一种超声波耦合杂多酸水解技术提取竹叶多糖的方法技术

本发明专利技术公开了一种超声波耦合杂多酸水解技术提取竹叶多糖的方法，包括包括以下步骤：将竹叶木质纤维素、固体杂多酸和反应介质以一定配比加入超声波反应器中，用惰性气体置换其中的空气；设置反应温度、反应时间和超声功率后进行竹叶多糖的提取；取出多糖溶液，蒸发浓缩，向多糖溶液中加入4倍体积无水乙醇溶液，于4℃条件下静置12小时后，再以8000r/min的转速离心20min；将离心所得溶液的上清液去除，获得沉淀冷冻干燥至恒重，得到竹叶多糖提取物，竹叶多糖提取物为粗多糖；通过苯酚‑硫酸法测定粗多糖中多糖的实际含量，并计算多糖实际含量。本发明专利技术先对原料进行预处理，再结合高效的超声波和固体杂多酸耦合技术，大大提高了多糖得率。

Extraction of Polysaccharides from bamboo leaves by ultrasonic-coupled heteropoly acid hydrolysis

【技术实现步骤摘要】
一种超声波耦合杂多酸水解技术提取竹叶多糖的方法
本专利技术涉及用竹叶木质纤维素高选择性地制备多糖的
，特别是超声波耦合杂多酸水解技术提取竹叶多糖的方法的

技术介绍
多糖是一类广泛存在于动物、植物和微生物等有机体中重要的生物活性物质，其聚合度一般大于10。在自然界中储量十分丰富，主要分为植物多糖、动物多糖和微生物多糖。大量研究表明多糖具有抗肿瘤、抗氧化、抗辐射、降血糖和调节机体免疫功能等方面生理活性。竹子属于禾本科竹亚科常绿植物，中国是竹资源大国，竹林种植面积达到500万hm2，在世界上排名第1位。竹叶木质纤维素中含有约70％的半纤维素和纤维素，其水解可产生的竹叶低聚糖主要有低聚木糖、低聚葡萄糖、低聚阿拉伯糖和低聚半乳糖等。低聚糖是由2～20个单糖分子通过糖苷键连接而成的聚糖类物质，一般不能被人体胃酸水解，具有促进肠道有益菌增殖、降“三高”、抗肿瘤和增强免疫等功能。竹叶多糖可以进一步转化为凝固剂、润滑剂、凝胶剂等化工、材料行业的新型材料；也可以进一步分离纯化作为食品、药品、保健品的原料。因此，利用丰富竹叶资源定向转化制备多糖技术对竹产业的转型升级和竹叶多糖的开发具有非常深远的意义。研究表明，植物多糖的提取一般采用热水抽提法、无机酸提取法、碱提取法、酶提取法、微波提取法和超声提取法等。热水抽提法具有操作步骤简单、成本低等优点，其多糖收率往往较低；稀盐酸、稀硫酸和氢氧化钠溶液等无机酸碱提取植物多糖时能显著提高多糖收率，但产物与酸碱的分离和废水的排放是制约其可持续应用的主要原因。酶提取法主要利用酶对糖苷键水解的专一性，通过复合酶水解植物组织结构，促进纤维素和半纤维素解聚。酶法制备多糖或低聚糖是目前应用广泛的方法，但酶法制备的多糖成分复杂，分子量分布范围大，不利于多糖产物的功能性评价。固体杂多酸具有酸性强，且易与产物分离等优点，在较强的酸性条件下，竹叶木质纤维素中的纤维素和半纤维素组分将产生非选择性水解得到竹基多糖。这些多糖主要包括木聚糖、葡聚糖、阿拉伯聚糖等，部分多糖具有丰富的侧链结构，在抑菌、抗特定肿瘤等方面表现出较强的活性。另一方面，超声波在液体中可以产生空化作用，由空化作用产生的冲击波和射流可以破坏植物细胞壁，从而增加多糖通过细胞膜的传输能力和穿透力。在水热条件下，通过超声波耦合杂多酸水解技术可非选择性地破坏木质纤维素结构，使大量竹叶水溶性多糖溶于反应介质中，极大地提高了多糖的收率。
技术实现思路
本专利技术的目的就是解决现有技术中植物多糖提取率低的问题，提出一种超声波耦合杂多酸水解技术提取竹叶多糖的方法，利用超声波耦合杂多酸技术解聚竹叶木质纤维素，提高了竹叶多糖的提取率，具有反应条件温和、反应效率高、目标产物收率高等优点。为实现上述目的，本专利技术提出了一种超声波耦合杂多酸水解技术提取竹叶多糖的方法，包括以下步骤：步骤一：将竹叶木质纤维素、固体杂多酸和反应介质以一定配比加入超声波反应器中，用惰性气体置换其中的空气；步骤二：竹叶多糖提取反应：设置反应温度、反应时间、超声功率后进行水解反应，得到含有多糖的多糖溶液；步骤三：待温度降至室温，取出多糖溶液，蒸发浓缩，向多糖溶液中加入4倍体积无水乙醇溶液，于4℃条件下静置12小时后，再以8000r/min的转速离心20min；步骤四：将离心所得溶液的上清液去除，获得沉淀冷冻干燥至恒重，得到竹叶多糖提取物，竹叶多糖提取物为粗多糖；步骤五：通过苯酚-硫酸法测定粗多糖中多糖的实际含量，并计算多糖实际含量。作为优选，所述步骤一中的竹叶木质纤维素为脱蜡竹叶粉，脱蜡竹叶粉的制备步骤为：步骤11：原料预处理：一年生新鲜毛竹叶采摘后洗净、烘干，再用微型植物粉碎机粉碎至100目-200目，并在60℃烘干备用；步骤12：脱蜡：将粉碎后的竹叶粉在常温下用三倍体积95％乙醇脱蜡处理；步骤13：脱蜡完成后，过滤、固体60℃烘干得到脱蜡竹叶粉。作为优选，所述步骤一中的反应介质为纯水，步骤一中的料液比1:10～1:30。作为优选，所述步骤一中的固体杂多酸为磷钨酸(H3PW12O40)，磷钨酸的质量比例为0.1％～0.8％(以反应介质质量计)。作为优选，所述步骤一中的固体杂多酸为磷钨酸(H3PW12O40)、钨酸(H2WO4)、钨酸铵((NH4)10W12O41)、三氧化钨(WO3)中的一种或几种。作为优选，所述步骤五中的多糖的分子量在0.5～3.0KDa，步骤五中的多糖的主要成分是聚合度在20以下的低聚合度多糖，组分单一。作为优选，所述步骤五中的多糖具有自由基清除能力、抑菌能力和抗肝肿瘤细胞HepG2生长能力。本专利技术的有益效果：本专利技术利用固体杂多酸H3PW12O40中酸位点非选择性地破坏竹叶木质纤维素中纤维素和半纤维素的结构，再利用超声波在液体中产生的空化作用，大大强化了木质纤维素的解聚作用，解决了目前酶水解的催化效率低，对多糖产物选择性差等问题，显著提高了多糖或低聚糖的收率。本专利技术的特征及优点将通过实施例进行详细说明。【具体实施方式】本专利技术，包括以下步骤：步骤一：将竹叶木质纤维素、固体杂多酸和反应介质以一定配比加入超声波反应器中，用惰性气体置换其中的空气；步骤二：竹叶多糖提取反应：设置反应温度、反应时间、超声功率后进行水解反应，得到含有多糖的多糖溶液；步骤三：待温度降至室温，取出多糖溶液，蒸发浓缩，向多糖溶液中加入4倍体积无水乙醇溶液，于4℃条件下静置12小时后，再以8000r/min的转速离心20min；步骤四：将离心所得溶液的上清液去除，获得沉淀冷冻干燥至恒重，得到竹叶多糖提取物，竹叶多糖提取物为粗多糖；步骤五：通过苯酚-硫酸法测定粗多糖中多糖的实际含量，并计算多糖实际含量。具体的，所述步骤一中的竹叶木质纤维素为脱蜡竹叶粉，脱蜡竹叶粉的制备步骤为：步骤11：原料预处理：一年生新鲜毛竹叶采摘后洗净、烘干，再用微型植物粉碎机粉碎至100目-200目，并在60℃烘干备用；步骤12：脱蜡：将粉碎后的竹叶粉在常温下用三倍体积95％乙醇脱蜡处理；步骤13：脱蜡完成后，过滤、固体60℃烘干得到脱蜡竹叶粉。具体的，所述步骤一中的反应介质为纯水，步骤一中的料液比1:10～1:30。具体的，所述步骤一中的固体杂多酸为磷钨酸(H3PW12O40)，磷钨酸的质量比例为0.1％～0.8％(以反应介质质量计)。具体的，所述步骤一中的固体杂多酸为磷钨酸(H3PW12O40)、钨酸(H2WO4)、钨酸铵((NH4)10W12O41)、三氧化钨(WO3)中的一种或几种。具体的，所述步骤一中的惰性气体为氮气，步骤二中的反应在惰性气氛下进行，反应温度为50℃～100℃；步骤二中的固体杂多酸催化水解反应时间1.0～4.0小时，超声功率为为0～300W。具体的，所述步骤五中的多糖的分子量在0.5～3.0KDa，步骤五中的多糖的主要成分是聚合度在20以下的低聚合度多糖，组分单一。具体的，所述步骤五中的多糖具有自由基清除能力、抑菌能力和抗肝肿瘤细胞HepG2生长能力。本专利技术工作过程：本专利技术一种超声波耦合杂多酸水解技术提取竹叶多糖的方法在工作过程中，结合实施例进行说明。实施例1：竹叶脱蜡处理：采摘新鲜毛竹叶用流动纯水反复冲洗，在60℃下烘干至恒重后用微型植物粉碎机粉碎至200目，再在60℃烘至至恒重。以3倍本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波耦合杂多酸水解技术提取竹叶多糖的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将竹叶木质纤维素、固体杂多酸和反应介质以一定配比加入超声波反应器中，用惰性气体置换其中的空气；步骤二：竹叶多糖提取反应：设置反应温度、反应时间、超声功率后进行水解反应，得到含有多糖的多糖溶液；步骤三：待温度降至室温，取出多糖溶液，蒸发浓缩，向多糖溶液中加入4倍体积无水乙醇溶液，于4℃条件下静置12小时后，再以8000r/min的转速离心20min；步骤四：将离心所得溶液的上清液去除，获得沉淀冷冻干燥至恒重，得到竹叶多糖提取物，竹叶多糖提取物为粗多糖；步骤五：通过苯酚‑硫酸法测定粗多糖中多糖的实际含量，并计算多糖实际含量。

【技术特征摘要】
1.一种超声波耦合杂多酸水解技术提取竹叶多糖的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一：将竹叶木质纤维素、固体杂多酸和反应介质以一定配比加入超声波反应器中，用惰性气体置换其中的空气；步骤二：竹叶多糖提取反应：设置反应温度、反应时间、超声功率后进行水解反应，得到含有多糖的多糖溶液；步骤三：待温度降至室温，取出多糖溶液，蒸发浓缩，向多糖溶液中加入4倍体积无水乙醇溶液，于4℃条件下静置12小时后，再以8000r/min的转速离心20min；步骤四：将离心所得溶液的上清液去除，获得沉淀冷冻干燥至恒重，得到竹叶多糖提取物，竹叶多糖提取物为粗多糖；步骤五：通过苯酚-硫酸法测定粗多糖中多糖的实际含量，并计算多糖实际含量。2.如权利要求1所述的一种超声波耦合杂多酸水解技术提取竹叶多糖的方法，其特征在于：所述步骤一中的竹叶木质纤维素为脱蜡竹叶粉，脱蜡竹叶粉的制备步骤为：步骤11：原料预处理：一年生新鲜毛竹叶采摘后洗净、烘干，再用微型植物粉碎机粉碎至100目-200目，并在60℃烘干备用；步骤12：脱蜡：将粉碎后的竹叶粉在常温下用三倍体积95％乙醇脱蜡处理；步骤13：脱蜡完成后，过滤、固体60℃烘干得到脱蜡竹叶粉。3.如权利要求1所述的一种超声波耦合杂多酸水解技术提取竹叶多糖的方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖竹钱，毛建卫，葛青，张强，戴静，蔡成岗，黄俊，蔡海莺，沙如意，
申请(专利权)人：浙江科技学院，
类型：发明
国别省市：浙江,33