酶解-膜超滤提取精制青稞苗黄酮的工艺
一、技术领域:本发明属于青稞苗中黄酮类化合物的提取精制方法技术领域,尤其涉及一种酶解-膜超滤提取精制青稞苗总黄酮的工艺。
二、背景技术
黄酮类化合物又称类黄酮化合物,主要指具有色酮环与苯环为基本结构的一类化合物的总称,具有C6-C3-C6基本构型,为植物体多酚类的代谢物,是目前人们比较关注的一类化合物。黄酮类化合物具有广泛的生物活性,包括抗氧化、抗突变、抗衰老、抗肿瘤、抗菌等,提取精制黄酮类化合物已成为国内外天然产物开发利用研究的热点。
青稞(Hordeum vulgare L.var.nudum Hook.F.)是禾本科大麦属(Hordeum vulgare)的一种禾谷类作物。青稞在青臧高原具有悠久的栽培历史,主要分布在西藏、青海等海拔为4200~4500米的高寒地区,是青藏高原农业文化的象征。青稞具有丰富的营养价值和突出的医药保健作用。据《藏药志》记载“青稞,甘、凉而重;益精壮阳,除尿中油脂,清热化湿、祛风寒、宁肺定喘;治阳虚肾亏,油脂过多”。藏医典籍《晶珠本草》更把青稞作为一种重要药物,用于治疗多种疾病。
据报道,青稞苗中含有高活性、结构独特的黄酮类物质,总黄酮提取物具有明显的抗疲劳和耐缺氧功效。近年来,有关青稞苗提取总黄酮的研究也有少量报道,但现行加工方法存在工艺复杂、提纯效果不理想、成本高而效益低,资源浪费严重等缺点,限制了产品的推广与应用。
超滤膜技术根据分子的形状和相对分子质量的大小,通过膜孔的筛分、吸附等作用,对体系中的不同组分实现选择性分离,达到分子水平上的分离、纯化和浓缩,同时操作简单易行。超滤已经广泛应用于食品、医药、工业废水处理、超纯水制备及生物技术工业。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种适合于大规模工业生产,黄酮含量较高,成本低而效益高,质量稳定可控的酶解-膜超滤提取精制青稞苗黄酮工艺。
酶解-膜超滤提取精制青稞苗黄酮的工艺,它包括下列步骤:
1、预处理:将生长高度为25~40cm的鲜青稞苗割取后进行挑选,除去枯萎叶苗、泥土及杂草。最好选用无空气污染、无土壤污染、不施用化学肥料的幼苗;将挑选过的青稞苗用水清洗干净后待用。
2、打浆:将青稞苗用打浆机处理制成青稞苗浆液。
3、酶解:往青稞苗浆液中加纤维素酶,在一定条件下降解处理。酶解参数是:纤维素酶与青稞苗浆液的重量比是1∶100~1000,温度30~60℃,PH值为3.5~6,搅拌酶解时间为0.5~4小时。PH值的调节可用盐酸或醋酸以及其它不影响食用的酸调节。
4、提取:将酶解好的青稞苗浆液中加入浓度为40%~95%的乙醇溶液,青稞苗浆液与乙醇溶液的重量比是1∶3~10,回流提取1~3小时后,离心分离;重复上述操作,合并两次提取液。
5、超滤:先将提取液分别通过1、0.5、0.1μm的微滤膜进行微滤,得微滤液;将微滤液通过截留相对分子量60000~70000道尔顿的超滤膜进行超滤,操作压力0.15~0.25MPa,温度为25~45℃,得超滤透过液,此操作可有效截留微滤液中含有的大分子杂质如淀粉、糖类和蛋白质;将超滤透过液通过截留相对分子量5000~10000道尔顿的超滤膜进行超滤,操作压力0.15~0.25MPa,温度为25~45℃,得过滤液。
6、干燥得产品:将过滤液喷雾或冷冻干燥得青稞黄酮。
本发明中黄酮提取率显著提高,甚至可提高30%左右。这由于青稞苗细胞壁主要是纤维素、半纤维素和木质素等物质致密组成,常规提取过程细胞内黄酮溶出不够充分。酶解后,细胞壁的骨架结构被纤维素酶逐级降解,利于黄酮的充分溶出。
本发明先截留微滤液中大分子杂质如淀粉、糖类和蛋白质,然后截留相对分子量5000~10000道尔顿物质,过滤液经高效液相检测,青稞苗提取物中黄酮的质量分数提高到35%~45%,可见超滤对黄酮的提纯起到了很好的效果。
本发明工艺流程简便,黄酮得率高,纯度高且易于保持其活性,无环境污染。同时,本发明也可以应用其他低分子量活性物质的提取精制。
四、具体实施方式
实施例1:预处理中将生长高度为25cm左右的鲜青稞苗割取后进行挑选,除去枯萎叶苗、泥土及杂草。选用无空气污染、无土壤污染、不施用化学肥料的青稞幼苗;将挑选过的青稞苗用水清洗干净后待用。打浆中将青稞苗用打浆机处理制成青稞苗浆液。酶解中往青稞苗浆液中加纤维素酶,酶解参数是:纤维素酶与青稞苗浆液的重量比是1∶100,温度30℃左右,PH值为3.5,搅拌酶解时间为0.5小时。PH值的调节用盐酸调节。提取中将酶解好的青稞苗浆液中加入浓度为40%的乙醇溶液,青稞苗浆液与乙醇溶液的重量比是1∶3,回流提取1小时左右后,离心分离;重复上述操作,合并两次提取液。超滤中先将提取液分别通过1、0.5、0.1μm的微滤膜进行微滤,得微滤液;将微滤液通过截留相对分子量60000道尔顿的超滤膜进行超滤,操作压力0.15MPa,温度为25℃左右,得超滤透过液,此操作可有效截留微滤液中含有的大分子杂质如淀粉、糖类和蛋白质;将超滤透过液通过截留相对分子量5000道尔顿的超滤膜进行超滤,操作压力0.15MPa,温度为25℃左右,得过滤液。再喷雾干燥过滤液得产品青稞黄酮。
实施例2:预处理中将生长高度为40cm左右的鲜青稞苗割取后进行挑选,除去枯萎叶苗、泥土及杂草。将挑选过的青稞苗用水清洗干净后待用。打浆中将青稞苗用打浆机处理制成青稞苗浆液。酶解中往青稞苗浆液中加纤维素酶,酶解参数是:纤维素酶与青稞苗浆液的重量比是1∶1000,温度60℃左右,PH值为6,搅拌酶解时间为4小时,PH值的调节用醋酸调节。提取中将酶解好的青稞苗浆液中加入浓度为95%的乙醇溶液,青稞苗浆液与乙醇溶液的重量比是1∶10,回流提取3小时左右后,离心分离;重复上述操作,合并两次提取液。超滤中先将提取液分别通过1、0.5、0.1μm的微滤膜进行微滤,得微滤液;将微滤液通过截留相对分子量70000道尔顿的超滤膜进行超滤,操作压力0.25MPa,温度为45℃左右,得超滤透过液,此操作可有效截留微滤液中含有的大分子杂质如淀粉、糖类和蛋白质;将超滤透过液通过截留相对分子量10000道尔顿的超滤膜进行超滤,操作压力0.25MPa,温度为45℃左右,得过滤液。再冷冻干燥过滤液得产品青稞黄酮。
实施例3:预处理中将生长高度为30cm左右的鲜青稞苗割取后进行挑选,除去枯萎叶苗、泥土及杂草。将挑选过的青稞苗用水清洗干净后待用。打浆中将青稞苗用打浆机处理制成青稞苗浆液。酶解中往青稞苗浆液中加纤维素酶,酶解参数是:纤维素酶与青稞苗浆液的重量比是1∶500,温度50℃左右,PH值为5,搅拌酶解时间为3小时,PH值的调节用醋酸调节。提取中将酶解好的青稞苗浆液中加入浓度为75%的乙醇溶液,青稞苗浆液与乙醇溶液的重量比是1∶8,回流提取2小时左右后,离心分离;重复上述操作,合并两次提取液。超滤中先将提取液分别通过1、0.5、0.1μm的微滤膜进行微滤,得微滤液;将微滤液通过截留相对分子量65000道尔顿的超滤膜进行超滤,操作压力0.20MPa,温度为35℃左右,得超滤透过液,此操作可有效截留微滤液中含有的大分子杂质如淀粉、糖类和蛋白质;将超滤透过液通过截留相对分子量10000道尔顿的超滤膜进行超滤,操作压力0.20MPa,温度为35℃左右,得过滤液。再冷冻干燥过滤液得产品青稞黄酮。