一種汽爆聯用生物複合酶技術提高人參皂苷提取率的方法
2023-07-09 14:56:06
專利名稱：一種汽爆聯用生物複合酶技術提高人參皂苷提取率的方法
技術領域：
本發明屬於中藥現代化領域，涉及一種汽爆聯用生物複合酶製劑，以人參、西洋參和人參莖葉、西洋參莖葉等為原材料，生產人參皂苷的方法。該方法與常規方法相比，具有人參皂苷提取物產率高，提取物皂苷含量高，人參皂苷提取率高等特點。
背景技術：
人參(Panaxginseng C. A. Meyer)、西洋參(Panax quinquefolium Linn)為五加科植物。作為傳統藥材，具有數千年的歷史，在世界各國廣泛應用。人參大補元氣，復脈固脫，補脾益肺，生津，安神。西洋參補氣養精，清熱生津。人參皂苷是人參、西洋參中最主要的活性成分之一。人參皂苷的生理活性決定了其食用和藥用價值。大量研究結果表明，人參阜苷具有抗疲勞、抗利尿、抗炎、抗缺氧、提高記憶、延緩衰老、提高機體免疫功能等作用。人參皂苷作為人參、西洋參最有效的活性成分，在根中總皂苷含量約為4% -6%,莖葉中總皂苷含量約為7. 6% -12. 6%，人參須中總皂苷的含量約為8. 5% -11. 5%，參皮中總皂苷含量約為8.0% _8.8%，花蕾總皂苷含量約為14% -15%，是多種人參皂苷的混合物。目前，應用範圍較廣，較成型的人參總皂苷的提取分離工藝為採用水作起步溶齊 ，將參料浸泡、煎煮後濾渣取液；將液體減壓濃縮；濃縮液體經大孔樹脂柱吸附、乙醇洗脫，得洗脫液；洗脫液中加入氧化鎂，加熱回流脫色並收集濾液；使濾液通過交換樹脂去雜；最後回收濾液中的乙醇,並將餘留物質乾燥，即得成品(CN1277205)。但在人參總皂苷提取過程中，人參細胞壁對提取的幹擾是影響人參皂苷提取率的主要因素；同時在提取過程中，還要受到其它大分子物質，如果膠、蛋白質等的幹擾；這些因素使得人參皂苷提取率較低。而人參細胞壁中的木質素和半纖維素以共價鍵的方式相結合，果膠以鑲嵌的形式將木質素、半纖維素和纖維素膠合，纖維素分子被包埋其中，形成一層天然屏障。無論是微生物發酵，還是生物酶製劑直接作用於細胞壁，都無法直接打開木質素的天然屏障，只能通過降解果膠，打開一小部分通道，使生物酶製劑與纖維素等大分子接觸。汽爆技術可將滲進植物組織內部被壓縮的氣體短時間突發性釋放完畢，目的是用較少的能量將原料按要求分解。汽爆機將容器內的全部原料在毫秒級時間範圍內，以炸散的形式懸在大氣空間。由於其作用時間短，能量密度高而且集中，氣體分子可以滲透到纖維素與木質素等大分子之間，充分的在大分子水平上將物料分解。因此，汽爆過程可以將植物細胞壁果膠鑲嵌的木質素、半纖維素和纖維素的共聚體打散為木質素、果膠、半纖維素和纖維素的分散體，從而破壞生物酶及發酵技術難以徹底攻破的木質素天然屏障系統。本發明正是考慮到汽爆技術可以破壞細胞壁天然屏障系統，從而採用汽爆技術將人參、西洋參和人參莖葉、西洋參莖葉細胞壁中的果膠鑲嵌的木質素、半纖維素和纖維素的 共聚體打散為木質素、果膠、半纖維素和纖維素的分散體後，繼而聯用生物複合酶將木質素、果膠、半纖維素、蛋白質和纖維素等降解為小分子。從而最大限度的降低人參皂苷製備過程中其它大分子物質對人參皂苷提取的幹擾，降低整個工藝的能耗，提高人參皂苷的產率
發明內容
本發明針對目前以人參、西洋參和人參莖葉、西洋參莖葉為原料，生產人參皂苷的生產工藝較低的產率，考慮到細胞壁木質素天然屏障系統對人參皂苷提取的幹擾，依據實驗數據，發明了汽爆聯用生物複合酶製劑製備人參皂苷的新方法。本發明的目的是提供一種提高人參、西洋參和人參莖葉、西洋參莖葉中人參皂苷提取率的汽爆聯用生物複合酶製劑的製備方法。本發明提供的汽爆聯用生物複合酶製劑製備人參皂苷的新方法，由以下步驟完成(I)原料前處理將人參、西洋參和人參莖葉、西洋參莖葉水洗去泥沙等雜質後粉碎；(2)汽爆處理將經過原料前處理的人參、西洋參和人參莖葉、西洋參莖葉置於汽爆罐內，先通入空氣至汽爆罐內壓力為O. 5-1. OMPa，爆破處理5-20分鐘；然後迅速通入蒸汽至汽爆罐內壓力為I. 0-1. 5MPa，蒸汽爆破處理O. 5-2分鐘；(3)生物複合酶處理將汽爆後原料以水混懸，加入生物複合酶製劑(包含纖維素酶、蛋白酶、果膠酶、澱粉酶、木聚糖酶、漆酶)，降解幹擾人參皂苷提取的大分子物質；(4)人參皂苷提取將經⑶處理得到的反應體系，以水或不同濃度乙醇等作為溶劑，採用溶劑提取法、超聲提取法、微波提取法等進行提取，過濾，提取液備用；(5)人參總皂苷製備將經(4)處理得到的提取液經大孔吸附樹脂技術、萃取技術等分離，得到人參總皂苷。本發明從技術原理上有以下顯著特點(I)汽爆技術可以將人參、西洋參和人參莖葉、西洋參莖葉細胞壁中的果膠鑲嵌的木質素、半纖維素和纖維素的共聚體打散為木質素、果膠、半纖維素和纖維素的分散體，從而破壞了生物複合酶難以迅速降解的木質素天然屏障系統，而對人參皂苷沒有任何破壞；(2)生物複合酶可以將木質素、果膠、半纖維素、蛋白質和纖維素等降解為小分子，降低人參皂苷提取過程中大分子物質對提取的幹擾，該生物複合酶是由纖維素酶、酸性蛋白酶、果膠酶、α -澱粉酶、木聚糖酶、漆酶等組成；(3)汽爆技術聯用生物複合酶，以人參、西洋參和人參莖葉、西洋參莖葉等為原材料，提取人參皂苷的方法，可以實現最大限度的降低人參皂苷提取過程中大分子物質對提取的幹擾。與傳統工藝相比，能夠大幅度提高人參皂苷的提取率，降低生產能耗。
具體實施例方式(I)本發明的生產工藝流程原料前處理，汽爆處理，生物複合酶處理，人參皂苷提取，人參總皂苷製備。(2)本發明的生產工藝中汽爆處理為以空氣、蒸汽為汽爆介質，先通入空氣至汽爆罐內壓力為O. 5-1. OMPa，爆破處理5-20分鐘；然後迅速通入蒸汽至汽爆罐內壓力為1.0-1. 5MPa，蒸汽爆破處理O. 5-2分鐘。
(3)本發明的生產工藝中生物複合酶製備過程如下經檢測合格的原料按下述重量百分比進入各項投料口 纖維素酶10-30%，果膠酶10-20%，α-澱粉酶10-35%，蛋白酶10-30%，漆酶5-15%。經自動混合機復配，然後通測定酶活、定量包裝，成為產品。(4)本發明的生產工藝中生物複合酶使用方法如下作用溫度15-60°C (或室溫)；pH 5. 0-7. O ;作用時間l-6h ;添加量500g-5000g/噸物料。(5)應用效果應用本發明，從本質上解決了傳統工藝生產人參皂苷產率低的致命問題，其中人參皂苷提取物產率、提取物質量(提取物中人參皂苷含量)及人參皂苷提取率均遠高於傳統工藝。(6)實驗數據以生曬參為原料，以提取物得率、提取物皂苷含量及皂苷提取率為指標，對不同生產工藝進行評價。
權利要求
1.一種汽爆聯用生物複合酶技術提高人參皂苷提取率的方法，其特徵在於它由以下步驟完成 (1)原料前處理將人參、西洋參和人參莖葉、西洋參莖葉水洗去泥沙等雜質後粉碎； (2)汽爆處理將經過原料前處理的人參、西洋參和人參莖葉、西洋參莖葉置於汽爆罐內，先通入空氣至汽爆罐內壓力為O. 5-1. OMPa，爆破處理5-20分鐘；然後迅速通入蒸汽至汽爆罐內壓力為I. 0-1. 5MPa，蒸汽爆破處理O. 5-2分鐘； (3)生物複合酶處理將汽爆後原料以水混懸，加入生物複合酶製劑(包含纖維素酶、蛋白酶、果膠酶、澱粉酶、木聚糖酶、漆酶)，降解幹擾人參皂苷提取的大分子物質； (4)人參皂苷提取將經(3)處理得到的反應體系，以水或不同濃度乙醇等作為溶劑，採用溶劑提取法、超聲提取法、微波提取法等進行提取，過濾，提取液備用； (5)人參總皂苷製備將經(4)處理得到的提取液經大孔吸附樹脂技術、萃取技術等分離，得到人參總皂苷。
2.如權利要求I所述的汽爆技術，其汽爆介質為空氣、蒸汽，先以空氣加壓較長時間汽爆，然後以蒸汽短時間爆破處理。
3.如權利要求I所述的生物複合酶製劑，其特徵在於它是由下述重量百分比的成分組成的複合物 纖維素酶10-30% ； 果膠酶10-20% ； α-澱粉酶20-35% ； 蛋白酶10-30% ； 漆酶5-15%。
全文摘要
本發明提供一種汽爆聯用生物複合酶製劑，以人參、西洋參和人參莖葉、西洋參莖葉等為原材料，生產人參皂苷的方法。該方法與常規方法相比，具有人參皂苷提取物產率高，提取物皂苷含量高，人參皂苷提取率高等特點。
文檔編號C12N9/50GK102618616SQ201210106790
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月13日 優先權日2012年4月13日
發明者何忠梅, 吳鵬, 張連學, 王立巖, 翟為, 趙巖, 郜玉鋼, 金達明 申請人:吉林農業大學