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，其特征在于采用高分子乳化剪切技術(shù)提取黑木耳多糖，通過單因素及其響應(yīng)面優(yōu)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(zhì)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(shù)機(jī)A～G檔高速剪切1～6min，剪切離心后，得到上清液與沉淀物，取上清液，濃縮、醇沉、過濾干燥得到黑木耳多糖粉。本發(fā)明能夠有效地提高黑木耳多糖的溶出率，具有反應(yīng)時間短、反應(yīng)條件適宜、細(xì)胞壁破碎徹底、得率高的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)】
[0002]一、黑木耳
[0003]黑木取稱木耳，光木耳。真菌學(xué)分類屬擔(dān)子菌綱，木耳目，木耳科。色澤黑褐，質(zhì)地柔軟，味道較好，營養(yǎng)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。木耳生長于櫟、楊、榕、槐等120多種闊葉樹的腐木上，易于栽培。木耳由以東北產(chǎn)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(hù)膚等生物學(xué)功能。因此可應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化妝品等行業(yè)。
[0004]黑木耳細(xì)胞壁主要由幾丁質(zhì)和P-葡聚糖組成，質(zhì)地堅韌，極難被人體所消化，因此細(xì)胞壁內(nèi)的多糖 類物質(zhì)無法出來，被人體消化吸收，這樣黑木耳多糖就無法發(fā)揮其功效，直接被排出體外，因而對黑木耳進(jìn)行精深加工就必須進(jìn)行破壁處理，破壁可使黑木耳細(xì)胞內(nèi)的功能性成分從細(xì)胞中出來，溶出于水中，提高黑木耳的消化吸收率。破碎細(xì)胞壁的方法較多，本發(fā)明將采用一種新方法-高速剪切分散技術(shù)來進(jìn)行破壁處理。
[0005]二.黑木耳多糖
[0006]黑木耳多糖是從木耳子實(shí)體中得到的多糖，經(jīng)預(yù)處理后得到的。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(shí)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，并指出水溶性的葡聚糖I的主鏈由葡萄糖經(jīng)(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(tuán)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(tǒng)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(tǒng)的工藝存在耗時長、得率低、工序復(fù)雜等問題。而且黑木耳多糖難以從細(xì)胞中出來，無法被人體消化吸收。本發(fā)明采用高速剪切技術(shù)，不僅耗時短、得率高、工序簡單，而且可以使細(xì)胞壁破碎，有利于多糖的溶出，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(zhǔn)備。在工業(yè)生產(chǎn)中，大大減小了所需時間，為工業(yè)生產(chǎn)提供了可能性，降低了工業(yè)成本。
[0009]四.高速剪切技術(shù)
[0010]高速剪切技術(shù)(High-speedShear Dispersing Emulsifier,HSDE)是樣品在高剪切分散乳化機(jī)上，接受轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生高剪切線速度和高頻機(jī)械效應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生較大的動能，使原料在定、轉(zhuǎn)子的間隙中受到強(qiáng)烈的氣蝕作用、較大的機(jī)械效應(yīng)和高速剪切效應(yīng)的協(xié)同作用。高速剪切分散乳化技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型的均質(zhì)化技術(shù)，已被應(yīng)用到藥物、植物研究相關(guān)的諸多領(lǐng)域。孫術(shù)國研究該方法與微波法提取鮮葛中葛根素，結(jié)論發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)該法有助于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(fā)現(xiàn)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(fā)明采用高速分散乳化技術(shù)，該設(shè)備轉(zhuǎn)速可高達(dá)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(shí)驗(yàn)研究了料液比、水浴溫度、水浴時間、高剪切分散乳化機(jī)的檔位、高剪切分散乳化機(jī)的提取時間、提取次數(shù)等因素對多糖得率的影響。通過單因素實(shí)驗(yàn)選取響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)的因素及水平。通過響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)來確定黑木耳多糖提取的最佳工藝條件。
(三)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是提供一種木耳多糖的綜合提取方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中得率低、耗時長、純度不高等問題。
[0013]本發(fā)明采用高速剪切分散乳化機(jī)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(yīng)時間短、反應(yīng)條件適宜、細(xì)胞壁破碎徹底、得率高的優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，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(yīng)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、水浴后除梗、干燥、粉碎后，過篩(80目)，得到黑木耳干粉，采用石油醚進(jìn)行脫脂，干燥待用。
[0016]2.取黑木耳超微粉體與水質(zhì)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，剪切離心后，得到上清液與沉淀物，取上清液，濃縮、醇沉、絹布過濾干燥得到黑木耳多糖粉。
[0017]3.本發(fā)明所述加水浸泡時，加水量為木耳干重的60~120倍，水浴溫度50°C~70°C，水浴時間為10~20min后清洗除梗。
[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，反復(fù)將沉淀水溶性多糖醇析。
[0021]7.本法所述醇沉后沉淀分別用丙酮、乙醚洗滌。
[0022]8.本法所述真空干燥的真空壓力為0.09~0.lOMPa，溫度為60~75°C，干燥至水
分的重量百分含量小于6%。
[0023]9.本法所述噴霧干燥時，進(jìn)風(fēng)溫度控制在165~175°C，出風(fēng)溫度控制在70~80。。。
[0024]10.本發(fā)明以黑木耳為原料，采用超微粉碎結(jié)合高速剪切協(xié)同作用于黑木耳子實(shí)體，提高多糖的得率，發(fā)明的技術(shù)要點(diǎn)在于超微粉碎結(jié)合高速剪切協(xié)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(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在:
[0026]1.所制得產(chǎn)品純度高，其中多糖含量可高達(dá)75%以上，且得率較高。
[0027]2.針對黑木耳細(xì)胞壁質(zhì)地堅韌，細(xì)胞壁內(nèi)所含有的多糖類物質(zhì)很難透過細(xì)胞壁，篩選適用于此的超微粉碎和高剪切技術(shù)協(xié)同處理工藝，可有效破壁，黑木耳粗多糖的得率可達(dá)30.84%，比傳統(tǒng)的熱水浸提機(jī)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(jié)構(gòu)，綠色環(huán)保，符合保健食品的生產(chǎn)要求。
[0028]3.采用高剪切技術(shù)應(yīng)用到黑木耳多糖的制備中，在剪切后確保穩(wěn)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(jìn)行濃縮，便于工業(yè)化生產(chǎn)。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(shí)施方式】一中步驟4)Y=f(A，B)交互作用的響應(yīng)面和等高線圖
[0030]附圖2【具體實(shí)施方式】一中步驟4) Y=f(A, C)交互作用的響應(yīng)面和等高線圖
[0031]附圖3【具體實(shí)施方式】一中步驟4) Y=f (B，C)交互作用的響應(yīng)面和等高線圖
(五)【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此:
[0033]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式中木耳多糖的提取工藝流程如下所示。
[0034]黑木耳一清洗一烘干一粉碎一過篩(80目)一石油醚脫脂一烘干一木耳粉一按料水比加蒸餾水一水浴一機(jī)器提取一離心一無水乙醇醇沉一絹布過濾一冷凍干燥一黑木耳
多糖
[0035]I)黑木耳粉碎工藝
[0036]取100g的黑木耳，經(jīng)中藥粉碎機(jī)粉碎后，先用80目標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩分，然后把篩下物采用超微粉碎機(jī)進(jìn)行粉碎，調(diào)控超微粉碎機(jī)風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速為16000r/min，得到黑木耳超微粉體。
[0037]2)多糖的相關(guān)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(fù)溶的質(zhì)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(zhì)量濃度(ug/ml); ω為木耳得率(%) ；m2為醇沉后的質(zhì)量(g);M為樣品質(zhì)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后,用高速剪切分散乳化機(jī)乳化I~5min,檔位設(shè)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(huán)水冷卻泵，待真空度升至0.04MPa時，繼續(xù)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。木耳多糖的真空干燥時，真空壓力控制為0.09~0.lOMPa，溫度為60°C,干燥至水分的重量百分含量小于6%,大約需要24小時。
[0043]4)單因素結(jié)合響應(yīng)面優(yōu)化黑木耳多糖提取工藝
[0044]在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，根據(jù)中心試驗(yàn)原則，設(shè)定了機(jī)器檔位、機(jī)器時間、水浴溫度的3因素3水平響應(yīng)面法試驗(yàn)設(shè)計，其因素水平見表1，所得試驗(yàn)結(jié)果見表2。
[0045]表1.黑木耳多糖提取響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平及編碼
[0046]TablelCoded values and corresponding actual values of factors in BBDdesign
[0047]
【權(quán)利要求】
1.一種新型的黑木耳多糖的提取方法，其特征在于采用高分子乳化剪切技術(shù)提取黑木耳多糖，首先取黑木耳超微粉體與水質(zhì)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(shù)機(jī)A~G檔高速剪切I~6min，剪切離心后，得到上清液與沉淀物，取上清液，濃縮、醇沉、過濾干燥得到黑木耳多糖粉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用高分子乳化剪切技術(shù)提取黑木耳多糖，其特征在于所述加水水浴時，加水量為黑木耳干重的80倍，水浴溫度86°C，水浴時間為60min，用高分子乳化剪切技術(shù)機(jī)E檔(22000r/min)，高速剪切5min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用高分子乳化剪切技術(shù)提取黑木耳多糖，其特征在于所述加水水浴時，加水量為黑木耳干重的100倍，水浴溫度100°C，水浴時間為30min，用高分子乳化剪切技術(shù)機(jī)E檔(22000r/min)，高速剪切5min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用高分子乳化剪切技術(shù)提取黑木耳多糖，其特征在于所述加水水浴時，加水量為黑木耳干重的80倍，水浴溫度100°C，水浴時間為60min，用高分子乳化剪切技術(shù)機(jī)D檔(18000r/min)，高速剪切6min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用高分子乳化剪切技術(shù)提取黑木耳多糖，其特征在于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(jù)權(quán)利要求1所述的采用高分子乳化剪切技術(shù)提取黑木耳多糖，其特征在于所述醇沉用3倍體積的95%乙醇醇析24h，反復(fù)將沉淀水溶醇析。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用高分子乳化剪切技術(shù)提取黑木耳多糖，其特征在于所述醇沉后沉淀分別用丙酮、乙醚 洗滌。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用高分子乳化剪切技術(shù)提取黑木耳多糖，其特征在于所述真空干燥的真空壓力為0.09-0.lOMPa，溫度為60_75°C，干燥至水分的重量百分含量小于6% ο
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用高分子乳化剪切技術(shù)提取黑木耳多糖，其特征在于所述噴霧干燥時，進(jìn)風(fēng)溫度控制在175±3°C，出風(fēng)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(yōu)先權(quán)日:2014年1月13日
【發(fā)明者】樊梓鸞, 龍雪, 林秀芳, 胡彩虹, 許耀鵬 申請人:東北林業(yè)大學(xué)