CN112029009B

CN112029009B - 一种火龙果花多糖的制备方法

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Publication number: CN112029009B
Application number: CN202011055308.8A
Authority: CN
Inventors: 邓志勇; 余盛灯; 向军
Original assignee: Hainan North Latitude 18 Fresh Fruit Co ltd
Current assignee: Hainan North Latitude 18 Fresh Fruit Co ltd
Priority date: 2020-09-30
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2022-10-04
Anticipated expiration: 2040-09-30
Also published as: CN112029009A

Abstract

本发明公开一种火龙果花多糖的制备方法，包括以下步骤：(1)取火龙果花，干燥粉碎过筛；按每kg物料加5～8L pH5.5～6.0的水混合，然后进行蒸汽爆破：5～20min内升压至0.5～1.2MPa，温度110～130℃，维压3～10min；(2)加pH4.0～6.0的水浸提，离心，收集上清，调节pH6.5～7.0，浓缩，加乙醇溶液醇沉，冻干；(3)用pH5.0～5.5的水将步骤(2)所得干燥样品配制成溶液，用大孔树脂静态吸附6～8h，抽滤收集滤液，冻干；(4)用0.2～0.5mol/L的氯化钠水溶液将步骤(3)所得干燥样品配制成溶液，进行凝胶柱层析；先用pH6.5～7.0的水洗脱3～5个柱体积，弃洗脱液，再用pH 5.0～5.5的水洗脱，收集洗脱液；(5)洗脱液浓缩，醇沉，冷冻干燥。本发明不仅得到分子量均一的3～7kDa小分子多糖，且得率和纯度也较高，纯度达到80％以上，得率达到5～9％。

Description

一种火龙果花多糖的制备方法

技术领域

本发明涉及植物多糖制备技术领域，具体涉及一种火龙果花多糖的制备方法。

背景技术

火龙果(Hylocerus undatus)又名红龙果、龙珠果等，为仙人掌科量天尺属植物，我国海南、广东、广西、福建和云南等省区均大量种植，其花具有清热痰、除积热、止气痛等功效。火龙果花中包含多种活性成分，包括多糖、皂苷、植物甾醇、黄酮、维生素E等，其中多糖是主要的活性成分。火龙果花多糖中不同分子量的多糖成分的功效有所不同，因此，提供一种可提取特定分子量火龙果花多糖的提取方法成为必要。

目前火龙果花多糖的提取工艺涉及的方法有水提醇沉法、酶提法、微波辅助提取法和超声波辅助提取法。水提醇沉法是传统的提取方法，所需设备简单，但纯度和提取率方面效果不佳。酶提取法能极大地提高多糖得率和缩短提取时间，且该方法通常在较温和的条件下进行，对多糖结构影响较小。但因酶具有高度专一性，选择适宜的酶就显得尤为重要。同时提取的温度、pH、时间均会影响提取效率，且酶价格较昂贵，用量大，极大地限制了该方法的使用。微波辅助提取法通过微波使溶剂迅速气化，进而在细胞膜和细胞壁上形成大量孔洞，有利于多糖释放。超声波辅助提取法通过超声波增加溶剂的穿透力，可缩短提取时间，提高提取效率。超声和微波提取法可协同用于多糖提取，但上述两种方法能耗较大、成本高，产业上的使用受到限制。可见，目前适用于火龙果花多糖的提取方法不同程度的存在提取率和纯度不够高、成本高等问题。

发明内容

前期研究结果显示，分子量3～7kDa的火龙果多糖具有明显的提高免疫力的活性，基于前期研究结果，为了更有利于该多糖的推广应用，本发明的目的是提供一种适用于分子量3～7kDa火龙果花多糖且提取率和纯度较好的火龙果花多糖制备方法。

本发明方案包括以下方面：

一种火龙果花多糖的制备方法，包括以下步骤：

(1)取火龙果花，干燥，粉碎过筛；取过筛后物料，按每kg物料加5～8L pH5.5～6.0的水混合，然后放入蒸汽爆破装置进行蒸汽爆破，蒸汽爆破装置于5～20min内升压至0.5～1.2MPa，蒸汽爆破时的温度是110～130℃，并维压3～10min；

(2)取步骤(1)所得物料，加pH4.0～6.0的水，水浴浸提，离心，收集上清，调节pH6.5～7.0，浓缩，加乙醇溶液，醇沉，冷冻干燥；

(3)用pH5.0～5.5的水将步骤(2)所得干燥样品配制成溶液，用大孔树脂吸附，溶液毫升数和大孔树脂的克数比例为(10～15):1，静态吸附6～8h，抽滤收集滤液，冷冻干燥；

(4)用0.2～0.5mol/L的氯化钠水溶液将步骤(3)所得干燥样品配制成溶液，进行凝胶柱层析；先用pH6.5～7.0的水洗脱3～5个柱体积，弃洗脱液，再用pH 5.0～5.5的水洗脱，收集洗脱液；

(5)洗脱液浓缩，醇沉，冷冻干燥。

优选的，所述大孔树脂选自D101、XDA-4、AB-8、XDA-6和D113。

更优选的，所述大孔树脂为D101和XDA-4组成的树脂。

更优选的，所述大孔树脂为D101和XDA-4按质量比1:3～4组成的树脂。

更优选的，所述凝胶柱层析使用的是Sephadex G-100层析柱。

优选的，步骤(2)，按料水比1g:10～20ml加pH4.0～6.0的水；水浴温度为80～90℃；水浴浸提时间为1～3h；乙醇溶液体积浓度为80～90％；醇沉条件是：于5～10℃醇沉20～24h。

优选的，步骤(3)，溶液质量浓度为13～20mg/mL。

优选的，步骤(4)，溶液质量浓度为13～20mg/mL。

优选的，步骤(5)为：洗脱液浓缩至原体积的1/2～1/3，加体积浓度80～90％的乙醇溶液，于5～10℃醇沉20～24h，冷冻干燥。

优选的，所述火龙果花为红心火龙果花柱。

本发明所取得的有益效果：

本发明借助蒸汽爆破，使原料发生类酸降解、热解、机械断裂和化学键破坏等作用，促使多糖溶出。并对各步骤的pH值进行合理调控，控制各阶段多糖的水解程度，不仅得到分子量均一的3～7kDa小分子多糖，且得率和纯度也较高，纯度达到80％以上，得率达到5～9％。本发明借助复合大孔树脂对不同分子量大小的火龙果花多糖进行制备和纯化，得到更为均一的低分子量火龙果花多糖，分子量3～5kDa，产物纯度和得率更高。

本发明不需借助昂贵的仪器，有利于实现火龙果花小分子多糖产品的产业化生产。

具体实施方式

为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。

实施例1

一种火龙果花多糖的制备方法，包括以下步骤：

(1)取“金都一号”红心火龙果花柱，干燥(含水量小于5％)，粉碎过200～300目筛；取过筛后物料，按每kg物料加5L pH5.5的水混合，然后放入蒸汽爆破装置进行蒸汽爆破，蒸汽爆破装置于5～20min内升压至0.5MPa，蒸汽爆破时的温度是130℃，并维压3min，蒸汽爆破后物料温度为室温；

(2)取步骤(1)所得物料，按料水比1g:10ml加pH4.0的水，90℃水浴浸提3h，离心，收集上清，调节pH7.0，浓缩至原体积的1/2，加体积浓度90％的乙醇溶液，于10℃醇沉20h，冷冻干燥至含水量小于5％；

(3)用pH5.0的水将步骤(2)所得干燥样品配制成质量浓度20mg/mL的溶液，用大孔树脂(D101和XDA-4质量比1:4)吸附，溶液毫升数和大孔树脂的克数比例为15:1，静态吸附8h，抽滤收集滤液，冷冻干燥至含水量小于5％；

(4)用0.5mol/L的氯化钠水溶液将步骤(3)所得干燥样品配制成质量浓度13mg/mL的溶液，进行Sephadex G-100凝胶柱层析；先用pH7.0的水洗脱5个柱体积，弃洗脱液，再用pH 5.5的水洗脱，收集洗脱液；洗脱流速为0.3～0.5mL/min；

(5)洗脱液浓缩至原体积的1/2，加体积浓度90％的乙醇溶液，于10℃醇沉20h，冷冻干燥至含水量小于5％。

实施例2

一种火龙果花多糖的制备方法，包括以下步骤：

(1)取“金都一号”红心火龙果花柱，干燥(含水量小于5％)，粉碎过200～300目筛；取过筛后物料，按每kg物料加8L pH6.0的水混合，然后放入蒸汽爆破装置进行蒸汽爆破，蒸汽爆破装置于5～20min内升压至1.2MPa，蒸汽爆破时的温度是110℃，并维压10min，蒸汽爆破后物料温度为室温；

(2)取步骤(1)所得物料，按料水比1g:20ml加pH6.0的水，80℃水浴浸提1h，离心，收集上清，调节pH6.5，浓缩至原体积的1/3，加体积浓度80％的乙醇溶液，于5℃醇沉24h，冷冻干燥至含水量小于5％；

(3)用pH5.5的水将步骤(2)所得干燥样品配制成质量浓度13mg/mL的溶液，用大孔树脂(D101和XDA-4质量比1:3)吸附，溶液毫升数和大孔树脂的克数比例为10:1，静态吸附6h，抽滤收集滤液，冷冻干燥至含水量小于5％；

(4)用0.2mol/L的氯化钠水溶液将步骤(3)所得干燥样品配制成质量浓度20mg/mL的溶液，进行Sephadex G-100凝胶柱层析；先用pH6.5的水洗脱3个柱体积，弃洗脱液，再用pH 5.0的水洗脱，收集洗脱液；洗脱流速为0.3～0.5mL/min；

(5)洗脱液浓缩至原体积的1/3，加体积浓度80％的乙醇溶液，于5℃醇沉24h，冷冻干燥至含水量小于5％。

实施例3

本例与实施例1的区别是：大孔树脂为D101。

实施例4

本例与实施例1的区别是：大孔树脂为D101和XDA-4按质量比1:10组成的树脂。

实施例5

本例与实施例1的区别是：

步骤(2)和步骤(5)的醇沉条件是：于0～2℃醇沉20h。

实施例6

本例与实施例1的区别是：采用的是“白玉龙”白肉火龙果的花柱为原料。

实施例7

本例与实施例1的区别是：原料是火龙果花瓣。

对比例1

本例与实施例1的主要区别是：

步骤(2)浓缩前，未调节pH；

步骤(3)用pH6.5的水将步骤(2)所得干燥样品配制成溶液。

对比例2

本例与实施例1的主要区别是：

步骤(4)，先用pH7.0的水洗脱5个柱体积，弃洗脱液，继续用pH7.0的水洗脱，收集洗脱液。

对比例3

本例与实施例1的主要区别是：未进行步骤(3)。

对比例4

本例与实施例1的主要区别是：(1)取“金都一号”红心火龙果花柱，干燥(含水量小于5％)，粉碎过200～300目筛；取过筛后物料，按每kg物料加5L pH6.8的水混合，然后放入蒸汽爆破装置进行蒸汽爆破，蒸汽爆破装置于5～20min内升压至0.5MPa，蒸汽爆破时的温度是180℃，并维压3min，蒸汽爆破后物料温度为室温。

实验例：

采用苯酚-硫酸法测定产品中多糖含量，计算纯度。采用HPSEC-MALLS-RID联用技术测定多糖分子量(柱TSKgel G5000 PWXL(10μm，7.8×300nm)，流动相：pH为5.2的0.1mol/L NaH₂PO₃和0.3mol/L NaNO₃)。

纯度(％)＝产品中多糖质量/产品质量×100％

得率(％)＝产品中多糖质量/干品原料质量×100％

表1

	纯度％	得率％	分子量
				实施例1	93.2±0.67％	9.1±0.16％	3～4kDa
实施例2	98.5±0.50％	9.7±0.03％	3～4kDa
				实施例3	80.8±0.61％	5.2±0.13％	3～7kDa
实施例4	84.1±0.37％	7.1±0.06％	3～5kDa
				实施例5	88.3±0.29％	7.9±0.12％	3～5kDa
实施例6	82.0±0.66％	6.5±0.07％	3～5kDa
				实施例7	86.2±0.49％	2.1±0.09％	3～5kDa
对比例1	67.4±0.38％	1.2±0.04％	1～9kDa
				对比例2	60.3±0.41％	3.1±0.06％	1～9kDa
对比例3	52.7±0.65％	2.3±0.13％	2～10kDa
				对比例4	83.8±0.39％	4.0±0.10％	0.8～8kDa

结果显示：

实施例1～7方法得到分子量3～7kDa的火龙果花多糖，分子量均一，且纯度达到80％以上，得率达到5～9％。本发明首先对原料进行气爆，再对各步骤的pH值进行合理调控，控制各阶段多糖的水解程度，不仅得到分子量均一的3～7kDa小分子多糖，且得率和纯度也较高。大孔树脂吸附结合pH的调控有利于进一步提高纯度、得率和分子量均一性。对比例所得多糖纯度和得率均不够理想，分子量范围也较宽且其中3～7kDa的火龙果花多糖含量小于75％。本发明还发现，采用火龙果花不同部位进行多糖提取时，不仅得率有所差异，且花瓣提取的小分子多糖纯度低于花柱。这可能与火龙果花不同部位的化学成分之间的差异有关。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种火龙果花多糖的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)取红心火龙果花柱，干燥，粉碎过筛；取过筛后物料，按每kg物料加5～8L pH5.5～6.0的水混合，然后进行蒸汽爆破，蒸汽爆破装置于5～20min内升压至0.5～1.2MPa，蒸汽爆破时的温度是110～130℃，并维压3～10min；

(2)取步骤(1)所得物料，按料水比1g:10～20ml加pH4.0～6.0的水，80～90℃水浴浸提1～3h，离心，收集上清，调节pH6.5～7.0，浓缩，加体积浓度为80～90％的乙醇溶液，于5～10℃醇沉20～24h，冷冻干燥；

(3)用pH5.0～5.5的水将步骤(2)所得干燥样品配制成质量浓度为13～20mg/mL的溶液，用大孔树脂吸附，溶液毫升数和大孔树脂的克数比例为10～15:1，静态吸附6～8h，抽滤收集滤液，冷冻干燥；所述大孔树脂为D101和XDA-4按质量比1:3～4组成的树脂；

(4)用0.2～0.5mol/L的氯化钠水溶液将步骤(3)所得干燥样品配制成质量浓度为13～20mg/mL的溶液，进行Sephadex G-100凝胶柱层析；先用pH6.5～7.0的水洗脱3～5个柱体积，弃洗脱液，再用pH 5.0～5.5的水洗脱，收集洗脱液；

(5)洗脱液浓缩至原体积的1/2～1/3，加体积浓度80～90％的乙醇溶液，于5～10℃醇沉20～24h，冷冻干燥。