一种采用酶法提取集成絮凝技术纯化草本植物多糖的方法
【专利说明】一种采用酶法提取集成絮凝技术纯化草本植物多糖的方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及一种从草本植物中提取并纯化植物多糖的方法，特别是涉及一种从中药川牛膝中提取纯化川牛膝多糖的方法。
【背景技术】
[0003]近年来研宄发现，多糖具有增强机体免疫功能及抗肿瘤等药理作用，可作为各种药物和保健品的有效成分，对于预防和治疗包括癌症在内的多种疾病都具有巨大潜力。
[0004]川牛膝是川产道地药材之一，为苋科植物川牛膝(Cyathula officinalis Kuan )的干燥根，具有逐瘀通经、通利关节、利尿通淋的功效。现代药理研宄表明川牛膝中的主要化学成分有蜕皮留酮类、皂苷类、异黄酮类、脂肪酸类以及多糖类化合物等，其中，川牛膝多糖作为有效成分之一，已被证明可以抑制肿瘤生长、提高免疫力，发展前景十分广阔。
[0005]由于植物类中药有效成分复杂，怎样从中有效获取纯度高的活性有效成分成为了工艺研宄工作者面对的重要课题，也是提高中药疗效、有效减少副反应的关键。传统的提取技术，普遍存在提取效率低、能耗高、生产周期长等缺点；传统的纯化方法一一醇沉法则存在工艺流程长、醇消耗量大、成本高等问题。因此，一些新型、高效的提取分离纯化技术，在近年的中药研宄中陆续显现出各自的优势。
[0006]植物细胞壁主要是由纤维素、果胶质等物质构成的致密结构。酶反应具有高度专一性，采用合适的酶作为浸提辅助剂可以使细胞壁的组成成分进行水解或降解，破坏细胞壁结构，使有效成分暴露、溶解、混悬或胶溶于溶剂中，从而有效提高提取效率。酶法提取因其区别于传统提取工艺的反应特异性强、条件温和、提取时间短、提取率高、绿色节能等优点，已成为中药多糖提取的重要手段。
[0007]絮凝是指絮凝剂分子通过吸附多个微粒，形成架桥结构，生成大颗粒，从而加速沉降使液体澄清的过程。中药提取液中某些组分主要以带同种Zeta电荷的胶体形式存在，在分散剂中做布朗运动，并具有一定的稳定性。而絮凝过程就是通过与粒子表面发生静电相互作用使粒子间产生碰撞、集聚等物理、化学途径破坏体系的稳定性，使提取液中的杂质粒子沉降分离。与传统方法相比，絮凝技术效率高且絮凝物易过滤，可降低成本，缩短生产周期，保证制剂的稳定性与有效成分的含量。并且，多数絮凝剂主要是动物提取物或天然食品，具有安全、无毒、易得等优点。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是提供一种采用酶法提取集成絮凝技术纯化草本植物多糖的方法，以满足相关领域发展的需求。
[0009]技术方案:采用生物酶辅助进行提取，使植物细胞壁破裂分解，然后进一步升温回流，强化多糖浸出。后在提取液中加入絮凝剂进行絮凝纯化，除去高分子杂质。具体步骤如下:
(1)将草本植物粉碎过筛，并用工业乙醇进行回流预处理，作为后续原材料；
所述的草本植物为川牛膝；
所述的粉碎过筛后药材粒径为20~30目；
所述的预处理具体操作为:料液比1:5~1:20，回流l~2h，冷却至室温，抽滤后药渣在65~75°C下热风干燥；
(2)将步骤(I)中得到的药材颗粒按照料液比为1:40~1:60加入pH为4~6的去离子水，再加入纤维素酶，酶浓度为4~8mg/g (mg/g:酶的质量/药材颗粒的质量)，酶解温度保持在35~50°C，酶解时间为45~75min ；
(3)将步骤(2)中得到的混合物升温至回流，提取30~90min，在室温冷却一段时间后置于冷水浴中冷却，减压抽滤，得到含有多糖的提取液；
(4)将步骤(3)中得到的提取液进行浓缩，浓缩比4:1~12:1(mL/g:药液体积/药材颗粒的质量)，并调节PH为3~7，在搅拌状态下加入1%的壳聚糖溶液进行絮凝纯化，其中壳聚糖加入量为0.2-1.0mL/g(mL/g:壳聚糖溶液体积/药材颗粒的质量)，絮凝温度为25~55°C，絮凝时间为0.5-2.5h ;将絮凝液在转速1000r/min下离心过滤lOmin，得到纯化后的多糖溶液；
(5)将步骤(4)中的多糖溶液干燥处理，即得到纯度较高的草本植物多糖。
[0010]本发明集成酶法提取和絮凝纯化技术提取草本植物多糖，可以提高提取效果，缩短生产周期，具有操作简单、成本低、安全无毒等优点，并且能最大限度地保持多糖活性。具体优势如下:
(1)本发明采用生物酶提取草本植物多糖，溶剂不涉及强酸强碱，提取时间较短，不会破坏多糖的立体结构和生物活性，有利于保持有效成分原有的药效；
(2)虽然一些专利也采用酶法进行有效成分提取，但纯化药液时往往采用传统的醇沉工艺，相比于本发明而言耗费时间长，纯化效果差；
(3)本发明的提取纯化过程都是以水为溶剂，只加入少量的酶和絮凝剂，其中，絮凝剂选用的是FDA认可的食品添加剂一一壳聚糖，整个生产环节经济环保安全。
[0011](4)本发明对影响提取分离纯化的各个因素进行了优化，保证了草本植物多糖提取得率和纯化程度的最大化。
【具体实施方式】
[0012]实施例1
(1)将干燥的川牛膝粉碎至20目，按照料液比1:10在工业乙醇中回流lh，冷却至室温，抽滤后药渣在75°C下热风干燥；
(2)称取5g预处理后的川牛膝，置于圆底烧瓶中，加入pH为6的去离子水250mL，再加入纤维素酶20mg，混合均匀后在45°C水浴锅中酶解75min ；
(3)将步骤(2)中得到的混合物升温至回流，提取30min，在室温冷却一段时间后置于冷水浴中冷却，减压抽滤，得到含有川牛膝多糖的提取液，多糖得率为69.62% ；
(4)将步骤(3)中得到的川牛膝多糖提取液按照浓缩比10:1进行浓缩，调节pH为4，在搅拌状态下加入2mL 1%的壳聚糖溶液，恒温45°C，絮凝1.5h ;将絮凝液在转速1000r/min下离心过滤lOmin，得到纯化后的川牛膝多糖溶液；
(5)将步骤(4)中的川牛膝多糖溶液干燥处理，即得到纯化的川牛膝多糖。絮凝操作后多糖保留率为79.71%，蛋白质脱除率为83.15%。
[0013] 实施例2
(1)将干燥的川牛膝粉碎至30目，按照料液比1:10在工业乙醇中回流lh，冷却至室温，抽滤后药渣在75°C下热风干燥；
(2)称取3g预处理后的川牛膝，置于圆底烧瓶中，加入pH为5的去离子水150mL，再加入纤维素酶24mg，混合均匀后在45°C水浴锅中酶解60min ；
(3)将步骤(2)中得到的混合物升温至回流，提取60min，在室温冷却一段时间后置于冷水浴中冷却，减压抽滤，得到含有川牛膝多糖的提取液，多糖得率为70.72% ；
(4)将步骤(3)中得到的川牛膝多糖提取液按照浓缩比8:1进行浓缩，调节pH为4，在搅拌状态下加入1.2mL 1%的壳聚糖溶液，恒温45°C，絮凝0.5h ;将絮凝液在转速100r/min下离心过滤lOmin，得到纯化后的川牛膝多糖溶液；
(5)将步骤(4)中的川牛膝多糖溶液干燥处理，即得到纯化的川牛膝多糖。絮凝操作后多糖保留率为86.11%，蛋白质脱除率为70.73%。
【主权项】
1.一种采用酶法提取集成絮凝技术纯化草本植物多糖的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)将草本植物粉碎过筛，并用工业乙醇进行回流预处理，作为后续原材料； (2)将步骤(I)中得到的药材颗粒加入酶，并用水搅拌混合后酶解一定时间； (3)将步骤(2)中得到的混合物升温至回流，提取一段时间，冷却至室温后减压抽滤，得到含有多糖的提取液； (4)将步骤(3)中得到的提取液进行浓缩，在搅拌状态下加入壳聚糖溶液进行絮凝纯化，然后离心，得到纯化后的多糖溶液； (5)将步骤(4)中的多糖溶液干燥处理，即得到纯度较高的草本植物多糖。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(I)中粉碎过筛后的药材粒径为20~30目，预处理料液比为1:5~1:20，回流l~2h，冷却至室温，抽滤后药渣在65~75°C下热风干燥。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(2)中药材颗粒的液固比为1:40~1:60，溶剂去离子水pH为4~6，酶种类为纤维素酶，酶浓度为4~8mg/g (mg/g:酶的质量/药材颗粒的质量)，酶解温度保持在35~50°C，酶解时间为45~75min。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(3)中提取时间为30~90min。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤(4)中浓缩比4:1?12:1(mL/g:药液体积/药材颗粒的质量)，壳聚糖加入量为0.2?1.0mL/g (mL/g为壳聚糖溶液体积/药材颗粒的质量)，絮凝温度为25?55°C，药液pH为3?7，絮凝时间为0.5?2.5h，离心机转速为1000r/min，离心时间为lOmin。
6.根据权利要求书1~5任一所述的方法，其特征在于，所述草本植物为川牛膝。
【专利摘要】本发明涉及一种采用酶法提取集成絮凝技术纯化草本植物多糖的方法，该方法包括如下内容：在粉碎后的药材颗粒中加入酶，用水搅拌混合，酶解一定时间；将所得混合物升温至回流，提取一段时间，冷却至室温后减压抽滤，得到含有多糖的提取液；将提取液进行浓缩，在搅拌状态下加入壳聚糖溶液进行絮凝纯化，然后离心，得到纯化后的多糖溶液，干燥后获得纯度较高的草本植物多糖。本发明采用生物酶提取技术，对草本植物细胞壁和细胞间质进行一定程度的水解破坏，该方法提取效率高，且能最大限度保持多糖活性；絮凝剂选用的是FDA认可的食品添加剂——壳聚糖，能很好地除去蛋白类高分子杂质，纯化效果好，成本低廉，使整个生产环节经济环保安全。
【IPC分类】C08B37-00
【公开号】CN104558232
【申请号】CN201510017963
【发明人】韩伟, 刘傲霞, 谷旭晗, 成悦, 夏玉婷, 罗文锋, 满宁
【申请人】华东理工大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月14日