CN112794926B - 一种罗望子多糖的提取方法及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种罗望子多糖的提取方法及其应用，该提取方法包括，将罗望子种子进行预处理得到罗望子胶粉后，加入三氯乙酸水溶液，在100‑150℃下搅拌反应，得到罗望子多糖混合液，固液分离后取滤液，浓缩后醇提并干燥，即得。本发明的提取方法利用罗望子多糖耐高温不易降解特性，在预处理基础上，在超高温酸性条件下加压水提，保证罗望子多糖能充分溶出，并促使蛋白质在超高温和三氯乙酸双重条件下变性沉淀；采用超滤浓缩进一步除去高温降解的部分多肽蛋白、氨基酸和无机盐等小分子杂质，并结合乙醇沉淀分离得到高纯度的罗望子多糖；提取效率高，易于放大，适合批量化生产，所制得的罗望子多糖蛋白质含量低于0.3wt％。
Description
技术领域
本发明涉及植物多糖的提取技术领域，更具体地，涉及一种罗望子多糖的提取方法及其应用。
背景技术
罗望子是苏木科酸豆属的一种大型乔木，又称酸角、酸豆；其种子近似长方形或卵圆形，外皮坚硬，呈红褐色，有光泽，其中，含有非纤维类多糖成分60-73wt％，蛋白质15-20wt％，脂肪及其他杂质8-13wt％。
20世纪60年代，由日本率先实现罗望子多糖的工业化生产，并作为食品添加剂销售，随后美国、英国、法国、中国等多个国家也陆续开始了罗望子多糖的商业化生产，它在纺织、乳胶、建筑、木材、粘合剂、炸药、造纸、油脂及日化等行业得到广泛的应用。
罗望子多糖有良好的耐热、耐盐、耐酸和耐冷冻性，具有稳定、乳化、增稠、凝结、保水和成膜的作用，是一种用途广泛的食用胶。然而，国内对罗望子多糖的开发和应用起步较晚，相关的研究报道较少，其仅在食品的生产中得到广泛应用，且其深度加工的高附加值产品极度匮乏，高纯度罗望子多糖的批量生产制备技术国内未见相关研究报到。
公开号为CN1034278A的中国发明专利申请公开了一种罗望子胶的制备方法，将罗望子种仁加热后冷却，研磨脱色，在经无铅汽油浸泡脱脂、粉碎、过筛制备而成；该方法制备工艺简单易行，成本较低，能够满足烟草薄片粘接剂的要求，但罗望子多糖纯度不高，应用范围较窄。
公开号为CN107501424A的中国发明专利申请公开了一种纯化罗望子多糖胶的方法，其主要采用将压延破壁的罗望子多糖胶分散在低浓度的乙醇-水溶液中通过酶法降解来脱除罗望子多糖胶中蛋白质的纯化方法，从提高产品质量；该方法能够有效避免多糖胶水溶液体系粘度高的问题，并能显著降低产品中蛋白质含量，但其最佳实施方案所得到的产品中中蛋白质杂质含量高达6-8wt％，即其产品纯度仍然无法满足实际应用的需要。
公开号为CN107892722A的中国发明专利申请公开了一种水溶性罗望子多糖的制备方法，采用柠檬酸溶液进行提取醇沉，得到蛋白质含量低于3wt％的白色粉末产品；虽然该方法的提取率较高，但需要反复多次醇沉，操作步骤复杂，乙醇耗费量较大，不利于工业化生产。
公开号为CN106496350A的中国发明专利申请公开了一种高得色量罗望子胶制备方法，通过对罗望子胶进行羧甲基改性、微生物改性以及接枝亲水基团，解决罗望子胶印花得色量较差的问题，但该方案产品主要应用于织物印花技术领域。
综上所述，蛋白质含量低的高纯度罗望子多糖的提取方法是本领域技术人员亟需解决的关键技术问题。
发明内容
针对现有技术所存在的不足，本发明的目的在于提供一种罗望子多糖的提取方法及其应用。
本发明采用如下技术方案：
一种罗望子多糖的提取方法，包括：
将罗望子种子进行预处理得到罗望子胶粉后，加入三氯乙酸水溶液，在100-150℃下搅拌反应，得到罗望子多糖混合液，固液分离后取滤液，浓缩后醇提并干燥，即得。
具体地，三氯乙酸可提供酸性条件，同时结合100-150℃的高温条件，可促进罗望子胶粉的溶解和部分杂质的分解，从而提高提取率。此外，100-150℃的高温条件协同使蛋白质变性沉淀形成不溶性的盐。
在上述技术方案中，所述三氯乙酸水溶液的加入量为控制其pH为2-5。
具体地，当pH为2-5，可促进罗望子多糖的提取，提高提取率；当pH大于5，提取率明显降低；当pH小于2，部分罗望子多糖会开始降解，从而导致提取率下降。
在上述技术方案中，所述搅拌反应的过程还包括，控制其反应压力为0.1-1.0MPa。
具体地，上述搅拌反应的过程为加压高温水提取，在密封条件下，不加压时水温最高为100℃，加压越高水温越高，当加压压力为0.1-1.0MPa时，可使水温为100-180℃。
进一步地，在上述技术方案中，所述三氯乙酸水溶液的浓度为0.1-3.0wt％，优选为0.5-2.5wt％。
进一步地，在上述技术方案中，所述三氯乙酸水溶液的加入量为控制罗望子胶粉与三氯乙酸水溶液的料液重量比为1：30-50。
进一步地，在上述技术方案中，所述搅拌反应的反应温度为120-140℃。
进一步地，在上述技术方案中，所述搅拌反应的反应时间为4-6h。
再进一步地，在上述技术方案中，所述预处理包括，将罗望子种子依次经烘炒、粉碎和过筛制得罗望子胶粗粉后，加入5-8倍重量的双氧水-无水乙醇混合溶液，浸泡搅拌5-10h，过滤后将滤饼烘干。
优选地，在上述技术方案中，所述双氧水-无水乙醇混合溶液中无水乙醇和H2O2的浓度分别为90-95wt％和0.1-2.0wt％，和/或，所述浸泡搅拌的温度为50-60℃。
又进一步地，在上述技术方案中，所述固液分离为采用板框过滤机进行过滤。
优选地，在上述技术方案中，在所述过滤的过程中，选用600目硅藻土和300目硅藻土按质量比为1.5-2.4：1的比例混匀后作为助滤剂。
又进一步地，在上述技术方案中，所述浓缩具体为，采用10KDa的超滤膜超滤至所得到的母液质量为所述罗望子胶粉的5-10倍。
优选地，在上述技术方案中，所述超滤的压力为0.05-3.0MPa。
又进一步地，在上述技术方案中，所述醇提具体为，向浓缩后得到的母液中加入乙醇，并控制所述母液和乙醇的混合溶液中乙醇的浓度为50-60wt％。
优选地，在上述技术方案中，所述醇提的时间为3-6h。
又进一步地，在上述技术方案中，所述干燥包括，将醇提得到的絮状物进行过滤后，真空干燥。
优选地，在上述技术方案中，所述真空干燥的温度和时间分别为50-60℃和6-10h。
本发明另一方面还提供了上述提取方法在高纯度罗望子多糖的制备中的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所提供的提取方法充分利用罗望子多糖耐高温不易降解特性，在预处理基础上，在超高温酸性条件下进行加压水提，保证罗望子多糖能充分溶出，同时，促使蛋白质在超高温和三氯乙酸双重条件下变性沉淀；
(2)本发明所提供的提取方法采用乙醇结合双氧水进行脱脂脱色预处理，充分除杂的同时能够有效改善粉体结构，有利于后续多糖的提取纯化；
(3)本发明所提供的提取方法采用超滤浓缩进一步除去高温降解的部分多肽蛋白、氨基酸和无机盐等小分子杂质，并进一步结合乙醇沉淀分离得到高纯度的罗望子多糖；
(4)本发明所提供的提取方法提取效率高，易于放大，适合批量化生产，所提取得到的产品中罗望子多糖含量高于90wt％，且蛋白质含量低于0.3wt％。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，以使本领域的技术人员更加清楚地理解本发明。
以下实施例，仅用于说明本发明，但不止用来限制本发明的范围。
基于本发明中的具体实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的情况下，所获得的其他所有实施例，都属于本发明的保护范围。
在本发明实施例中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。
在本发明实施例中，若未具体指明，所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
本发明实施例提供了一种罗望子多糖的提取方法，具体包括以下步骤：
S1、将罗望子种子烘炒，粉碎，60-80目过筛，得罗望子粗粉；称取罗望子粗粉1000g，加入4500g无水乙醇和500g质量分数3％的双氧水的混合溶液，于50℃搅拌6h；完成后过滤回收乙醇溶液，滤渣烘干得罗望子胶处理粉；
S2、将罗望子胶处理粉投入装有30kg质量分数为0.5％的三氯乙酸溶液的闭式不锈钢反应釜中，加压压力0.1Mpa，温度控制在120℃搅拌4h，降温至80℃后趁热进行加压板框过滤，过滤3遍收集滤液，经截留分子量为10KDa超滤膜超滤，超滤压力0.1Mpa，直至滤液总重为10kg；
S3、向母液中缓慢加入乙醇，使乙醇终浓度为50％，静置3h，150目筛网过滤分离白色絮状物，置于真空干燥箱恒温50℃干燥8h，得到罗望子多糖产品483.7g，得率为48.37％。
经DNS法测多糖含量为92.15％，凯氏定氮法测蛋白质含量为0.21％。
实施例2
本发明实施例提供了一种罗望子多糖的提取方法，具体包括以下步骤：
S1、将罗望子种子烘炒，粉碎，60-80目过筛，得罗望子粗粉；称取罗望子粗粉1000g，加入5700g无水乙醇和300g质量分数10％的双氧水的混合溶液，于55℃搅拌8h；完成后过滤回收乙醇溶液，滤渣烘干得罗望子胶处理粉；
S2、将罗望子胶处理粉投入装有40kg质量分数为1.0％的三氯乙酸溶液的闭式不锈钢反应釜中，加压压力0.14Mpa，温度控制在130℃搅拌5h，降温至80℃后趁热进行加压板框过滤(加入质量比为2：1的600目硅藻土和300目硅藻土的混合物作为助滤剂)，过滤3遍收集滤液，经截留分子量为10KDa超滤膜超滤，超滤压力0.12Mpa，直至滤液总重为8kg；
S3、向母液中缓慢加入乙醇，使乙醇终浓度为55％，静置5h，150目筛网过滤分离白色絮状物，置于真空干燥箱恒温55℃干燥7h，得到罗望子多糖产品497.9g，得率为49.79％。
经DNS法测多糖含量为93.65％，凯氏定氮法测蛋白质含量为0.18％。
实施例3
本发明实施例提供了一种罗望子多糖的提取方法，具体包括以下步骤：
S1、将罗望子种子烘炒，粉碎，60-80目过筛，得罗望子粗粉；称取罗望子粗粉1000g，加入7500g无水乙醇和500g质量分数10％的双氧水的混合溶液，于60℃搅拌10h；完成后过滤回收乙醇溶液，滤渣烘干得罗望子胶处理粉；
S2、将罗望子胶处理粉投入装有50kg质量分数为2.5％的三氯乙酸溶液的闭式不锈钢反应釜中，加压压力0.18Mpa，温度控制在140℃搅拌6h，降温至80℃后趁热进行加压板框过滤，过滤3遍收集滤液，经截留分子量为10KDa超滤膜超滤，超滤压力0.15Mpa，直至滤液总重为5kg；
S3、向母液中缓慢加入乙醇，使乙醇终浓度为60％，静置6h，150目筛网过滤分离白色絮状物，置于真空干燥箱恒温60℃干燥6h，得到罗望子多糖产品521.5g，得率为52.15％。
经DNS法测多糖含量为95.37％，凯氏定氮法测蛋白质含量为0.12％。
最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。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 (10)
1.一种罗望子多糖的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：
将罗望子种子进行预处理，所述预处理的工艺步骤为：将罗望子种子依次经烘炒、粉碎和过筛制得罗望子胶粗粉后，加入5-8倍重量的双氧水-无水乙醇混合溶液，浸泡搅拌5-10h，过滤后将滤饼烘干，得到罗望子胶粉；
向所述罗望子胶粉中加入浓度为0.1-3.0 wt%的三氯乙酸水溶液，所述三氯乙酸水溶液的加入量为控制罗望子胶粉与三氯乙酸水溶液的料液重量比为1：30-50，所述三氯乙酸水溶液的加入量为控制其pH为2-5，在100-150 ℃下搅拌反应，控制其反应压力为0.1-1.0MPa，得到罗望子多糖混合液，固液分离后取滤液，浓缩后醇提并干燥，即得。
2.根据权利要求1所述的罗望子多糖的提取方法，其特征在于，所述三氯乙酸水溶液的浓度为0.5-2.5 wt%。
3.根据权利要求1或2所述的罗望子多糖的提取方法，其特征在于，
所述搅拌反应的反应温度为120-140 ℃，所述搅拌反应的反应时间为4-6 h。
4.根据权利要求1或2所述的罗望子多糖的提取方法，其特征在于，所述双氧水-无水乙醇混合溶液中无水乙醇和H2O2的浓度分别为90-95 wt%和0.1-2.0 wt%，所述浸泡搅拌的温度为50-60 ℃。
5.根据权利要求1或2所述的罗望子多糖的提取方法，其特征在于，所述固液分离为采用板框过滤机进行过滤。
6.根据权利要求5所述的罗望子多糖的提取方法，其特征在于，在所述过滤的过程中，选用600目硅藻土和300目硅藻土按质量比为1.5-2.4：1的比例混匀后作为助滤剂。
7.根据权利要求1或2所述的罗望子多糖的提取方法，其特征在于，所述浓缩具体为，采用10 KDa的超滤膜超滤至所得到的母液质量为所述罗望子胶粉的5-10 倍，所述超滤的压力为0.05-3.0 MPa。
8.根据权利要求1或2所述的罗望子多糖的提取方法，其特征在于，所述醇提具体为，向浓缩后得到的母液中加入乙醇，并控制所述母液和乙醇的混合溶液中乙醇的浓度为50-60wt%，所述醇提的时间为3-6 h。
9.根据权利要求1或2所述的罗望子多糖的提取方法，其特征在于，所述干燥包括，将醇提得到的絮状物进行过滤后进行真空干燥。
10.根据权利要求9所述的罗望子多糖的提取方法，其特征在于，所述真空干燥的温度和时间分别为50-60 ℃和6-10h 。
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Denomination of invention: An Extraction Method of Tamarind Polysaccharide and Its Application Effective date of registration: 20221027 Granted publication date: 20220603 Pledgee: Bank of China Limited Wuhan Jianghan sub branch Pledgor: WUHAN BEBEVISA BIOTECH Co.,Ltd. Registration number: Y2022420000354 |
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