CN101671371A - 一种洋葱皮中黄酮类化合物的提取方法 - Google Patents

Abstract

一种酶解法与超临界流体萃取相结合提取洋葱皮中黄酮类化合物的方法，属于农产品综合利用技术领域，涉及功能食品深加工技术。本发明的主要过程为：以洋葱皮为原料，首先进行真空干燥或真空冷冻干燥，至洋葱皮含水率为10％左右；干燥后的洋葱皮进行粉碎处理，其粒径为40－60目；然后以上述洋葱粉为原料，采用生物酶解法与超临界流体萃取法相结合提取黄酮类化合物，即先采用复合酶酶解处理，然后将酶解物进一步采用超临界CO₂流体萃取，制备高得率和高纯度的黄酮类化合物。

Description

一种洋葱皮中黄酮类化合物的提取方法

技术领域

一种以洋葱皮为主要原料，通过真空或真空冷冻干燥、粉碎预处理，再采用酶解法与超临界流体萃取相结合提取洋葱皮中黄酮类化合物，属于农产品综合利用技术领域，涉及功能食品深加工技术。

背景技术

黄酮是一类自然界中广泛存在的化合物，也是目前倍受关注的天然活性产物之一。现在已经发现的黄酮类化合物有5000多种，在植物体中常以游离或与糖结合成苷的形式存在。黄酮类化合物具有广泛的生物学功能，包括抑制脂质过氧化、降血脂、抑制血小板凝聚、抑制毛细管透性增加和变脆的作用，在生物体内有预防心血管疾病、防癌抗癌、调节免疫、抗衰老、抗菌杀菌、吸收紫外辐射、止咳及肝脏保护作用等诸多药理作用及功效。目前，黄酮类化合物的主要提取方法有：热水提取法、溶剂提取法、碱提酸沉法、超临界流体提取法等。其中，溶剂提取法是目前国内外使用最广泛的提取方法。利用黄酮类化合物的性质不同，可以将天然产物直接用乙醇、甲醇、丙酮、含水乙醇或含水丙酮提取，但是该法存在排污量大、有效成分损失多、溶剂残留、提取效率低等缺陷。碱提酸沉法是利用黄酮难溶于酸性水，易溶于碱性水的特点，具有简单易行、经济方便等特点，但是提取过程中使用强酸强碱存在环境污染问题。水蒸气蒸馏法设备简单，但提取率低，现已很少采用。近10年来，利用超临界CO2萃取技术提取天然植物中的有效成分越来越受到人们的关注，它具有传质速度快、渗透能力强、溶解萃取效率高、提取温度低、可室温下操作而更利于热敏性成分的提取、无溶剂残留、无污染、操作方便、快速、能保持天然特征等优点，而更受到重视。但是由于黄酮类化合物位于细胞内，外有细胞壁包被，因此，黄酮类化合物的提取会受到细胞壁的阻碍，提取率较低。

洋葱(Allium cepa L.)是百合科葱属的二年生草本植物，属于葱蒜类。洋葱是我国栽培面积大、栽培范围广、产量最高的蔬菜之一，它同生姜、大蒜一样，属于我国特色的农产品资源和调味料，同时也是亚洲国家传统的药食两用植物，含有多种生理活性成分。每年我国种植的大量洋葱除了一部分供鲜食外，其加工产品主要有洋葱粉、洋葱酱罐头、冷冻脱水洋葱等。洋葱被誉为“蔬菜皇后”，具有恢复疲劳、增进食欲、降低血脂，预防血栓形成，抗血管硬化等功能，颇受国内外消费者的青睐。近年来日本、韩国、俄罗斯等国以及港澳台地区洋葱进口量逐年增大。伴随着国际市场对各种洋葱产品需求的增加和国内洋葱产量的迅猛增长，必然会在加工过程中产生以洋葱皮(革质鳞片和外层部分肉质鳞片)为主的大量废弃物。洋葱皮中含有丰富的黄酮类化合物，而黄酮类化合物在医药和食品中有着广泛的应用。对这些废弃的洋葱皮采用新技术进行再加工，在提高原料利用率、减少浪费和创造经济效益都具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于充分利用来源丰富，且未得到有效利用的洋葱加工下脚料——洋葱皮，提供一种生物酶解技术与超临界流体萃取技术相结合提取黄酮类化合物的方法，该方法具有提取率高、无污染、过程易控制等特点。

技术解决方案

洋葱皮中黄酮类化合物的提取过程为：洋葱皮→清洗→干燥→粉碎→酶解→离心→超临界流体萃取→分离→黄酮类化合物

工艺要点如下：

干燥：洋葱皮清洗后，为最大程度地保存黄酮类化合物的活性，本发时采用真空干燥(真空度0.06-0.08Mpa，温度50-60℃，时间60-80min)或真空冷冻干燥技术(预冻温度-20℃，干燥室压力为100-200Pa，加热板温度50-60℃，时间4-5小时)，得到含水率为10±2％的洋葱皮。

粉碎：干燥后的洋葱皮进行干法粉碎，粉碎粒度为40-60目。

酶解：准确称取一定量的洋葱粉，加蒸馏水混匀，其中料液比为1∶5，放入酶反应器中，在pH4-5，温度40-50℃的条件下用复合酶酶解1-1.5h。其中复合酶用量为：纤维素酶为80-100U/g，果胶酶80-100U/g。酶解反应结束后迅速将酶解液煮沸2分钟，灭酶。

超临界CO₂萃取：将上述洋葱皮酶解液转入超临界CO₂流体萃取釜中，以二氧化碳为溶剂，以无水乙醇为夹带剂，进行超临界CO₂流体萃取。其中，萃取压力20-30MPa，萃取温度为40-50℃，萃取时间为1-2h，CO₂流速为20-50L/h，夹带剂用量为20-50％。

分离：将上述萃取混合物通过减压分离釜中进行二级分离，其中一级减压分离压力为5-10Mpa，温度40-50℃；二级减压分离压力为5-7Mpa，温度为35-50℃，最终获得高提取率高纯度的洋葱皮黄酮提取液。

本发明的有益效果：本发明以洋葱加工下脚料——洋葱皮为原料，通过清洗、干燥、粉碎、酶解与超临界CO₂联合提取工艺制备黄酮类化合物，有效提高了产品的得率和品质。

与目前应用广泛的溶剂提取技术相比，本发明采用生物酶解技术与超临界CO₂萃取技术相结合制备黄酮类化合物，可以实现在低温下较快速提取，且整个过程无有机溶剂残留，产品纯度高、得率高、活性强。与热水提取法相比，本发明温度低、时间短且提取率高。与单纯超临界CO₂提取技术相比，本发明在超临界CO₂萃取之前，首先采用纤维素酶和果胶酶的复合酶解技术，可以有效破坏洋葱细胞壁，显著提高黄酮类化合物的得率。

采用生物酶解与超临界CO₂联合提取技术进行黄酮类化合物的制备，可以获得产率高、质量优且无环境污染的黄酮类产品。经分析，洋葱皮中黄酮类化合物的得率大于等于1.5％，纯度高于60％。

采用生物酶解与超临界CO₂联合提取技术进行黄酮类化合物的制备，解决了洋葱加工过程中的下脚料——洋葱皮的综合利用问题，从洋葱皮中制备出高得率高活性的黄酮类产品，进一步提高了洋葱的生理功能和利用价值。

本发明采用生物酶解技术与超临界CO₂萃取技术相结合的方法提取洋葱皮中的黄酮类化合物，既利用酶解技术破坏了洋葱细胞壁，有利于细胞内黄酮类化合物的浸出，又利用超临界CO₂在临界压力和临界温度下可以选择性地萃取目标物质，且通过减压和升温的方法可实现进一步分离提纯，具有传质速度快、溶解能力强、操作温度低、节能等特点，最大程度地提高了黄酮类化合物的提取得率，具有较强的应用前景。

具体实施方式

实施例1：

取洋葱皮500g，清洗沥干后在温度为50℃、真空度0.06MPa条件下进行真空干燥80min，将干燥后洋葱皮粉碎至粒度为40目，将上述洋葱粉采用复合酶酶解，具体条件为：pH4.5，温度45℃，时间1h。其中复合酶用量为：纤维素酶为80U/g，果胶酶80U/g。酶解反应结束后迅速将酶解液煮沸2分钟，灭酶。再将上述酶解液转入萃取釜进行超临界CO2萃取，具体条件为：萃取压力20MPa，温度50℃，CO2流量为20L/h，夹带剂用量为20％，时间1h。分离条件为：一级分离压力为10MPa，温度50℃，二级分离压力5MPa，温度35℃。黄酮类化合物的提取得率为1.8％(硝酸铝-亚硝酸比色法，以芦丁为标样测定黄酮类化合物)。

实施例2：

取洋葱皮500g，清洗沥干后在温度为-20℃预冻，然后在干燥室压力为100Pa，加热板温度为60℃条件下进行真空冷冻干燥4h，将冻干后洋葱皮粉碎至粒度为60目，将上述洋葱粉采用复合酶酶解，具体条件为：pH4.5，温度45℃，时间1h。其中复合酶用量为：纤维素酶为100U/g，果胶酶100U/g。酶解反应结束后迅速将酶解液煮沸2分钟，灭酶。再将上述酶解液转入萃取釜进行超临界CO2萃取，具体条件为：萃取压力25MPa，温度50℃，CO2流量为20L/h，夹带剂用量为20％，时间1h。分离条件为：一级分离压力为10MPa，温度50℃，二级分离压力5MPa，温度35℃。黄酮类化合物的提取得率为2.3％(硝酸铝-亚硝酸比色法，以芦丁为标样测定黄酮类化合物)。

Claims (6)

1.一种酶解法与超临界流体萃取相结合提取洋葱皮中黄酮类化合物的方法，其特征在于包括以下步骤：

a.洋葱皮原料经清洗、真空干燥或真空冷冻干燥后粉碎；

b.洋葱皮采用纤维素酶和果胶酶复合酶解；

c.将上述酶解液再转入萃取釜，进行超临界CO₂萃取黄酮类化合物；

d.将上述萃取物送入分离釜进行二级分离。

2.根据权利要求1所述的提取方法，其特征是产品为黄酮类化合物。

3.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于所述步骤a中洋葱皮清洗后，采用真空干燥技术，条件为真空度0.06-0.08Mpa，温度50-60℃，时间60-80min，或真空冷冻干燥技术，条件为预冻温度-20℃，干燥室压力为100-200Pa，加热板温度50-60℃，时间4-5小时，产品含水率为10±2％。干燥后的洋葱皮进行干法粉碎，粉碎粒度为40-60目。

4.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于所述步骤b中洋葱粉在pH4-5，温度40-50℃的条件下用复合酶酶解1-1.5h。其中复合酶用量为：纤维素酶为80-100U/g，果胶酶80-100U/g。

5.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于所述步骤c中洋葱皮酶解液转入萃取釜中，以二氧化碳为溶剂，以无水乙醇为夹带剂，进行超临界CO₂流体萃取。其中，萃取压力20-30MPa，萃取温度为40-50℃，萃取时间为1-2h，CO₂流速为20-50L/h，夹带剂用量为20-50％。

6.根据权利要求1所述的提取方法，其特征在于所述步骤d中将上述萃取混合物通过减压分离釜中进行二级分离，其中一级减压分离压力为5-10Mpa，温度40-50℃；二级减压分离压力为5-7Mpa，温度为35-50℃。