葛根渣异黄酮酶法提取的应用基础研究

葛根渣是葛粉制造工业中的废弃物,其中尚含有相当量的活性成分异黄酮,但其有胞壁因富含纤维素和半纤维素而结构紧密,直接醇提难以使异黄酮充分溶出。本文将酶处理与直接醇提工艺相结合,并利用大孔树脂对获得的异黄酮进行了纯化,取得如下研究成果: 在醇提之前采用纤维素酶和木聚糖酶对葛根渣进行预处理,并对预处理条件进行了优化。直接醇提法总异黄酮得率为0.84%。用10FPIU(以每g葛根渣计,下同)的纤维素酶处理12h后,总异黄酮得率可以增至1.14%;300IU的木聚糖酶处理6h,总异黄酮得率可以增至1.28%。纤维素酶和木聚糖酶之间存在着协同作用:当木聚糖酶用量为300IU时,添加少量的纤维素酶协同处理6h可进一步提高总异黄酮得率,而纤维素酶添加量为7.5FPIU时,总异黄酮得率可达1.38%。 采用黑曲霉菌株A.niger ZU-01,以葛根渣为主要原料进行固态发酵,利用微生物产生的酶系破坏细胞壁的纤维结构,促进异黄酮的溶出。优化后的固态发酵培养基中葛根渣和麸皮组成比例为7:3,含水率70%。在30℃下发酵120h,总异黄酮提取得率为1.53%。HPLC图谱显示:固态发酵后大豆苷元的含量下降,而糖苷型异黄酮的含量明显增加,其中葛根素含量比直接醇提法提高了70%。 在同样的培养基条件下,选取另一种黑曲霉菌株A.niger ZU-02对葛根渣在30℃进行固态发酵,144h后,总异黄酮得率达到1.47%。HPLC图谱显示:该菌株固态发酵后,除葛根素含量有所下降之外,大豆苷、大豆苷元、染料木苷和染料木素含量均有不同程度的增加。 采用大孔树脂吸附法对异黄酮进行了精制。经过静态吸附实验,从六种树脂中筛选异黄酮回收率较高的HZ801树脂,并对其进行动态吸附实验。将6BV(树脂床体积)浓度为0.5mg/mL、pH值为4的异黄酮水溶液以1mL/min的流速通过HZ801树脂,水洗后用4BV的95%的乙醇溶液以2.5mL/min的速度将其洗脱,异黄酮纯度可提高至85%左右。 酶法提取葛根渣异黄酮,条件温和,产品质量高,而且可以变废为宝,治理环境污染,在学术上和应用中都具有重要意义。