专利名称：一种从甘蔗渣中提取多糖的方法
技术领域：
本发明涉及多糖类化合物的制备，具体涉及甘蔗渣多糖的提取。
背景技术：
甘蔗渣是制糖工业的主要副产品，是甘蔗机械压制后所剩的主要部分，属于农业固体废 弃物中的一种，其成分与木质材料相差不多，可以作为替代部分木材的原料。我国的海南、 广东、广西、福建、云南等省份都可以种植甘蔗，也是重要的产糖省份，每个糖厂都库存着 大量的甘蔗渣，所以寻找合适的途径综合利用甘蔗渣具有重要意义。
甘蔗渣中含有多糖，主要由五碳糖和六碳糖组成。研究表明从甘蔗渣中提取的多糖具有 免疫增强、抗肿瘤、抗病毒、降血糖、降血脂等，具有较大的开发空间，但是其提取工艺较 为繁琐，用较多化学试剂，污染严重，能耗较高。
现有多糖的提取方法有水提醇沉法、微波法、酸碱法、酶处理法等，微波法等较新的提 取方法虽对提高提取率有一定效果，但对设备要求较高，实施有一定难度。酸或碱浸提法虽 能提高提取率，但酸、碱破坏多糖的结构，酸、碱浸提后需经中和，程序繁琐。酶处理法相 对于上述方法具有反应温和、得率高、成本低廉、操作简单等优点，已大量用到多糖的提取 中，如郑静等人发表的《超声波法和超声波酶法提取灵芝多糖的条件研究》公开了利用超声 波结合纤维素酶提取灵芝多糖的方法1、将灵芝子实体粉用3倍体积浓度为80%乙醇85°C 回流6小时脱低聚糖，滤出溶剂，将滤渣烘干；2、按1:20 (W:V)的料液比，2%酶量，在 pH6.0， 5(TC下酶解20分钟；3、在55。C超声提取15分钟；4、将提取液经过滤、离心、浓 縮和乙醇沉淀得粗多糖。该方法提取灵芝多糖得率高、周期短，粗提取物中多糖含量高达 57.62%。但灵芝为真菌，灵芝多糖多存于子实体细胞壁内，其子实体的主要构成成分是纤维 素、半纤维素和木质素，而甘蔗为植物，甘蔗渣主要由全纤维素、木质素、多縮戊糖等组成， 其纤维主要包括真纤维和蔗髓，真纤维具有较强韧的硬壁组织，蔗髓则似海绵状结构，与灵 芝有较大的不同，套用上述方法的工艺难以取得好的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从甘蔗渣中提取多糖的方法。 本发明实现上述目的的技术方案是-
一种从甘蔗渣中提取多糖的方法，该方法由以下步骤组成
(1)脱脂将甘蔗渣原料用8 12倍体积的浓度大于或等于90%乙醇回流1 3小时， 过滤，取滤渣挥干溶剂后备用；
(2) 酶处理将脱脂处理后的甘蔗渣浸泡于10 15倍体积的酶溶液在pH4 6、 40 80 'C下水解0.5 1.5小时；所述的酶可以是纤维素酶、木瓜蛋白酶、果胶酶中的一种，用量为 甘蔗渣重量0.5% 1.5%，也可以是纤维素酶、木瓜蛋白酶、果胶酶中的两种以上，每种酶 的用量为甘蔗渣重量0.5% 1.5%，最好是纤维素酶和木瓜蛋白酶，每种酶的用量均为甘蔗
渣重量的1.5%;
(3) 超声提取在频率为59KHz的超声波下处理0.5 1.5小时，过滤，收集滤液；
(4) 醇沉加入乙醇使其在滤液中的浓度至80 90%，沉淀出甘蔗渣多糖固体，60 8(TC真空干燥。
上述方法中，所述的酶处理步骤是将脱脂处理后的甘蔗渣浸泡于10 15倍体积的酶溶液 在pH5.5、 6(TC下水解60分钟。
本发明方法的原理是利用酶处理甘蔗渣，反应条件温和，不会破坏甘蔗渣多糖结构， 然后利用超声波的空化作用加速多糖的溶出，另外超声波的次级效应如机械振动、乳化、扩 散、击碎、化学效应等也能加速多糖的扩散释放并充分与溶剂混合，有利于提取；超声波辅 助提取具有提取时间短，溶剂用量少，提取率高，有利于进一步的精制提纯等优点，且无需 加热，适合于提取热敏物质。
虽然用酶处理和超声波提取真菌多糖已是本领域常用的手段，但由于甘蔗渣组分和结构 与真菌有较大区别，采用与提取真菌多糖相同的工艺来提取甘蔗渣多糖，效果明显欠佳。本 发明选用了对甘蔗渣组分有较好降解作用的酶，并优化了各种酶的搭配和用量，使其能充分 降解甘蔗渣中的纤维素、木质素和各种蛋白质，同时还调整了超声波提取的条件，加速多糖 的溶出，不仅甘蔗渣多糖的提取率比传统方法提高50 100%，且提取物中多糖含量较高， 多糖活性保留好。
具体实施例方式
下面结合实施例进一步说明本发明的效果。
实施例1
将甘蔗渣粗粉1Kg ，加入8升纯乙醇，回流提取1小时，过滤收集滤渣。加入IO倍水， 加入纤维素酶15克，调pH值到5.5 ，与滤渣混匀，60 °C保温60分钟，超声处理60分 钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为90% ，放置过夜，将沉 淀6(TC真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品85g。
实施例2
将甘蔗渣粗粉1Kg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入纤维素酶5克，调pH值到4.0，与滤渣混匀，80 °C保温30分钟，超声处理
90分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85% ，放置过夜， 将沉淀7(TC真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品65g。 实施例3
将甘蔗渣粗粉1Kg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入纤维素酶10克，调pH值到6.0 ，与滤渣混匀，40 °C保温90分钟，超声处理 30分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85% ，放置过夜， 将沉淀7(TC真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品64g。
实施例4
将甘蔗渣粗粉lKg ，加入10升乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12倍水， 加入果胶酶10克，调pH值到4.5 ，与滤渣混匀，60 °C保温60分钟，超声处理60分钟， 过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85% ，放置过夜，将沉淀70 'C真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品72g。
实施例5
将甘蔗渣粗粉1Kg ,加入10升95%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入果胶酶5克，调pH值到4.0 ，与滤渣混匀，40 。C保温80分钟，超声处理30 分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85% ，放置过夜，将 沉淀7(TC真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品70g。
实施例6
将甘蔗渣粗粉1Kg ，加入10升95%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入果胶酶1.5克，调pH值到6.0 ，与滤渣混匀，50 。C保温40分钟，超声处理 90分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85% ，放置过夜， 将沉淀7(TC真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品68g。
实施例7
将甘蔗渣粗粉1Kg ，加入12升90%乙醇，回流提取3小时，过滤收集滤渣。加入15 倍水，加入木瓜蛋白酶10克，调pH值到4.5 ，与滤渣混匀，60 °C保温60分钟，超声处 理60分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为90% ，放置过夜， 将沉淀8(TC真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品82g。
实施例8
将甘蔗渣粗粉1Kg ,加入10升95%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入木瓜蛋白酶5克，调pH值到4.0 ，与滤渣混匀，40 °C保温80分钟，超声处 理30分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85% ，放置过夜，
将沉淀70。C真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品68g。 实施例9
将甘蔗渣粗粉1Kg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入木瓜蛋白酶1.5克，调pH值到6.0 ，与滤渣混匀，50 °C保温40分钟，超声 处理90分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85% ,放置过 夜，将沉淀7(TC真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品73g。
实施例10
将甘蔗渣粗粉1Kg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入纤维素酶15克，果胶酶10克，调pH值到5.5 ，与滤渣混匀，60 °C保温60 分钟，超声处理60分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓缩后加乙醇调节醇浓度为85% ， 放置过夜，将沉淀70。C真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品86g。
实施例11
将甘蔗渣粗粉lKg ，加入10升卯％乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入纤维素酶15克，果胶酶15克，调pH值到4.0，与滤渣混匀，60 °C保温60分 钟，超声处理90分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85% ， 放置过夜，将沉淀70。C真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品89g。
实施例12
将甘蔗渣粗粉lKg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入纤维素酶10克，果胶酶15克，调pH值到6.0 ，与滤渣混匀，60 。C保温60 分钟，超声处理30分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85% ， 放置过夜，将沉淀7(TC真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品97g。
实施例13
将甘蔗渣粗粉1Kg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入木瓜蛋白酶15克，果胶酶15克，调pH值到5.5 ，与滤渣混匀，60 °C保温 60分钟，超声处理60分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85 % ，放置过夜，将沉淀70。C真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品79g。
实施例14
将甘蔗渣粗粉lKg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12
倍水，加入木瓜蛋白酶15克，果胶酶10克，调pH值到4.0 ，与滤渣混匀，80 °C保温30
分钟，超声处理90分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85% ，
放置过夜，将沉淀7(TC真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品81g。
实施例15
将甘蔗渣粗粉1Kg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入木瓜蛋白酶10克，果胶酶15克，调pH值到6.0 ，与滤渣混匀，40 。C保温 90分钟，超声处理30分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85 % ，放置过夜，将沉淀70'C真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品80g。
实施例16
将甘蔗渣粗粉1Kg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入木瓜蛋白酶15克，纤维素酶15克，调pH值到5.5 ，与滤渣混匀，60 °C保温 60分钟，超声处理60分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓缩后加乙醇调节醇浓度为85 % ，放置过夜，将沉淀7(TC真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品113g。
实施例17
将甘蔗渣粗粉1Kg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入木瓜蛋白酶15克，纤维素酶10克，调pH值到4.0 ，与滤渣混匀，80 。C保温 30分钟，超声处理90分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85 % ，放置过夜，将沉淀7(TC真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品99g。
实施例18
将甘蔗渣粗粉1Kg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍7K，加入木瓜蛋白酶10克，纤维素酶15克，调pH值到6.0 ，与滤渣混匀，40 °C保温 90分钟，超声处理30分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85 % ，放置过夜，将沉淀7(TC真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品98g。
实施例19
将甘蔗渣粗粉1Kg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入木瓜蛋白酶15克，纤维素酶15克，果胶酶15克，调pH值到5.5 ，与滤渣混 匀，60 。C保温60分钟，超声处理60分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙 醇调节醇浓度为85% ,放置过夜，将沉淀7(TC真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品98g。
实施例20
将甘蔗渣粗粉lKg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入木瓜蛋白酶15克，纤维素酶10克，果胶酶10克，调pH值到4.0 ，与滤渣混 匀，80 。C保温30分钟，超声处理90分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙 醇调节醇浓度为85% ，放置过夜，将沉淀70'C真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品107g。
实施例21
将甘蔗渣粗粉1Kg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，加入木瓜蛋白酶10克，纤维素酶15克，果胶酶15克，调pH值到6.0 ，与滤渣混 匀，40 °C保温90分钟，超声处理30分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提取液浓縮后加乙 醇调节醇浓度为85% ，放置过夜，将沉淀7(TC真空干燥，粉碎得甘蔗渣多糖粗品104g。
实施例22 (比较例)
将甘蔗渣粗粉1Kg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，调pH值到6.0 ，与滤渣混匀，40 °C保温90分钟，过滤，滤液为多糖提取液，提 取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85% ，放置过夜，将沉淀70'C真空干燥，粉碎得甘蔗渣多 糖粗品43g。
实施例23 (比较例)
将甘蔗渣粗粉lKg ，加入10升90%乙醇，回流提取2小时，过滤收集滤渣。加入12 倍水，调pH值到6.0 ，与滤渣混匀，40 °C保温90分钟，超声处理30分钟，过滤，滤液 为多糖提取液，提取液浓縮后加乙醇调节醇浓度为85% ，放置过夜，将沉淀7(TC真空干燥， 粉碎得甘蔗渣多糖粗品58g。
权利要求
1、一种从甘蔗渣中提取多糖的方法，该方法由以下步骤组成(1)脱脂将甘蔗渣原料用8～12倍体积的浓度大于或等于90％乙醇回流1～3小时，过滤，取滤渣挥干溶剂后备用；(2)酶处理将脱脂处理后的甘蔗渣浸泡于10～15倍体积的酶溶液在pH4～6、40～80℃下水解0.5～1.5小时；所述的酶是纤维素酶、木瓜蛋白酶、果胶酶中的一种或两种以上，每种酶的用量为甘蔗渣重量0.5％～1.5％；(3)超声提取在频率为59KHz的超声波下处理0.5～1.5小时，过滤，收集滤液；(4)醇沉加入乙醇使其在滤液中的浓度至80～90％，沉淀出甘蔗渣多糖固体，60～80℃真空干燥。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于酶是纤维素酶和木瓜蛋白酶，每种酶的用量 均为甘蔗渣重量的1.5%。
3、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的酶处理步骤是将脱脂处理后的甘蔗渣 浸泡于10 15倍体积的酶溶液在pH5.5、 60。C下水解60分钟。
4、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的超声提取的时间为60分钟。
全文摘要
本发明提供了一种从甘蔗渣中提取多糖的方法，该方法是将甘蔗渣经脱脂处理后，用纤维素酶、木瓜蛋白酶、果胶酶中的一种或多种在pH4～6、40～80℃下水解0.5～1.5小时，然后在频率为59KHz的超声波下处理0.5～1.5小时，过滤，最后用乙醇沉淀滤液中的多糖。本发明方法在提取真菌多糖的工艺的基础上调整了酶的种类和用量，以及酶处理和超声波提取的工艺条件，找到了一种低耗能、高效的提取甘蔗渣多糖的方法。
文档编号A23L1/09GK101171956SQ20071003168
公开日2008年5月7日 申请日期2007年11月27日 优先权日2007年11月27日
发明者强 刘, 莉 刘 申请人:南方医科大学