CN115677875B - 一种甘草多糖提取工艺与甘草多糖和香精 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及植物提取物技术领域，具体公开了一种甘草多糖提取工艺与甘草多糖和香精。一种甘草多糖提取工艺，将甘草加入溶剂中，然后采用超声波辅助提取，所述溶剂包括氯化胆碱、异丙醇、氯化钠、水。本申请的甘草多糖提取工艺，以氯化胆碱、异丙醇、氯化钠的复合水溶液作为甘草的提取溶剂，其中氯化胆碱作为氢键供体、异丙醇作为氢键受体，二者通过氢键相互结合，得到的溶剂极性大，与甘草多糖相似相溶，可溶解的多糖相应较多；且本申请溶剂中含有大量羟基，也能加强与多糖的相互作用力，甘草多糖的提取率可以达到5.07‑5.59%，有效提取甘草多糖提取率。
Description
技术领域
本申请涉及植物提取物技术领域，更具体地说，它涉及一种甘草多糖提取工艺与甘草多糖和香精。
背景技术
甘草为豆科、甘草属多年生草本植物，甘草作为药食两用资源，其中含有甘草多糖、甘草黄酮和甘草酸等多种生物活性成分。
甘草多糖是甘草的主要有效成分之一，在医药、食品和养殖业等方面被广泛应用。研究表明甘草多糖具有抗肿瘤、增强免疫和保护肝脏等生理活性。因此多糖的提取和性质研究日益受到重视。
目前常用的提取工艺有溶剂提取法、超声辅助提取法微波辅助法、酶提取法、渗流-大孔树脂循环耦合提取法、超临界二氧化碳萃取法等。其中酶提取法、渗流-大孔树脂循环耦合提取法、超临界萃取法，操作繁琐，成本高，处理量较低，不适合商业化生产。因此，超声提取法受到更多的青睐。
超声提取技术的原理是利用超声的空化效应、热效应和机械效应，超声的空化效应使植物细胞破裂，热效应使分散介质或药材的温度升高而促使有效成分溶解，机械效应使介质质点产生振动而强化介质的扩散与传质。
根据上述相关技术，申请人发现传统的超声提取法是以水为介质，存在所得提取物产率低的缺点。
发明内容
为了提高甘草多糖提取物的产率，本申请提供一种甘草多糖提取工艺与甘草多糖和香精。
第一方面，本申请提供一种甘草多糖提取工艺，采用如下的技术方案：
一种甘草多糖提取工艺，将甘草加入溶剂中，然后采用超声波辅助提取，所述溶剂包括氯化胆碱、异丙醇、氯化钠、水。
通过采用上述技术方案，用氯化胆碱、异丙醇、氯化钠的复合水溶液作为甘草的提取溶剂，其中氯化胆碱作为氢键供体、异丙醇作为氢键受体，二者通过氢键相互结合，得到的溶剂热稳定性优异，与水和有机溶剂混溶，对各种有机化合物具有优异的溶解性和萃取性。
甘草多糖为极性大分子，本申请得到的溶剂极性也相对较大，根据相似相溶原理，可溶解的多糖相应较多；另一方面因为醇类大量羟基的存在，也能加强与多糖的相互作用力，提高甘草多糖提取率。
优选的，按重量份计，所述溶剂包括氯化胆碱20-25份、异丙醇30-35份、氯化钠0.3-0.5份、水40-50份。
氯化胆碱作为氢键供体、异丙醇作为氢键受体，二者通过氢键相互结合得到的复合物，黏度相对较高，黏度过高会导致甘草与溶剂接触不充分，从而影响甘草多糖的提取率。通过采用上述技术方案，加入水，并调控氯化胆碱、异丙醇与水的比例，可以有效降低黏度；同时，加入氯化钠，氯化钠溶解在水中分解出离子，在离子作用下进一步降低溶剂的黏度，保证溶剂与甘草充分接触，有利于提高甘草多糖的提取率。
优选的，所述氯化胆碱与异丙醇的重量比为1：(1.3-1.6)。
通过采用上述技术方案，氯化胆碱与异丙醇的配比决定溶剂中两者结合产物的浓度，通过调控氯化胆碱与异丙醇的配比，在本申请限定配比范围内，得到溶剂对甘草多糖的提取率更高，进一步提高了甘草多糖的提取率。
优选的，所述甘草与溶剂的料液比为：1：15g/ml-1：30g/ml。
通过采用上述技术方案，甘草多糖是在超声辅助作用下从甘草中溶出在溶剂中，而甘草与溶剂的料液比影响甘草多糖的溶出，在本申请限定的料液比可以达到更高的甘草多糖提取率。如果料液比过高，甘草在溶剂中浓度过大，彼此之间会发生重叠与遮盖，使得部分甘草与溶剂不能充分接触，而且因为溶剂的特殊性，可能会影响超声作用，影响甘草中多糖的溶出，降低甘草多糖提取率；如果料液比过低，一方面浪费溶剂，另一方面，溶剂中多糖浓度低，也会影响后续多糖的收集。
优选的，所述甘草加入溶剂中浸泡10-20min后在进行超声处理。
优选的，所述甘草加入溶剂中浸泡温度为30-40℃。
通过采用上述技术方案，在超声前先将甘草进行浸泡处理，使得甘草表皮松软，有利于甘草表皮在后续超声作用下完全破碎，同时降低甘草整个破碎的几率，有利于甘草内多糖的有效溶出，提高甘草多糖的提取率。
优选的，所述超声功率为230-250W，超声时间为20-30min。
通过采用上述技术方案，在本申请限定的超声功率与超声时间甘草多糖的提取率可以达到最大值。在一定范围内，超声功率越大，超声波的强度越加，甘草与溶剂的接触反应更充分，从而使多糖溶出增加，但是当超声功率超过本申请限定的范围时，会对多糖类化合物具有破坏作用，使提取率下降；在一定时间范围内，随着超声时间的增加，超声波能充分作用于甘草，破坏甘草细胞壁，使得多糖溶出；但是当超声时间超出本申请限定范围，超声波使得部分多糖水解，从而降低了多糖提取率。
优选的，所述甘草先破碎再加入溶剂中，破碎粒径为0.2-0.3mm。
第二方面，本申请提供一种甘草多糖，采用如下的技术方案：
一种甘草多糖，其为上述任一甘草多糖提取工艺提取得到的甘草多糖。
第三方面，本申请提供一种香精，采用如下的技术方案：
一种香精，其含有上述甘草多糖。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用氯化胆碱、异丙醇、氯化钠的复合水溶液作为甘草的提取溶剂，其中氯化胆碱作为氢键供体、异丙醇作为氢键受体，二者通过氢键相互结合，得到的溶剂极性大，与甘草多糖相似相溶，可溶解的多糖相应较多；且本申请溶剂中含有大量羟基，也能加强与多糖的相互作用力，甘草多糖的提取率可以达到5.07-5.59％，有效提取甘草多糖提取率。
2、本申请中优选采用在超声前先将甘草进行浸泡处理，使得甘草表皮松软，使得甘草表皮在后续超声作用下完全破碎，有利于甘草内多糖的有效溶出，提高甘草多糖的提取率。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料和/或中间体的制备例
原料
本申请实施例原料均可以通过市售获得：
氯化胆碱，分析纯；
异丙醇，分析纯；
氯化钠，分析纯。
制备例
制备例1-5
一种溶剂，其制备方法为：
按照表1配比将氯化胆碱异丙醇、氯化钠、水混合，在恒温水浴锅中，保持温度60℃，搅拌至完全溶解后取出，冷却至20℃，得到溶剂。
制备例1-5原料配比表(10g)
制备例6
与制备例2不同的是，制备例6的原料中不含氯化钠。
制备例7
与制备例2不同的是，制备例7的原料中不含水。
实施例
实施例1
一种甘草多糖提取工艺，包括以下步骤：
S1.筛选
去除甘草中杂质；
S2.粉碎
将S1中筛选得到的甘草进行粉碎，收集粒径为0.2-0.3mm的颗粒，备用；
S3.超声处理
按照1：15g/ml-的料液比，将S2得到的甘草颗粒加入制备例1得到的溶剂中进行超声处理，得到混合液；其中超声功率为230W，温度为35℃，超声时间为30min；
S4.过滤
将S3中得到混合液进行过滤，滤液备用；
S5.去蛋白
用Sevag法对S4得到的滤液进行去蛋白处理，得到混合液；
S6.离心
将S5中得到的混合液进行离心处理，留取上清液；
S7.冻干
将上清液冻干，得到甘草粗多糖。
实施例2
一种甘草多糖提取工艺，包括以下步骤：
S1-S2.同实施例1；
S3.超声处理
按照1：30g/ml的料液比，将S2得到的甘草颗粒加入制备例1得到的溶剂中进行超声处理，得到混合液；其中超声功率为230W，温度为35℃，超声时间为30min；
S4-S7.同实施例1。
实施例3
一种甘草多糖提取工艺，包括以下步骤：
S1-S2.同实施例1；
S3.超声处理
按照1：10g/ml-的料液比，将S2得到的甘草颗粒加入制备例1得到的溶剂中进行超声处理，得到混合液；其中超声功率为230W，温度为35℃，超声时间为30min；
S3-S7.同实施例1。
实施例4
一种甘草多糖提取工艺，包括以下步骤：
S1-S2.同实施例1；
S3.超声处理
按照1：40g/ml-的料液比，将S2得到的甘草颗粒加入制备例1得到的溶剂中进行超声处理，得到混合液；其中超声功率为230W，温度为35℃，超声时间为30min；
S4-S7.同实施例1。
实施例5
一种甘草多糖提取工艺，包括以下步骤：
S1-S2.同实施例2；
S3.超声处理
按照1：30g/ml-的料液比，将S2得到的甘草颗粒加入制备例1得到的溶剂中进行超声处理，得到混合液；其中超声功率为250W，温度为35℃，超声时间为30min；
S4-S7.同实施例2。
实施例6
一种甘草多糖提取工艺，包括以下步骤：
S1-S2.同实施例2；
S3.超声处理
按照1：30g/ml-的料液比，将S2得到的甘草颗粒加入制备例1得到的溶剂中进行超声处理，得到混合液；其中超声功率为270W，温度为35℃，超声时间为30min；
S4-S7.同实施例2。
实施例7
一种甘草多糖提取工艺，包括以下步骤：
S1-S2.同实施例2；
S3.超声处理
按照1：30g/ml-的料液比，将S2得到的甘草颗粒加入制备例1得到的溶剂中进行超声处理，得到混合液；其中超声功率为250W，温度为35℃，超声时间为20min；
S4-S7.同实施例2。
实施例8
一种甘草多糖提取工艺，包括以下步骤：
S1-S2.同实施例2；
S3.超声处理
按照1：30g/ml-的料液比，将S2得到的甘草颗粒加入制备例1得到的溶剂中进行超声处理，得到混合液；其中超声功率为250W，温度为35℃，超声时间为40min；
S4-S7.同实施例2。
实施例9
一种甘草多糖提取工艺，包括以下步骤：
S1-S2.同实施例2；
S3.浸泡
按照1：30g/ml的料液比，将S2得到的甘草颗粒加入制备例1得到的溶剂，加热至35℃，浸泡10min，得到混合液；
S4.超声处理
将S3得到的混合液进行超声处理，得到混合液；其中超声功率为250W，温度为35℃，超声时间为30min；
S5.过滤
将S3中得到混合液进行过滤，滤液备用；
S6.去蛋白
用Sevag法对S4得到的滤液进行去蛋白处理，得到混合液；
S7.离心
将S5中得到的混合液进行离心处理，留取上清液；
S8.冻干
将上清液冻干，得到甘草粗多糖。
实施例10
一种甘草多糖提取工艺，包括以下步骤：
S1-S2.同实施例2；
S3.浸泡
按照1：30g/ml的料液比，将S2得到的甘草颗粒加入制备例1得到的溶剂，加热至30℃，浸泡20min，得到混合液；
S4-S8.同实施例9。
实施例11
一种甘草多糖提取工艺，包括以下步骤：
S1-S2.同实施例2；
S3.浸泡
按照1：30g/ml的料液比，将S2得到的甘草颗粒加入制备例1得到的溶剂，加热至40℃，浸泡10min，得到混合液；
S4-S8.同实施例9。
实施例12
一种甘草多糖提取工艺，包括以下步骤：
S1-S2.同实施例2；
S3.浸泡
按照1：30g/ml的料液比，将S2得到的甘草颗粒加入制备例1得到的溶剂，加热至50℃，浸泡10min，得到混合液；
S4-S8.同实施例9。
实施例13-16
与实施例9不同的是，实施例13-16中的溶剂分别来自于制备例2-5。
对比例
对比例1
与实施例1不同的是，对比例1中的溶剂为水。
对比例2
与实施例1不同的是，对比例2中的溶剂来自制备例6。
对比例3
与实施例1不同的是，对比例3中的溶剂来自制备例7。
性能检测试验
检测方法/试验方法
对实施例1-16与对比例1-2中的多糖提取率进行测定，检测结果见表2。
将无水葡萄糖溶解在水种，配置成3-18μg/mL的标准溶液，经苯酚-硫酸试剂显色后，测定其在最大吸收490nm处的吸光度，以吸光度为横坐标、浓度为纵坐标，进行线性回归，得浓度-吸光度的回归方程。取待测样品配制成溶液，而后稀释至吸光度为0.8，将吸光度值代入回归方程，得到，甘草多糖的浓度，然后按下述公式，即可计算得到多糖提取率：
式中：C为回归方程计算得到甘草多糖的浓度，mg/mL；V为定容的体积，mL；M为原材料的质量，g。
表2甘草多糖提取率检测结果
结合实施例1-16和对比例1-2，并结合表2可以看出，实施例1-16中的提取工艺提取的甘草多糖的提取率明显高于对比例1-2，说明本申请的提取工艺可以提高甘草多糖的提取率。
结合实施例1与对比例1，并结合表2可以看出，对比例1中的溶剂为水，则对比例1中的甘草多糖的提取率明显低于实施例1，这说明本申请的溶剂可以提高甘草多糖的提取率，这可能是因为用氯化胆碱、异丙醇、氯化钠的复合水溶液作为甘草的提取溶剂，其中氯化胆碱作为氢键供体、异丙醇作为氢键受体，二者通过氢键相互结合，得到的溶剂极性大，与甘草多糖相似相溶，可溶解的多糖相应较多；且本申请溶剂中含有大量羟基，也能加强与多糖的相互作用力，提高甘草多糖提取率。
结合实施例1与对比例3，并结合表2可以看出，对比例3中的溶剂不含水，则对比例3中的甘草多糖提取率明显低于实施例1，这说明在溶剂中加水可以提高甘草多糖的提取率，这可能是因为氯化胆碱与异丙醇结合得到的复合物，黏度相对较高，黏度过高会导致甘草与溶剂接触不充分，从而降低甘草多糖的提取率。实施例1中加入水后，可以有效降低黏度；同时，保证溶剂与甘草充分接触，有利于提高甘草多糖的提取率。
结合实施例1与对比例2-3，并结合表2可以看出，对比例2中的溶剂不含氯化钠，则对比例2中的甘草多糖的提取率低于实施例1但是高于对比例3，这说明在溶剂加入水与氯化钠可以提高甘草多糖提取率，这可能是因为加入水可以降低溶剂的黏度，然后再加入氯化钠可以进一步降低溶剂的黏度，提高甘草多糖的提取率。
结合实施例1-4，并结合表2可以看出，料液比会影响甘草多糖的提取率，其中实施例1、实施例4、实施例2中的多糖提取率依次升高，这说明料液比越高，甘草多糖的提取率越高；但是，实施例4中的多糖提取率又降低，这说明料液比过高也不利于多糖的提取，这可能是因为料液比过高，甘草在溶剂中浓度过大，彼此之间会发生重叠与遮盖，使得部分甘草与溶剂不能充分接触，而且因为溶剂的特殊性，可能会影响超声作用，影响甘草中多糖的溶出，降低甘草多糖提取率。
结合实施例2与实施例5-8，并结合表2可以看出，超声的功率与时间均会影响多糖的提取率，其在本申请限定的范围提取率更优，这可能是因为在一定范围内，超声功率越大，超声波的强度越加，甘草与溶剂的接触反应更充分，从而使多糖溶出增加，但是当超声功率超过本申请限定的范围时，会对多糖类化合物具有破坏作用，使提取率下降；在一定时间范围内，随着超声时间的增加，超声波能充分作用于甘草，破坏甘草细胞壁，使得多糖溶出；但是当超声时间超出本申请限定范围，超声波使得部分多糖水解，从而降低了多糖提取率；其中，实施例5的工艺更优。
结合实施例5与实施例9-12，并结合表2可以看出，实施例9-12中的甘草多糖提取率高于实施例5，在对甘草进行超声处理前，先浸泡，可以提高甘草多糖提取率，这可能是因为在超声前先将甘草进行浸泡处理，使得甘草表皮松软，使得甘草表皮在后续超声作用下完全破碎，有利于甘草内多糖的有效溶出，提高甘草多糖的提取率。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (5)
1.一种甘草多糖提取工艺，将甘草加入溶剂中，然后采用超声波辅助提取，其特征在于，按重量计，所述溶剂由氯化胆碱20-25份、异丙醇30-35份、氯化钠0.3-0.5份和水40-50份组成，所述甘草与溶剂的料液比为：1：15g/ml-1：30g/ml；所述超声功率为230-250W，超声时间为20-30min。
2.根据权利要求1所述的一种甘草多糖提取工艺，其特征在于：所述氯化胆碱与异丙醇的重量比为1：（1.3-1.6）。
3.根据权利要求1所述的一种甘草多糖提取工艺，其特征在于：所述甘草加入溶剂中浸泡10-20min后再进行超声处理。
4.根据权利要求3所述的一种甘草多糖提取工艺，其特征在于：所述甘草加入溶剂中浸泡温度为30-40℃。
5.根据权利要求1所述的一种甘草多糖提取工艺，其特征在于：所述甘草先破碎再加入溶剂中，破碎粒径为0.2-0.3mm。
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