高分子乳化剪切提取黑木耳多糖的方法
2023-12-05 12:37:06
高分子乳化剪切提取黑木耳多糖的方法
【專利摘要】一種高分子乳化剪切提取黑木耳多糖的方法，其特徵在於採用高分子乳化剪切技術提取黑木耳多糖，通過單因素及其響應面優化方法，得到提取的最佳工藝條件。所述的方法為：首先取黑木耳超微粉體與水質量比1:20～1:140混合，在溫度20～100℃水浸泡，浸泡時間為30～60min。用高分子乳化剪切技術機A～G檔高速剪切1～6min，剪切離心後，得到上清液與沉澱物，取上清液，濃縮、醇沉、過濾乾燥得到黑木耳多糖粉。本發明能夠有效地提高黑木耳多糖的溶出率，具有反應時間短、反應條件適宜、細胞壁破碎徹底、得率高的優點。經研究發現，利用這種方法提取木耳多糖，得率有了明顯的提高，較超聲波輔助萃取法提高了5～10%，微波輔助提取法提高了10～15%，水浴浸提法提高了16%左右。
【專利說明】高分子乳化剪切提取黑木耳多糖的方法
(-)【技術領域】
[0001]本發明涉及一種高分子乳化剪切提取黑木耳多糖的方法。
(二)【背景技術】
[0002]一、黑木耳
[0003]黑木取稱木耳，光木耳。真菌學分類屬擔子菌綱，木耳目，木耳科。色澤黑褐，質地柔軟，味道較好，營養豐富。對缺鐵性貧血有較好的的療效，具有很多藥用功效。且原料來源廣泛、價格便宜，是天然的植物資源。木耳生長於櫟、楊、榕、槐等120多種闊葉樹的腐木上，易於栽培。木耳由以東北產木耳為佳，是我國比較重要的大型真菌。黑木耳具有抗氧化、抗衰老、降血脂、美容護膚等生物學功能。因此可應用於醫藥、食品、化妝品等行業。
[0004]黑木耳細胞壁主要由幾丁質和P-葡聚糖組成，質地堅韌，極難被人體所消化，因此細胞壁內的多糖 類物質無法出來，被人體消化吸收，這樣黑木耳多糖就無法發揮其功效，直接被排出體外，因而對黑木耳進行精深加工就必須進行破壁處理，破壁可使黑木耳細胞內的功能性成分從細胞中出來，溶出於水中，提高黑木耳的消化吸收率。破碎細胞壁的方法較多，本發明將採用一種新方法-高速剪切分散技術來進行破壁處理。
[0005]二.黑木耳多糖
[0006]黑木耳多糖是從木耳子實體中得到的多糖，經預處理後得到的。木耳中含有較多的酸性粘多糖，粘多糖是由L-阿拉伯糖、D-甘露糖、D-葡萄糖等組成的，且呈灰白絲狀，較難溶。Sone等人從黑木耳子實體中分離到了水溶性的P-D-葡聚糖(葡聚糖I)水不溶性的P-D-葡聚糖(葡聚糖II)和兩種酸性雜多糖，並指出水溶性的葡聚糖I的主鏈由葡萄糖經(I — 3)糖昔鍵連接而成，在主鏈上有2/3的葡萄糖殘基在0-6位上被單個葡萄糖基取代，這種多羥基基團的存在使葡聚糖I在水中的溶解度較高[1]。
[0007]三.木耳多糖的提取方法
[0008]傳統提取黑木耳多糖的方法主要是超聲波輔助提取方法、微波輔助提取方法、超臨界二氧化碳萃取法水浴浸提法等方法。傳統的工藝存在耗時長、得率低、工序複雜等問題。而且黑木耳多糖難以從細胞中出來，無法被人體消化吸收。本發明採用高速剪切技術，不僅耗時短、得率高、工序簡單，而且可以使細胞壁破碎，有利於多糖的溶出，提高多糖的含量，為接下來對木耳多糖的分離純化做好了準備。在工業生產中，大大減小了所需時間，為工業生產提供了可能性，降低了工業成本。
[0009]四.高速剪切技術
[0010]高速剪切技術(High-speedShear Dispersing Emulsifier,HSDE)是樣品在高剪切分散乳化機上，接受轉子高速旋轉，從而產生高剪切線速度和高頻機械效應，進而產生較大的動能，使原料在定、轉子的間隙中受到強烈的氣蝕作用、較大的機械效應和高速剪切效應的協同作用。高速剪切分散乳化技術是近年來發展起來的一種新型的均質化技術，已被應用到藥物、植物研究相關的諸多領域。孫術國研究該方法與微波法提取鮮葛中葛根素，結論發現該法明顯提高了得率，縮短了提取時間[5]。滑聚娜等人在研究黃芪中黃酮時也發現該法有助於提高得率及縮短提取時間[6]。李麗等人在研究油菜花的黃酮時發現該法能有效地提高黃酮的得率及縮短了提取時間[7]。
[0011]本發明採用高速分散乳化技術，該設備轉速可高達30000r/min，能夠大大縮短了提取時間，能耗低、提高了多糖得率。本實驗研究了料液比、水浴溫度、水浴時間、高剪切分散乳化機的檔位、高剪切分散乳化機的提取時間、提取次數等因素對多糖得率的影響。通過單因素實驗選取響應面實驗的因素及水平。通過響應面實驗來確定黑木耳多糖提取的最佳工藝條件。
(三)
【發明內容】
[0012]本發明的目的是提供一種木耳多糖的綜合提取方法，以克服現有技術中得率低、耗時長、純度不高等問題。
[0013]本發明採用高速剪切分散乳化機提取黑木耳多糖，能夠有效地提高木耳多糖的溶出率，具有反應時間短、反應條件適宜、細胞壁破碎徹底、得率高的優點。經研究發現，利用這種方法提取木耳多糖，所得到的木耳多糖含量提高，得率也得到了相應的提高。較超聲波輔助萃取法提高了 5~10%，微波輔助提取法提高了 10~15%，水浴浸提法提高了 16%左右。
[0014]一種木耳多糖的綜合提取方法，包括下列步驟:
[0015]1.將黑木耳精選、水浴後除梗、乾燥、粉碎後，過篩(80目)，得到黑木耳乾粉，採用石油醚進行脫脂，乾燥待用。
[0016]2.取黑木耳超微粉體與水質量比1:20~140混合，在溫度20°C~100°C水浸泡，用A~F (10000~28000r/min)檔高速剪切I~7min，剪切離心後，得到上清液與沉澱物，取上清液，濃縮、醇沉、絹布過濾乾燥得到黑木耳多糖粉。
[0017]3.本發明所述加水浸泡時，加水量為木耳乾重的60~120倍，水浴溫度50°C~70°C，水浴時間為10~20min後清洗除梗。
[0018]4.本法所述濾液減壓濃縮的真空度為0.08~0.09MPa，溫度為65~85°C。
[0019]5.本法所述料水比1:20~140，20~100°C浸泡時間20~60min高速剪切從A~F (10000 ~28000r/min)檔剪切 1 ~7min。
[0020]6.本法所述醇沉用3倍體積的95%乙醇醇析24h，反覆將沉澱水溶性多糖醇析。
[0021]7.本法所述醇沉後沉澱分別用丙酮、乙醚洗滌。
[0022]8.本法所述真空乾燥的真空壓力為0.09~0.lOMPa，溫度為60~75°C，乾燥至水
分的重量百分含量小於6%。
[0023]9.本法所述噴霧乾燥時，進風溫度控制在165~175°C，出風溫度控制在70~80。。。
[0024]10.本發明以黑木耳為原料，採用超微粉碎結合高速剪切協同作用於黑木耳子實體，提高多糖的得率，發明的技術要點在於超微粉碎結合高速剪切協同作用，促使多糖有效溶出，得到的多糖純度高、活性破壞小。
[0025]本發明的有益效果主要體現在:
[0026]1.所製得產品純度高，其中多糖含量可高達75%以上，且得率較高。
[0027]2.針對黑木耳細胞壁質地堅韌，細胞壁內所含有的多糖類物質很難透過細胞壁，篩選適用於此的超微粉碎和高剪切技術協同處理工藝，可有效破壁，黑木耳粗多糖的得率可達30.84%，比傳統的熱水浸提機械式粉碎粗粉得到的粗多糖提高了 18.31倍。工藝條件溫和，不易損壞多糖結構，綠色環保，符合保健食品的生產要求。
[0028]3.採用高剪切技術應用到黑木耳多糖的製備中，在剪切後確保穩定快速的提取速度，大大縮短工藝時間，提純過程中的同時亦對樣液進行濃縮，便於工業化生產。較超聲波輔助萃取法提高了 5~10%，微波輔助提取法提高了 10~15%，水浴浸提法提高了 18%左右。
(四)【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]附圖1【具體實施方式】一中步驟4)Y=f(A，B)交互作用的響應面和等高線圖
[0030]附圖2【具體實施方式】一中步驟4) Y=f(A, C)交互作用的響應面和等高線圖
[0031]附圖3【具體實施方式】一中步驟4) Y=f (B，C)交互作用的響應面和等高線圖
(五)【具體實施方式】
[0032]下面結合具體實施例對本發明進行進一步描述，但本發明的保護範圍並不僅限於此:
[0033]【具體實施方式】一:本實施方式中木耳多糖的提取工藝流程如下所示。
[0034]黑木耳一清洗一烘乾一粉碎一過篩(80目)一石油醚脫脂一烘乾一木耳粉一按料水比加蒸餾水一水浴一機器提取一離心一無水乙醇醇沉一絹布過濾一冷凍乾燥一黑木耳
多糖
[0035]I)黑木耳粉碎工藝
[0036]取100g的黑木耳，經中藥粉碎機粉碎後，先用80目標準篩進行篩分，然後把篩下物採用超微粉碎機進行粉碎，調控超微粉碎機風機轉速為16000r/min，得到黑木耳超微粉體。
[0037]2)多糖的相關計算公式
[0038]H=C/ (Iii1ZV1XV2ZV3)
[0039]ω = (H Xm2)/M
[0040]式中，H為多糖的含量(%) 為復溶的質量；V1為定容的體積；V2為吸取的體積；V3為溶液的總體積；C為多糖質量濃度(ug/ml); ω為木耳得率(%) ；m2為醇沉後的質量(g);M為樣品質量(g)。
[0041]3)黑木耳多糖的提取
[0042]取I)得到的黑木耳超微粉體lg，料液比1:20~1:120ml，在水浴溫度為20~100°C的條件下浸提30~60min後,用高速剪切分散乳化機乳化I~5min,檔位設置為A~G檔，4000r/min離心lOmin，棄去殘渣，保留上清液。開啟真空泵及循環水冷卻泵，待真空度升至0.04MPa時，繼續抽真空，待真空度至0.08MPa時，水浴鍋的溫度80°C，控制真空度在
0.08~0.09MPa之間。木耳多糖的真空乾燥時，真空壓力控制為0.09~0.lOMPa，溫度為60°C,乾燥至水分的重量百分含量小於6%,大約需要24小時。
[0043]4)單因素結合響應面優化黑木耳多糖提取工藝
[0044]在單因素試驗基礎上，根據中心試驗原則，設定了機器檔位、機器時間、水浴溫度的3因素3水平響應面法試驗設計，其因素水平見表1，所得試驗結果見表2。
[0045]表1.黑木耳多糖提取響應面試驗因素水平及編碼
[0046]TablelCoded values and corresponding actual values of factors in BBDdesign
[0047]
【權利要求】
1.一種新型的黑木耳多糖的提取方法，其特徵在於採用高分子乳化剪切技術提取黑木耳多糖，首先取黑木耳超微粉體與水質量比1:20~1:140混合，在溫度20~100°C水浸泡，浸泡時間為30-60min。用高分子乳化剪切技術機A~G檔高速剪切I~6min，剪切離心後，得到上清液與沉澱物，取上清液，濃縮、醇沉、過濾乾燥得到黑木耳多糖粉。
2.根據權利要求1所述的採用高分子乳化剪切技術提取黑木耳多糖，其特徵在於所述加水水浴時，加水量為黑木耳乾重的80倍，水浴溫度86°C，水浴時間為60min，用高分子乳化剪切技術機E檔(22000r/min)，高速剪切5min。
3.根據權利要求1所述的採用高分子乳化剪切技術提取黑木耳多糖，其特徵在於所述加水水浴時，加水量為黑木耳乾重的100倍，水浴溫度100°C，水浴時間為30min，用高分子乳化剪切技術機E檔(22000r/min)，高速剪切5min。
4.根據權利要求1所述的採用高分子乳化剪切技術提取黑木耳多糖，其特徵在於所述加水水浴時，加水量為黑木耳乾重的80倍，水浴溫度100°C，水浴時間為60min，用高分子乳化剪切技術機D檔(18000r/min)，高速剪切6min。
5.根據權利要求1所述的採用高分子乳化剪切技術提取黑木耳多糖，其特徵在於所述濾液減壓濃縮的真空度為0.08-0.09MPa，溫度為65_85°C。
6.根據權利要求1所述的採用高分子乳化剪切技術提取黑木耳多糖，其特徵在於所述醇沉用3倍體積的95%乙醇醇析24h，反覆將沉澱水溶醇析。
7.根據權利要求1所述的採用高分子乳化剪切技術提取黑木耳多糖，其特徵在於所述醇沉後沉澱分別用丙酮、乙醚 洗滌。
8.根據權利要求1所述的採用高分子乳化剪切技術提取黑木耳多糖，其特徵在於所述真空乾燥的真空壓力為0.09-0.lOMPa，溫度為60_75°C，乾燥至水分的重量百分含量小於6% ο
9.根據權利要求1所述的採用高分子乳化剪切技術提取黑木耳多糖，其特徵在於所述噴霧乾燥時，進風溫度控制在175±3°C，出風溫度控制在75±3°C。
【文檔編號】C08B37/00GK103772522SQ201410013100
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月13日 優先權日:2014年1月13日
【發明者】樊梓鸞, 龍雪, 林秀芳, 胡彩虹, 許耀鵬 申請人:東北林業大學