CN111004335A - 一种从白芨根茎中提取得到的白芨低聚糖及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种从白芨根茎中提取得到的白芨低聚糖及其制备方法，包括以下步骤：1)提取：将白芨茎块切片，加去离子水进行多次提取，合并提取液，离心过滤得白芨茎块提取液；2)氧化铝柱处理：将白芨茎块提取液经中性氧化铝柱处理，得到流出液A；3)交联葡聚糖凝胶柱处理：将流出液A浓缩后，上样至处理好的交联葡聚糖凝胶柱进行吸附分离，然后用去离子水洗脱，收集洗脱液得到流出液B；4)干燥：将流出液B经浓缩、冷冻干燥得到白芨低聚糖。本发明通过中性氧化铝和交联葡聚糖凝胶柱对白芨多糖去色除异味、分离高聚糖与游离蛋白，得到的白芨低聚糖溶解后无明显异味生成，且在提取过程中，未加入有毒有害试剂，符合健康环保的生产准则。

Description

一种从白芨根茎中提取得到的白芨低聚糖及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物提取技术领域，更具体地，涉及一种从白芨根茎中提取得到的白芨低聚糖及其制备方法。
背景技术
白芨为兰科白芨，属多年生草本植物，别名白根、地螺丝、白鸡娃、羊角七、紫兰、刀口药、连及草等。以块茎供药用，能收敛止血，消肿生肌；治肺结核咳血，支气管扩张咯血、胃溃疡吐血、尿血、便血等症。外用治外伤出血、烧烫伤、手足皲裂等症。在生物医药、保健食品、纺织印染、特种涂料和日用化工等方面有巨大的商业利用价值。
低聚糖(Oligosaccharides)又称寡糖，指由2-10个相同或不同的单糖通过糖苷键连接聚合而成的直链或支链的低度聚合糖，包括功能性低聚糖和普通低聚糖。功能性低聚糖在自然界分布广泛，种多，因其具有低热量、防龋齿、防便秘、降低血清胆固醇、增强机体免疫力、抗肿瘤等特点，使得功能性低聚糖成为功能性食品生产中重要的基础原料与食品添加剂，现已被世界许多国家的工业生产所用。
现有技术中对白芨中多糖的提取、纯化、制备方法较多，但对于白芨中低聚糖的提取的研究尚未见报道，尤其是如何采用符合健康环保的生产准则提取制备白芨低聚糖，且使得到的白芨低聚糖溶解后无明显异味的方法未见有公开报道，因此，开发一种从白芨根茎中提取白芨低聚糖的方法具有十分重要的意义。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种从白芨根茎中提取白芨低聚糖的方法，以解决现有技术中存在的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种从白芨根茎中提取白芨低聚糖的方法，包括以下步骤：
1)提取：将白芨茎块切片，加去离子水进行多次提取，合并提取液，离心过滤得白芨茎块提取液；
2)氧化铝柱处理：将步骤1)所得白芨茎块提取液经中性氧化铝柱处理，得到流出液A；
3)交联葡聚糖凝胶柱处理：将步骤2)所得流出液A浓缩后，上样至处理好的交联葡聚糖凝胶柱进行吸附分离，然后用去离子水洗脱，收集洗脱液得到流出液B；
4)干燥：将步骤3)所得流出液B经浓缩、冷冻干燥得到白芨低聚糖。
优选的，步骤1)的具体操作为：将白芨茎块切成1～2mm薄片，加入去离子水进行搅拌提取，提取温度为40～50℃，提取时间为2.5～3.5h，料液重量体积比为1:5～6，共提取3次，合并提取液，离心过滤得白芨茎块提取液。
优选的，步骤2)中，所述中性氧化铝柱的柱高与内径比为10：1；中氧化铝的目数为60～80目，干法装柱，所述白芨茎块提取液的上样流速为1～1.5Bv/h。
优选的，步骤3)中将所述流出液A浓缩至Brix 15°～Brix18°。
优选的，步骤3)中上样流速为1.5～2Bv/h；温度保持在20～25℃之间；去离子水的用量为2BV，所述洗脱液为最后2BV的洗脱液。
优选的，步骤3)中，所述交联葡聚糖凝胶柱为交联葡聚糖凝胶柱G-15，所述交联葡聚糖凝胶柱的处理方式为用去离子水泡胀后装入色谱柱。
优选的，步骤3)中，所述交联葡聚糖凝胶柱的高径比为10～15：1。
优选的，步骤4)中，所述浓缩为将流出液B浓缩至Brix 30°～Brix35°。
优选的，步骤4)中，所述冷冻干燥具体为：将浓缩后的流出液B加入冷冻机中，温度小于-35℃，抽真空，4小时后以14～16℃每小时递增，恢复到室温，取出物料，得到干燥白芨低聚糖。
本发明还提供一种上述任一方法制备得到的白芨低聚糖。
本方法所得含白芨低聚糖物料的收率为10～12％，其含量可达60％以上。
本发明的有益效果为：
本发明通过中性氧化铝和交联葡聚糖凝胶柱对白芨多糖去色除异味、分离高聚糖与游离蛋白，得到的白芨低聚糖溶解后无明显异味生成，且在提取过程中，未加入有毒有害试剂，符合健康环保的生产准则。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
实施例1
一种从白芨根茎中提取白芨低聚糖的方法，包括以下步骤：
(1)将500kg白芨茎块洗净切成1～2mm薄片；进行3次提取，每次按料液比1g：6ml的比例加入3000L去离子水，在40℃下搅拌加热3h；合并提取液，离心过滤，得白芨茎块提取液；
(2)将白芨茎块提取液以1.5Bv/h的速度通过柱体积为2m3、柱高内径比为10：1的中性氧化铝柱，得流出液A，其中，中性氧化铝柱采用干法装柱，氧化铝的目数为60～80目；
(3)将流出液A真空浓缩至Brix 15°，以2Bv/h的速度通过柱体积为2m3、柱高内径比为15：1的交联葡聚糖凝胶柱G-15，用4000L去离子水洗脱，收集最后4000L洗脱液，得流出液B，吸附洗脱过程温度保持在20～25℃；
(4)将流出液B浓缩至Brix35°，留待干燥；
(5)开搁板预冻，使搁板温度低于-10℃；放入物料即浓缩后的流出液B，使物料温度低于-20℃；开冷井，使冷井温度低于-35℃；抽真空，建立真空度后关闭搁板预冻；4h后开始以16℃每小时加热至室温20℃左右，关机，取出物料，得干燥完全的提取物。
本实施例所得提取物干燥完全，其白芨低聚糖含量、回收率等参数如下表1所示。
实施例2
从白芨根茎中提取白芨低聚糖的方法，包括以下步骤：
(1)将380kg白芨茎块洗净切成1～2mm薄片；进行3次提取，每次按料液比1g：5ml的比例加入1900L去离子水，在40℃下搅拌加热3h；合并提取液，离心过滤，得白芨茎块提取液；
(2)将白芨茎块提取液以1Bv/h的速度通过柱体积为2m3、柱高内径比为10：1的中性氧化铝柱，得流出液A，其中，中性氧化铝柱采用干法装柱，氧化铝的目数为60～80目；
(3)将流出液A真空浓缩至Brix 17°，以1.5Bv/h的速度通过柱体积为1.52m3、柱高内径比为10：1的交联葡聚糖凝胶柱G-15，用3040L去离子水洗脱，收集最后3040L洗脱液，得流出液B，吸附洗脱过程温度保持在20～25℃；
(4)将流出液B浓缩至Brix32°，留待干燥；
(5)开搁板预冻，使搁板温度低于-10℃；放入物料即浓缩后的流出液B，使物料温度低于-20℃；开冷井，使冷井温度低于-35℃；抽真空，建立真空度后关闭搁板预冻；4h后开始以14℃每小时加热至室温20℃左右，关机，取出物料，得干燥完全的提取物。
本实施例所得提取物干燥完全，其白芨低聚糖含量、回收率等参数如下表1所示。
实施例3
从白芨根茎中提取白芨低聚糖的方法，包括以下步骤：
(1)将450kg白芨茎块洗净切成1～2mm薄片；进行3次提取，每次按料液比1g：5.5ml的比例加入2475L去离子水，在46℃下搅拌加热3h；合并提取液，离心过滤，得白芨茎块提取液；
(2)将白芨茎块提取液以1.2Bv/h的速度通过柱体积为2m3、柱高内径比为10：1的中性氧化铝柱，得流出液A，其中，中性氧化铝柱采用干法装柱，氧化铝的目数为60～80目；
(3)将将流出液A真空浓缩至Brix 16°，以1.8Bv/h的速度通过柱体积为1.8m3、柱高内径比为12：1的交联葡聚糖凝胶柱G-15，用3600L去离子水洗脱接，收集最后3600L洗脱液，得流出液B，吸附洗脱过程温度保持在20～25℃；
(4)将流出液B浓缩至Brix33°，留待干燥；
(5)开搁板预冻，使搁板温度低于-10℃；放入物料即浓缩后的流出液B，使物料温度低于-20℃；开冷井，使冷井温度低于-35℃；抽真空，建立真空度后关闭搁板预冻；4h后开始以15℃每小时加热至室温20℃左右，关机，取出物料，得干燥完全的提取物。
本实施例所得提取物干燥完全，其白芨低聚糖含量、回收率等参数如下表1所示。
对比实施例1
(1)将500kg白芨茎块洗净切成1～2mm薄片；按料液比1g：5ml加入2500L80％乙醇溶液，在70～75℃下回流提取1.5h，提取3次，合并提取液，回收乙醇后，离心过滤，得白芨茎块提取液；
(2)将白芨茎块提取液以1.2Bv/h的速度通过柱体积为2m3、柱高内径比为10：1的中性氧化铝柱，得流出液A，其中，中性氧化铝柱采用干法装柱，氧化铝的目数为60～80目；
(3)将流出液A真空浓缩至Brix 16°，以1.8Bv/h的速度通过柱体积为1.8m3、柱高内径比为12：1的交联葡聚糖凝胶柱G-15，用3600L去离子水洗脱，收集最后3600L洗脱液，得流出液B，吸附洗脱过程温度保持在20～25℃；
(4)将流出液B浓缩至Brix33°，留待干燥；
(5)开搁板预冻，使搁板温度低于-10℃；放入物料即浓缩后的流出液B，使物料温度低于-20℃；开冷井，使冷井温度低于-35℃；抽真空，建立真空度后关闭搁板预冻；4h后开始以15℃每小时加热至室温20℃左右，关机，取出物料，得干燥完全的提取物。
本实施例所得提取物干燥完全，其白芨低聚糖含量、回收率等参数如下表1所示。
对比实施例2
(1)将500kg白芨茎块洗净切成1～2mm薄片；进行3次提取，每次按料液比1g：5ml加入2500L去离子水，在45℃下搅拌加热3h；合并提取液，离心过滤，得白芨茎块提取液；
(2)在白芨茎块提取液滤液中加入溶液重量0.3％活性炭，搅拌30min后过滤；
(3)将活性炭处理后的溶液真空浓缩至Brix 16°，以1.8Bv/h的速度通过柱体积为1.8m3、柱高内径比为12：1的交联葡聚糖凝胶柱G-15，用3600L去离子水洗脱，收集最后3600L流出液，吸附洗脱过程温度保持在20～25℃；
(4)将交联葡聚糖凝胶柱G-15流出液浓缩至Brix33°，留待干燥；
(5)开搁板预冻，使搁板温度低于-10℃；放入物料即浓缩后的交联葡聚糖凝胶柱G-15流出液，使物料温度低于-20℃；开冷井，使冷井温度低于低于-35℃；抽真空，建立真空度后关闭搁板预冻；4h后开始以15℃每小时加热至室温20℃左右，关机，取出物料，得干燥完全的提取物。
本实施例所得提取物干燥完全，其白芨低聚糖含量、回收率等参数如下表1所示。
对比实施例3
(1)将500kg白芨茎块洗净切成1～2mm薄片；进行3次提取，每次按料液比1g：5ml加入2500L去离子水，在45℃下搅拌加热3h，提取3次，合并提取液，离心过滤，得白芨茎块提取液；
(2)将白芨茎块提取液以1.2Bv/h的速度通过柱体积为2m3、柱高内径比为10：1的中性氧化铝柱，得流出液A，其中，中性氧化铝柱采用干法装柱，氧化铝的目数为60～80目；
(3)将流出液A真空浓缩至Brix 16°，以1.8Bv/h的速度通过柱体积为1.8m3、柱高内径比为12：1的交联葡聚糖凝胶柱G-15，用3600L去离子水洗脱，收集最后3600L洗脱液，得流出液B，吸附洗脱过程温度保持在20～25℃；
(4)将流出液B浓缩至Brix33°，留待干燥；
(5)将物料即浓缩后的流出液B放入真空干燥箱，真空度控制在-0.08～0.09Mpa,温度60～70℃，真空干燥12h，取出物料，得提取物。
本实施例所得提取物无法完全干燥，其白芨低聚糖含量、回收率等参数如下表1所示。
对上述实施例1-3和对比实施例1-3所得提取物分别进行进行称重、溶解、紫外检测，结果如下表1所示，其中，低聚糖的含量通过紫外检测所得，低聚糖的收率按照以下公式计算：
低聚糖收率(％)＝[提取物质量(kg)×低聚糖含量(％)/原料质量(kg)]×100％
表1不同实施例和对比实施例所得提取物的参数
Figure BDA0002294745590000081
通过对上述实施例和对比实施例进行分析，可以看出，在对比实施例1中，将溶媒进行了替换，由水相变成了醇相，低聚糖在提取过程中不易溶于醇相，导致所得到的的提取物质量显著降低，其中低聚糖含量的含量也明显降低。
对比实施例2与实施例1-3相比，活性炭在处理白芨提取物时效果要差于中性氧化铝，中性氧化铝可以有效分离脂类化合物，因此对比实施例2得到的提取物会有异味出现，不易于被人所接受。
比较例3与实施例1-3相比，采用真空干燥，此干燥方法不能完全干燥产物，提取物中水分含量较高，影响低聚糖的品质。
具体的，本发明所使用的中性氧化铝经高温活化，颗粒大小在60～80目之间，可有效脱色去味，提高产品质量；葡聚糖凝胶是由平均分子量一定的葡聚糖及交联剂交联聚合而成，其为在水中不溶，但可膨胀的球形颗粒，具有三维空间的网状结构；可以有效分离分子量小于1500的物质，即包含低聚糖，可以快速分离出其它多糖和多肽，减少游离蛋白的含量。
综上，本发明通过将切片后的白芨与蒸馏水在加热状态下多次提取，得到白芨茎块提取液经过中性氧化铝和交联葡聚糖凝胶柱对其进行去色除异味、分离高聚糖与游离蛋白，从而有效的从白芨中提取出低聚糖，低聚糖的含量可达60％以上，得到的白芨低聚糖溶解后无异味生成，易于被人所接受；且在提取过程中，未加入有毒有害试剂，符合健康环保的生产准则。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种从白芨根茎中提取白芨低聚糖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)提取：将白芨茎块切片，加去离子水进行多次提取，合并提取液，离心过滤得白芨茎块提取液；
2)氧化铝柱处理：将步骤1)所得白芨茎块提取液经中性氧化铝柱处理，得到流出液A；
3)交联葡聚糖凝胶柱处理：将步骤2)所得流出液A浓缩后，上样至处理好的交联葡聚糖凝胶柱进行吸附分离，然后用去离子水洗脱，收集洗脱液得到流出液B；
4)干燥：将步骤3)所得流出液B经浓缩、冷冻干燥得到白芨低聚糖。
2.根据权利要求1所述的从白芨根茎中提取白芨低聚糖的制备方法，其特征在于，步骤1)的具体操作为：将白芨茎块切成1～2mm薄片，加入去离子水进行搅拌提取，提取温度为40～50℃，提取时间为2.5～3.5h，料液重量体积比为1:5～6，共提取3次，合并提取液，离心过滤得白芨茎块提取液。
3.根据权利要求1所述的从白芨根茎中提取白芨低聚糖的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述中性氧化铝柱的柱高与内径比为10：1；中氧化铝的目数为60～80目，干法装柱，所述白芨茎块提取液的上样流速为1～1.5Bv/h。
4.根据权利要求1所述的从白芨根茎中提取白芨低聚糖的制备方法，其特征在于，步骤3)中将所述流出液A浓缩至Brix 15°～Brix18°。
5.根据权利要求1所述的从白芨根茎中提取白芨低聚糖的制备方法，其特征在于，步骤3)中上样流速为1.5～2Bv/h；温度保持在20～25℃之间；去离子水的用量为2BV，所述洗脱液为最后2BV的洗脱液。
6.根据权利要求1所述的从白芨根茎中提取白芨低聚糖的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述交联葡聚糖凝胶柱为交联葡聚糖凝胶柱G-15，所述交联葡聚糖凝胶柱的处理方式为用去离子水泡胀后装入色谱柱。
7.根据权利要求1所述的从白芨根茎中提取白芨低聚糖的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述交联葡聚糖凝胶柱的高径比为10～15：1。
8.根据权利要求1所述的从白芨根茎中提取白芨低聚糖的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述浓缩为将流出液B浓缩至Brix 30°～Brix 35°。
9.根据权利要求1所述的从白芨根茎中提取白芨低聚糖的制备方法，其特征在于，步骤4)中，所述冷冻干燥具体为：将浓缩后的流出液B加入冷冻机中，温度小于-35℃，抽真空，4小时后以14～16℃每小时递增，恢复到室温，取出物料，得到干燥白芨低聚糖。
10.一种根据权利要求1-9中任一项所述方法得到的白芨低聚糖。
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