專利名稱：一種利用微波技術(shù)提取蜂膠功能性成分的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用微波技術(shù)提取蜂膠功能性成分的方法，屬于蜂膠提取技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
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(shù)脂的來(lái)源和含蠟量有關(guān)，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(jié)晶狀，有粘性的天然混合物，溫度高于25℃時(shí)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(zhì)量的一個(gè)技術(shù)指標(biāo)。
迄今為止，人們從蜂膠中已經(jīng)分離并鑒定出的物質(zhì)有300多種，這些物質(zhì)在不同種類的蜂膠中的含量不等，大體說(shuō)來(lái)蜂膠約有5％左右的揮發(fā)性物質(zhì)，30～35％的蜂蠟和不溶于乙醇溶液的物質(zhì)，55～60％的溶于乙醇的物質(zhì)和5％左右的花粉等。
世界各國(guó)的科學(xué)工作者用不同的儀器和方法對(duì)蜂膠的組成成分進(jìn)行了大量的工作，迄今為止已經(jīng)分離得到并弄清化學(xué)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)就有百余種，蜂膠的功能是由其組成分確定的。來(lái)源于不同膠源植物的蜂膠其組成成分不一，但總的說(shuō)來(lái)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(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)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(cè)試了75種菌株對(duì)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(xì)菌，測(cè)試結(jié)果顯示，這75株菌株對(duì)蜂膠提取物都很敏感，蜂膠提取物對(duì)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(nèi)的很多種細(xì)菌的生長(zhǎng)。Grange等人認(rèn)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(zhǎng)，但對(duì)肺炎桿菌沒(méi)有作用。1990年Feuntes等人發(fā)現(xiàn)蜂膠的乙醇提取物(EEP)對(duì)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(nèi)的格蘭氏陽(yáng)性菌有明顯的抑制或殺滅作用。這些試驗(yàn)的結(jié)果表明，蜂膠具有廣譜的抗菌作用。
除了對(duì)需氧細(xì)菌的抗菌作用外，Kedzia等人還就EEP對(duì)267株氧菌的抗菌作用進(jìn)行了測(cè)試，發(fā)現(xiàn)所培養(yǎng)的細(xì)菌，一般對(duì)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(nèi)添加EEP后，培養(yǎng)基對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌作用增強(qiáng)。在培養(yǎng)基中加入EEP能防止或減緩葡萄球菌對(duì)抗生素抗藥性的形成。
2.5mg/ml的蜂膠可使細(xì)菌的細(xì)胞膜、細(xì)胞壁、細(xì)胞質(zhì)的結(jié)構(gòu)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(zhì)的合成過(guò)程。
研究發(fā)現(xiàn)，蜂膠的抗菌作用是因?yàn)槠渲泻械狞S酮、芳香酸及其酯類等化合物的緣故。高良姜素、松針?biāo)睾蛦趟赏且汛_認(rèn)的對(duì)細(xì)菌作用最強(qiáng)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(jī)理是比較復(fù)雜的，是類黃酮、羧酸及其酯和萜類化合物協(xié)同作用的結(jié)果。蜂膠對(duì)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(qiáng)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(jī)體對(duì)遭受外界時(shí)傷害的一種保護(hù)性反應(yīng)，其發(fā)炎的過(guò)程較為復(fù)雜，有多種代謝酶、炎癥介質(zhì)和細(xì)胞的參與，在炎癥的發(fā)病過(guò)程中生成反應(yīng)性氧類(環(huán)氧化物、超氧化物和羥基氧化物等)物質(zhì)，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(gè)過(guò)程中脂質(zhì)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(qiáng)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(tuán)的黃酮醇和C2＝C3雙鍵的不飽和結(jié)構(gòu)，以及在苯環(huán)的3′，4′位帶有兩羥基取代基時(shí)，它們具有很強(qiáng)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(duì)病毒的作用是因?yàn)樗慕M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(shí)，可以明顯地抑制流感病毒A(香港株)的傳播?？Х人?、毛地黃黃酮和槲酮對(duì)美洲鸚鵡皰疹病毒有抑制作用，但咖啡酸的作用最強(qiáng)，毛地黃黃酮次之。大多數(shù)研究人員認(rèn)為蜂膠的抗病毒作用是它的各種組成物質(zhì)綜合作用形成的。黃酮醇類的抗病毒作用強(qiáng)于黃酮類化合物，黃酮醇類與黃酮的聯(lián)合作用明顯地強(qiáng)于各成分的單獨(dú)作用。
4.蜂膠的抗腫瘤作用近年來(lái)世界各地的研究人員和臨床工作者通過(guò)使用不同的腫瘤細(xì)胞株對(duì)蜂膠的很多組成成分進(jìn)行了大量的試驗(yàn)、研究和觀察，發(fā)現(xiàn)它們對(duì)腫瘤細(xì)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(xì)胞株，人鼻咽癌(KB)細(xì)胞株的生長(zhǎng)。
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(nèi)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(duì)赭曲霉素A具有明顯的抑制作用。
蜂膠中含有抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的黃酮類化合物，抑制活性最強(qiáng)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(xì)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(xì)胞癌細(xì)胞系的增生?？Х纫蛩岜?2酯和萜烯類化合物可以控制細(xì)胞增殖，使癌細(xì)胞停留在DNA合成階段，改變細(xì)胞的無(wú)休止生長(zhǎng)的性狀。槲皮酮可以觸發(fā)癌細(xì)胞自殺，使癌細(xì)胞破裂死亡。類黃酮可以把未分化的惡性細(xì)胞轉(zhuǎn)變成分化成熟的細(xì)胞?？Х人嵋阴タ梢园褮⑺阑蛞种谱冃渭?xì)胞的DNA的合成或生長(zhǎng)。
5.抗氧化和清除自由基的作用機(jī)體內(nèi)的自由基和脂質(zhì)過(guò)氧化物等是誘使DNA損傷、交聯(lián)從而誘發(fā)細(xì)胞突變的物質(zhì)，是傷害細(xì)胞膜、破壞細(xì)胞完整性的物質(zhì)，也是使很多器官和組織遭受損傷的因素，機(jī)體的衰老，病理過(guò)程與體內(nèi)自由基和脂質(zhì)過(guò)氧化物等有害物質(zhì)的非正常聚集有關(guān)。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(duì)自由基的作用。他們?cè)谘芯恐邪l(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(qiáng)的消除自由基，防止或減緩機(jī)體內(nèi)的各種有害的過(guò)氧化物的對(duì)機(jī)體的傷害，從而保護(hù)了機(jī)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(guò)加工提取才能應(yīng)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(shí)間長(zhǎng)，提取率低，本項(xiàng)方面能夠提高蜂膠的提取率并縮短提取時(shí)間。
微波技術(shù)是通過(guò)磁控管所產(chǎn)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(zhì)發(fā)生高速震蕩、自旋，增大了溶劑進(jìn)入溶質(zhì)內(nèi)部的能力，且由于分子間的相互摩擦產(chǎn)熱也促進(jìn)了蜂膠中有效成分的浸出，使得整個(gè)提取時(shí)間縮短，提取率增高。而且由于微波的穿透力，也使得對(duì)原料處理的粒度要求降低，不要過(guò)大即可。此外，由于微波的熱效應(yīng)，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(zhì)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(jì)高效。本發(fā)明所涉及的是一種利用微波技術(shù)提取蜂膠功能性成分的方法。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所涉及的是一種利用微波技術(shù)提取蜂膠功能性成分的方法。利用微波技術(shù)強(qiáng)化蜂膠的提取工藝，提取率高，時(shí)間短，可準(zhǔn)備出高品質(zhì)的蜂膠產(chǎn)品。
本發(fā)明的技術(shù)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(guò)濾，濾液進(jìn)行真空濃縮，制得蜂膠功能性成分，真空濃縮的同時(shí)，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(shí)后采用微波進(jìn)行處理，微波處理時(shí)間為4～15min，微波功率為200w～700w。通過(guò)設(shè)計(jì)考察微波功率、輻射時(shí)間、溶劑用量、浸泡時(shí)間、原料粉碎度等參數(shù)對(duì)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(shí)間為6小時(shí)，微波處理時(shí)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(zhì)有300多種，這些物質(zhì)在不同種類的蜂膠中的含量不等，大體說(shuō)來(lái)蜂膠約有5％左右的揮發(fā)性物質(zhì)，30～35％的蜂蠟和不溶于乙醇溶液的物質(zhì)，55～60％的溶于乙醇的物質(zhì)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(guān)成分溶解，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間后，其相關(guān)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?yàn)檫@部分是由近200種化學(xué)物質(zhì)購(gòu)成。我們?cè)谠囼?yàn)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(zhì)，但所需時(shí)間長(zhǎng)，至少需要48小時(shí)以上的時(shí)間，才能比較完全地提取蜂膠黃酮物質(zhì)，生產(chǎn)效率低，乙醇消耗量大。
通過(guò)單因素實(shí)驗(yàn)的分析不同濃度的乙醇對(duì)黃酮提取的影響；不同料液比對(duì)黃酮提取的影響；不同浸提時(shí)間對(duì)黃酮提取的影響。并在單因素實(shí)驗(yàn)的分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行乙醇濃度、料液比、浸提時(shí)間的三因素三水平正交實(shí)驗(yàn)，可確定傳統(tǒng)提取法和微波提取法的實(shí)驗(yàn)條件和結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表
傳統(tǒng)提取方法與微波提取方法實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較
由上表可見(jiàn)，微波提取法較傳統(tǒng)方法有較大優(yōu)勢(shì)。
本發(fā)明的有益效果在于傳統(tǒng)乙醇提取方法所需時(shí)間長(zhǎng)，提取率低，功效成分總黃酮含量低，且設(shè)備投入較大。微波提取方法在上述各個(gè)方面都有較大程度的提高，適合于工業(yè)化生產(chǎn)，具有較為廣闊的發(fā)展空間。
具體實(shí)施方案實(shí)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(shí)間為6小時(shí)，微波處理時(shí)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(dá)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(guò)濾→濾液→真空濃縮干燥→成品蜂膠。
權(quán)利要求
1.一種利用微波技術(shù)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(guò)濾，濾液進(jìn)行真空濃縮，制得蜂膠功能性成分，真空濃縮的同時(shí)，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(shí)后采用微波進(jìn)行處理，微波處理時(shí)間為4～15min，微波功率為200w～700w。
2.根據(jù)權(quán)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(shí)間為6小時(shí)，微波處理時(shí)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(shù)提取蜂膠功能性成分的方法，屬于蜂膠提取技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)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(guò)濾，濾液進(jìn)行真空濃縮，制得蜂膠功能性成分，真空濃縮的同時(shí)，同步回收乙醇水溶液，通過(guò)設(shè)計(jì)考察微波功率、輻射時(shí)間、溶劑用量、浸泡時(shí)間、原料粉碎度等參數(shù)對(duì)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(shí)間長(zhǎng)，提取率低，功效成分總黃酮含量低等缺點(diǎn)。微波提取方法適合于工業(yè)化生產(chǎn)，具有較為廣闊的發(fā)展空間。
文檔編號(hào)A61P31/00GK1969887SQ20051012349
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2005年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月23日
發(fā)明者董捷, 孫麗萍, 田文禮, 閆繼紅 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所