灵芝孢子多糖的产业化提取分离方法和分离装置

摘要

一种灵芝孢子多糖的产业化提取分离方法，其技术要点在于它包括：（1）将孢子粉置于提取装置中，加入8~12倍重量的水进行加热到微沸，保持恒温提取2小时；（2）将上述混悬的提取液输送到分离装置中进行固液分离，将固相输送回提取罐中，继续提取第二次，加入8~12倍重量的水进行加热到微沸，保持恒温提取2小时，固液分离，将两次的液相合并，浓缩后得到灵芝孢子的多糖浸膏。其中所述步骤（2）中分离装置为卧螺式离心机与蝶式离心机串联的循环系统，能有效地将孢子粉渣从灵芝孢子水提取液中除去，实现固液分离，获得高纯度高得率的灵芝孢子多糖。本发明耗时短、多糖得率高，减轻了劳动强度，适用于灵芝孢子多糖的工业化大生产。

说明书

技术领域

本发明属于食用菌深加工技术领域，具体涉及一种灵芝孢子多糖的产业化提取分离方法。

背景技术

灵芝(Ganodermalucidum)为多孔菌科灵芝属真菌，含有丰富的营养物质，在中国民间有着源远的食用历史，是一种具有补中益气、扶正固本功效的珍贵药材。灵芝孢子是灵芝生长成熟期，从灵芝菌褶中弹射出来的极其微小的卵形生殖细胞，呈椭圆形，短径平均8μm、长径平均11μm。现代科学研究表明，灵芝孢子比灵芝子实体有更强的生理活性，其中起主要作用的是灵芝孢子多糖，其具有多种生物活性，如抑制肿瘤、提高机体免疫力、提高机体耐缺氧能力、消除自由基等。

然而，在对灵芝孢子的生物活性进行深入研究时，发现用水提取灵芝孢子多糖时，水提取液中的孢子粉渣过滤除去是件棘手的难题。由于灵芝孢子的粒径微小，平均只有10μm左右，600目的高密度的过滤筛网它也能透过，密度更高更细的过滤筛网虽然透过少，但是过滤速度非常慢，只适用于少量的实验室使用，难于实现产业化。

目前产业化的常规处理方法是，提取液采用静置分层、虹吸上清液、400-500目滤布“过筛法”仅能去除60-70%的灵芝孢子粉渣。由于提取液中孢子粉渣的密度与上清液相近，沉降很慢，通常需要静置过夜，但是仍然还不能将上清液与孢子粉渣有效分开，上清液占总体积比例仅60％，而且漫长的沉降时间，还会导致灵芝孢子吸水发酵产生酸败，失去利用价值。由于常规方法耗时太长，操作过程繁琐，通常只提取一次，提取率大约为62%，提取率低资源的利用率也低。耗时长，操作繁琐，难以实现产业化生产，成为灵芝孢子多糖产业化开发利用的瓶颈。

在现有的公开技术中，专利CN101703531B“一种灵芝孢子粉的冷冻真空干燥和提纯的方法”，采用80-500目的绢布、棉布、纱布或不锈钢筛进行过滤，滤液再用1-30μm孔径滤膜的空气压滤器进行压滤。该方法需要不断地更换清洗滤布、不能自动化操作，劳动强度大，滤膜耗材多，只合适实验室小试。专利CN102766593A“一种灵芝孢子的提纯方法”，是将灵芝孢子粉混合液通过螺旋分离器后，用大于300目的滤网过滤，滤液再装入滤粉袋，由空压机将滤粉袋中水压出，由于滤粉袋易被堵塞，也需要不断地清洗或更换该方法不仅工序步骤复杂，也不能自动化操作，难以实现产业化生产。

如果采用传统的板框压滤机进行分离，因水提取液中的孢子粉渣粘度高，质地软，随着过滤的进行，逐渐聚集在滤布上，导致滤布堵塞，过滤速度减慢，耗时増长(约10-12hr)、且更换滤布繁琐，因此此法也不可行。有人采用管式离心机进行分离，由于灵芝孢子粉水提取混悬液中固形物含量较高，管式离心机转鼓容积小，物料进入转鼓后，短时间内大量沉淀沉积在转鼓上，需要频繁停机拆卸转鼓进行除渣，增加了操作的复杂性，影响生产效率。此外，沉淀较粘，清洗时比较困难。因此，管式离心机处理能力和自动化程度都比较差。

发明内容

本发明的目的在于针对目前由于灵芝孢子极其微小，用水提取灵芝孢子多糖时固液难以过滤分离，致使工业化生产效率低的缺点，提供一种可工业化生产、提取效率高的灵芝孢子多糖的产业化提取分离方法。

本发明所采用的技术方案为一种灵芝孢子多糖的产业化提取分离方法，其技术要点在于它包括：（1）将孢子粉置于提取装置中，加入8~12倍重量的水进行加热到微沸，保持恒温提取2小时；（2）将上述混悬的提取液输送到分离装置中进行固液分离，将固相输送回提取罐中，继续提取第二次，加入8~12倍重量的水进行加热到微沸，保持恒温提取2小时，固液分离，将两次的液相合并，浓缩后得到灵芝孢子的多糖浸膏。

所述的孢子粉是指脱脂孢子粉。

本发明使用脱脂孢子粉进行多糖提取，避免了孢子粉中的油脂对孢子粉的固液分离所造成的不利影响。

步骤（2）中所述的分离装置是指卧螺式离心机与蝶式离心机串联的循环系统，自动进料自动出料，液相和固相实现产业化分离。

本发明利用两种不同的分离装置对孢子粉的水提取液进行固液分离，卧螺离心机的转鼓与螺旋以一定差速同向高速旋转，将机内灵芝孢子水提取混悬液，在高速旋转的离心力场作用下，较重的孢子粉固相沉积在转鼓内壁形成沉淀的粉渣，被旋转的螺旋连续不断地推到转鼓的锥端，经排渣口排出。较轻的微混悬液相（内含10-20%粉渣）则形成内层液环，由转鼓大端溢流口连续溢出转鼓，经排液口排出，从而实现固相与微混悬液相分离。

蝶式分离机适合分离含固量低的混悬液，它是通过电驱动碟式转鼓绕主轴线做高速回转，当卧螺离心机分离出的微混悬液由上部中心加料管流至转鼓底部时，再经碟片下座面的分流孔趋向转鼓壁，在离心力场作用下，比重大的孢子粉流向转鼓内壁形成沉渣，经出渣口排出，分离出液相则沿锥形碟片的外锥面向轴心流动，到上部经液相出口排出，实现固相和液相的分离。

本发明经过卧螺式离心机分离后，灵芝孢子水提取液中80-90%的固相粉渣被分离排出。分离出的微混悬液相，再利用蝶式离心机进行分离，所获得的上液相浊度低（大约100ntu）、近于清澈。由于上述分离的时间较短，一般240kg的脱脂孢子粉，其水提取液大约是2.4T，固液分离的时间为1.5小时，时间短，所以可以继续进行二次提取使提取率由现有的62%提高到90%。上述两机串联循环使用，将灵芝孢子的水提取混悬液实现固液分离，由于能实现自动进料自动出料的在线连续自动化操作，适合制备灵芝孢子多糖的产业化大生产的需要。

具体而言：一种灵芝孢子多糖的产业化提取分离的装置，它是由提取罐、卧螺式离心机、卧螺式储液罐、卧螺式储渣罐、蝶式离心机、蝶式粉渣储罐、浓缩装置组成，提取罐与卧螺式离心机通过管道相接，卧螺式离心机分离出的液相进入卧螺式储液罐，沉渣进入卧螺式储渣罐，卧螺式储液罐与蝶式离心机相接，蝶式离心机分离出的粉渣进入蝶式粉渣储罐，液相进入浓缩装置，卧螺式储渣罐、蝶式粉渣储罐分别与提取罐相接。

所述的卧螺式储渣罐、蝶式粉渣储罐分别与提取罐相接。是指通过输送管等连接，出渣可通过机械将卧螺式储渣罐、碟式粉渣储罐的内容物输送入提取罐。

将灵芝孢子放入提取罐提取后，提取液直接进入卧螺式离心机进行分离，所得的液相进入卧螺式储液罐(由于两个离心机的速度不一样，所以需要有个卧螺式储液罐进行储液缓冲，若二者速度可达一致，可直接连接)，沉渣进入卧螺式储渣罐，卧螺式储液罐与蝶式离心机相接，蝶式离心机分离出的粉渣进入蝶式粉渣储罐，液相进入浓缩装置，到全部分离完后，再将卧螺式储渣罐和蝶式粉渣储罐内的渣放入提取罐进行二次提取。

对上述设备进行进一步的设定：

所述的卧螺式离心机的转速3800r/min---5000r/min，分离因数2870-3530；蝶式离心机的转鼓转速7000r/min--7600r/min，分离因数10000-11200。

本申请人经过无数次的反复实验，当设备达到上述条件时固液分离的效果最好。

本发明的有益效果为：

1.将灵芝孢子水提取液的固液分离实现自动化，既能连续进料、又能连续出料，24小时连续产业化作业。操作简便、分离速度快，缩短了孢子在水提取液中浸泡的时间，有效地避免发生发酵酸败作用，很好地保持灵芝孢子粉原有的芳香风味。

2.本发明将传统常规一次提取的分离出的粉渣，再输送到二次提取罐，进一步进行在线的二次自动化提取，二次提取的多糖得率，比传统的一次提取提高了45%,这不仅提高了附加值，而且提高了天然资源的利用率。

3.本发明将灵芝孢子的水提取和提取液的固液分离，实现连续化，自动化的在线操作，减少了传统分离的人工操作、步骤多造成的损失，进一步提高了灵芝孢子多糖的提取率，二次提取的总得率为９０％。

4.本发明制备得到的灵芝孢子多糖具有高的生物活性，可用于药品、保健品和化妆品的开发。

5.本发明的装置简单，紧凑，机械化程度高。

附图说明

图1为本发明灵芝孢子多糖的水提取装置图

其中1提取罐2卧螺式离心机3卧螺式储液罐4卧螺式储渣罐5蝶式离心机6蝶式粉渣储罐7排放口8浓缩装置。

具体实施实例

下面的实施例可以使本专业的技术人员更理解本发明，但不以任何形式限制本发明。

如图1所示，一种灵芝孢子多糖的产业化提取分离的装置，它是由提取罐1、卧螺式离心机2、卧螺式储液罐3、卧螺式储渣罐4、蝶式离心机5、蝶式粉渣储罐6、浓缩装置8组成，提取罐1与卧螺式离心机2通过管道相接，卧螺式离心机2分离出的液相进入卧螺式储液罐3，沉渣进入卧螺式储渣罐4，卧螺式储液罐3与蝶式离心机5相接，蝶式离心机5分离出的粉渣进入蝶式粉渣储罐6，液相进入浓缩装置8，卧螺式储渣罐4、蝶式粉渣储罐6分别与提取罐1相接。所述的卧螺式储渣罐4、蝶式粉渣储罐6分别与提取罐1相接，这是为了二次提取的送料，主要是通过输送管等进行连接，或通过机械将卧螺式储渣罐4、碟式粉渣储罐6的内容物输送入提取罐1，卧螺式储渣罐4和蝶式粉渣储罐6的出口接有三通，一个与本罐体连接，另一个口与提取罐1连接，还有一个为排放口，第二次提取后沉渣从排放口7排出。

卧螺式离心机的转速2500-5000r/min，分离因数2300-3530；蝶式离心机的转鼓转速6000-7600r/min，分离因数9900-12800。

实施例一：

利用上述装置工业化提取分离灵芝孢子多糖：称取240kg脱脂孢子粉置于3.0T提取罐1中，加入8倍孢子粉量的水共1.92T，加热到100度，沸水提取，恒温搅拌提取2小时后，将上述孢子粉水提取混悬液通过卧螺式离心机2（转鼓转速3800r/min、分离因数2860）分离得卧螺固相粉渣和微混悬液相，分别储存于卧螺式储渣罐4和卧螺式储液罐3，由于两个离心机的速度不一样，所以需要有个卧螺式储液罐进行储液，若二者速度可达一致，可直接连接，卧螺式储液罐3内的微混悬液相进入蝶式离心机5（转鼓转速7600r/min、分离因数10000），分离得液相和沉渣，液相进入进入浓缩装置8，沉渣进入蝶式粉渣储罐6。待第一次提取分离结束后，将卧螺式储渣罐4和蝶式粉渣储罐6中的沉渣输送入提取罐1中重复第一次提取分离的步骤进行第二次提取，卧螺式储渣罐4和蝶式粉渣储罐6的出口接有三通，一端与罐体连接，另一端与提取罐1连接，还有一个为排放口7，第二次提取后沉渣从排放口排出，将卧螺式储渣罐4和蝶式粉渣储罐6中的沉渣废弃，最终将两次进入浓缩装置8的蝶式液相进行精制浓缩得到灵芝孢子粉多糖浸膏（多糖得率为9.8%，含量为15.4%）。液相取样进行实验分析，液相的浊度为114nut，比较清澈。

实施例二：

称取240kg脱脂孢子粉置于3.0T提取罐1中，加入10倍孢子粉量的水共2.4T作沸水提取，恒温搅拌提取2小时后，将上述孢子粉水提取混悬液依次通过卧螺式离心机（转鼓转速3800r/min、分离因数2860）、蝶式离心机（转鼓转速7600r/min、分离因数10000）串联系统循环分离液相与固相。最终浓缩得到灵芝孢子粉多糖浸膏（多糖得率为10.2%，含量为15.9%）。液相取样进行实验分析，液相的浊度为107nut，比较清澈。其余未述部分与上例相同。

实施例三：

称取200kg脱脂孢子粉置于提取装置中，加入12倍孢子粉量的水共2.4T,作沸水提取，恒温搅拌提取2小时后，将上述孢子粉水提取混悬液依次通过卧螺式离心机（转鼓转速5000r/min、分离因数3525）、蝶式离心机（转鼓转速7060r/min、分离因数11200）串联系统循环分离液相与固相。浓缩得到灵芝孢子粉多糖浸膏（多糖得率为10.5%，含量为16%）。液相取样进行实验分析，液相的浊度为100nut，比较清澈。其余未述部分与实施例1相同。