CN107082820A - 一种脉冲负压低温提取香菇多糖的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种脉冲负压低温提取香菇多糖的方法，包括以下步骤：将鲜香菇原料加水打浆，得到香菇浆液；或将鲜香菇原料干燥、粉碎，得到干香菇粉，将干香菇粉加水混匀，得到香菇浆液；将香菇浆液在剪切搅拌的条件下进行提取，提取温度不高于50℃，提取压力采用脉冲负压；提取结束后，固液分离，得到滤渣和提取液；将提取液浓缩，并用乙醇沉淀，将沉淀进一步干燥，即得。本发明减少了资源浪费以及对环境的污染，增加了香菇的附加值，利用机械剪切和负压空化双重作用促进香菇多糖的溶出，提高香菇多糖的得率，具有成本低廉、环保、操作简单、安全、节省能源等优点。

Description

一种脉冲负压低温提取香菇多糖的方法

技术领域

本发明属于多糖提取技术领域，具体涉及一种脉冲负压低温提取香菇多糖的方法。

背景技术

香菇味道鲜美，香气沁人，营养丰富，不仅含有多种营养成分如多糖、纤维素、氨基酸、香菇菌素、香菇香精及矿物质元素铁、钙、磷等，还含有丰富的维生素D原。香菇具有很好的免疫作用，它可以提高机体免疫功能、延缓衰老、防癌抗癌、降血压、降血脂、降胆固醇，另外香菇还对糖尿病、肺结核、传染性肝炎、神经炎等起治疗作用，又可用于消化不良、便秘等，而这些作用的发挥都与其多糖密切相关。

但香菇属于含水量高（一般在90%左右）极容易腐烂、保鲜难的食材，采后必须尽快鲜销或加工，否则产品将很快失去商品价值。另外，在香菇加工整形修剪工艺中，产生大量的菇柄、残次菇等，除少量将其加工成香菇酱、菇松等产品外，大部分被废弃，废弃的香菇菇柄、残次菇等至少为其产量的1/10～1/8，大多厂家都将其直接弃去或廉价处理，不仅造成极大的资源浪费，还对环境造成污染。如能将其中所含的多糖等有效成分进行充分有效利用，不仅可提高香菇的产品附加值，提高香菇加工产值，同时还可降低废弃物的排放量，具有良好的经济和环境效益。

香菇多糖是从香菇中提取得到的有效活性成分，是香菇的主要有效成分。目前对香菇多糖的提取多采用热水及稀碱溶液，申请号为201410700171.5的中国专利公开了一种半仿生提取香菇多糖的方法，主要步骤为：原料预处理、弱酸性水提取、弱碱性水提取、中性水提取、制备洗脱液、制备截留液、减压浓缩、离心去除沉降物、沉淀真空干燥及粉碎包装；该方法虽然提取收率高，但存在提取时间长，易造成多糖中糖苷键断裂及构象变化影响其活性。另外，也有采用超声波、微波等对香菇多糖进行提取的报道，虽然提取时间缩短，但设备成本较高，限制了其在工业上的应用。

发明内容

基于现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种脉冲负压低温提取香菇多糖的方法，采用新鲜或干燥后的香菇为原材料，经机械剪切破壁和负压空化破壁相结合的方法，于不高于50℃的温度下浸提多糖，不仅可以提高破壁率，促进多糖的溶出，提高多糖得率，又可以缩短提取时间，减少能源消耗，最大限度地保持其生理活性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种脉冲负压低温提取香菇多糖的方法，包括以下步骤：

（1）将鲜香菇原料加水打浆，得到香菇浆液；或将鲜香菇原料干燥、粉碎，得到干香菇粉，将干香菇粉加水混匀，得到香菇浆液；

（2）将香菇浆液在剪切搅拌的条件下进行提取，提取温度不高于50℃，提取压力采用脉冲负压；提取结束后，固液分离，得到滤渣和提取液；

（3）将步骤（2）所得提取液浓缩，并用乙醇沉淀，将沉淀进一步干燥，即得。

优选地，步骤（1）中将鲜香菇原料加水打浆时，鲜香菇原料与水的质量比为1：5~8。

进一步，步骤（2）中所述剪切搅拌的转速为5000~10000转/分。

优选地，步骤（1）中干香菇粉加水混匀时，干香菇粉与水的质量比为1：8~10。

进一步，步骤（2）中所述剪切搅拌的转速为200~500转/分。

优选地，步骤（2）中所述脉冲负压为负压-常压交替形成的脉冲式循环，具体操作为：抽真空至-93~-97 kPa，保持1~2分钟后，恢复至常压，以此循环3~5次。

优选地，步骤（3）中所述干燥采用真空干燥（真空度-80~-98 kPa、温度40~60℃）或冷冻干燥。

上述方法中所用鲜香菇原料是指清洗后的优质香菇、等外香菇及残缺香菇（如菇盖、菇柄）中的一种或两种以上混合，所述干香菇粉由鲜香菇原料干燥、粉碎而得，也可以采用市面上普通市售的干香菇直接破碎制得。

本发明减少了因（香菇原料）处理不及时造成的资源浪费以及对环境的污染，扩大产品的应用范围，增加了香菇的附加值，提高种植单位和农户的经济效益；本发明采用机械剪切破壁与负压空化破壁相结合的方法，不仅可以提高破壁率，促进目标物（香菇多糖）的溶出，提高目标物的得率，还可缩短破壁浸提时间，提高浸提效率；本发明在不超过50℃的温度下进行浸提，不仅可缩短加热时间，还可减少由于高温长时浸提对目标物结构的破坏，保持目标物的生理活性。总之，本发明所述方法具有成本低廉、环保、操作简单、安全、节省能源等优点。

附图说明

图1为所述提取装置的结构示意图；

图2为图1中导流罩的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明，但所述实施例旨在解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

下述实施例所用的提取装置，如图1及图2，包括罐体10、上盖5及搅拌机构。所述上盖5安装于罐体10的上端口，上盖5上安装有用于检测罐体10内真空度的真空表6，上盖5上设有提手22以及用于观察罐体10内情况的视窗4，上盖5上还设有进气口及抽气口，所述进气口连通有进气管道3，进气管道3上设有用于控制进气口开/闭的进气阀2，抽气口连通有抽气管道，抽气管道上设有控制抽气口开/闭的抽气阀7，抽气管道的另一端连通有真空罐19，真空罐19上通过管路连接有用于抽真空的真空泵17，且真空罐19与真空泵17之间的管路上设有真空阀18。所述罐体10上部的侧壁上设有进料口，进料口连通有进料管道8，进料管道8上设有用于控制进料口开/闭的进料阀9；罐体10下部的内侧壁上设有用于加热的加热管16，罐体10的下部安装有用于检测罐体10内温度的温度表14；罐体10的底面呈向下凸的球面，罐体10底面的中心处设有出料口，出料口连通有出料管道20，出料管道20上设有用于控制出料口开/闭的出料阀21。罐体10内的下部设有导流罩13，以利于剪切搅拌时形成涡流负压，将物料吸入导流罩13内破碎物料；所述导流罩13包括呈筒状的罩壳131，且罩壳131的轴向中心线与罐体10的轴向中心线相重合，罩壳131上沿圆周方向均匀间隔设有若干圆孔132，罩壳131的上端固定有若干连接杆12，所述导流罩13通过连接杆12与罐体10固定连接。所述搅拌机构包括搅拌轴11，所述搅拌轴11的轴向中心线与罐体10的轴向中心线相重合，搅拌轴11的上端穿过并伸出上盖5，且伸出上盖5的搅拌轴11的端部安装有用于驱动搅拌轴11转动的可调速电机1，搅拌轴11的下端延伸至导流罩13的下部，且搅拌轴11的下端部安装有剪切刀头15。

其中，所述加热管16为电热管或蒸汽加热盘管，并连接有温度传感器。所述真空罐19体积为罐体10体积的3倍以上，可使罐体10内瞬间达到所需负压。使用时，根据物料中目标营养成分和功能活性成分，在进行提取时，可选择非加热（常温）提取或加热（不高于50℃）提取。

非加热提取时，首先利用提手22打开上盖5，关闭进气阀2、抽气阀7、进料阀9及出料阀21，打开真空泵17及真空阀18，使真空罐19内处于一定的真空状态；将物料和提取溶剂（水）加入罐体10内，或将物料加入罐体10内，盖好上盖5后，打开可调速电机1，使搅拌轴11带动剪切刀头15运转，打开抽气阀7，使罐体10内瞬间形成真空状态，然后打开进料阀9，利用负压将提取溶剂（水）抽入罐体10内，关闭进料阀9；此时罐体10内处于负压真空状态，保持该真空度1~2 min，然后关闭抽气阀7并打开进气阀2解除负压，待真空表6读数为0后，关闭进气阀2，再次打开抽气阀7，使罐体10与真空罐19连通形成负压，如此反复3～5次即可，打开出料阀21，将物料提取液放出，即完成一次提取过程。

加热提取时，首先利用提手22打开上盖5，关闭进气阀2、抽气阀7、进料阀9及出料阀21，打开真空泵17及真空阀18，使真空罐19内处于一定的真空状态；将提取溶剂（水）加入罐体10内，或盖好上盖5，打开可调速电机1，使搅拌轴11带动剪切刀头15运转，打开抽气阀7，使罐体10内瞬间形成真空状态，然后打开进料阀9，利用负压将提取溶剂（水）抽入罐体10内，关闭进料阀9及抽气阀7，然后盖好上盖5，打开加热管16进行加热，待达到设定温度后，打开上盖5，将物料放入罐体10内，盖好上盖5；打开可调速电机1，使搅拌轴11带动剪切刀头15运转，打开抽气阀7，使罐体10内瞬间形成真空状态，保持该真空度1~2 min，然后关闭抽气阀7并打开进气阀2解除负压，待真空表6读数为0后，关闭进气阀2，再次打开抽气阀7，使罐体10与真空罐19连通形成负压，如此反复3～5次即可，打开出料阀21，将物料提取液放出，即完成一次提取过程。

实施例1

一种脉冲负压低温提取香菇多糖的方法，包括以下步骤：

（1）将清洗后的鲜香菇原料和水按照质量比1：5放入提取装置内，以5000转/分的转速剪切搅拌进行打浆，得到香菇浆液；

（2）将香菇浆液在剪切搅拌（5000转/分的转速）的条件下进行提取，抽真空至-95 kPa，保持2分钟后，恢复至常压，以此循环4次，离心得到料渣和上清液；将料渣在剪切搅拌的条件下进行提取，抽真空至-95 kPa，保持2分钟后，恢复至常压，以此循环3次，离心分离后，得到滤渣和滤液，合并滤液和上清液，得到提取液；

（3）将步骤（2）所得提取液减压浓缩（真空度-98 kPa、温度45～50℃）至原体积的1/2~1/3，加入3倍体积的乙醇来沉淀香菇多糖，离心后取沉淀真空干燥（真空度-80~-98 kPa、温度40~60℃），即得。

实施例2

一种脉冲负压低温提取香菇多糖的方法，包括以下步骤：

（1）将清洗后的鲜香菇原料和水按照质量比1：8放入提取装置内，加热至50℃，以10000转/分的转速剪切搅拌进行打浆，得到香菇浆液；

（2）将香菇浆液在剪切搅拌（10000转/分的转速）的条件下进行提取，抽真空至-93kPa，保持2分钟后，恢复至常压，以此循环5次，离心得到料渣和上清液；将料渣在剪切搅拌的条件下进行提取，抽真空至-93 kPa，保持2分钟后，恢复至常压，以此循环5次，离心分离后，得到滤渣和滤液，合并滤液和上清液，得到提取液；

（3）将步骤（2）所得提取液减压浓缩（真空度-98 kPa、温度45～50℃）至原体积的1/2~1/3，加入3倍体积的乙醇来沉淀香菇多糖，离心后取沉淀真空干燥（真空度-80~-98 kPa、温度40~60℃），即得。

实施例3

一种脉冲负压低温提取香菇多糖的方法，包括以下步骤：

（1）将鲜香菇原料干燥、粉碎、过40目筛，得到干香菇粉，将干香菇粉和水按照质量比1：10放入提取装置内，加热至50℃，以500转/分的转速剪切搅拌，得到香菇浆液；

（2）将香菇浆液在剪切搅拌（500转/分的转速）的条件下进行提取，抽真空至-97 kPa，保持1分钟后，恢复至常压，以此循环3次，离心得到料渣和上清液；将料渣在剪切搅拌的条件下进行提取，抽真空至-97 kPa，保持1分钟后，恢复至常压，以此循环2次，离心分离后，得到滤渣和滤液，合并滤液和上清液，得到提取液；

（3）将步骤（2）所得提取液减压浓缩（真空度-98 kPa、温度45～50℃）至原体积的1/2~1/3，加入3倍体积的乙醇来沉淀香菇多糖，离心后取沉淀真空干燥（真空度-80~-98 kPa、温度40~60℃），即得。

实施例4

一种脉冲负压低温提取香菇多糖的方法，包括以下步骤：

（1）将鲜香菇原料干燥、粉碎、过40目筛，得到干香菇粉，将干香菇粉和水按照质量比1：8放入提取装置内，以200转/分的转速剪切搅拌，得到香菇浆液；

（2）将香菇浆液在剪切搅拌（200转/分的转速）的条件下进行提取，抽真空至-95 kPa，保持2分钟后，恢复至常压，以此循环4次，离心得到料渣和上清液；将料渣在剪切搅拌的条件下进行提取，抽真空至-95 kPa，保持2分钟后，恢复至常压，以此循环3次，离心分离后，得到滤渣和滤液，合并滤液和上清液，得到提取液；

（3）将步骤（2）所得提取液减压浓缩（真空度-98 kPa、温度45～50℃）至原体积的1/2~1/3，加入3倍体积的乙醇来沉淀香菇多糖，离心后取沉淀真空干燥（真空度-80~-98 kPa、温度40~60℃），即得。

经测量，实施例1香菇多糖得率为71.34 g/kg，实施例2香菇多糖得率为100.42 g/kg，实施例3香菇多糖得率为95.65 g/kg，实施例4香菇多糖得率为88.67g/kg；将鲜香菇原料按照传统热水浸提（90℃提取3 h），香菇多糖得率为35.13 g/kg，实施例1~4的提取时间均远远小于传统热水浸提的时间，但实施例1~4香菇多糖得率分别为热水浸提香菇多糖得率的2.03倍、2.86倍、2.72倍、2.52倍。

Claims (7)

1.一种脉冲负压低温提取香菇多糖的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将鲜香菇原料加水打浆，得到香菇浆液；或将鲜香菇原料干燥、粉碎，得到干香菇粉，将干香菇粉加水混匀，得到香菇浆液；

（2）将香菇浆液在剪切搅拌的条件下进行提取，提取温度不高于50℃，提取压力采用脉冲负压；提取结束后，固液分离，得到滤渣和提取液；

（3）将步骤（2）所得提取液浓缩，并用乙醇沉淀，将沉淀进一步干燥，即得。

2.根据权利要求1所述脉冲负压低温提取香菇多糖的方法，其特征在于：步骤（1）中将鲜香菇原料加水打浆时，鲜香菇原料与水的质量比为1：5~8。

3.根据权利要求2所述脉冲负压低温提取香菇多糖的方法，其特征在于：步骤（2）中所述剪切搅拌的转速为5000~10000转/分。

4.根据权利要求1所述脉冲负压低温提取香菇多糖的方法，其特征在于：步骤（1）中干香菇粉加水混匀时，干香菇粉与水的质量比为1：8~10。

5.根据权利要求4所述脉冲负压低温提取香菇多糖的方法，其特征在于：步骤（2）中所述剪切搅拌的转速为200~500转/分。

6.根据权利要求1至5任一所述脉冲负压低温提取香菇多糖的方法，其特征在于，步骤（2）中所述脉冲负压为负压-常压交替形成的脉冲式循环，具体操作为：抽真空至-93~-97kPa，保持1~2分钟后，恢复至常压，以此循环3~5次。

7.根据权利要求1至5任一所述脉冲负压低温提取香菇多糖的方法，其特征在于：步骤（3）中所述干燥采用真空干燥或冷冻干燥。