一种玛咖生物活性成分的分离纯化方法技术

本发明专利技术提供了一种分离纯化玛咖块根中生物活性成分的方法，通过优选玛咖原材料、对原材料进行多阶破壁和提取，最终实现提高原料中玛咖生物碱产率、降低原料成本目的。同时本发明专利技术的方法所获得的玛咖生物碱中，具有保健作用的成分（如玛咖酰胺）比例较高，经动物实验表明，本发明专利技术提供的产物能够明显提高动物的抗疲劳能力、促进其生长，并能调节生物体内激素的分泌。

【技术实现步骤摘要】
一种玛咖生物活性成分的分离纯化方法
本专利技术涉及植物体生物活性成分的分离纯化方法，具体一种玛咖生物活性成分的分离纯化方法。
技术介绍
玛咖(Maca)又名Peruvianginseng、maka等，是南美一年生或两年生草本植物，属十字花科(Cruciferae)独行菜属(LepidiumL)，具体的种还有争议，国际上普遍认为，LepidiummeyeniiWalp和LepidiumperuvianumChacon两个种在生长繁殖、植物化学和保健功效上几乎没有差异，因此被统称为“Maca”(音译为“玛咖”)。玛咖在南美安第斯山区已经有几千年的栽培历史，是不可缺少的作物之一。具有良好的保健作用。玛咖中具有抗疲劳、增强代谢强度的活性成分主要是玛咖生物碱，其同时可提高动物成熟卵泡小体的数量、精子的流动性和精子的数量，从而可显著提高哺乳动物和鱼类的生育力。而且玛咖中的生物碱能够作用于视丘下部和脑垂体，具有调节内分泌腺如肾上腺、甲状腺、胰腺、卵巢等功能，从而平衡内分泌激素，因而可用予治疗女性更年期综合征。玛咖植株内的生物碱种类较多，目前已确定其分子结构、能够进行定性定量分析的主要为玛咖酰胺一种生物碱。常见的生物碱提取方法有酸水直接提取法、浸渍法、渗辘法、热同流法、超声提取等。目前，仅有关于玛咖生物碱的超声提取。因此，但采用常规的植物超声波法处理玛咖，玛咖生物碱的产率较低，导致现有的玛咖生物碱成本走高而保健效果不明显。此外，现有技术提取出的玛咖生物总碱中，成分繁杂，具有活性的种类其含量不足，导致玛咖提取物总体表现出保健功能较弱的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术公开一种能够有效提取出玛咖块根的生物碱、提高玛咖生物碱性能的分离纯化方法。本专利技术的目的通过以下技术方案实现：一种玛咖生物活性成分的分离纯化方法，包括以下步骤：S1.将玛咖块根置于绝氧、35～40℃、相对湿度为60～80%的环境中静置15～30日；S2.将玛咖块根粉碎为粒径为2～5mm的小块，浸泡在质量与玛咖块根等同的酸化液中；S3.将玛咖块根的投入密封的容器中，将容器加压至0.8～1.1MPa并加热至162℃～171℃；S4.在0.5～1秒内将容器的压力降低为0Pa，采用质量为玛咖块根1.3～3.4倍的纯水将容器内的物质洗脱至温度为-3～2℃、质量为玛咖块根3～7倍的冷却液中；S5.采用超声波提取法对S4中获得的冷却液进行第一次超声波提取，过滤获得第一滤液；加入质量为滤渣2～3倍的乙醇对滤渣进行第二次超声波提取，过滤获得第二滤液；合并第一滤液和第二滤液，获得粗提液；S6.在40～50℃、-100～-50KPa的条件下将粗提液浓缩为其原体积的20%～30%，获得玛咖生物活性成分成品。本专利技术的玛咖块根可以优选为产自南美安第斯山区的玛咖块根（含水量70wt%）。现有的玛咖块根中玛咖生物总碱产率低，原因主要在于玛咖块根的细胞其细胞壁强度较高而大分子有机物的通过性较差。因此本专利技术选用多个步骤、多阶段地对玛咖块根的细胞进行破壁处理。本专利技术首先将玛咖的块根置于高温、高压、绝氧的环境中进行预处理。上述条件下，玛咖块根内受刺激将继续代谢大量积累玛咖生物碱，而细胞内的含水量上升、细胞壁刚性增加，最终使细胞壁处于不稳定的状态。酸化液则进一步降低细胞壁的热稳定性，使之容易在后续处理中更容易破裂。对块根高压下加热，使细胞内压提高后释放容器内的压力，因外界压力突然下降，细胞因内压过大而膨胀、最终将细胞壁胀裂，完成第一次破壁。但出于块根小块内部的细胞，由于细胞的膨胀受周围细胞的阻碍，细胞壁并不能完全胀裂。因此本专利技术特别设计采用冷却液，对体积膨胀的细胞进行快速冷却。细胞及其细胞壁在低温下体积收缩而破裂为碎片，完成第二次破壁。此外，低温处理有助于降低细胞膜的流动性，使之韧性下降而容易在超声波提取中消散、进而使细胞内容物流出细胞。破碎的细胞残骸、原料中的纤维均会阻碍玛咖生物碱溶于溶剂。尤其是经本专利技术处理的原料，其细胞粉碎程度高，表面活性强而具有较强的吸附性能。单次的超声波提取将损失大量的玛咖生物碱。二阶超声波提取则能够最大程度地提取出玛咖原料中的生物活性成分，提高产率而降低生产成本。本专利技术中的超声波提取可选用现有技术和现有的超声波提取设备实现。在低温和低压的条件下浓缩粗提液，可以增加具有生物活性的玛咖生物碱在产物中的浓度，增强产品的保健性能。进一步的，所述第一次超声波提取是指将冷却液加热至50～55℃后采用90KHz的超声波提取30～50min；所述第二次超声波提取是指将乙醇加热至45～55℃后，用1000KHz的超声波提取50～90min。进一步的，所述酸化液按重量计包括60～80份水、1.2～3.5份磷酸二氢钾、0.2～1.1份琥珀酸亚铁、0.03～0.10份十二烷基苯磺酸钠、2～7份羧甲基纤维素钠。磷酸二氢钾、琥珀酸亚铁均为现有技术，用于形成弱酸、无毒而稳定的酸化液体系；十二烷基苯磺酸钠是常用的无毒、可食用表面活性剂，有助于酸化液与细胞、细胞壁的接触。本专利技术在酸化液中添加羧甲基纤维素钠，其能够借助十二烷基苯磺酸钠的作用渗入原料中、吸附在细胞壁表面。被羧甲基纤维素钠吸附后，细胞壁的稳定性进一步下降，最终使细胞胀裂的过程更加剧烈，细胞内容物被大量地喷洒出细胞。羧甲基纤维素钠通常用于制作食品增稠剂，为现有技术。经测试，采用质量分数为5%的乙酸溶液作为酸化液，采用质量分数为0.02%的氯化钠溶液作为冷却液，也有一定的效果。优选的，所述冷却液按重量计包括60～80份水、2～9份氯化钾、0.001～0.005份赤血盐、10～14份碳酸氢铵。氯化钾和碳酸氢铵可以降低水的凝固点，使水同时兼具低温和高流动性。赤血盐和碳酸氢铵还能够共同使主要成分为果胶和纤维素的细胞壁涨缩性增强，最终细胞壁在低温下发生剧烈收缩而破碎。所述赤血盐是一种无机化合物，化学式为K3[Fe(CN)6]，俗称赤血盐、赤血盐钾、六氰合铁酸钾。在低温下无毒。碳酸氢铵可以中和残留的酸化液，使溶液整体呈现弱碱性。更进一步的，所述酸化液的制备方法为将水加热至90℃后，加入所述羧甲基纤维素钠、磷酸二氢钾和十二烷基苯磺酸钠，保持10～20Min,降温至50℃，加入所述琥珀酸亚铁获得所述酸化液；所述将玛咖块根浸泡在酸化液中是指将玛咖块根浸泡在于40～50℃的酸化液中，置于玻璃容器中，每升酸化液中投放40～60粒粒径为2～8mm的玻璃珠，在旋转式摇床中以300转/min的转速振荡3～9min。本专利技术提供了一种分离纯化玛咖块根中生物活性成分的方法，通过优选玛咖原材料、对原材料进行多阶破壁和提取，最终实现提高原料中玛咖生物碱产率、降低原料成本目的。同时本专利技术的方法所获得的玛咖生物碱中，具有保健作用的成分（如玛咖酰胺）比例较高，经动物实验表明，本专利技术提供的产物能够明显提高动物的抗疲劳能力、促进其生长，并能调节生物体内激素的分泌。具体实施方式为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本专利技术作进一步详细描述：实施例1本实施例提供一种玛咖生物活性成分的分离纯化方法，包括以下步骤：S1.将玛咖块根置于绝氧、38℃、相对湿度为69%的环境中静置20日；S2.将玛咖块根粉碎为粒径为2～5mm的小块，浸泡在质量与玛咖块根等同的酸化液中；S3.将玛咖块根投入密本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种玛咖生物活性成分的分离纯化方法，包括以下步骤：S1.将玛咖块根置于绝氧、35～40℃、相对湿度为60～80%的环境中静置15～30日；S2.将玛咖块根粉碎为粒径为2～5mm的小块，浸泡在质量与玛咖块根等同的酸化液中；S3.将玛咖块根投入密封的容器中，将容器加压至0.8～1.1MPa并加热至162℃～171℃；S4.在0.5～1秒内将容器的压力降低为0Pa，采用质量为玛咖块根1.3～3.4倍的纯水将容器内的物质洗脱至温度为‑3～2℃、质量为玛咖块根3～7倍的冷却液中；S5.采用超声波提取法对S4中获得的冷却液进行第一次超声波提取，过滤获得第一滤液；加入质量为滤渣2～3倍的乙醇对滤渣进行第二次超声波提取，过滤获得第二滤液；合并第一滤液和第二滤液，获得粗提液；S6.在40～50℃、‑100～‑50KPa的条件下将粗提液浓缩为其原体积的20%～30%，获得玛咖生物活性成分成品。

【技术特征摘要】
1.一种玛咖生物活性成分的分离纯化方法，包括以下步骤：S1.将玛咖块根置于绝氧、35～40℃、相对湿度为60～80%的环境中静置15～30日；S2.将玛咖块根粉碎为粒径为2～5mm的小块，浸泡在质量与玛咖块根等同的酸化液中；S3.将玛咖块根投入密封的容器中，将容器加压至0.8～1.1MPa并加热至162℃～171℃；S4.在0.5～1秒内将容器的压力降低为0Pa，采用质量为玛咖块根1.3～3.4倍的纯水将容器内的物质洗脱至温度为-3～2℃、质量为玛咖块根3～7倍的冷却液中；S5.采用超声波提取法对S4中获得的冷却液进行第一次超声波提取，过滤获得第一滤液；加入质量为滤渣2～3倍的乙醇对滤渣进行第二次超声波提取，过滤获得第二滤液；合并第一滤液和第二滤液，获得粗提液；S6.在40～50℃、-100～-50KPa的条件下将粗提液浓缩为其原体积的20%～30%，获得玛咖生物活性成分成品；所述第一次超声波提取是指将冷却液加热至50～55℃后采用90...

【专利技术属性】
技术研发人员：林楚雄，刘英敏，何彩霞，杨立楷，李国伟，黄佩珊，
申请(专利权)人：广东长兴生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44