羧甲基茯苓多糖的制備工藝及其應(yīng)用
【專利說明】羧甲基茯苓多糖的制備工藝及其應(yīng)用 【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種羧甲基茯苓多糖的制備工藝及其應(yīng)用，尤其涉及一種具有生物活 性的羧甲基茯苓多糖的制備工藝及其應(yīng)用，屬于高分子多糖領(lǐng)域。 【【背景技術(shù)】】
[0002] 茯苓[P0riaC0C0S(SChw.)W0lf]為多孔菌科真菌茯苓的干燥菌核，是傳統(tǒng)中藥 的"四君八珍"之一，具有滲濕、健脾、利尿等功能。β-茯苓聚糖約占茯苓菌核93 %，茯 苓聚糖的主要結(jié)構(gòu)是帶有少量β(1-6)支鏈的（l-3)-i3_D-葡聚糖，卻幾乎無抗腫瘤的 作用[1]。Chihara等嘗試采用選擇性氧化方法將β-茯苳多糖中β(1-6)支鏈切斷，并經(jīng) 適度水解，得到了對小鼠S180肉瘤具有很強(qiáng)抑制作用β-茯苓多糖[1]。隨后，Hamuro等 將茯苓多糖進(jìn)行羧甲基化，得到了易溶于水的茯苓多糖衍生物-羧甲基茯苓多糖 [Carboxymethyl_pachymaran，CMP]，且同樣具有顯著的抗腫瘤活性[2]。自此，掀起了研究羧 甲基茯苓多糖的熱潮。至今為止，研究發(fā)現(xiàn)羧甲基茯苓多糖的生物活性廣泛，包括抗腫瘤、 免疫調(diào)節(jié)、抗病毒、抗炎、保肝、催眠、抗衰老等作用 [3]。由于羧甲基茯苓多糖的良好生理作 用和應(yīng)用前景，有許多的學(xué)者對它的制備工藝方法進(jìn)行了研究，以期提高得率、降低成本、 縮短時間。目前，羧甲基茯苓多糖的制備方法主要有水媒法和溶媒法兩種 [4]。水媒法是把 初步制得的茯苓多糖用稀堿溶液溶解，再加入一定量的氯乙酸水溶液，適當(dāng)溫度下進(jìn)行醚 化反應(yīng)；溶媒法則是把茯苓聚糖懸浮在有機(jī)溶劑（如二甲苯、氯仿、乙醇、異丙醇等）中，堿 化一段時間，再加入氯乙酸，在適當(dāng)溫度下進(jìn)行醚化反應(yīng)，使氯乙酸中-CH2C00H結(jié)構(gòu)取代 多糖分子上的0H中的H，取代程度越高，多糖的水溶性越好。
[0003] 1971年，Hamura等[2]采用液固相震蕩半合成工藝首次合成了水溶性的羧甲基茯 苓多糖，該工藝是將茯苓聚糖懸浮在水中，經(jīng)NaI04/NaBH4選擇性氧化、還原、水解得到茯苓 多糖，然后以異丙醇為介質(zhì)，在堿性條件下茯苓多糖與氯乙酸反應(yīng)制得，該工藝采用有機(jī)試 劑多、反應(yīng)時間長，成本高、對環(huán)境污染大。王利亞等對該方法的反應(yīng)條件進(jìn)行了初步研究， 通過對氫氧化鈉、氯乙酸、茯苓聚糖比例的調(diào)整，可以合成不同取代度的羧甲基茯苓多糖
[4] 〇
[0004] 1996年，陳春霞等[5]采用液相不振蕩半合成工藝（水媒法），也制備了羧甲基茯 苓多糖。該工藝與Hamura的液固相震蕩半合成工藝比較有兩個不同之處：一是茯苓聚糖的 降解用H2S04;二是茯苓多糖的羧甲基化是以水為反應(yīng)介質(zhì)。另外，該新工藝不用多重震動 設(shè)備，整個時間也大為縮短，收率還略高于液固相震蕩半合成工藝。但從操作工藝分析，步 驟多、反應(yīng)時間長，需要加入化學(xué)試劑種類很多，環(huán)境污染和生產(chǎn)成本依然較高。
[0005] 此外，石清東等利用二次加堿法工藝是將茯苓聚糖先在乙醇中堿化一定時間，然 后加入氯乙酸進(jìn)行醚化反應(yīng)，再加入一定量的堿進(jìn)行二次醚化。總過程縮短了反應(yīng)時間，氯 乙酸利用率提高了 [6]。這個工藝對過程的控制要求比較高，需要茯苓脫脂、加熱保溫和二 次堿化。在醚化過程中需要較高的溫度，而在強(qiáng)堿性條件下，較高的溫度容易導(dǎo)致茯苓多糖 糖苷鍵的斷裂，所得的羧甲基茯苓多糖分子量均一性較差，最終反應(yīng)溶劑體積大、乙醇消耗 量也大。
[0006] 本申請人還注意到，申請?zhí)枮镃N200610163425.X的中國發(fā)明專利公開了一種高 取代度羧甲基茯苓多糖及其制備方法和其應(yīng)用，以水或水醇溶液為介質(zhì)，茯苓多糖、氯乙酸 與適當(dāng)過量的氫氧化鈉進(jìn)行取代反應(yīng)，以制得高羧甲基取代度的羧甲基茯苓多糖（CMP)，取 代度> 1。該發(fā)明方法是先從茯苓中提取茯苓多糖，氯乙酸取代需保持較高的反應(yīng)溫度，獲 得羧甲基茯苓多糖后再進(jìn)行脫色、純化，為液相不振蕩工藝，反應(yīng)中堿液和氯乙酸溶液需要 預(yù)先配制，生產(chǎn)總耗時長。
[0007] 【申請?zhí)枴?00910273267. 7的發(fā)明專利公開的活性羧甲基茯苓多糖及其生產(chǎn)工藝 和應(yīng)用中，先用乙醇對茯苓粉進(jìn)行脫脂，在乙醇相體系中用二次堿化法（堿加入量為茯苓 量的2% -10% )，氯乙酸加入量在15% -20%，獲得中等取代度的羧甲基茯苓多糖。申請?zhí)?為201410603964. 5的發(fā)明創(chuàng)造采用乙醇相體系，二次堿化工藝，并利用催化劑來提升取代 反應(yīng)過程。上述兩種工藝均需二次堿化、乙醇反應(yīng)體系，操作步驟多并消耗大量的乙醇。
[0008] 綜上所述，現(xiàn)有文獻(xiàn)報道中，羧甲基茯苓多糖制備的生產(chǎn)步驟多、反應(yīng)溶劑體積 大、試劑種類多、溫度高且控制要求嚴(yán)，在操作便捷性、試劑等級低，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)方 面成本較高，不適宜在食品/保健食品行業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用。有必要研究開發(fā)操作簡單、經(jīng)濟(jì)環(huán) 保、盡可能用食品級試劑的羧甲基茯苓多糖的制備工藝。 【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0009] 針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種工藝簡潔、操作方便的羧甲基茯苓 多糖制備工藝。
[0010] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
[0011] 一種羧甲基茯苓多糖的制備工藝，包括以下步驟：
[0012] (1)制備茯苓堿液：將茯苓粉碎，加水浸泡，然后加入氫氧化鈉或氫氧化鉀，將茯 等溶解完后得茯等喊液；
[0013] (2)脫色、取代反應(yīng)：將雙氧水緩慢加入茯苓堿液中，然后往脫色完成后的茯苓堿 液中加入固體狀氯乙酸，進(jìn)行羧甲基取代反應(yīng)，得羧甲基茯苓多糖堿液；
[0014] (3)中和、醇沉：將乙醇與冰醋酸混合，得到乙醇醋酸溶液，將步驟（2)得到的羧甲 基茯苓多糖堿液與乙醇醋酸溶液混合，羧甲基茯苓多糖沉淀析出，過濾收集沉淀，將沉淀用 乙醇洗滌、干燥得到羧甲基茯苓多糖。
[0015] 優(yōu)選的，所述步驟（1)中，茯苓與水的重量比為1 : 1-1 : 3,浸泡時間為4-12小 時。
[0016] 優(yōu)選的，所述步驟（1)中，茯苓與氫氧化鈉或氫氧化鉀的重量比為1 : 1-1 : 3。
[0017] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中，所述雙氧水的濃度為30%-35%，茯苓與雙氧水的重量 比為 1 : 0· 25-1 : 0· 65。
[0018] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中，茯苓與氯乙酸的重量比為1 : 0. 2-1 : 1。
[0019] 優(yōu)選的，所述步驟（2)中，進(jìn)行羧甲基取代反應(yīng)的過程持續(xù)攪拌，保持溶液溫度在 60°C以下，羧甲基取代反應(yīng)的反應(yīng)時間為2-10小時。
[0020] 優(yōu)選的，所述步驟（3)中，乙醇濃度為75-95 %，茯苓與乙醇的重量比為 1 : 15-1 : 30,堿與醋酸的摩爾比為1 : 0.9-1 : 1.3。
[0021] 優(yōu)選的，上述制備工藝還包括步驟（4):采用蒸餾將步驟（3)中的濾液進(jìn)行酒精回 收，重復(fù)利用。
[0022] 上述制備工藝中所述的氫氧化鈉、氫氧化鉀、雙氧水、乙醇和冰醋酸原料均為食品 級原料。
[0023] 通過上述工藝制備而成的羧甲基茯苓多糖可用于制備增強(qiáng)免疫和輔助抑制腫瘤 的藥物或保健/功能食品。
[0024] 上述藥品或保健食品的劑型為膠囊劑、片劑、粉劑、顆粒劑或口服液，所述保健/ 功能食品也可以為飲料、糖果、凝膠糖果、果凍或奶制品。
[0025] 和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0026] 本發(fā)明所述羧甲基茯苓多糖的制備工藝，其主要特點在于一次堿化、水相反應(yīng)，脫 色、取代反應(yīng)連續(xù)化，中和醇沉一體化。從茯苓投料到獲得羧甲基茯苓多糖成品，總耗時 24-48小時，最終羧甲基茯苓多糖的生產(chǎn)得率為75-90% (羧甲基茯苓多糖/茯苓），顏色灰 白，羧甲基茯苓多糖的取代度為0.3-1. 1，成品無氯乙酸、雙氧水殘留，水溶性好。用時短、試 劑消耗少、排放低。
[0027] 試驗研究表明，本發(fā)明所述工藝制備的羧甲基茯苓多糖，在較低的服用劑量下 (相當(dāng)于人體服用量為60-600mg/d，以人體重60kg計），具有增強(qiáng)免疫及輔助抑制腫瘤的功 能。
[0028] 本發(fā)明對所用酒精進(jìn)行回收重復(fù)利用，少量回收剩余殘渣主要含氯化鈉、醋酸鈉， 進(jìn)行無害化處理，環(huán)保節(jié)約。 【【具體實施方式】】
[0029] 以下結(jié)合實施例來進(jìn)一步解釋本發(fā)明，但實施例并不對本發(fā)明做任何形式的限 定。在未作說明的情況下，本發(fā)明涉及的原料均為市售原料，涉及的方法均為本領(lǐng)域內(nèi)的常 規(guī)方法。
[0030] 實施例1
[0031] 一種羧甲基茯苓多糖的制備工藝，包括以下步驟：
[0032] (1)制備茯苓堿液：用粉碎機(jī)將40kg茯苓片打碎，過20目篩，加自來水120kg在 槽型混合機(jī)中浸泡4小時，隨后緩慢加入固體氫氧化鈉40kg，同時不停攪拌，利用堿溶解熱 加速溶解制得茯等喊液；
[0033] (2)脫色、取代反應(yīng)：將茯苓堿溶液從槽形混合機(jī)轉(zhuǎn)移至帶攪拌混合冷熱缸，開動 攪拌，然后緩慢加入20kg雙氧水（35% )脫色，至溶液變白。隨后將20kg固體氯乙酸緩慢 加入