[01484661]生物酶强化提取超滤纯化集成技术在枸杞精加工中的应用研究

1.任务来源：项目“生物酶强化提取超滤纯化集成技术在枸杞精加工中的应用研究（编号： GYC 13-05）”是甘财农〔2013〕285号立项的特色产业科技攻关项目。 2.研究目的与意义：枸杞是茄科植物枸杞的干燥成熟果实,主产于我国西北地区,具有免疫调节、抗肿瘤、抗疲劳等功效,是国家卫生部公布的药食同源品种之一,也是欧洲市场需求量较大的品种,但我国枸杞的加工转化率仍然较低,枸杞产业较发达的宁夏也不过 25%的转化率,同时,枸杞加工产品多为初级产品,接近80%的枸杞仍以干果销售为主,高附加值的枸杞精深加工主导产品少。 枸杞企业多,但大多数企业单纯以生产、流通为主,很难将主要精力用于产品深加工上。 另外,在众多的枸杞企业中,有有效出口资质的企业少, 高品质枸杞出口企业少。枸杞市场需求量在不断加大,带动了国内枸杞生产的持续扩张,然而枸杞作为食药两用产品,在出口时需要面临境外监管部门的认证、检验检疫等流程,同时不同国家还有不同的产品标准,这些都对我国枸杞出口造成了一定的贸易障碍,形成了技术性贸易壁垒。其原料生产技术低下限制了枸杞高品质的产品应用。酶辅助提取因可通过破坏中药材细胞壁的致密结构而减小成分扩散时的传质阻力,提高成分提取率,缩短提取时间,目前已在中药黄酮类、多糖类、生物碱类等有效组分提取中展示出了广泛应用前景,并以其特异、高效、 绿色环保等特点而备受青睐。但酶辅助提取后,由于中药材细胞壁的致密结构破坏,成分扩散时的传质阻力减小,致使中药提取物中大量无效成分（包括果胶、鞣质、纤维素、多糖类大分子蛋白质和胶体等高分子质量物质）溶出加快,溶出量增加,提取物易吸湿、流动性变差、黏性增强等,给后续制剂工艺造成了极大的困难。超滤膜分离是一种新兴的生化分离技术,可借助膜的选择渗透作用,对混合物中溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集,与传统分离技术相比,耗能少,不消耗化学试剂和添加剂,不会污染产品。因此,将酶解提取技术与超滤纯化技术集成后应用于枸杞的提取精制过程可充分发挥两项技术的优势。 3.主要论点与论据 3.1研究筛选的生物复合酶（纤维素酶与果胶酶）,提取枸杞黄酮最佳工艺参数为：酶用量0.30%,酶解时间1.0 h,酶解温度55℃,pH4.2,枸杞黄酮平均得率为2.44%,较传统乙醇回流提取法提高1.60个百分点;在该工艺条件下,枸杞多糖平均得率为10.12%,较传统煎煮法提高4.04个百分点。 3.2通过工艺优选得到超滤最佳工艺参数为：超滤温度30℃,超滤压力0.11MPa,料液比1:15,该条件下超滤后枸杞提取液透光率和吸湿性均可以得到明显改善。 3.3发表论文9篇（其中SCI1篇）,培养研究生3名,本科生12名。 4.创见与创新:有关枸杞有效组分的提取报道,目前仍然以传统方法如煎煮、碱液提取法、回流提取法等为主,这些方法存在提取周期长,提取率低,耗能大,成本高,后期处理繁琐,容易破坏多糖的活性结构等缺陷;酶解提取技术可通过破坏中药材细胞壁的致密结构而减小成分扩散时的传质阻力,提高成分提取率,缩短提取时间,保持原有效成分的立体结构和生物活性,但酶解辅助提取在破坏中药材细胞壁致密结构同时也提高了这些亲水性成分和有色物质的溶出,导致了提取物极易吸湿,影响了中药提取物的色泽,进而影响其制剂的成型、外观、稳定性、有效性等外在和内在的质量。超滤是一种新型分离技术,分离过程无相变,无需加入其他试剂,产品质量高,操作条件温和,设备简单,费用较低,通过制备具有适当孔径的超滤膜,可达到对提取液除杂精制的目的,适合工业化生产,项目组为使枸杞药材的资源优势转变为产业与经济优势,创新性的将酶解与超滤集成应用在了枸杞高品质物制备中。 5.社会经济效益及存在的问题：通过生物酶辅助提取超滤纯化处理,枸杞提取物澄明度,吸湿性均得到了明显提高,且整个工艺过程中避免了醇沉时出现的大量沉淀吸附,提高了生产效率,降低了生产成本,克服了目前枸杞生产中由于大量使用乙醇对生产企业周边环境造成的不利影响。但由于时间限制,后续的放大实验、酶解超滤纯化后的药效学试验及工业化生产的设备组装等还有待于完善,因此下一步研究将从上述方面着手,对其进行研究。