專利名稱：一種利用微波技術提取蜂膠功能性成分的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種利用微波技術提取蜂膠功能性成分的方法，屬于蜂膠提取技術領域。
背景技術：
蜂膠在常溫下是固體，比重1.112～1.136左右，其比重的大小與樹脂的來源和含蠟量有關，含蜂蠟多的蜂膠比重較??；蜂膠有一股令人愉快的芳香氣味，不同膠源植物形成的蜂膠其芳香氣味不同；蜂膠的顏色依膠源植物的種類不同而不同，一般多呈現(xiàn)棕褐色或灰褐色；蜂膠是一種非結晶狀，有粘性的天然混合物，溫度高于25℃時逐漸變軟，具粘性和可塑性，溫度上升到60℃以上就逐漸融化為液體；蜂膠不溶于水，部分溶于乙醇，人們常用溶于乙醇部分量的多少作為衡量蜂膠原料質量的一個技術指標。
迄今為止，人們從蜂膠中已經(jīng)分離并鑒定出的物質有300多種，這些物質在不同種類的蜂膠中的含量不等，大體說來蜂膠約有5％左右的揮發(fā)性物質，30～35％的蜂蠟和不溶于乙醇溶液的物質，55～60％的溶于乙醇的物質和5％左右的花粉等。
世界各國的科學工作者用不同的儀器和方法對蜂膠的組成成分進行了大量的工作，迄今為止已經(jīng)分離得到并弄清化學結構的物質就有百余種，蜂膠的功能是由其組成分確定的。來源于不同膠源植物的蜂膠其組成成分不一，但總的說來它們都含有黃酮、萜烯和芳香族酸及其酯類化合物，不同膠源植物形成的蜂膠，只是這些化合物的含量和比例有一定的差異而已。經(jīng)過長期的實驗和臨床觀察，人們發(fā)現(xiàn)蜂膠及其組分具有諸多生理功能及藥理作用。
1.抗菌作用大多數(shù)疾病都是由病源微生物引起的。1985年Meresta測試了75種菌株對蜂膠提取物的敏感性。這些菌株中有69株是葡萄球菌和鏈球菌屬的細菌，測試結果顯示，這75株菌株對蜂膠提取物都很敏感，蜂膠提取物對金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度(MIC)和最低殺菌濃度(MBC)分別是10和120mg/ml。VadezGonzaloz等觀察到蜂膠的乙醇提取物(EEP)能抑制包括鏈球菌和芽胞桿菌在內的很多種細菌的生長。Grange等人認為蜂膠乙醇提取物的制劑(3mg/ml)能完全抑制綠濃假單胞菌和大腸桿菌的生長，但對肺炎桿菌沒有作用。1990年Feuntes等人發(fā)現(xiàn)蜂膠的乙醇提取物(EEP)對包括金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、Poeruginosa、枯草桿菌、表皮葡萄球菌和鏈球菌在內的格蘭氏陽性菌有明顯的抑制或殺滅作用。這些試驗的結果表明，蜂膠具有廣譜的抗菌作用。
除了對需氧細菌的抗菌作用外，Kedzia等人還就EEP對267株氧菌的抗菌作用進行了測試，發(fā)現(xiàn)所培養(yǎng)的細菌，一般對1mg/ml的EEP表現(xiàn)出高度的敏感性。
EEP呈現(xiàn)出某些與抗生素相類似的潛在作用。經(jīng)含有抗生素的培養(yǎng)基內添加EEP后，培養(yǎng)基對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌作用增強。在培養(yǎng)基中加入EEP能防止或減緩葡萄球菌對抗生素抗藥性的形成。
2.5mg/ml的蜂膠可使細菌的細胞膜、細胞壁、細胞質的結構發(fā)生變化，造成溶菌現(xiàn)象，抑制DNA依賴性RNA聚合酶和蛋白質的合成過程。
研究發(fā)現(xiàn)，蜂膠的抗菌作用是因為其中含有的黃酮、芳香酸及其酯類等化合物的緣故。高良姜素、松針素和喬松酮是已確認的對細菌作用最強的類黃酮。阿魏酸和咖啡酸也是蜂膠中的抗菌組分。所以蜂膠的抗菌機理是比較復雜的，是類黃酮、羧酸及其酯和萜類化合物協(xié)同作用的結果。蜂膠對金黃色葡萄球菌、綠色球菌、變型桿菌、溶血性鏈球菌的作用強于青霉素和四環(huán)素。
2.抗炎作用消炎作用是最早發(fā)現(xiàn)的蜂膠所具有的藥理功能之一。炎癥是機體對遭受外界時傷害的一種保護性反應，其發(fā)炎的過程較為復雜，有多種代謝酶、炎癥介質和細胞的參與，在炎癥的發(fā)病過程中生成反應性氧類(環(huán)氧化物、超氧化物和羥基氧化物等)物質，局部血液循環(huán)和組織代謝紊亂，從面造成組織的損傷。在這個過程中脂質氧化酶起著重要的作用。蜂膠的抗炎作用是由于它具有很強的抗氧化特性決定的。蜂膠中含有大量的類黃酮和肉桂酸衍生物，特別是這些化合物中3位碳上有羥基基團的黃酮醇和C2＝C3雙鍵的不飽和結構，以及在苯環(huán)的3′，4′位帶有兩羥基取代基時，它們具有很強的消除自由基、抑制氧化酶的活性，從而具有良好的消炎癥作用。
3.抗病毒作用蜂膠對病毒的作用是因為它的組成成分中有很多種類黃酮，芳香酸及其衍生物的緣故，研究人員發(fā)現(xiàn)阿魏酸酯的濃度為50mg/ml時，可以明顯地抑制流感病毒A(香港株)的傳播?？Х人帷⒚攸S黃酮和槲酮對美洲鸚鵡皰疹病毒有抑制作用，但咖啡酸的作用最強，毛地黃黃酮次之。大多數(shù)研究人員認為蜂膠的抗病毒作用是它的各種組成物質綜合作用形成的。黃酮醇類的抗病毒作用強于黃酮類化合物，黃酮醇類與黃酮的聯(lián)合作用明顯地強于各成分的單獨作用。
4.蜂膠的抗腫瘤作用近年來世界各地的研究人員和臨床工作者通過使用不同的腫瘤細胞株對蜂膠的很多組成成分進行了大量的試驗、研究和觀察，發(fā)現(xiàn)它們對腫瘤細胞具有一定程度的毒害作用。蜂膠的乙醇提取物(EEP)在體外能抑制人子宮頸癌(Hella)細胞株，人鼻咽癌(KB)細胞株的生長。
亞硝胺和黃曲霉毒素是目前所了解的具有高致癌力的主要致癌物。蜂膠中的酚酸類化合物可以阻斷體內亞硝胺的合成。蜂膠中的黃酮可以誘發(fā)苯芘羥化酶，以解除黃曲霉毒素等致癌物的毒性。蜂膠提取液對赭曲霉素A具有明顯的抑制作用。
蜂膠中含有抑制腫瘤細胞生長的黃酮類化合物，抑制活性最強的組分是皂草黃素、桑黃素、兒茶精等。木樨草素、菲瑟酮具有抗細胞增生的作用，福桔黃素和蜜桔黃素在2-8ug/ml的濃度下能夠抑制人體扁平細胞癌細胞系的增生。咖啡因酸苯-2酯和萜烯類化合物可以控制細胞增殖，使癌細胞停留在DNA合成階段，改變細胞的無休止生長的性狀。槲皮酮可以觸發(fā)癌細胞自殺，使癌細胞破裂死亡。類黃酮可以把未分化的惡性細胞轉變成分化成熟的細胞。咖啡酸乙酯可以把殺死或抑制變形細胞的DNA的合成或生長。
5.抗氧化和清除自由基的作用機體內的自由基和脂質過氧化物等是誘使DNA損傷、交聯(lián)從而誘發(fā)細胞突變的物質，是傷害細胞膜、破壞細胞完整性的物質，也是使很多器官和組織遭受損傷的因素，機體的衰老，病理過程與體內自由基和脂質過氧化物等有害物質的非正常聚集有關。Scheller，S等利用電子順磁共振的方法研究了蜂膠乙醇提取液對自由基的作用。他們在研究中發(fā)現(xiàn)，蜂膠中的黃酮類化合物可以有效地將自由基清除。
蜂膠中的類黃酮、萜烯類化合物等具有很強的消除自由基，防止或減緩機體內的各種有害的過氧化物的對機體的傷害，從而保護了機體的安全和健康。
此外蜂膠還有抗輻射作用、局部麻醉、鎮(zhèn)痛作用、降血糖降血脂作用等。
但是，原料蜂膠必須經(jīng)過加工提取才能應用。蜂膠中的功能因子很多，黃酮是其中最重要的成分。目前提取蜂膠中功能性成分的方法主要是乙醇提取法，但其提取時間長，提取率低，本項方面能夠提高蜂膠的提取率并縮短提取時間。
微波技術是通過磁控管所產生的每秒24.5億次超高頻快速震蕩使溶劑分子尤其是極性介質發(fā)生高速震蕩、自旋，增大了溶劑進入溶質內部的能力，且由于分子間的相互摩擦產熱也促進了蜂膠中有效成分的浸出，使得整個提取時間縮短，提取率增高。而且由于微波的穿透力，也使得對原料處理的粒度要求降低，不要過大即可。此外，由于微波的熱效應，使得蜂膠中的蜂蠟熔化，蜂膠塊崩解成小顆粒，既加速了溶質的浸出，又可以省卻原材料處理中的冷凍粉碎步驟，只需粗粉碎即可，經(jīng)濟高效。本發(fā)明所涉及的是一種利用微波技術提取蜂膠功能性成分的方法。

發(fā)明內容本發(fā)明所涉及的是一種利用微波技術提取蜂膠功能性成分的方法。利用微波技術強化蜂膠的提取工藝，提取率高，時間短，可準備出高品質的蜂膠產品。
本發(fā)明的技術方案是利用微波提取工藝，以乙醇水溶液為溶劑，將原料蜂膠冷凍粉碎后，微波提取、過濾，濾液進行真空濃縮，制得蜂膠功能性成分，真空濃縮的同時，同步回收乙醇水溶液，原料蜂膠與乙醇水溶液的重量比為1∶3～15，加入50％～80％的乙醇水溶液浸泡4～10小時后采用微波進行處理，微波處理時間為4～15min，微波功率為200w～700w。通過設計考察微波功率、輻射時間、溶劑用量、浸泡時間、原料粉碎度等參數(shù)對蜂膠中總黃酮提取效果的影響，確定最佳工藝條件為原料蜂膠與乙醇水溶液的重量比為1∶4，乙醇水溶液的濃度為65％，浸泡時間為6小時，微波處理時間為10min，微波功率為650w。
迄今為止，人們從蜂膠中已經(jīng)分離并鑒定出的物質有300多種，這些物質在不同種類的蜂膠中的含量不等，大體說來蜂膠約有5％左右的揮發(fā)性物質，30～35％的蜂蠟和不溶于乙醇溶液的物質，55～60％的溶于乙醇的物質和5％左右的花粉等。
傳統(tǒng)的乙醇提取法是將已經(jīng)粉碎的原料蜂膠與一定濃度、一定料液比的乙醇混合，使原料蜂膠中的相關成分溶解，經(jīng)過較長時間后，其相關成分可溶解到乙醇中。在不同濃度的乙醇中，蜂膠的溶解度也不相同，這是因為這部分是由近200種化學物質購成。我們在試驗中發(fā)現(xiàn)蜂膠中溶于100％乙醇溶液的部分約占蜂膠重量的58～60％；溶于95％乙醇的部分約占55～58％，溶于85％乙醇的部分約占54～56％，溶于75％乙醇的部分約占53～54％，溶于65％乙醇的部分約占40～42％，溶于55％乙醇的部分約占35～39％。因此傳統(tǒng)提取方法中常用95％的乙醇。這種方法能比較完全地提取蜂膠中的黃酮類物質，但所需時間長，至少需要48小時以上的時間，才能比較完全地提取蜂膠黃酮物質，生產效率低，乙醇消耗量大。
通過單因素實驗的分析不同濃度的乙醇對黃酮提取的影響；不同料液比對黃酮提取的影響；不同浸提時間對黃酮提取的影響。并在單因素實驗的分析的基礎上進行乙醇濃度、料液比、浸提時間的三因素三水平正交實驗，可確定傳統(tǒng)提取法和微波提取法的實驗條件和結果。實驗結果見下表
傳統(tǒng)提取方法與微波提取方法實驗結果比較
由上表可見，微波提取法較傳統(tǒng)方法有較大優(yōu)勢。
本發(fā)明的有益效果在于傳統(tǒng)乙醇提取方法所需時間長，提取率低，功效成分總黃酮含量低，且設備投入較大。微波提取方法在上述各個方面都有較大程度的提高，適合于工業(yè)化生產，具有較為廣闊的發(fā)展空間。
具體實施方案實施例1原料蜂膠與乙醇水溶液的重量比為1∶4，乙醇水溶液的濃度為65％，浸泡時間為6小時，微波處理時間為10min，微波功率為650w，在此條件下提取原料蜂膠，經(jīng)濃縮后成品蜂膠中總黃酮含量達12.5％，提取率為25％。其工藝流程為原料蜂膠→冷凍粉碎→浸泡→微波提取→過濾→濾液→真空濃縮干燥→成品蜂膠。
權利要求
1.一種利用微波技術提取蜂膠功能性成分的方法，其特征在于采用微波提取工藝，以乙醇水溶液為溶劑，將原料蜂膠冷凍粉碎后，微波提取、過濾，濾液進行真空濃縮，制得蜂膠功能性成分，真空濃縮的同時，同步回收乙醇水溶液，原料蜂膠與乙醇水溶液的重量比為1∶3～15，加入50％～80％的乙醇水溶液浸泡4～10小時后采用微波進行處理，微波處理時間為4～15min，微波功率為200w～700w。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征是原料蜂膠與乙醇水溶液的重量比為1∶4，乙醇水溶液的濃度為65％，浸泡時間為6小時，微波處理時間為10min，微波功率為650w。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用微波技術提取蜂膠功能性成分的方法，屬于蜂膠提取技術領域。本發(fā)明的技術方案是利用微波提取工藝，以乙醇水溶液為溶劑，將原料蜂膠冷凍粉碎后，微波提取、過濾，濾液進行真空濃縮，制得蜂膠功能性成分，真空濃縮的同時，同步回收乙醇水溶液，通過設計考察微波功率、輻射時間、溶劑用量、浸泡時間、原料粉碎度等參數(shù)對蜂膠中總黃酮提取效果的影響，確定了最佳工藝條件，克服了傳統(tǒng)乙醇提取方法所需時間長，提取率低，功效成分總黃酮含量低等缺點。微波提取方法適合于工業(yè)化生產，具有較為廣闊的發(fā)展空間。
文檔編號A61P31/00GK1969887SQ20051012349
公開日2007年5月30日 申請日期2005年11月23日 優(yōu)先權日2005年11月23日
發(fā)明者董捷, 孫麗萍, 田文禮, 閆繼紅 申請人:中國農業(yè)科學院蜜蜂研究所