阅读说明：本技术 一种灵芝多糖的提取装置及提取工艺 (Extraction device and extraction process of ganoderma lucidum polysaccharide ) 是由 郭韵 尹世界 于 2020-06-30 设计创作，主要内容包括：本发明属于灵芝多糖提取领域,涉及一种灵芝多糖的提取装置及提取工艺,该装置包括按照流体流动方向依次通过管道连接的供水水源(70)、热水器(13)、水提取容器(10)、预过滤器(20)、介电泳分离器(30)、储存罐(40)、浓缩容器(50)和醇沉容器(60)；水提取容器(10)内设有超声波发生器(11)和微波发生器(14)。与现有技术相比,本发明利用微波-超声协同辅助法,并利用预过滤结合介电泳分离进行固液分离,进一步将过滤的残渣进行重新提取,并优化提取工艺,有效提升了提取率和纯度。(The invention belongs to the field of extraction of ganoderma lucidum polysaccharide, and relates to a device and a process for extracting ganoderma lucidum polysaccharide, wherein the device comprises a water supply source (70), a water heater (13), a water extraction container (10), a prefilter (20), a dielectrophoresis separator (30), a storage tank (40), a concentration container (50) and an alcohol precipitation container (60) which are sequentially connected through pipelines according to the fluid flow direction; an ultrasonic generator (11) and a microwave generator (14) are arranged in the water extraction container (10). Compared with the prior art, the method utilizes a microwave-ultrasonic cooperative auxiliary method, and utilizes the combination of prefiltering and dielectrophoresis separation for solid-liquid separation, further re-extracts the filtered residues, optimizes the extraction process, and effectively improves the extraction rate and purity.)

一种灵芝多糖的提取装置及提取工艺

技术领域

本发明属于灵芝多糖提取领域，涉及破壁孢子粉提取物固液分离技术，尤其是涉及一种灵芝多糖的提取装置及提取工艺。

背景技术

灵芝又称林中灵，以林中生长的为最佳，药效最高。灵芝的名贵在于它含有丰富的多糖和三帖，灵芝多糖是由三股单糖链构成的、具有螺旋状立体构形(三级结构)的葡聚糖，其立体构形与脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)相似，是一种大分子化合物，其分子量从数千到数十万，它是一种从灵芝孢子粉或灵芝中提取的物质。不溶于高浓度的酒精，微溶于低浓度的酒精及冷水，在热水中能全部溶解。灵芝多糖都存在于灵芝的细胞壁内壁。灵芝多糖中除含有葡萄糖外，大多还含有阿拉伯糖、木糖、半乳糖、岩藻糖、甘露糖等单糖，但含量较少。大多为β型结构，少数为α-型结构。α-型多糖没有药理活性(药效)。多糖链分枝密度高或含有肤链的其药理活性也高。

灵芝多糖按照来源可分为三种，分别是子实体多糖、发酵液多糖和菌丝体多糖。灵芝多糖的提取部位和存在形式决定其提取方法。目前提取灵芝多糖的方法主要有热水浸提法、超声协助水提法、碱提法、酶法、微波提取法等。

工业生产提取多糖多采用传统热水浸提法，是根据多糖易溶于水原理，采用热水法提取灵芝多糖得到最佳提取条件为：提取120min，提取温度90℃，液料比15：1。采用沸水提取法提取灵芝多糖，所得提取溶液粘度较大，不利于过滤，且离心困难，从而对得率造成不稳定影响。热水浸提法虽操作简便，但提取温度高，时间长，能耗大，得率低等限制了灵芝产业的发展。

酶提法作为一种温和的提取方法，酶提法是利用酶对细胞结构的破坏作用来降解细胞壁，使胞内多糖快速溶出，可提高灵芝多糖的得率。纤维素酶提取多糖的最优条件：加酶量0.5％，酶解温度55℃，酶解时间80min，pH5.0，多糖含量为196.50mg/mL。采用纤维素酶加乙醇沉淀法提取，多糖含量为211.21mg/mL。灵芝多糖的提取率显著提高。采用酶法对破壁孢子与未破壁孢子在提取率上进行了比较，发现酶破壁法提取率最高，可能是由于酶解作用降解更多的可溶性多糖，但费用较昂贵。

微波提取法是利用微波使细胞内水分子吸收热量使细胞内温度迅速上升，致使细胞内发生汽化效果，而破坏细胞膜和细胞壁，以致出现空洞裂纹，空洞裂纹的出现使细胞内的物质易与溶剂接触，从而使胞内物质溶出。用微波预处理提取灵芝多糖，结果发现此方法提取时间比传统方法缩短60min，提取率提高34.2％。微波辐射可以提高反应速度和减少反应时间。

超声辅助提取法是以超声波的高频率振动及其产生的“空化作用”以及粉碎、搅拌等特殊作用，对药材的细胞有破坏性力，可以加速药物有效成分进入溶剂，扩大透析膜孔径，尽快释放细胞内多糖，从而提高了提出率，缩短提取时间，节约溶剂，并且低温提取有利于保护有效成分。

但是上述提取手段较为单一，在提取率方面存在提升的空间。

发明内容

本发明的目的就是为了提供一种灵芝多糖的提取装置及提取工艺。对灵芝多糖进行精提纯，提高灵芝多糖的提取率和纯度。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

本发明一方面提供一种灵芝多糖的提取装置，包括按照流体流动方向依次通过管道连接的供水水源、热水器、水提取容器、预过滤器、介电泳分离器、储存罐、浓缩容器和醇沉容器；所述的水提取容器内设有超声波发生器和微波发生器。

作为优选的技术方案，所述的供水水源还分别与预过滤器和介电泳分离器相连，并且预过滤器和介电泳分离器还通过残渣回流管与水提取容器相连，用于将分离后的残渣冲到水提取容器中再次进行水提取以及用于设备清洗。

作为优选的技术方案，所述的供水水源通向预过滤器和介电泳分离器的出口处设有第一阀门，介电泳分离器通向存储罐的管道上设有第二阀门，预过滤器和介电泳分离器通向水提取容器的残渣回流管上分别设有第三阀门和第四阀门。

作为优选的技术方案，所述的预过滤器采用离心式过滤器，用于流体进入介电泳分离器前过滤大颗粒的固体颗粒。

作为优选的技术方案，该装置还包括用于供电的电源，所述的电源通过电缆与超声波发生器、热水器、微波发生器、介电泳分离器及浓缩容器连接。

作为优选的技术方案，所述的介电泳分离器包括竖置筒型容器、电极、入口多孔盘、出口多孔盘及多个高介电常数介质杆；所述的竖置筒型容器的顶端和底端通过法兰盘密封，顶端的法兰盘上设有流体入口，底端的法兰盘上设有流体出口；所述的电极沿着竖置筒型容器的中心轴线设置在竖置筒型容器内，并与电源连接，且电极和竖置筒型容器具有相反极性，使得电极与竖置筒型容器之间生成电磁场；多个高介电常数介质杆竖向放置并包围于电极周围，入口多孔盘和出口多孔盘分别设置于高介电常数介质杆的两端，且分别与竖置筒型容器顶端和底端的法兰盘隔有间隙。

作为优选的技术方案，水提取容器通向预过滤器的管道上设有第一泵，存储罐通向浓缩容器的管道上设有第二泵，浓缩容器通向醇沉容器的管道上设有第三泵。

本发明第二方面提供一种灵芝多糖的提取工艺，采用所述的提取装置，包括以下步骤：

S1：将灵芝孢子投入水提取容器中进行热水浸煮，并利用超声波发生器和微波发生器进行辅助；

S2：浸煮完毕后，将料液经预过滤器进行预过滤，得到粗糙液，进入介电泳分离器进行固液分离，得到灵芝多糖清液，存储在存储罐中；

S3：使用供水水源中的清水清洗预过滤器和介电泳分离器中的固体残渣，并经残渣回流管流入水提取容器中；

S4：重复步骤S1和步骤S2；

S5：将存储罐中的灵芝多糖清液输送至浓缩器中进行浓缩，得到浓缩后的灵芝多糖溶液；

S6：将浓缩后的灵芝多糖溶液输送至醇沉容器，醇沉后得到纯度高的灵芝多糖。

作为优选的技术方案，步骤S1中，超声功率320W、微波功率284W，液料比11.6mL:1g，温度55℃。

作为优选的技术方案，步骤S1中，热水浸煮的时间为40min。

本发明由灵芝孢子粉到获得灵芝多糖整个过程包括水提取、固液分离、浓缩、醇沉工艺。

其中水提取利用微波-超声协同辅助法，超声波的高频率震动利用其粉碎搅拌的作用对药材的细胞有破坏性力，扩大透析膜径，可加速细胞中的多糖进入溶剂从而提高效率，缩短提取时间。利用微波使细胞内水分子吸收热量使细胞内温度迅速上升，致使细胞内发生汽化效果，而破坏细胞膜和细胞壁，以致出现空洞裂纹，空洞裂纹的出现使细胞内的物质易与溶剂接触，从而使胞内物质溶出，促进灵芝多糖快速溶解。

固液分离部分包括预过滤器与介电泳分离器。预过滤部分采用离心式过滤，用于流体进入介电泳分离器前过滤大颗粒的固体颗粒。介电泳也称双向电泳，是介电常数较低的物体在非匀强电场中受力的现象。介电力大小与物体是否带电无关，与物体的大小、电学性质、周围介质的电学性质以及外加电场的场强、场强变化率、频率有关。利用介电泳原理将破壁灵芝孢子粉萃余物混合液中的固体杂质留下，将含有灵芝多糖的溶液送到储存容器中。将介电泳分离器断电以停止生成电磁场，清水进入容器，清水经过通道将灵芝孢子粉固体物清理到水提取容器进行二次水提取。

与现有技术相比，本发明利用微波-超声协同辅助法，并利用预过滤结合介电泳分离进行固液分离，进一步将过滤的残渣进行重新提取，并优化提取工艺，有效提升了灵芝多糖的提取率，且得到的灵芝多糖纯度较高。

附图说明

图1为本发明的提取装置的连接示意图。

图2为本发明的提取装置的电源连接示意图。

图3为本发明的介电泳分离器的主视剖面示意图。

图4为本发明的介电泳分离器的剖面示意图。

图5为本发明的介电泳分离器的高介电常数介质杆的示意图。

图中，10为水提取容器，11为超声波发生器，12为第一泵，13为热水器，14为微波发生器，20为预过滤器，21为第三阀门，30为介电泳分离器，31为第二阀门，32为第四阀门，301为竖置筒型容器，302为电极，303为入口多孔盘，304为出口多孔盘，305为高介电常数介质杆，306为法兰盘，307为流体入口，308为流体出口，40为储存罐，41为第二泵，50为浓缩容器，51为第三泵，60为醇沉容器，70为供水水源，71为第一阀门，80为电源。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

一种灵芝多糖的提取装置，如图1所示，包括按照流体流动方向依次通过管道连接的供水水源70、热水器13、水提取容器10、预过滤器20、介电泳分离器30、储存罐40、浓缩容器50和醇沉容器60；水提取容器10内设有超声波发生器11和微波发生器14。本实施例中优选供水水源70还分别与预过滤器20和介电泳分离器30相连，并且预过滤器20和介电泳分离器30还通过残渣回流管与水提取容器10相连，用于将分离后的残渣冲到水提取容器10中再次进行水提取以及用于设备清洗。

本发明灵芝多糖的水提取利用微波-超声协同辅助法，超声波的高频率震动利用其粉碎搅拌的作用对药材的细胞有破坏性力，扩大透析膜径，可加速细胞中的多糖进入溶剂从而提高效率，缩短提取时间。利用微波使细胞内水分子吸收热量使细胞内温度迅速上升，致使细胞内发生汽化效果，而破坏细胞膜和细胞壁，以致出现空洞裂纹，空洞裂纹的出现使细胞内的物质易与溶剂接触，从而使胞内物质溶出，促进灵芝多糖快速溶解。固液分离部分包括预过滤器与介电泳分离器。预过滤部分采用离心式过滤器，用于流体进入介电泳分离器前过滤大颗粒的固体颗粒。介电泳也称双向电泳，是介电常数较低的物体在非匀强电场中受力的现象。介电力大小与物体是否带电无关，与物体的大小、电学性质、周围介质的电学性质以及外加电场的场强、场强变化率、频率有关。利用介电泳原理将破壁灵芝孢子粉萃余物混合液中的固体杂质留下，将含有灵芝多糖的溶液送到储存容器中。将介电泳分离器断电以停止生成电磁场，清水进入容器，清水经过通道将灵芝孢子粉固体物清理到水提取容器进行二次水提取。

如图3～5所示，本实施例中优选介电泳分离器30包括竖置筒型容器301、电极302、入口多孔盘303、出口多孔盘304及多个高介电常数介质杆305；竖置筒型容器301的顶端和底端通过法兰盘306密封，顶端的法兰盘306上设有流体入口307，底端的法兰盘306上设有流体出口308；电极302沿着竖置筒型容器301的中心轴线设置在竖置筒型容器301内，并与电源80连接，且电极302和竖置筒型容器301具有相反极性，使得电极302与竖置筒型容器301之间生成电磁场；多个高介电常数介质杆305竖向放置并包围于电极302周围，入口多孔盘303和出口多孔盘304分别设置于高介电常数介质杆305的两端，且分别与竖置筒型容器301顶端和底端的法兰盘306隔有间隙。本发明中的介电泳分离器还可以选用现有技术中的介电泳分离器。

优选地，如图1～2所示，该装置还包括用于供电的电源80，电源80通过电缆与超声波发生器11、热水器13、微波发生器14、介电泳分离器30及浓缩容器50连接。水提取容器10通向预过滤器20的管道上设有第一泵12，存储罐40通向浓缩容器50的管道上设有第二泵41，浓缩容器50通向醇沉容器60的管道上设有第三泵51。供水水源70通向预过滤器20和介电泳分离器30的出口处设有第一阀门71，介电泳分离器30通向存储罐40的管道上设有第二阀门31，预过滤器20和介电泳分离器30通向水提取容器10的残渣回流管上分别设有第三阀门21和第四阀门32。

本实施例中的离心式分离器、存储罐、浓缩容器和醇沉容器可以选用本领域中现有的相应设备。超声波发生器和微波发生器可以选用市售的相应设备。

采用上提取装置的灵芝多糖的提取工艺，包括以下步骤：

S1：将灵芝孢子投入水提取容器10中进行热水浸煮，并利用超声波发生器11和微波发生器14进行辅助，本步骤中，优选超声功率320W、微波功率284W，液料比11.6mL:1g，温度55℃，热水浸煮的时间为40min；

S2：浸煮完毕后，打开第一泵12和第二阀门31，将料液经预过滤器20进行预过滤，得到粗糙液，进入介电泳分离器30进行固液分离，得到灵芝多糖清液，存储在存储罐40中；

S3：关闭第二阀门31，打开第一阀门71、第三阀门21和第四阀门32，使用供水水源70中的清水清洗预过滤器20和介电泳分离器30中的固体残渣，并经残渣回流管流入水提取容器10中；

S4：重复步骤S1和步骤S2；

S5：打开第二泵41，将存储罐40中的灵芝多糖清液输送至浓缩器50中进行浓缩，得到浓缩后的灵芝多糖溶液；

S6：打开第三泵51，将浓缩后的灵芝多糖溶液输送至醇沉容器60，醇沉后得到纯度高的灵芝多糖。

上述实施例利用微波-超声协同辅助法，并利用预过滤结合介电泳分离进行固液分离，进一步将过滤的残渣进行重新提取，并优化提取工艺，有效提升了提取率和纯度。

上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。