一种竹叶中活性成分的提取方法及其应用与流程

本发明属于竹叶资源的综合利用技术领域，尤其涉及一种竹叶中活性成分的提取方法及其应用。

背景技术：

目前，业内常用的现有技术是这样的：

我国的竹林资源约占全国森林总面积的3％，占世界竹林总面积的25％，素有“竹子王国”之美称。竹是我国的重要资源，由于竹叶资源未得到有效利用，长期以来竹叶作为竹材砍伐过程中的废弃物而浪费掉。

竹叶在我国具有悠久的药用和食用历史。竹叶中富含的多糖、黄酮、酚酸等多种生物活性成分，是医药、食品、保健品及日化用品等优质安全的基料或功能性添加剂。因此，竹叶被国家卫生部批准列入药食两用的天然植物名单。竹叶中总黄酮含量平均在2％左右，现代研究表明：竹叶黄酮具有优良的抗自由基、抗氧化、抗衰老、抗菌、抗病毒及保护心脑血管、防治老年退行性疾病等重要生理和药理功效，其安全性大大高于银杏提取物，市场上绝大部分的保健产品中就是以类黄酮作为功能因子。竹叶中茶多酚含量在0.5～1％左右，茶多酚是一种理想的天然抗氧剂，其抗氧活性高于一般非酚性或单酚羟基类抗氧剂，具有调节机体免疫力、抗氧化、抗自由基、抗衰老、护肝脏、调血脂等功效，是一种优良的天然抗氧剂和自由基清除剂的新资源，在食品加工、医药保健、日用化工等领域已得到广泛的应用。竹叶多糖是自然界存在的一大类具有广谱化学结构和生物功能的有机多糖，在抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗病毒、抗辐射等方面具有明显的生理功效，其作为药物的研究也已给肿瘤的化疗开辟了新领域。因此，研究从废弃的竹叶中综合、高效提取并分离出这些天然生理活性成分，应用于食品、医药、香精香料、保健品和日化用品行业，对于改善人民生活，预防疾病，提高人民健康生活水平具有重要的意义。

植物资源的综合利用一直是人们研究开发的重点。自20世纪90年代以来，国内外对竹叶中生物活性成分的研究趋向活跃。开发利用竹叶资源，提取其中的有效活性成分，也一度成为我国科研工作者关注的热点。目前从竹叶中提取单一活性成分的生产工艺比较成熟，大都采用溶剂分离、两相萃取、沉淀、分馏、盐析、层析或离子交换等方法。但这些生产工艺存在产品单一、原料利用率低、生产周期长、能耗高，产品中存在溶剂残留等问题，导致经济效益不高，妨碍了竹叶中各种功能性成分的高效开发与利用，无法形成产业化，且提取分离后的残渣往往成为污染源。从竹叶中同步提取两种活性成分的研究迄今仅有零星的研究文献，而同步提取生产三种活性成分的工艺开发研究基本处于空白状态。

综上所述，现有技术存在的问题是：基于目前国内还没有联合提取竹叶黄酮、茶多酚和多糖的生产工艺的研究。本发明采用常温、无相变的酶法和脉冲电场联合提取技术以及膜分离工艺，从竹叶中分离出黄酮、茶多酚和多糖三种活性成分，并采用生物学方法将提取后的残渣处理成高附加值的动物饲料。本项目的研究成功，必将推进竹叶深加工的发展，将竹叶变废为宝，大大提高竹叶的经济价值，实现竹叶资源的综合利用和效益最大化，将竹叶的资源优势转化为经济优势。同时可促进医药、食品、保健品及日化用品等“绿色”新产品的开发，推动这些产业的发展，造福人类，其经济和社会效益显著。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种竹叶中活性成分的提取方法及其应用。

本发明是这样实现的，一种竹叶中的活性成分，所述竹叶中的活性成分主要为多糖、茶多酚和黄酮，具有优良的抗自由基、抗氧化、抗衰老、抗疲劳、降血脂、预防心脑血管疾病、保护肝脏、扩张毛细血管、疏通微循环、活化大脑、促进记忆、改善睡眠、抗癌症、美化肌肤的功效，另外天然生物黄酮对抗癌药引起的骨髓毒性及免疫功能具有抑制作用，对冠心病患者微循环、血小板功能及心肌出血具有很好的改善。

本发明的另一目的在于提供一种所述竹叶中活性成分的提取方法，所述竹叶中活性成分的提取方法包括以下步骤：

步骤一：将竹叶放入脉冲装置通过酶解法水提多糖，获取滤液备用；

步骤二：将滤渣放入高压脉冲电场提取装置，通过脉冲电场提取酚酸与黄酮，获取滤液备用；

步骤三：将剩余的滤渣放置于高压膨化处理装置进行处理。

本发明的另一目的在于提供一种所述竹叶中活性成分的同步分离组合膜的选择与组合膜分离方法，所述同步分离组合膜的选择与组合膜分离方法包括以下步骤：

步骤一：将活性成分提取中收集到的滤液混合后进行组分活性的研究，选择分离组分需要的最佳工艺条件和组合；

步骤二：确立分离系统为微滤-超滤膜组合分离系统，将混合液放入系统中，进行微滤、超滤处理；

步骤三：根据需要分离物质的分子大小超滤出三种超滤液，分别将超滤液一、超滤液二、超滤液三进行浓缩冻干，分别获得多糖、茶多酚与黄酮；

步骤四：同时，将提取剩余的滤渣在经过高压膨化处理后继续进行生物发酵、喷雾干燥、超微粉碎处理。

本发明的另一目的在于提供一种由所述竹叶中活性成分的动物饲料，所述动物饲料的制备方法包括以下步骤：

步骤一：将粉碎处理的滤渣加入约占滤渣总比例2％～5％的尿素、3％～5％的氢氧化钙、0.3％～0.5％的氯化钠一起混合均匀，在25℃～30℃条件下反应20～30天，得到化学处理竹叶粉；

步骤二：将0.5％～0.7％的生物酶酶液添加到以上得到的化学处理竹叶粉中，同时将葡萄糖、磷酸二氢钾、硫酸镁、复合维生素及微量元素加入后充分混合，将混合转入发酵池中进行发酵；

步骤三：发酵20～30天后，将得到的发酵物料与麸皮、饲用氨基酸充分混合，干燥并制粒，得到动物饲料。

综上所述，本发明的优点及积极效果为：根据竹叶中多糖、茶多酚和黄酮等活性组分的性质(溶解性、极性和分子量大小等)差异，酶法联合超高压脉冲电场法提取竹叶多糖、茶多酚和黄酮，采用微滤-超滤-反渗透组合膜技术高效分离出混合提取液中多糖、茶多酚和黄酮三种活性成分，并采用微生物发酵技术处理提取后的残渣，实现竹叶资源的综合利用和效益最大化。

(1)突破传统提取、分离方法的局限，解决原料利用率低、能耗高，产品中存在溶剂残留等问题。

采用常温、无相变的酶法和脉冲电场提取技术以及根据分子量大小而进行分离、无试剂残留的物理分离技术—膜分离工艺进行生产，在保持组分的生物活性的同时，又节省了能源，树立“绿色工业”的典范。

(2)建立基于同步提取分离出竹叶多糖、茶多酚和黄酮三种活性成分的高效生产工艺方法技术。

根据竹叶中各活性成分的性质特征差异，建立与待提取组分物性匹配的提取方法和组合膜分离技术，同步分离出竹叶多糖、茶多酚和黄酮三种活性成分，并将提取后的残渣处理成高附加值的动物饲料，实现废弃竹叶资源的综合利用和效益最大化。

附图说明

图1是本发明实施例提供的竹叶中活性成分的提取、分离及滤渣利用的方法流程图。

图2是本发明实施例提供的竹叶中活性成分的提取方法流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明开发无相变、低能耗、基本无污染的提取分离方法，从废弃的竹叶中高效提取并分离出竹叶多糖、茶多酚和黄酮三种活性物质，采用生物学方法对提取活性成分以后的残渣开发利用。

本发明实施例提供的竹叶中活性成分多糖、茶多酚和黄酮。

如图1所示，本发明实施例提供的竹叶中活性成分的提取方法包括以下步骤：

s101：将干燥的竹叶粉碎后放入提取罐，通过复合酶(纤维素酶+果胶酶)酶解提取竹叶多糖成分，滤过，收集滤液，滤渣用于下一步提取；

s102：滤渣置于高压脉冲电场提取罐，通过脉冲电场提取竹叶茶多酚与竹叶黄酮，滤过，收集滤液，滤渣用于饲料制备；

s103：滤渣进行预处理后转入发酵池中，加入生物酶液进行生物发酵处理，发酵完成后加入饲料营养物质添加剂，干燥制粒。

下面结合效果对本发明作进一步描述。

根据竹叶中多糖、茶多酚和黄酮等活性组分的性质(溶解性、极性和分子量大小等)差异，研究酶法联合超高压脉冲电场法提取竹叶多糖、茶多酚和黄酮，采用微滤-超滤-反渗透组合膜技术高效分离出混合提取液中多糖、茶多酚和黄酮三种活性成分，并采用微生物发酵技术处理提取后的残渣，实现竹叶资源的综合利用和效益最大化的技术开发。

围绕开发无相变、低能耗、基本无污染的提取分离技术，从废弃的竹叶中高效提取并分离出竹叶多糖、茶多酚和黄酮三种活性物质，同步分离组合膜的选择与组合膜分离方法包括以下步骤：

步骤一，将活性成分提取中收集到的滤液混合后进行组分活性的研究，选择分离组分需要的最佳工艺条件和组合；

步骤二，确立分离系统为微滤-超滤膜组合分离系统，将混合液放入系统中，进行微滤、超滤处理；

步骤三，根据被分离物质的分子大小超滤得到三种超滤液，分别将超滤液一、超滤液二、超滤液三进行浓缩冻干，分别获得多糖、茶多酚与黄酮；

步骤四，最后，将提取后的滤渣经过高压膨化处理后进行生物发酵、喷雾干燥及超微粉碎处理。

根据竹叶多糖、茶多酚和竹叶黄酮三种不同活性组分的分子量大小差异的特征，确定并寻求能满足三组分彼此分离度高，相互之间渗透性小的膜参数、膜材质与膜组件，集成几种膜组合工艺进行分离，使获得分离效率高、膜污染程度较小、机械稳定性和化学稳定性良好的膜分离技术。

将滤液提取分离后并对滤渣进一步利用，利用滤渣制作动物饲料，制作步骤如下：

步骤一，将粉碎处理的滤渣加入约占滤渣总比例2％～5％的尿素、3％～5％的氢氧化钙、0.3％～0.5％的氯化钠一起混合均匀，在25℃～30℃条件下反应20～30天，得到化学处理竹叶粉；

步骤二，将0.5％～0.7％的生物酶酶液添加到以上得到的化学处理竹叶粉中，同时将葡萄糖、磷酸二氢钾、硫酸镁、复合维生素及微量元素加入后充分混合，将混合转入发酵池中进行发酵；

步骤三，发酵20～30天后，将得到的发酵物料与麸皮、饲用氨基酸充分混合，干燥并制粒，得到动物饲料。

下面结合研究过程对本发明作进一步描述。

①在单因素试验的基础上，利用正交试验确定酶法提取多糖的最优化工艺，利用正交试验确定高压脉冲电场提取茶多酚和黄酮的最优化工艺，利用正交试验确定生物发酵处理残渣的最佳工艺条件。

②用标准浓度的竹叶多糖、茶多酚和竹叶类黄酮溶液，通过选用不同材质、不同孔径的膜进行膜分离浓缩试验，以回收率为考察指标，确定膜材质与膜参数的选择；用标准浓度的竹叶多糖、茶多酚和竹叶黄酮的混合液作为提取液，进行组合膜系统的分离试验，以产品的纯度和回收率为考察指标，用正交试验确定组合膜分离系统同步分离多糖、茶多酚和黄酮的的最优化工艺。

③对提取活性成分以后的残渣，运用生物固体发酵技术，利用微生物(芽孢杆菌、酵母菌等有益微生物菌群)分解木质素，制成动物饲料，提高纤维饲料的营养价值。通过对生物处理以后得到的动物饲料在持水力、膨胀率、溶解性的测定，对脂肪、胆固醇和胆汁酸的吸附作用等衡量指标的测定来进行质量评价和工艺完善。

④通过对产品的质量、效益分析与评价，对全程的生产工艺进行完善、修正，开发出高效提取分离竹叶中茶多酚、黄酮和多糖三种功能性成分的工艺流程。

本发明实施例提供的竹叶中活性成分的提取方法分离工艺优化与控制，多糖、茶多酚和黄酮的分离度与膜材质、膜参数的关联性，同步分离组合膜的选择与组合膜分离系统的集成。

结果的分析测试与评价，产品质量的分析与评价、生产效益的分析与评价、生产工艺流程合理性的分析与评价。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。