TWI494063B - 結合壓力與酵素萃取非動物性成份水解物之方法 - Google Patents

Description

結合壓力與酵素萃取非動物性成份水解物之方法

本發明係有關於一種結合壓力與酵素萃取非動物性成份水解物之方法，特別係有關於一種將非動物生物原料置於特定壓力下進行酵素水解以萃取非動物性成份水解物之方法。

隨著現代科技的演進，萃取技術已廣泛地應用於生物科技產業中，舉凡保健食品的研發，例如市面上常見的添加葡萄仔萃取物、牛蒡根萃取物、或海藻萃取物之保健食品；或是化妝保養品的應用，例如外用於皮膚之膠原蛋白萃取物、刺五加萃取物、各種植物精油萃取物等。

在上述的產業應用中，不論是植物、藻類、或微生物中的有效成份都需要利用適當且良好的萃取技術才能萃取出來。傳統的萃取方法常需要花費較多的時間及使用大量的溶劑以分離出有效的成分。然而，其萃取效率以及萃取純度均不甚理想，且溶劑的使用常會造成環保問題。因此，簡單且具有高萃取效率及萃取濃度之萃取技術係為生技產業所需要的。

然而，各種不同種類的生物細胞具有不同的特性，例如不同的植 物細胞其細胞壁亦具有不同韌性，因此其中有效成份的萃取方式也各有差異，無法僅以單一種萃取方法而通用於所有細胞。據此，本發明係針對不同的生物原料使用物理方法將細胞破碎後，再根據生物原料的種類使用不同的壓力與酵素同時進行物理與化學性萃取，藉此可達到有效地萃取不同非動物生物原料中之活性物質的功效，並獲得高濃度之萃取物。

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之其中一目的就是在提供一種結合壓力與酵素萃取非動物性成份水解物之方法，其包含；將酵素加入非動物生物原料中，並於0.2~600MPa之壓力下進行水解，進而取得一水解萃取物。其中非動物生物原料可包含植物組織、藻類、或微生物。

較佳地，本發明所揭示之方法更包含在加入酵素前將非動物生物原料先以預定比例加入水中並經由預定壓力處理。此預定壓力可為0.1~1000MPa。而非動物生物原料與水的預定比例可為1：0~1：200。此預定壓力處理步驟更可包含於1~100℃之溫度下進行壓力處理0~24小時。

最適地，水解步驟可包含將水解萃取物於1~80℃之溫度下以酵素水解1秒~96小時。

最適地，酵素可包含：醣類分解酶、果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶、木醣酶、甘露醣酶、半乳糖酶、澱粉酶、雙醣酶、葡萄醣酶、葡聚糖酶、幾丁質酶、微生物萃取酵素、複合蛋白酶(protamex)、鹼性蛋白酶(alcalase)、木瓜蛋白酶(papain)、風 味蛋白酶(flavourzyme)、胰蛋白酶(trypsin)、鳳梨蛋白酶(bromelain)、胃蛋白酶(pepsin)、綜合蛋白酶或異黃酮分解脢。其中，酵素濃度可為0.001~20%w/v。

本發明所揭示之方法可更包含高壓殺菌或高溫殺菌之殺菌步驟。高壓殺菌可於1~1000MPa之壓力下於1~100℃之溫度進行殺菌0~24小時，而高溫殺菌可於60~150℃之溫度下進行殺菌1秒~2小時。

承上所述，依本發明之結合壓力與酵素萃取非動物性成份水解物之方法，其可具有一或多個下述優點：

(1)本發明之結合壓力與酵素萃取非動物性成份水解物之方法係為於高壓下使用酵素水解非動物生物原料之物理與化學性並行之方法，藉此可提高水解萃取物中活性物質的濃度。

(2)本發明之結合壓力與酵素萃取非動物性成份水解物之方法可針對不同的非動物生物原料以不同的壓力搭配酵素進行水解，因而可廣泛地用於不同種類的非動物生物原料萃取，進而應用於各種保健食品或化妝保養品的研發。

(3)本發明之結合壓力與酵素萃取非動物性成份水解物之方法所使用之溶劑為水，相較於傳統使用有機溶劑的方法更為環保。

S10~S20、S11~S31‧‧‧步驟

第1圖 係為根據本發明之一實施例之結合壓力與酵素萃取非動物性成份水解物方法的流程圖。

第2圖 係為根據本發明之另一實施例之結合壓力與酵素萃取非動物性成份水解物方法的流程圖。

第3圖 係為利用不同的萃取方法萃取牛蒡根萃取物之結果。

本發明將藉由下列較佳實施例及其配合之圖式，作進一步之詳細說明。需注意的是，以下各實施例所揭示之實驗數據，係為便於解釋本案技術特徵，並非用以限制其可實施之態樣。

請參閱第1圖，其係為根據本發明之一實施例之結合壓力與酵素萃取非動物性成份水解物之方法的流程圖。本發明之萃取方法係將酵素加入非動物生物原料中，並於特定壓力下進行水解以獲得一水解混合物(步驟S10)。其中，非動物生物原料可選自中草藥；蔬果；藻類，例如綠藻、褐藻、或紅藻；細菌；真菌，例如酵母、黴菌、菇類、靈芝、牛樟芝及其孢子體所組成之群組中，然本發明並不限於此。

根據所欲萃取之活性物質，酵素可包含醣類分解酶、果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶、木醣酶、甘露醣酶、半乳糖酶、澱粉酶、雙醣酶、葡萄醣酶、葡聚糖酶、幾丁質酶、微生物萃取酵素、複合蛋白酶(protamex)、鹼性蛋白酶(aicalase)、木瓜蛋白酶(papain)、風味蛋白酶(flavourzyme)、胰蛋白酶(trypsin)、鳳梨蛋白酶(bromelain)、胃蛋白酶(pepsin)、綜合蛋白酶或異黃酮分解酶，且酵素濃度可為0.001~20%w/v。然本發明並不限於此。

另在步驟S10中，所使用的特定壓力可為0.2~600MPa之壓力，其係依使用的酵素不同而有所差異。其中，上述步驟可於1~80℃之溫度下進行壓力處理與酵素水解1秒~96小時。

進一步地，將水解混合物過濾而獲得萃取物(步驟S20)。其中，可使用助濾劑，如矽藻土或一般濾袋和濾紙進行過濾。經過濾後所獲得的萃取物可進一步執行高壓殺菌或高溫殺菌之殺菌步驟。高壓殺菌可於1~1000MPa之壓力下於1~100℃之溫度進行殺菌0~24小時。而高溫殺菌係於60~150℃之溫度下進行殺菌1秒~2小時。

然而，本發明所揭示之方法亦可應用於具有細胞壁之細胞，故本實施例之另一態樣係為在上述步驟S10之前更包含破碎細胞壁之步驟，將參閱第2圖而詳細描述。

第2圖為根據本發明之另一實施例之結合壓力與酵素水解萃取非動物性成份水解物方法的流程圖。其中，與先前實施例相同之步驟為方便說明將省略。

根據本實施例，本發明之萃取方法包含：將非動物生物原料以預定比例加入水中並經由預定壓力處理後，進行均質(步驟S11)。其中，非動物生物原料可選自植物組織或任何具有細胞壁之生物體，例如由蔬果、中藥材、本木、或草本植物中所獲得之組織。

在步驟S11中，預定壓力可為1~1000MPa，其可依非動物生物原料之種類不同而有所差異。而非動物生物原料與水之預定比例可為1：0~1：200，其係依據非動物生物原料所含的水分多寡而調整所加入之水量，例如：當非動物生物原料水分含量較高時，在此步驟中亦可不需加入水。其中，步驟S11可在1~100℃之溫度下進行壓力處理1秒~24小時，接著將壓力處理過後之非動物生物原料以均質機進行均質。而在本實施例之另一態樣中，可不進 行均質。

接著，將酵素加入非動物生物原料中，並於特定壓力下進行水解以獲得一水解混合物(步驟S21)。其次，將水解混合物過濾後可獲得萃取物(步驟S31)。

在本發明之一實施例中，將以牛蒡根作為非動物生物原料之範例而詳細描述本發明之萃取方法，而所使用之酵素係以植物分解綜合酵素為範例，其包含纖維素酶、半纖維素酶及果膠分解酶。

在本實施例中，將牛蒡根與水以1：0~1：200之預定比例混合，並置於0.2~600MPa之壓力下使細胞壁破裂，再接著將牛蒡根榨成汁(亦即，均質處理)而獲得混濁液。然後，添加植物分解綜合酵素於上述混濁液後裝袋封口，於0.2~600MPa之壓力下進行水解，進而獲得一水解混合物(以下簡稱第(d)組)。其中，酵素水解時的壓力較佳地可為0.2~300MPa。

而對照組分別為(a)將牛蒡根直接榨成汁後的混濁液裝袋封口，並置於0.2~600MPa之壓力下而獲得一混合物；(b)將牛蒡根直接榨成汁後的混濁液加入植物分解綜合酵素並裝袋封口，於常壓下進行水解而獲得一水解混合物；(c)將牛蒡根直接榨成汁後的混濁液加入植物分解綜合酵素並裝袋封口，於0.2~600MPa之壓力下進行水解而獲得一水解混合物。

本實施例(d)與比較組(a)、(b)及(c)之實驗條件係如表一所示：表一

其中，+表示有進行該實驗條件，而一表示未進行該實驗條件。

接著，將上述4組水解混合物加熱以使酵素失活，並經由冷卻槽冷卻後進行過濾再於高壓或高溫下進行殺菌以獲得牛蒡根萃取物。於此，可使用助濾劑，如矽藻土或一般濾袋和濾紙進行過濾。

而後，藉由糖度計分析由上述4種方法所獲得之牛蒡根萃取物中可溶性固形物之含量(Brix)。此處，所欲萃取之活性物質係以可溶性固形物之含量作為範例，然而，其可更包含綠原酸(chlorogenic acid)或其他物質。其結果如第3圖所示，其中，第(a)組至第(d)組所萃取之可溶性固形物含量分別為10%、13.4%、15%及20%，由此結果可發現，根據本發明實施例之萃取方法所萃取之牛蒡根萃取物所含之可溶性固形物含量係明顯較高。因此，可明顯得知使用本發明所揭示之萃取方法可獲得較高的萃取濃度。

綜上所論，本發明所揭示之結合壓力與酵素水解萃取非動物性成份水解物之方法係藉由先以物理性方法使細胞破碎後，再使用高壓與酵素進行物理與化學性萃取，因此可獲得具有高濃度水解物之萃取物。

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精 神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

S10~S20‧‧‧步驟

Claims (9)

1. 一種結合壓力與酵素萃取植物性成份水解物之方法，其包含：將一酵素加入一植物性原料中，並於0.2~300MPa之壓力下進行水解，進而取得一水解萃取物，其中，在以0.2~300MPa之壓力下進行水解前，更包含將該植物性原料以一預定比例加入水中，並經由0.1~600Mpa之壓力處理，且該酵素包含醣類分解酶、果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶、木醣酶、甘露醣酶、半乳糖酶、澱粉酶、雙醣酶、葡萄醣酶、葡聚糖酶、幾丁質酶、微生物萃取酵素、複合蛋白酶(protamex)、鹼性蛋白酶(alcalase)、木瓜蛋白酶(papain)、風味蛋白酶(flavourzyme)、胰蛋白酶(trypsin)、鳳梨蛋白酶(bromelain)、胃蛋白酶(pepsin)、綜合蛋白酶或異黃酮分解酶。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該植物性原料與水的該預定比例為1：0~1：200。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該預定壓力的處理步驟係於1~100℃之溫度下進行壓力處理1秒~24小時。
4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該水解步驟係將該水解萃取物於1~80℃之溫度下以該酵素水解1秒~96小時。
5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該酵素之濃度為總體積的0.001~20%w/v。
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其更包含一殺菌步驟。
7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該殺菌步驟包含高壓殺 菌或高溫殺菌。
8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該高壓殺菌係於1~1000MPa之壓力及1~100℃之溫度下進行殺菌1秒~24小時。
9. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中該高溫殺菌係於60~150℃之溫度下進行殺菌1秒~2小時。