为进一步优选地技术方案，所述吸附采用大孔吸附树脂。
作为进一步优选地技术方案，所述大孔吸附树脂型号为AB-8。
作为进一步优选地技术方案，在所述过滤和离心之间还包括回流的步骤。
第二方面，本发明提供了一种采用上述沙棘中生物素的提取方法得到的生物素。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的沙棘中生物素的提取方法采用纤维素酶对沙棘进行酶解，同时采用超声对其进行辅助破壁，相对于单一的酶提取法的提取率更高，相对于采用有机溶剂助提法的安全性更高，然后经过滤、离心和吸附去除样品中的杂质得到纯净度高的生物素。采用上述提取方法得到的生物素含量高、且安全性高。
另外，本发明的方法具有以下优点：1)流程简单，利于规模化生产；2)节约成本；3)利用沙棘为原料，其生物素来源天然纯正，具有确切生物学功效以及良好的经济学、社会学效益；4)提取方法无毒、简单高效、安全。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。
第一方面，本发明提供了一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素。
上述沙棘包括沙棘果、沙棘果皮、沙棘果渣等。
纤维素酶(β-1,4-葡聚糖-4-葡聚糖水解酶)是降解纤维素生成葡萄糖的一组酶的总称，它不是单体酶，而是起协同作用的多组分酶系，是一种复合酶；其活性高，专一性高。纤维素酶主要由外切β-葡聚糖酶、内切β-葡聚糖酶和β-葡萄糖苷酶等组成，还有很高活力的木聚糖酶，作用于纤维素以及从纤维素衍生出来的产物，纤维素酶在转化不溶性纤维素成葡萄糖以及在果蔬汁中破坏细胞壁从而提高果汁得率等方面具有非常重要的意义。本发明采用纤维素酶辅以超声提取，解决了现有技术中采用单一酶法提取效能相对较低或采用有机试剂作溶剂可能带来人体健康问题的风险，同时节约了人力、物力。
上述沙棘中生物素的提取方法采用纤维素酶对沙棘进行酶解，同时采用超声对其进行辅助破壁，相对于单一的酶提取法的提取率更高，相对于采用有机溶剂助提法的安全性更高，然后经过滤、离心和吸附去除样品中的杂质得到纯净度高的生物素。
与现有技术相比，本发明提供的提取方法有以下优点：
1)流程简单，利于规模化生产；2)节约成本；3)利用沙棘为原料，其生物素来源天然纯正，具有确切生物学功效以及良好的经济学、社会学效益；4)提取方法无毒、简单高效、安全。
在一种优选地实施方式中，所述纤维素酶的加入量为沙棘重量的1％-3％。本优选实施方式中，按重量百分比计，纤维素酶的加入量典型但非限制性的为：1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、2.6％、2.7％、2.8％、2.9％或3％。纤维素酶加入量过低会降低生物素的提取率，过高会增加不必要的生产成本。
在一种优选地实施方式中，所述超声破壁采用超声波清洗仪进行。本优选实施方式中采用超声波清洗仪对沙棘进行破壁即可，不需要采用专门的超声破壁机，大大降低了成本。
在一种优选地实施方式中，所述超声波清洗仪的功率为15-25kHz。上述功率典型但非限制性的为15kHz、16kHz、17kHz、18kHz、19kHz、20kHz、21kHz、22kHz、23kHz、24kHz或25kHz。超声波清洗仪的功率过低会影响辅助破壁的效果，功率过高会使成本增高，经济效益较低。
在一种优选地实施方式中，所述酶解和超声的总时间为90-110min。上述酶解和超声的总时间典型但非限制性的为：90min、91min、92min、93min、94min、95min、96min、97min、98min、99min、100min、101min、102min、103min、104min、105min、106min、107min、108min、109min或110min。
在一种优选地实施方式中，所述离心的离心速度为2500-3500r/min，离心时间为15-25min。上述离心速度典型但非限制性的为：2500r/min、2600r/min、2700r/min、2800r/min、2900r/min、3000r/min、3100r/min、3200r/min、3300r/min、3400r/min或3500r/min。上述离心时间典型但非限制性的为15min、16min、17min、18min、19min、20min、21min、22min、23min、24min或25min。
在一种优选地实施方式中，所述吸附采用大孔吸附树脂。大孔吸附树脂是一类不含交换基团且有大孔结构的高分子吸附树脂，具有良好的大孔网状结构和较大的比表面积，可以有选择地通过物理吸附水溶液中的有机物。所述大孔吸附树脂的型号典型但非限制性的为：AB-8、D101、FL-1、SA-1、AL-2、BL-500或MG-1。
在一种优选地实施方式中，所述大孔吸附树脂型号为AB-8。AB-8大孔吸附树脂为高比表面弱极性大孔吸附树脂，球体强度好，吸附效果好。
在一种优选地实施方式中，在所述过滤和离心之间还包括回流的步骤。在过滤和离心之间增加回流的步骤主要是为了使反应更加平稳，进一步提高生物素的提取率。
第二方面，本发明提供了一种采用上述沙棘中生物素的提取方法得到的生物素。采用上述提取方法得到的生物素的含量高、且安全性高。
下面结合实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用重量为沙棘重量0.5％的纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，超声破壁采用超声破壁机，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素；其中，酶解和超声破壁的总时间为85min，离心速度为2000r/min，离心时间为30min，吸附采用AL-2大孔吸附树脂。
采用本方法的沙棘中生物素的提取率为0.14ppm。
实施例2
一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用重量为沙棘重量3.5％的纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，超声破壁采用超声破壁机，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素；其中，酶解和超声破壁的总时间为66min，离心速度为4000r/min，离心时间为10min，吸附采用FL-1大孔吸附树脂。
采用本方法的沙棘中生物素的提取率为0.56ppm。
实施例3
一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用重量为沙棘重量1.5％的纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，超声破壁采用超声破壁机，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素；其中，酶解和超声破壁的总时间为100min，离心速度为3000r/min，离心时间为20min，吸附采用AB-8大孔吸附树脂。
采用本方法的沙棘中生物素的提取率为0.16ppm。
实施例4
一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用重量为沙棘重量1.5％的纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，超声破壁采用超声波清洗仪，超声波清洗仪的功率为20kHz，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素；其中，酶解和超声破壁的总时间为100min，离心速度为3000r/min，离心时间为20min，吸附采用AB-8大孔吸附树脂。
采用本方法的沙棘中生物素的提取率为0.2ppm。
实施例5
一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用重量为沙棘重量1％的纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，超声破壁采用超声波清洗仪，超声波清洗仪的功率为15kHz，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素；其中，酶解和超声破壁的总时间为90min，离心速度为2500r/min，离心时间为15min，吸附采用AB-8大孔吸附树脂。
采用本方法的沙棘中生物素的提取率为0.17ppm。
实施例6
一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用重量为沙棘重量3％的纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，超声破壁采用超声波清洗仪，超声波清洗仪的功率为25kHz，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素；其中，酶解和超声破壁的总时间为110min，离心速度为3500r/min，离心时间为25min，吸附采用AB-8大孔吸附树脂。
采用本方法的沙棘中生物素的提取率为0.19ppm。
实施例7
一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用重量为沙棘重量1.5％的纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，超声破壁采用超声波清洗仪，超声波清洗仪的功率为20kHz，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素；其中，酶解和超声破壁的总时间为100min，离心速度为3000r/min，离心时间为20min，吸附采用D101大孔吸附树脂。
采用本方法的沙棘中生物素的提取率为0.18ppm。
实施例8
一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用重量为沙棘重量1.5％的纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，超声破壁采用超声波清洗仪，超声波清洗仪的功率为20kHz，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素；其中，酶解和超声破壁的总时间为100min，离心速度为3000r/min，离心时间为20min，吸附采用FL-1大孔吸附树脂。
采用本方法的沙棘中生物素的提取率为0.19ppm。
实施例9
一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用重量为沙棘重量1.5％的纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，超声破壁采用超声波清洗仪，超声波清洗仪的功率为20kHz，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素；其中，酶解和超声破壁的总时间为100min，离心速度为3000r/min，离心时间为20min，吸附采用SA-1大孔吸附树脂。
采用本方法的沙棘中生物素的提取率为0.17ppm。
实施例10
一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用重量为沙棘重量1.5％的纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，超声破壁采用超声波清洗仪，超声波清洗仪的功率为20kHz，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素；其中，酶解和超声破壁的总时间为100min，离心速度为3000r/min，离心时间为20min，吸附采用AL-2大孔吸附树脂。
采用本方法的沙棘中生物素的提取率为0.18ppm。
实施例11
一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用重量为沙棘重量1.5％的纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，超声破壁采用超声波清洗仪，超声波清洗仪的功率为20kHz，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素；其中，酶解和超声破壁的总时间为100min，离心速度为3000r/min，离心时间为20min，吸附采用BL-500大孔吸附树脂。
采用本方法的沙棘中生物素的提取率为0.17ppm。
实施例12
一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用重量为沙棘重量1.5％的纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，超声破壁采用超声波清洗仪，超声波清洗仪的功率为20kHz，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素；其中，酶解和超声破壁的总时间为100min，离心速度为3000r/min，离心时间为20min，吸附采用MG-1大孔吸附树脂。
采用本方法的沙棘中生物素的提取率为0.18ppm。
实施例13
一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用重量为沙棘重量1.5％的纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，超声破壁采用超声波清洗仪，超声波清洗仪的功率为20kHz，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、回流、离心和吸附得到生物素；其中，酶解和超声破壁的总时间为100min，离心速度为3000r/min，离心时间为20min，吸附采用AB-8大孔吸附树脂。
与实施例4不同的是，本实施例在过滤和离心之间增加了回流的步骤。
采用本方法的沙棘中生物素的提取率为0.23ppm。
对比例1
一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用重量为沙棘重量0.5％的纤维素酶对沙棘进行酶解，然后再将酶解后的样品依次经过滤、离心和吸附得到沙棘中生物素；其中，酶解的时间为85min，离心速度为2000r/min，离心时间为30min，吸附采用AL-2大孔吸附树脂。
与实施例1不同的是，本对比例中没有超声破壁的步骤。
采用本方法的沙棘中生物素的提取率为0.08ppm。
对比例2
一种沙棘中生物素的提取方法，所述提取方法包括：首先采用重量为沙棘重量0.5％的N,N-二甲基甲酰胺对沙棘进行提取，然后再将提取后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素；其中，酶解的时间为85min，离心速度为2000r/min，离心时间为30min，吸附采用AL-2大孔吸附树脂。
与实施例1不同的是，本对比例中没有超声破壁的步骤，且采用N,N-二甲基甲酰胺对沙棘进行提取。
采用本方法的沙棘中生物素的提取率为0.13ppm。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。
Claims (5)
1.一种沙棘中生物素的提取方法，其特征在于，所述提取方法包括：首先采用纤维素酶对沙棘进行酶解，同时对沙棘进行超声破壁，然后再将酶解和超声破壁后的样品依次经过滤、离心和吸附得到生物素；
所述超声破壁采用超声波清洗仪进行；
所述超声波清洗仪的功率为15-25kHz；
所述酶解和超声的总时间为90-110min；
在所述过滤和离心之间还包括回流的步骤。
2.根据权利要求1所述的沙棘中生物素的提取方法，其特征在于，所述纤维素酶的加入量为沙棘重量的1％-3％。
3.根据权利要求1所述的沙棘中生物素的提取方法，其特征在于，所述离心的离心速度为2500-3500r/min，离心时间为15-25min。
4.根据权利要求1所述的沙棘中生物素的提取方法，其特征在于，所述吸附采用大孔吸附树脂。
5.根据权利要求4所述的沙棘中生物素的提取方法，其特征在于，所述大孔吸附树脂型号为AB-8。
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Granted publication date: 20200306 Termination date: 20210824 |
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