CN101531652A - 一种新型双水相萃取越桔中花青素的方法 - Google Patents
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Abstract
一种新型双水相萃取越桔中花青素的方法，属于生物工程技术领域。其特征在于向越桔果实残渣中加入无机盐溶液和亲水性低分子有机物，搅拌均匀，静置，分层，花青素被萃取到上相，残渣分配在下相或两相之间，达到从越桔果实残渣中萃取花青素的目的。上述无机盐为氯化钠、硫酸铵、硫酸钠、碳酸钠、碳酸钾、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾中的一种或几种组合，优选硫酸铵；亲水性低分子有机物为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、丙酮中的一种或几种组合，优选乙醇。本发明的效果和益处在于开发了一种新的、易于产业化的花青素提取方法，提高了越桔利用率，降低了花青素的生产成本。
Description
技术领域
本发明属于生物工程技术领域，涉及一种从越桔中萃取花青素的方法，特别涉及一种新型双水相萃取越桔果实残渣中花青素的方法。
背景技术
花青素是一类广泛存在于植物中的水溶性色素，属于类黄酮化合物。多用在饮料、冰激淋、果酱、糖果及糕点中，属于功能性食品添加剂，另外也可用作药品、化妆品等。作为天然色素，花青素具有较高的安全性能，而且具有抗突变、抗氧化、降血压、保护肝脏等功能。欧洲把花青素含量大于24％的色素提取物作为药用，其中欧洲越桔花青素的提取物(Mytrocyan)已被意大利、德国等国的药典收载。
目前花青素的提取以越桔、蓝靛果忍冬等为原料的居多。越桔(Vacciniumuliginosum L.)为杜鹃花科(Ericaceae)越桔属(Vaccinium L.)植物，果实常被用来酿酒或加工成饮料及制果酱，也常用作食品着色剂，而花青素含量最高的果皮则没有得到充分利用。
花青素的常用提取方法主要有两种：有机溶剂萃取法和酸化乙醇法(园艺学报，2008，35(5)：655～660；大连轻工业学院学报，2007，26(3)：196～198；中国专利：CN1580052A)，其中酸化乙醇法最为常用，该方法是采用50％的pH3.50的乙醇水溶液50℃回流2h，需要较多有机溶剂，且需要加热较长时间，导致成本较高，不利于花青素的工业化生产。
双水相萃取技术始于20世纪60年代，其常用的体系为聚乙二醇/葡聚糖和聚乙二醇/无机盐等。由于双水相萃取条件温和，容易放大，可连续操作，因此该技术已成功地应用于蛋白质、核酸和病毒等生物产品的分离和纯化中，也有抗生素、中药有效成分等小分子分离方面的尝试(福建分析测试，2008，17(1)：4～6；中国药学杂志，2007，42(7)：541～544)。近几年一些研究者在进行溶剂析出结晶研究时发现，在适当温度条件下，如果体系中无机盐、有机溶剂和水的浓度适当，这类体系中的盐不会结晶析出，而是出现液液分相现象。如果所用有机溶剂是亲水性低分子物质，如甲醇、乙醇、丙酮等，就可以形成一种新型的双水相萃取体系。与传统的高分子聚合物双水相体系相比，这种新型的双水相体系分相更清晰，成本更低，萃取相不含粘度大、难处理的聚合物。尽管这方面的研究在国内外刚刚起步，但已表现出良好的应用前景，如用磷酸氢二钾/乙醇体系萃取牛血清白蛋白、α-酪蛋白、核糖核酸酶等生物大分子(Biotechnology Techniques，1998，12(5)：363～365)，用丙酮/氯化钠体系萃取金属络合物或金属离子(应用化学，2001，18(3)：241～243；分析测试学报，2002，21(3)：75～77)，用乙醇/硫酸铵体系萃取甘草酸钾、白藜芦醇、葛根素(精细化工，2004，21(3)：165～173；天然产物研究与开发，2006，18：647～649；时珍国医国药，2008，19(1)：13～15)，用新型双水相体系萃取发酵液中1，3-丙二醇和2，3-丁二醇(中国专利：CN 101012151A；CN 101012152A)，均取得令人满意的效果。
在色素提取方面，双水相萃取的研究也日益增多，如S.Chethana等人采用聚乙二醇/硫酸铵体系萃取水溶性色素甜菜红碱(J.Food Eng.，2007，81：679～687)，但由于水溶性高聚物大多粘度较大，难以挥发，需要反萃取，使后续的分离较为麻烦，且高聚物价格比较昂贵，工业化应用易受到限制。卢俊彩等人用丙酮/硫酸铵体系分离脂溶性色素红花红色素(化学研究与应用，2007，19(6)：679～682)，先将原料经过水洗、碱溶、酸沉后制得红色素粗品，再将其溶于丙酮中，除去不溶物后再加入硫酸铵溶液，显然这种方法操作步骤过多，没有体现出新型双水相萃取步骤少，分离快的优点。亲水性低分子有机物/无机盐体系直接从果渣中萃取天然色素的研究未见文献报道。
发明内容
本发明要解决的技术问题是从越桔中提取花青素现有技术中存在的提取效率低、溶剂用量大、成本高等问题，本发明提供了一种新型双水相直接从越桔果渣中快速萃取花青素的方法。
本发明的技术方案是：
将含有花青素的果实破碎匀浆，经沉降、过滤或离心后得果渣；加入无机盐溶液和亲水性低分子有机物，搅拌均匀，静置分相，花青素被萃取到上相，残渣分配在下相或两相之间。
越桔果是比较常见、易取的原料，也是已知果实中含花青素最高的一种。采用越桔果萃取制备更为实用、可行。
上述无机盐为氯化钠、硫酸铵、硫酸钠、碳酸钠、碳酸钾、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾中的一种或几种组合，优选硫酸铵；亲水性低分子有机物为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、丙酮中的一种或几种组合，优选乙醇。
加入的亲水性低分子有机物在整个双水相体系中质量分数为20～40％；无机盐在整个双水相体系中质量分数为15～25％；料液比为1:5～1:50；萃取温度为15～30℃，静置分相时间为0.5～8.0h。
本发明的效果和益处是：在料液比相同的前提下，其提取率与酸化乙醇法基本持平，但具有所需有机溶剂较少，分离较快，无需加热，在环境温度下进行萃取，而且蛋白质及多糖含量减少一半以上，所得萃取液浓度高，体积少，有利于后续的纯化。将越桔果实直接加工为饮料或其它工业产品，对越桔利用不够充分，而本发明是直接对果实残渣进行处理。因此，利用新型双水相萃取越桔果皮及残渣中的花青素不仅可以提高越桔利用率，开创一种新的花青素提取分离方法，而且降低花青素的生产成本，易于产业化。
具体实施方式
以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施例。
实施例1：我们采用比较常见易取的越桔果作为原料
步骤1 将越桔果实破碎匀浆，经抽滤后得果实残渣。
步骤2 取1.6g无水硫酸铵与5.0g pH值为3.03的水配成硫酸铵溶液。
步骤3 将上述硫酸铵溶液与3.4g无水乙醇加入到0.5g越桔果实残渣于中，搅拌均匀，形成新型双水相体系，室温下静置分相1h。花青素的分配系数为6.63，在上相分配率为90％。收率是酸化乙醇法的0.91倍。
实施例2：
步骤1 取越桔果实破碎匀浆，经抽滤后得果实残渣。
步骤2 取1.9g无水硫酸铵与5.1gpH值为3.53的水配成硫酸铵溶液。
步骤3 将上述硫酸铵溶液和3.0g无水乙醇加入到1.0g越桔果实残渣于中，搅拌均匀，形成新型双水相体系，室温下静置分相4h。花青素的分配系数为7.06，在上相分配率为93％，收率是酸化乙醇法的0.92倍。
Claims (6)
1.一种新型双水相萃取越桔中花青素的方法，其特征在于：
向含有花青素的果实残渣中添加无机盐溶液和亲水性低分子有机物，其中料液比为1:5～1:50，萃取温度为15～30℃，无机盐的质量百分比为15～25％，加入的亲水性低分子有机物在整个双水相体系中质量分数为20～40％，搅拌均匀、静置分相时间0.5～8.0h，花青素被萃取到上相，残渣分配在下相或两相之间。
2.一种新型双水相萃取越桔中花青素的方法，其特征在于：
向越桔果的果实残渣中添加无机盐溶液和亲水性低分子有机物，其中料液比为1:5～1:50，萃取温度为15～30℃，无机盐的质量百分比为15～25％，加入的亲水性低分子有机物在整个双水相体系中质量分数为20～40％，搅拌均匀、静置分相时间0.5～8.0h，花青素被萃取到上相，残渣分配在下相或两相之间。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型双水相萃取越桔中花青素的方法，其特征在于：所选用的无机盐为氯化钠、硫酸铵、硫酸钠、碳酸钠、碳酸钾、磷酸钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾中的一种或几种组合。
4.根据权利要求1或2所述的一种新型双水相萃取越桔中花青素的方法，其特征在于：所选用的无机盐选用硫酸铵。
5.根据权利要求1或2所述的一种新型双水相萃取越桔中花青素的方法，其特征在于：所选用的亲水性低分子有机物为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、乙二醇、丙酮中的一种或几种组合。
6.根据权利要求1或2所述的一种新型双水相萃取越桔中花青素的方法，其特征在于：所选用的亲水性低分子有机物选用乙醇。
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