CN102827299B - 一种金柑多糖的提取纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金柑多糖的高效提取纯化方法，将新鲜金柑榨汁，采用微波、超声波耦合动态逆流浸提技术进行浸提，经离心过滤得到金柑水提液，再采用酶法结合Sevag法脱蛋白、大孔吸附树脂脱色素得到金柑多糖溶液，经DEAESepharoseCL-6B离子交换柱、SephacrylS-400HR凝胶柱分离，再经超滤、减压浓缩、醇沉、冷冻干燥、粉碎制得金柑多糖的精制干粉。本发明首次从金柑中提取多糖，提取时间短，提取率高，并对金柑多糖进行精制，为充分利用我国金柑资源优势和开发应用金柑多糖提供了基础。
Description
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种金柑多糖的提取纯化方法。
背景技术
金柑（Fortunella margarita (Lour. ) Swingle）又名金桔、绿桔，是我国著名的特产水果之一，具有丰富的营养价值和特殊的药用保健功效。中医认为，金柑生食有理气、补中、解郁、消食、散寒、化痰、醒酒等作用，可用于治疗胸闷郁结、酒醉口渴、消化不良、食欲不振、咳嗽哮喘等症。目前，金柑仍然以鲜食为主，粗加工产品也仅见金柑果醋、金柑果脯等，产品附加值低。有关金柑的基础研究工作仍比较薄弱，深加工技术及产品的开发滞后，制约了金柑产业的发展。
多糖是由单糖连接而成的多聚物，广泛存在于动物细胞膜、植物和微生物的细胞壁中，是生物体内除核酸和蛋白质以外的又一类重要的生物分子。大量研究表明多糖的功能学特性多种多样，不仅可以作为贮能物质，而且具有许多生物活性，如免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗辐射、延缓衰老等，并且对机体几乎无毒副作用。金柑多糖为金柑的主要活性成分之一，但有关金柑多糖的高效提取和分离纯化的研究还尚未见报道。因此，如何从金柑中高效提取多糖，获得高纯度、活性强的金柑多糖具有重要意义。
多糖的提取方法很多，近年来开发的微波辅助提取、超声波强化提取、高压脉冲法、动态逆流浸提等提取方法，具有效率高，操作简单，能耗小，且不会引入杂质、多糖纯度高等优点，在多糖提取中得到广泛应用。目前已有将多种技术结合应用于多糖的提取，如超声波逆流提取技术、微波逆流提取技术，以利用各种技术的优势提高多糖提取率。多糖纯化的方法有分级沉淀法、Sevag法、层析柱法、膜分离法等，其中离子交换层析能有效分离粗多糖中的中性组分和酸性组分，凝胶过滤层析可进一步实现不同分子量的多糖分离。充分利用各种提取纯化技术，提供一种金柑多糖的高效提取与纯化的方法是本发明的主要目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金柑多糖的提取纯化方法，获得提取时间短、溶剂消耗少、纯度高、活性强的金柑多糖，以填补金柑多糖高效提取与分离技术的空白，丰富糖类科学，为金柑多糖的开发应用提供基础，提升金柑产业价值、拓展金柑深加工途径。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种金柑多糖的提取纯化方法，将新鲜金柑榨汁，采用微波、超声波耦合动态逆流浸提技术进行浸提，经离心过滤得到金柑水提液，再采用酶法结合Sevag法脱蛋白、大孔吸附树脂脱色素得到金柑多糖溶液，经DEAE Sepharose CL-6B离子交换柱、Sephacryl S-400 HR凝胶柱分离，再经超滤、减压浓缩、醇沉、冷冻干燥、粉碎制得金柑多糖的精制干粉。
所述方法的具体步骤为：
（1）筛选新鲜金柑，经清洗、去核、榨汁，备用；
（2）将金柑汁由一端进料口按液料比10:1~30:1定量送入微波提取室，微波功率400~620W，微波处理时间15~30min；
（3）在超声波浸提室，纯净水由另一端进液口经流量计控量注入，溶剂自进液口向出料口流动，待溶剂流动稳定时，将步骤（2）中物料螺旋输送入超声波浸提室，液料比为20:1~30:1，超声波功率160~250W，超声波作用时间20~45min，在螺旋装置的推动下，溶剂与金柑形成流向相反的连续动态逆流进行充分混合提取，提取所得浸提液由出料口进入下一步工序；
（4）步骤（3）的浸提液离心除去不溶性杂质，得到金柑水提液；
（5）将步骤（4）的金柑水提液，加入蛋白酶40℃酶解60~80min，然后采用Sevag法脱蛋白，脱蛋白3次后离心，得到上清液；
（6）将步骤（5）的上清液，过大孔吸附树脂进行脱色，所选大孔吸附树脂为D101，脱色后得到金柑多糖溶液；
（7）将步骤（6）的金柑多糖溶液，过平衡好的DEAE Sepharose CL-6B离子交换柱进行分离纯化，用蒸馏水和0.1~1mol/L 的NaCl溶液进行分段洗脱，用苯酚硫酸法跟踪检测流出的组分，分别收集洗脱峰，得到洗脱液；
（8）将步骤（7）的洗脱液，过平衡好的Sephacryl S-400 HR凝胶过滤柱进行进一步的分离纯化，用0.1~1mol/L 的NaCl溶液进行洗脱，用苯酚硫酸法跟踪检测流出的组分，分别收集洗脱峰，得到洗脱液；
（9）将步骤（8）的洗脱液分别通过中空纤维超滤膜脱盐并将其浓缩，其截留分子量为5000Da，工作压力控制在0.2MPa~0.7MPa，温度20~60℃，得到金柑多糖溶液；
（10）将步骤（9）所得金柑多糖浓缩至原体积的3/10~2/5，加入质量分数为80%的乙醇溶液醇沉过夜，所得沉淀冷冻干燥后，粉碎过60目筛，即得到金柑多糖的精制干粉。
本发明的有益效果：
（1）本发明采用微波超声波耦合动态逆流浸提技术提取金柑多糖，充分发挥微波技术、超声波技术、动态逆流浸提技术的优势。微波对固体的穿透作用较强，物料在微波的作用下细胞破裂，细胞内有效成分快速地扩散到溶剂中。微波提取后，物料被送入超声波提取室，超声波独特的机械粉碎与振动作用以及通过液体时形成的空化效应，进一步破坏物料组织细胞，增加溶剂的穿透力。连续动态逆流浸提充分利用两相的浓度梯度，实现提取过程中物料与溶剂中多糖的快速平衡。该发明具有提取率高、节约溶剂用量、能耗低的特点，金柑多糖提取率＞10%，可实现金柑多糖大批量连续性提取，适于工业化生产。
（2）本发明采用酶法结合Sevag法脱蛋白，大孔吸附树脂脱色素，并结合DEAE Sepharose CL-6B离子交换层析、Sephacryl S-400 HR凝胶过滤柱进行进一步的分离纯化，获得精制的金柑多糖，其纯度＞90%。
（3）本发明整个操作过程温度较低，能最大限度保持金柑多糖活性，对进一步研究金柑多糖构效关系，充分利用我国金柑资源优势开发应用金柑多糖具有重要意义。
具体实施方式
一种金柑多糖的提取纯化方法，具体步骤如下：
（1）筛选新鲜金柑，经清洗、去核、榨汁，备用；
（2）将金柑汁由一端进料口按液料比10:1~30:1定量送入微波提取室，微波功率400~620W，微波处理时间15~30min；
（3）在超声波浸提室，溶剂由另一端进液口经流量计控量注入，溶剂自加液端向出料端流动，待溶剂流动稳定时，将步骤（2）中物料螺旋输送入超声波浸提室，液料比为20:1~30:1，超声波功率160~250W，超声波作用时间20~45min，在螺旋装置的推动下，溶剂与金柑形成流向相反的连续动态逆流进行充分混合提取，提取所得浸提液由出料口进入下一步工序；
（4）步骤（3）中浸提液离心除去不溶性杂质，得到金柑水提液；
（5）将步骤（4）中所得金柑水提液，加入蛋白酶40℃酶解60~80min，然后采用Sevag法脱蛋白，脱蛋白3次后离心，得到上清液；
（6）将步骤（5）所得上清液，过大孔吸附树脂进行脱色，所选大孔吸附树脂为D101，脱色后得到金柑多糖溶液；
（7）将步骤（6）所得金柑多糖溶液，过平衡好的DEAE Sepharose CL-6B离子交换柱进行分离纯化，用蒸馏水、0.1~1mol/L NaCl进行分段洗脱，用苯酚硫酸法跟踪检测流出的组分，分别收集洗脱峰，得到洗脱液；
（8）将步骤（7）所得洗脱液，过平衡好的Sephacryl S-400 HR凝胶过滤柱进行进一步的分离纯化，用0.1mol/L NaCl进行洗脱，用苯酚硫酸法跟踪检测流出的组分，分别收集洗脱峰，得到洗脱液；
（9）将步骤（8）中洗脱液分别通过中空纤维超滤膜脱盐并将其浓缩，其截留分子量为5000Da（工作压力控制在0.2MPa~0.7Mpa，温度20~60℃），得到金柑多糖溶液；
（10）将步骤（9）所得金柑多糖浓缩至原体积的3/10~2/5，加入80%乙醇醇沉过夜，所得沉淀冷冻干燥后，粉碎过60目筛，即得到精制金柑多糖干粉。
以下是本发明的几个具体实施例，进一步说明本发明，但是本发明不仅限于此实施。
实施例1
（1）筛选新鲜金柑，经清洗、去核、榨汁，备用；
（2）将金柑汁由一端进料口按液料比10:1定量送入微波提取室，微波功率微波功率450W，微波处理时间20min；
（3）在超声波浸提室，溶剂由另一端进液口经流量计控量注入，溶剂自加液端向出料端流动，待溶剂流动稳定时，将步骤（2）中物料螺旋输送入超声波浸提室，液料比为25:1，超声波功率220W，超声波作用时间20min，在螺旋装置的推动下，溶剂与金柑粉形成流向相反的连续动态逆流进行充分混合提取，提取所得浸提液由出料口进入下一步工序；
（4）步骤（3）中浸提液离心除去不溶性杂质，得到金柑水提液；
（5）将步骤（4）中所得金柑水提液，加入蛋白酶40℃酶解60min，然后采用Sevag法脱蛋白，脱蛋白3次后离心，得到上清液；
（6）将步骤（5）所得上清液，过大孔吸附树脂进行脱色，所选大孔吸附树脂为D101，脱色后得到金柑多糖溶液；
（7）将步骤（6）所得金柑多糖溶液，过平衡好的DEAE Sepharose CL-6B离子交换柱进行分离纯化，用蒸馏水、0.1~1mol/L NaCl进行分段洗脱，用苯酚硫酸法跟踪检测流出的组分，分别收集洗脱峰，得到洗脱液；
（8）将步骤（7）所得洗脱液，过平衡好的Sephacryl S-400 HR凝胶过滤柱进行进一步的分离纯化，用0.1mol/L NaCl进行洗脱，用苯酚硫酸法跟踪检测流出的组分，分别收集洗脱峰，得到洗脱液；
（9）将步骤（8）中洗脱液分别通过中空纤维超滤膜脱盐并将其浓缩，其截留分子量为5000Da（工作压力控制在0.2MPa~0.7Mpa，温度20~60℃），得到金柑多糖溶液；
（10）将步骤（9）所得金柑多糖浓缩至原体积的3/10~2/5，加入80%乙醇醇沉过夜，所得沉淀冷冻干燥后，粉碎过60目筛，即得到精制金柑多糖干粉。
实施例2
（1）筛选新鲜金柑，经清洗、去核、榨汁，备用；
（2）将金柑汁由一端进料口按液料比10:1定量送入微波提取室，微波功率微波功率500W，微波处理时间18min；
（3）在超声波浸提室，溶剂由另一端进液口经流量计控量注入，溶剂自加液端向出料端流动，待溶剂流动稳定时，将步骤（2）中物料螺旋输送入超声波浸提室，液料比为30:1，超声波功率200W，超声波作用时间30min，在螺旋装置的推动下，溶剂与金柑粉形成流向相反的连续动态逆流进行充分混合提取，提取所得浸提液由出料口进入下一步工序；
（4）步骤（3）中浸提液离心除去不溶性杂质，得到金柑水提液；
（5）将步骤（4）中所得金柑水提液，加入蛋白酶40℃酶解60min，然后采用Sevag法脱蛋白，脱蛋白3次后离心，得到上清液；
（6）将步骤（5）所得上清液，过大孔吸附树脂进行脱色，所选大孔吸附树脂为D101，脱色后得到金柑多糖溶液；
（7）将步骤（6）所得金柑多糖溶液，过平衡好的DEAE Sepharose CL-6B离子交换柱进行分离纯化，用蒸馏水、0.1~1mol/L NaCl进行分段洗脱，用苯酚硫酸法跟踪检测流出的组分，分别收集洗脱峰，得到洗脱液；
（8）将步骤（7）所得洗脱液，过平衡好的Sephacryl S-400 HR凝胶过滤柱进行进一步的分离纯化，用0.1mol/L NaCl进行洗脱，用苯酚硫酸法跟踪检测流出的组分，分别收集洗脱峰，得到洗脱液；
（9）将步骤（8）中洗脱液分别通过中空纤维超滤膜脱盐并将其浓缩，其截留分子量为5000Da（工作压力控制在0.2MPa~0.7Mpa，温度20~60℃），得到金柑多糖溶液；
（10）将步骤（9）所得金柑多糖浓缩至原体积的3/10~2/5，加入80%乙醇醇沉过夜，所得沉淀冷冻干燥后，粉碎过60目筛，即得到精制金柑多糖干粉。
实施例3
（1）筛选新鲜金柑，经清洗、去核、榨汁，备用；
（2）将金柑干粉由一端进料口按液料比12:1定量送入微波提取室，微波功率微波功率600W，微波处理时间15min；
（3）在超声波浸提室，溶剂由另一端进液口经流量计控量注入，溶剂自加液端向出料端流动，待溶剂流动稳定时，将步骤（2）中物料螺旋输送入超声波浸提室，液料比为28:1，超声波功率250W，超声波作用时间40min，在螺旋装置的推动下，溶剂与金柑粉形成流向相反的连续动态逆流进行充分混合提取，提取所得浸提液由出料口进入下一步工序；
（4）步骤（3）中浸提液离心除去不溶性杂质，得到金柑水提液；
（5）将步骤（4）中所得金柑水提液，加入蛋白酶40℃酶解70min，然后采用Sevag法脱蛋白，脱蛋白3次后离心，得到上清液；
（6）将步骤（5）所得上清液，过大孔吸附树脂进行脱色，所选大孔吸附树脂为D101，脱色后得到金柑多糖溶液；
（7）将步骤（6）所得金柑多糖溶液，过平衡好的DEAE Sepharose CL-6B离子交换柱进行分离纯化，用蒸馏水、0.1~1mol/L NaCl进行分段洗脱，用苯酚硫酸法跟踪检测流出的组分，分别收集洗脱峰，得到洗脱液；
（8）将步骤（7）所得洗脱液，过平衡好的Sephacryl S-400 HR凝胶过滤柱进行进一步的分离纯化，用0.1mol/L NaCl进行洗脱，用苯酚硫酸法跟踪检测流出的组分，分别收集洗脱峰，得到洗脱液；
（9）将步骤（8）中洗脱液分别通过中空纤维超滤膜脱盐并将其浓缩，其截留分子量为5000Da（工作压力控制在0.2MPa~0.7Mpa，温度20~60℃），得到金柑多糖溶液；
（10）将步骤（9）所得金柑多糖浓缩至原体积的3/10~2/5，加入80%乙醇醇沉过夜，所得沉淀冷冻干燥后，粉碎过60目筛，即得到精制金柑多糖干粉。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (3)
1.一种金柑多糖的提取纯化方法，其特征在于：将新鲜金柑榨汁，采用微波、超声波耦合动态逆流浸提技术进行浸提，经离心过滤得到金柑水提液，再采用酶法结合Sevag法脱蛋白、大孔吸附树脂脱色素得到金柑多糖溶液，经DEAE Sepharose CL-6B离子交换柱、Sephacryl S-400 HR凝胶柱分离，再经超滤、减压浓缩、醇沉、冷冻干燥、粉碎制得金柑多糖的精制干粉。
2. 根据权利要求1所述的金柑多糖的提取纯化方法，其特征在于：所述方法的具体步骤为：
（1）筛选新鲜金柑，经清洗、去核、榨汁，备用；
（2）将金柑汁由一端进料口按液料比10:1~30:1定量送入微波提取室，微波功率400~620W，微波处理时间15~30min；
（3）在超声波浸提室，溶剂由另一端进液口经流量计控量注入，溶剂自进液口向出料口流动，待溶剂流动稳定时，将步骤（2）中物料螺旋输送入超声波浸提室，液料比为20:1~30:1，超声波功率160~250W，超声波作用时间20~45min，在螺旋装置的推动下，溶剂与金柑形成流向相反的连续动态逆流进行充分混合提取，提取所得浸提液由出料口进入下一步工序；
（4）步骤（3）的浸提液离心除去不溶性杂质，得到金柑水提液；
（5）将步骤（4）的金柑水提液，加入蛋白酶40℃酶解60~80min，然后采用Sevag法脱蛋白，脱蛋白3次后离心，得到上清液；
（6）将步骤（5）的上清液，过大孔吸附树脂进行脱色，所选大孔吸附树脂为D101，脱色后得到金柑多糖溶液；
（7）将步骤（6）的金柑多糖溶液，过平衡好的DEAE Sepharose CL-6B离子交换柱进行分离纯化，用蒸馏水和0.1~1mol/L 的NaCl溶液进行分段洗脱，用苯酚硫酸法跟踪检测流出的组分，分别收集洗脱峰，得到洗脱液；
（8）将步骤（7）的洗脱液，过平衡好的Sephacryl S-400 HR凝胶过滤柱进行进一步的分离纯化，用0.1~1mol/L 的NaCl溶液进行洗脱，用苯酚硫酸法跟踪检测流出的组分，分别收集洗脱峰，得到洗脱液；
（9）将步骤（8）的洗脱液分别通过中空纤维超滤膜脱盐并将其浓缩，其截留分子量为5000Da，工作压力控制在0.2MPa~0.7MPa，温度20~60℃，得到金柑多糖溶液；
（10）将步骤（9）所得金柑多糖浓缩至原体积的3/10~2/5，加入质量分数为80%的乙醇溶液醇沉过夜，所得沉淀冷冻干燥后，粉碎过60目筛，即得到金柑多糖的精制干粉。
3.根据权利要求2所述的金柑多糖的提取纯化方法，其特征在于：步骤（3）中所述的溶剂是纯净水。
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