专利名称：一种膜分离技术连续制备虫草素和虫草多糖的方法
技术领域：
本发明涉及一种膜分离技术从蛹虫草材料中连续制备虫草素和虫草多糖的方法，尤其是涉及一种采用微滤膜结合超滤膜技术从蛹虫草或其培养基中连续制备虫草多糖和虫草素的方法。
背景技术：
蛹虫草(Cordyceps militaris L.)又名北冬虫夏草,属真菌界子囊菌门麦角菌虫草属，与我国名贵中药材冬虫夏草(C.sinensis)为同属异种。蛹虫草富含活性成分虫草多糖和虫草素，且虫草素的含量比冬虫夏草高许多，同时蛹虫草相对于冬虫夏草而言易于人工培养，由于冬虫夏草资源的缺乏，蛹虫草有望成为冬虫夏草的替代品。虫草多糖可提高人体免疫功能，升高白细胞，临床已用于治疗恶性肿瘤。另外虫草多糖还可用于治肺结核、气短喘咳、阳痿、梦遗、自汗盗汗、腰膝酸痛，同时有降血糖的作用。虫草素具有抗肿瘤、抗菌抗病毒、免疫调节、清除自由基等多种药理作用，有良好的临床应用前景。高效分离蛹虫草中活性成分虫草素和虫草多糖具有很好的经济价值和社会效益。虫草多糖、虫草素的提取，采用离子交换树脂、大孔吸附树脂、活性炭吸附等纯化工艺研究有较多报道，这些方法都存在得到的产品单一，资源浪费现象严重，能耗高，使用有机溶剂，对环境造成污染。膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能，又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征，在中药有效成分分离中得到越来越广泛的应用。虫草素和虫草多糖由于分子量大小不同，采用膜分离技术能有效地将二者进行分离。本方法利用膜分离技术同时分离蛹虫草多糖和虫草素，利用超滤膜有效截留虫草多糖，既实现了虫草多糖的快速浓缩，又与小分子物质及大部分色素得以分离，达到分离纯化的目的。本发明建立了一条虫草多糖和虫草素的同时快速、高效、经济分离方法。发明内容
本发明提供了一种膜分离技术连续制备虫草多糖和虫草素的方法。该方法采用微滤膜技术对蛹虫草子实体或蛹虫草固体培养基热水提取液进行预分离，去除提取液中悬浮颗粒、大分子蛋白质等杂质，降低了虫草多糖中蛋白质的含量，减少了超滤膜分离的膜污染。该方法采用超滤膜分离制备虫草多糖，可根据需要，选择不同分子截留量(MWCO)的超滤膜制备不同分子量大小范围的虫草多糖，该方法操作简单，不需要使用任何有机溶剂，分离过程中无相变，能耗低，截留液可获得虫草多糖，透过液可进一步分离制备虫草素，有效成分得到最大利用。 该方法采用超滤膜分离制备虫草素，采用膜分离虫草多糖后获得的透过液为原料制备虫草素，该方法降低了原料液中杂质(多糖、蛋白质、色素等大分子)的含量，制备的虫草素纯度较高，减少了虫草素分离纯化的后续步骤。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
其包括如下步骤:(I)提取:称取干燥蛹虫草子实体或蛹虫草栽培采收子实体后的固体培养基，装入自制布袋中，以蒸馏水作溶剂，固液比l:l(Tl:20，于提取罐中沸水浴提取2h，滤布过滤得提取液，残渣重复提取一次，合并提取液，高速离心，取上清液备用。(2)微滤膜分离:上清液装入微滤装置储液桶中，选择0.05、.2 的陶瓷膜进行微滤，料液温度10°C 50°C，操作压力0.r0.3MPa, pH5 9，微滤时间l 3h，收集透过液待用。(3)超滤膜分离虫草多糖:将步骤(2)中的透过液装入超滤装置储液桶中，根据所需多糖分子量的大小选择MWCO为IOOODa 300000Da的有机膜超滤，选择超滤压力为0.1 0.3MPa, pH5 9，超滤时间为0.5 3h，分离虫草多糖，截留液用于虫草多糖的分离，透过液用于虫草素的分离。(4)超滤膜分离虫草素:将分离虫草多糖的透过液装入超滤仪储液桶中，选择MWCO为500Da的有机超滤膜，选择超滤压力为0.r0.3MPa,超滤时间为0.5^3h进行超滤，弃去截留液，收集透过液。(5)浓缩醇沉虫草多糖:将步骤(3)中的截留液减压浓缩至原体积的1/4 1/6，冷却后加入浓缩液4倍体积的95%乙醇，并放置2 10h，待沉淀完全后，离心或过滤得虫草多糖沉淀。(6)虫草素的浓缩、结晶:将步骤(4)获得的透过液进行减压浓缩得浸膏，加乙醇加热溶解，进行重结晶，获虫草素晶体。(7)干燥:将虫草多糖沉淀和虫草素结晶进行真空冷冻干燥，分别获得虫草多糖产品和虫草素产品。
经过本发明的方法分离得到的虫草多糖和虫草素，虫草素含量可达20%以上，虫草多糖含量达35%以上，两种产品回收率均达90%以上。
总之，本发明的优点是:可以连续分离制备虫草素和虫草多糖。采用微滤膜对提取液进行预处理，有效的分离了提取液中的大分子物质和悬浮颗粒，降低了超滤膜分离过程中的膜污染，本发明采用膜分离技术连续分离虫草多糖和虫草素，能对虫草多糖溶液起到浓缩作用，降低了虫草多糖提取液后续浓缩过程中所消耗的能源，整个膜分离过程中无相变，有效保护了虫草多糖和虫草素的生物活性。本发明不使用有机溶剂，为绿色分离。本发明连续分离虫草多糖和虫草素，有效利用了蛹虫草资源，节约了资源和成本。
具体实施方式
实施例1 称取干燥蛹虫草子实体5kg，装入自制布袋中，置于200L的提取罐中，加入IOOL蒸馏水，于提取罐中10(TC提取2h，滤布过滤得提取液，残渣重复提取一次，合并提取液，高速离心，取上清液备用。将上清液装入陶瓷膜分离储液桶中，选择0.1 的陶瓷膜进行微滤，料液温度30°C，操作压力0.2MPa, pH7,微滤时间2h，得透过液。将透过液装入超滤装置储液桶中，选择MWCO 为IOKDa的有机膜超滤，超滤压力为0.2MPa, pH7,超滤时间2h，截留液用于虫草多糖的分离，透过液用于虫草素的分离。将分离虫草多糖的透过液装入超滤装置储液桶中，选择MWCO为500Da的有机膜，选择超滤压力为0.3MPa,超滤2h，弃去截留液，收集透过液，用于虫草素的分离。往IOKDa的有机膜超滤得到的截留液中加入4倍体积的95%乙醇，放置8h，待沉淀完全后，离心得沉淀，将沉淀进行真空冷冻干燥，得虫草多糖，多糖含量约为35%。将截留分子量为500Da的膜获得的透过液减压浓缩至浸膏，加适量乙醇加热溶解，并进行重结晶，晶体进行真空冷冻干燥得虫草素，虫草素纯度约为22%。
实施例2 称取干燥蛹虫草固体培养基10kg，粉碎后装入自制布袋中，置于200L的提取罐中，力口A 150L蒸馏水，于提取罐中100°C提取2h，滤布过滤得提取液，残渣重复提取一次，合并提取液，高速离心，取上清液备用。将上清液装入陶瓷膜分离装置储液桶中，选择0.1ym的陶瓷膜进行微滤，料液温度30°C，操作压力0.2MPa，pH7,微滤时间2h，得透过液。将透过液装入超滤装置储液桶中，选择MWCO为IOKDa的有机膜超滤，超滤压力为0.2MPa, pH7,超滤时间2h，截留液用于虫草多糖的分离，透过液用于虫草素的分离。将分离虫草多糖的透过液装入超滤装置储液桶中，选择500Da的有机膜，选择超滤压力为0.3MPa,超滤2h，弃去截留液，收集透过液，用于虫草素的分离。往IOKDa的有机膜超滤得到的截留液中加入4倍体积的95%乙醇，放置 8h，待沉淀完全后，离心得沉淀，将沉淀进行真空冷冻干燥，得虫草多糖，多糖含量约为36%。将截留分子量为500Da的膜超滤收集的截留液减压浓缩至浸膏，用乙醇溶解并进行重结晶，晶体进行真空冷冻干燥得虫草素，虫草素含量为21%。
权利要求
1.一种膜分离技术连续制备虫草素和虫草多糖的方法其特征在于:采用热水浸提蛹虫草子实体或固体培养基，获得提取液，采用为滤膜分离悬浮杂质和大分子蛋白质后，根据需要获得多糖分子量的大小选择一定分子截留量的超滤膜进行超滤分离，截留液进行醇沉、干燥获得一定分子量范围的多糖；透过液再选用分子截留量为500D的超滤膜进行超滤，得透过液，透过液进行浓缩，乙醇结晶和重结晶、干燥获得虫草素。
2.一种膜分离技术连续制备虫草素和虫草多糖的方法，其特征在于，包括以下步骤:(I)超滤膜分离虫草多糖；(2)超滤膜分离虫草素。
3.权利要求2—种膜分离技术连续制备虫草素和虫草多糖的方法，其特征在于，所述的膜分离虫草多糖是:选择IOOODa 300KDa的有机膜，超滤压力为0.1 0.3MPa，pH 5 9，超滤时间为0.5 3h，获得截留液制备虫草多糖；所述的膜分离虫草素是:以分离虫草多糖的透过液为原料，选择500Da的超滤膜进行超滤，超滤压力为0.r0.3MPa，pH 5 9，超滤时间为0.5 3h，获得500Da的超滤透过液制备虫草素产品。
4.权利要求2的方法，还包括如下步骤:(3)浓缩醇沉多糖。
5.权利4的方法，其特征在于，将多糖截留液进行减压浓缩至原体积的1/4 1/6，冷却后加入浓缩液4倍体积95%的乙醇，并放置2 12h，待沉淀完全后，离心或过滤得多糖沉淀。
6.一种膜分离技术连续制备虫草素和 虫草多糖的方法，其特征还在于，该方法同样适用于液体发酵培养获得的蛹虫草发酵液和菌丝体中的虫草素和虫草多糖的分离。
全文摘要
本发明公开了一种采用膜分离技术连续制备虫草素和虫草多糖的方法，适用于对人工培养的蛹虫草中活性成分虫草素和虫草多糖进行精深加工，该发明解决了蛹虫草多糖和虫草素分离工艺复杂、产品单一、使用有机溶剂、产品纯度及回收率低的困难。该方法采用蛹虫草子实体或蛹虫草栽培采收子实体后的固体培养基为原料，经热水浸提，陶瓷膜微滤去除提取液中悬浮物质和大分子杂质，选用一定截留分子量的超滤膜分离，收集截留液进行醇沉制备虫草多糖，透过液再经分子截留量为500Da的超滤膜超滤，收集透过液制备虫草素。获得的虫草多糖含量达到35%以上，虫草素含量达到20%以上，两种产品回收率均超过90%。本发明工艺简单，分离效率高，获得产品纯度高，分离过程无相变，能耗低，不使用有机溶剂，对环境无污染，适于工业化生产。
文档编号C08B37/00GK103214533SQ20131013715
公开日2013年7月24日 申请日期2013年4月19日 优先权日2013年4月19日
发明者谢红旗, 刘东波 申请人:湖南农业大学