玉米須多糖脫色和脫蛋白工藝的方法

2023-07-20 17:06:56 1

專利名稱：玉米須多糖脫色和脫蛋白工藝的方法
技術領域：
本發明屬於植物有效成分精製加工處理方法領域，尤其指玉米須多糖精製中脫色 和脫蛋白的方法。
背景技術：
玉米的「頭髮」即玉米須(Stigma maydis)是禾本科植物玉蜀黍的花柱和柱頭，是 常用中藥。祖國醫學認為，玉米須味淡、性平，有利尿、平肝、利膽等功效。現代醫學研究認 為，玉米須含脂肪油、皂苷、生物鹼、黃酮類、維生素K3、抗壞血酸、有機酸等，具有利尿、降血 壓、降血糖、利膽、止血、抑菌及增強免疫、抗癌等多種功效。已有學者對其水煎劑的降糖作 用進行了研究，玉米須多糖在玉米須中含量達4%，是玉米須最主要的水溶性成分之一。大 量試驗證明多糖具有抗病毒、增強免疫力、抗腫瘤、延緩衰老、降血糖、抗凝血等多種功效。 而多糖中的色素將影響多糖的提取及精製，所以要將多糖中的色素除去，提高多糖的藥理 作用；提取粗多糖除了有色素，還有很多蛋白質，影響多糖的組成及化學結構的分析，也影 響其生物活性的研究。因此，對玉米須多糖進行了脫色素、脫蛋白實驗研究，以提高其純度， 也為其結構及其構效關係等理論研究、工業化提供基礎數據。第一部分脫色植物多糖常用的脫色方法有活性炭、雙氧水、樹脂、三氧化鋁柱層析、靜態混合器 等。由於植物藥材的不同、實驗室條件等不同，脫色方法也不同，對於植物來源的多糖，所含 色素大多是負性離子，用活性炭脫色效果不好；還有一些與糖結合的色素，這些色素可以用 雙氧水氧化脫色。活性炭和雙氧水脫色由於簡單易行，被廣泛應用，但是在實際應用應進行 正交試驗優化最佳脫色條件。第二部分脫蛋白植物多糖常用的脫蛋白工藝方法常用sevag法、酶法、鞣酸法、三氯乙酸法、氯化 鈣法、鹽酸法以及大孔吸附樹脂法等多種方法。sevag法使蛋白乳化，但氯仿是二類溶劑，為 有毒物質，容易造成溶劑殘留；三氯乙酸法易引起多糖的降解，不宜應用在工業生產中；鞣 酸法脫蛋白多糖成分損失較小，但不能除去表觀色素；酶法除蛋白操作條件溫和、無汙染， 蛋白質的去除率高。儘管sevag法能夠達到除蛋白純化多糖的目的，但sevag法試劑用量 大，毒害大；本人曾用酶法除玉米須多糖中的蛋白質，效果顯著，且多糖損失率低，故考慮將 酶法和sevag試劑兩者合用，即減少了試劑的用量，又可能達到較好的結果。

發明內容
本發明提供一種玉米須多糖脫色和脫蛋白工藝方法的應用，目的在於提供一種效 率高、成本低、操作簡單、重複性好的雙氧水脫色、sevag+酶脫蛋白的工藝。多糖的損失較 小，適合工業化生產。本發明優選為以下列步驟1、工藝流程玉米須一備料一脫脂一水提一濃縮一透析一脫色一醇析一脫蛋白一乾燥一玉米須多糖2、玉米須粗多糖的提取①備料選取無蟲蛀、無黴變、新鮮的玉米須為原料，洗淨、乾燥、粉碎，過40目篩， 待用。②脫脂玉米須粉料加入95%乙醇，浸泡過夜，以除去脂溶性雜質。真空過濾，濾 餅再用相同濃度乙醇處理一次，待用；回收乙醇，循環使用。③水提將脫脂後的藥材粉料投入圓底燒瓶中，加入1(Γ20倍量的的去離子水，攪 拌，浸泡24h後，於8(T9(TC加熱30min，提取3次，合併提取清液，待用。④透析把玉米須多糖澄清液裝入透析袋中，用去離子水或蒸餾水透析48h左右， 以去除無機鹽、低分子量雜質，透析處理後，取出透析內液，待用。⑤濃縮把浸提清夜投入真空旋轉蒸發儀中濃縮，減壓、低溫濃縮至料液原體積 1/5左右，得濃縮液，待用。3、玉米須粗多糖的脫色⑥脫色把濃縮液投入圓底燒瓶中，在攪拌下加入少量濃度為2(Γ30%的雙氧水， 樣液比為1 0.15混合均勻，加熱，脫色時間2h，加熱溫度50°C，pH值為6，趁熱過濾，得脫 色液，加熱蒸去殘留雙氧水(或同④透析去殘留雙氧水)待用。4、玉米須粗多糖的脫蛋白⑦醇析把脫色液投入燒杯中，加入適量的95%乙醇，使料液中乙醇濃度為70% ^75% (V/V)，攪拌、混合均勻，靜止於冰箱中，醇析過夜，離心分離，收集液相回收乙醇，待用。⑧脫蛋白根據實驗情況可以選擇三種方法中的一種第一種酶法把玉米須多糖加適量去離子水或蒸餾水溶解，加木瓜蛋白酶，酶底比1. 0%、PH值 5. 5、體系在水浴中水解1. 5h，溫度為40°C，反應完後沸水浴滅酶lOmin。離心，除沉澱，待用。第二種sevag 法把玉米須多糖加適量去離子水或蒸餾水溶解，加sevag試劑，氯仿與正丁醇比 5 1，樣液與試劑比2 1，振蕩時間8min，脫蛋白次數4次，離心，除沉澱，待用。第三種sevag+酶法把玉米須多糖加適量去離子水或蒸餾水溶解，加木瓜蛋白酶，酶底比0.25%、PH 值5. O、體系在水浴中水解lh，溫度為40°C，反應完後沸水浴滅酶5min。離心，加sevag試 劑，樣液與試劑比2 1，振蕩時間8min，脫蛋白次數4次離心，除沉澱，待用。⑨乾燥把玉米須多糖沉析物至真空乾燥箱中，乾燥，過100目篩，得玉米須多糖。所得乾燥物用α -萘酚、茚三酮鑑定為多糖、用苯酚硫酸法進行含量測定。每克玉 米須純化多糖(含量40 50%以上)相當於玉米須80 100g。本發明專利的有益效果1、用雙氧水脫色方法簡單易行，樣液比為1 0. 15，脫色時間2h，加熱溫度50°C， PH值為6，脫色率是90. 7%，損失率是18. 80%。2、酶水解正交試驗最優條件為酶底比1. 0%、ΡΗ值5. 5、體系在水浴中水解1. 5h，溫度為40°C。除蛋白率60. 31%，損失率為14.71%。3、sevag最優脫蛋白工藝為氯仿與正丁醇比5 1，樣液與試劑比2 1，振蕩時 間8min，脫蛋白次數4次。蛋白脫除率為64. 2%，多糖損失率為34. 3%。4、sevag+酶最佳條件為酶底比0. 25%，水解1. 50h，溫度40°C，振蕩時間8min，脫 蛋白次數4次。脫蛋白率為74. 64%，損失率為5. 49%。
具體實施例方式實施例1脫色1、玉米須粗多糖色素吸光度的測定粗多糖液經全波長掃描，結果表明溶液在可見光範圍內無最大吸收波長。根據互 補色原理可知，溶液呈現的顏色是它吸收光的互補色，由於多糖溶液脫色前後經稀釋均為 橙黃色，所以溶液主要吸收藍色波段可見光。因此選擇處於該波段中心的450nm波長為檢 測波長，測定溶液的吸光度。用蒸餾水作空白液，在450nm的波長下，測定脫色後樣品液的 吸光度。多糖脫色率(％)=(脫色前色素吸光度-脫色後色素吸光度)/脫色前色素吸光 度 X 100%2、玉米須粗多糖的提取①備料選取無蟲蛀、無黴變、新鮮的玉米須為原料，洗淨、乾燥、粉碎，過40目篩， 待用。②脫脂玉米須粉料加入95%乙醇，浸泡過夜，以除去脂溶性雜質。真空過濾，濾 餅再用相同濃度乙醇處理一次，待用；回收乙醇，循環使用。③水提將脫脂後的藥材粉料投入圓底燒瓶中，加入10 20倍量的的去離子水， 攪拌，浸泡24h後，於80 90°C加熱30min，提取3次，合併提取清液，待用。④透析把玉米須多糖澄清液裝入透析袋中，用去離子水或蒸餾水透析48h左右， 以去除無機鹽、低分子量雜質，透析處理後，取出透析內液，待用。⑤濃縮把浸提清夜投入真空旋轉蒸發儀中濃縮，減壓、低溫濃縮至料液原體積 1/5左右，得濃縮液，待用。3、玉米須粗多糖的脫色(和活性炭對比)⑥脫色把濃縮液投入圓底燒瓶中，在攪拌下分別按活性炭和雙氧水因素水平表 加入活性炭和雙氧水，優化最佳脫色工藝條件。表1活性炭正交因素水平表 表2活性炭脫色正交實驗結果表
5序號ABC. 脫色率/%損失率/%11110.710.7421225.171.433 3314.7613.0142125.006.0552234.2911.8262311.4318.8473136.194.1183212.629.8793323.335.08kl6.883.971.59k23.574.034.5k34.056.518.41R3.312.546.82優水平AlΒ3C3由表2得出溫度對脫色效果的影響最顯著，C > A > B，最佳脫色工藝為A1B3C3， 即活性炭用量(溶劑體積量)為2%，脫色時間為80min，加熱溫度為60°C .多糖脫色率為 14. 76%，損失率為 13.01%表3雙氧水正交因素水平表
因素A雙氧水用量/mLB脫色時間/hC加熱溫度/』CDpH
10.51406
21.02506
31.53 .606表4雙氧水脫色正交實驗結果表
序號ABCD脫色率％損失率/%1111673.0422.362122685.1024.513133680.4319.194212688.0529.835223687.6026.246231686.1223.617313686.4630.18δ321691.0132.469332690.5621.58kl79.5282.5283.39k287.2687.9088.05k389.3485.7084.83 .R9.825.384.66優水平A3B2C2 由表4得出結論影響因素A > B > C ；在pH為6時，最優的水平組合為A3B2C2，以此 組合做三次驗證實驗，得平均脫色率為90. 70%，損失率為18. 80%，即樣液比為1 0.15， 脫色時間為2h，加熱溫度為50°C為最優。
由此可以得出，雙氧水脫色率高，損失率低，脫色優於活性炭，且成本低，工藝簡 單，適合工業化生產。實施例2酶法除蛋白表5酶法因素水平表 由表6得出，影響效果為A > D > B > C脫蛋白最好的組合為A1B3C3D1，即酶底比 為1%，PH為5. 5，酶解時間為1. 5h，溫度為40°C時，去除蛋白的效果最好。實施例3 sevag法除蛋白表7 sevag法正交實驗因素水平表
表8L9 (34)正交實驗結果 由表8得出，影響關係為D > C > A > B，即最佳脫蛋白條件脫蛋白次數4次，振 蕩時間llmin，樣液sevag試劑(ν ν) = 2 1，氯仿正丁醇(ν ν) = 5 1 ；蛋白 脫除率為64. 2%，多糖損失率為34. 3%。實施例4 sevag+酶法除蛋白木瓜蛋白酶脫玉米須多糖中蛋白質的單因素最佳pH為5.0、酶解時間為lh，沸 水浴5min滅酶，冷卻至室溫後，5000r/min離心，加入的順序以先加入酶水解蛋白，後用 sevag(氯仿正丁醇(ν ν) = 5 1樣液與試劑=2 1)除蛋白效果好。前面因素固 定後分別就樣液與木瓜蛋白酶的酶底比、水浴溫度、振蕩時間、脫蛋白次數四個因素做單因 素探索實驗[。表9脫蛋白因素水平表 表10 sevag+酶法脫蛋白正交試驗結果 由表10得出，影響關係為D > B > A > C，Sevag+酶法脫蛋白最佳工藝條件酶為 底比0. 25 %，溫度40 V，振蕩時間8min，脫蛋白次數4次，脫蛋白率為74. 64%，多糖剩餘率 為 94. 51%。Sevag+酶法脫蛋白率高，多糖損失率低，成本低，工藝簡單，易於實現工業化生產。
權利要求
一種玉米須多糖在脫色的方法，其特徵在於將玉米須水提取液脫脂後濃縮液，在攪拌條件下加入一定比例20～30％的雙氧水，混合均勻，脫色時間2h，加熱溫度50℃，趁熱過濾，加熱蒸去殘留雙氧水得(或透析)脫色液。
2.玉米須多糖脫色液，在一定條件下(包括酶底比、PH、酶解時間、水浴溫度等)加酶， 反應完後沸水浴滅酶5min。離心，加sevag試劑，振蕩，脫蛋白數次離心，除沉澱，待用。
3.如權利要求1中所述的玉米須多糖脫色的方法其特徵在於所述溶液的PH5.5-6. 5。
4.如權利要求1中所述的玉米須多糖脫色的方法其特徵在於所述溶液的樣液和雙氧 水的比例為0. 05-0.2。
5.權利要求2中所述的玉米須多糖脫蛋白的方法其特徵在於加入木瓜蛋白酶， PH5. 0、酶解時間lh，沸水浴5min滅酶，冷卻至室溫後，5000r · mirT1離心，加入的順序以先 加入酶水解蛋白，後用sevag試劑。
6.權利要求2中所述的玉米須多糖脫蛋白的方法其特徵在於加入sevag試劑，氯 仿正丁醇(ν ν) = 5 1，樣液與試劑(ν ν) = 2 1。
7.權利要求2中所述的玉米須多糖脫蛋白的方法其特徵在於加入木瓜蛋白酶酶底比 0. 2% -0. 25%，水浴溫度 40-500C ο
8.權利要求2中所述的玉米須多糖脫蛋白的方法其特徵在於sevag試劑振蕩時間 5-8min，脫蛋白2_4次。
全文摘要
玉米須多糖脫色和脫蛋白工藝的方法屬於植物有效成分精製加工處理方法領域，尤其指玉米須多糖精製中脫色和脫蛋白的方法。脫色主要指玉米須多糖雙氧水脫色優於活性炭脫色方法，脫色率高90.7％，多糖損失率小18.80％；脫蛋白sevag+酶方法優於單純sevag或酶法。聯合應用脫蛋白率高74.64％，損失率小5.49％，而且減少了酶的用量，縮短了酶解時間，降低生產成本。本發明所提供的優化條件成本低、操作簡單、效果好，對玉米須多糖破壞小，適於工業化生產。
文檔編號C08B37/00GK101914166SQ201010261518
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月25日 優先權日2010年8月25日
發明者周鴻立, 張揚, 張豔, 朱琳, 王亞紅 申請人:吉林化工學院