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本文以麻黄、云芝为研究对象,考察了超微粉碎、汽爆及酶解三种植物细胞破壁方法,将破壁与提取结合,强化植物中有效成分的提取过程,并进一步优化了破壁后的提取工艺。
1.通过气流超微粉碎方法对麻黄草和云芝进行粉碎,在麻黄粒径小于30μm情况下,细胞壁破裂,麻黄碱提取3次的收率为1.00%,与工业生产四级逆流工艺的提取收率0.79%相比,提高了0.21%。云芝被粉碎成5μm的菌丝体时,云芝多糖提取收率是传统直接提取法的1.61倍,提取3次的收率达6.04%。优化粉碎后的提取工艺条件为:提取温度为100℃,提取时间为80min,提取次数为3次。
2.对麻黄草进行汽爆处理,实验证明空气蒸汽耦合汽爆可减少麻黄碱的损失,汽爆最佳参数为:通8kg/cm2空气后迅速通15kg/cm2水蒸汽,爆破处理3min。汽爆后提取3次,麻黄碱的收率为0.91%,比工业生产四级逆流工艺的提取收率0.79%提高0.12%。提取的最佳条件:提取温度为100℃,提取时间为90min,提取次数为3次。
3.使用纤维素酶对麻黄草、云芝进行酶解,然后进行提取实验,麻黄草最优酶解工艺:酶解温度为50℃,酶解时间为36h,加酶量为30FPU/g底物;云芝多糖最优酶解工艺:酶解温度为50℃,酶解时间为48h,加酶量为30FPU/g底物。酶解后提取1次麻黄碱收率达到0.35%,云芝多糖收率达到3.04%。
4.对麻黄草及云芝进行物理观察以及提取动力学研究,初步分析了超微粉碎、汽爆、酶解三种破壁方法的机理及破壁后的提取机理。在100℃,提取一次情况下,麻黄微粉中麻黄碱的提取动力学方程为:y=7.48(1-e-0.0399t),汽爆麻黄中麻黄碱的提取动力学方程为:y=7.39(1-e-0.02t),云芝微粉中云芝多糖的提取动力学方程为:y=48.6(1-e-0.0282t)。
5.对超微粉碎、汽爆、酶解三种预处理及其后的提取进行工业化分析,认为汽爆处理对麻黄碱的提取比较有利,云芝多糖的提取采用超微粉碎破壁预处理比较有利。