CN102206550A - 一种酶水解技术制备桂花浸膏和桂花总黄酮的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种酶水解技术制备桂花浸膏和桂花总黄酮的方法，该方法包括如下步骤：真空干燥、粉碎处理、用真空干燥冷收集的冷凝水配制成的β-D-葡萄糖苷酶溶液进行固态酶水解、石油醚提取桂花浸膏、超声波辅助提取桂花总黄酮粗品、桂花总黄酮的精制。该方法有效解决了新鲜桂花的保藏问题，减少了水溶性香味成分和黄酮类功能性成分在水相溶液中的流失，有效提高了桂花浸膏的提取得率和产品质量。采用该方法制备的桂花浸膏，其产品得率≥7％(按干桂花计)，浸膏中净油含量≥90％，桂花总黄酮粗提物的产品得率提高10％以上，总黄酮含量提高至80％以上，有效提高了产品价值和产品应用范围。

Description

一种酶水解技术制备桂花浸膏和桂花总黄酮的方法

技术领域

本发明涉及一种酶水解技术制备桂花浸膏和桂花总黄酮的方法，主要产物是桂花浸膏、桂花总黄酮，属于生物技术提取天然植物香料和其他有效成分的技术领域。

背景技术

桂花是我国十大传统名花之一，亦称岩桂、九里香、木犀，属木犀科木犀属，在我国的栽培历史已有2500余年。由于桂花香气浓郁、幽雅留长而倍受到我国人民的喜爱。长期以来，桂花除用来制作各种食品外，其最主要的用途之一就是作为天然植物香料的原料，提取桂花浸膏并广泛应用于食品、日用化妆品等领域。

目前，国内桂花浸膏的生产主要采用传统的溶剂提取法，即以盐渍或干燥的桂花为原料，用石油醚等有机溶剂进行提取。这种方法提取效率低、大量结合态的香味物质提取不完全，浸膏产率较低。同时，以盐渍桂花为原料提取时需对桂花原料进行反复的水浸脱盐处理，容易导致水溶性香味成分的流失；而以干燥桂花为原料提取时，干燥过程又导致大量香味成分的散失。此外，提取浸膏后的桂花残渣也没有加以充分利用，资源利用效率低。因此在当前桂花香料产品市场价格持续走高的背景下，改进桂花香料的提取制备工艺，提高产品得率和产品质量已成为桂花深加工行业亟待解决的课题。

大量研究表明，在自然界环境条件下，天然植物性香料中部分发香物质的发香基团往往容易与植物细胞中的其他成分如低分子的糖类、蛋白质、果胶、脂肪酸及纤维素等以化学键合的形式相结合，从而抑制了香味的散发并难以被提取，但若选择合适的酶进行水解后，可从这些物质中释放出香味成分，从而提高产品的得率和产品的品质。中国专利公开了“一种用风味增香酶综合利用桂花的方法”(授权公告号：CN100345500C)，该方法将桂花采摘后，用真空微波技术进行干燥制得干桂花，然后将桂花浸泡于风味增香酶的水溶液中进行水解，水解桂花沥干后再用石油醚提取粗浸膏，粗浸膏再经精制得到净油。精制过程的蜡质副产物用来提取齐敦果酸，花渣用乙醇提取得到黄酮类物质，实现了桂花资源的高效利用。但该方法尚存在以下不足之处：1：该方法采用真空微波技术进行桂花干燥处理，在该过程中挥发的桂花香味物质没有加以回收，导致桂花香料产品得率的降低和香味不纯正等问题。2：该方法采用湿法酶水解，即，将桂花原料完全浸泡在酶的水溶液中，进行酶水解后将桂花沥干，再用石油醚对沥干后的桂花进行提取得到桂花浸膏。在这种湿法酶水解过程中，会有较多的水溶性香味成分和黄酮类功能性活性成分流失在水相溶液中，同样会导致香料产品和黄酮提取物得率降低以及香味不纯正等问题。3：该方法采用常规乙醇浸提法提取花渣中的黄酮类物质，提取时间较长、提取温度较高，产品活性和产品得率较低。4：该方法没有涉及桂花总黄酮粗提物的精制过程，总黄酮粗提物的产品价值和应用范围均受到较大的限制。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种酶水解技术制备桂花浸膏和桂花总黄酮的方法，采用该方法可以有效提高桂花浸膏和桂花总黄酮的得率，并最大限度地减少桂花香味物质的流失。

为解决上述技术问题，本发明的制备方法包括如下步骤：

A、桂花干燥：将新鲜桂花置于真空干燥箱内进行真空干燥处理，干燥冷凝水收集备用；

B、粉碎处理：将步骤A干燥处理后的桂花粉碎至不大于40目；

C、酶水解：将与步骤B粉碎处理所得桂花重量比为1∶150～1∶25的β-D-葡萄糖苷酶用步骤A收集的干燥冷凝水配制成溶液，并将β-D-葡萄糖苷酶溶液均匀喷洒在步骤B所得桂花中，待其完全渗透入桂花组织后，将桂花置于恒温恒湿箱中进行酶水解，温度控制为30℃～50℃、相对湿度控制为40％～100％，水解时间控制为1～4h；

D、石油醚提取桂花浸膏：加入石油醚于酶水解后的桂花中，在30℃～50℃条件下搅拌、回流提取1h～4h，过滤，桂花残渣收集待用，滤液于40℃下减压浓缩，得桂花粗浸膏产品；

E、超声波辅助提取桂花总黄酮粗品：按照料液比为1∶10～1∶30的比例向桂花残渣中添加有机溶剂，在超声波萃取仪中超声波辅助提取桂花总黄酮，控制超声频率为80KHz，超声波功率60～150W，提取时间10～30min，提取温度30℃～60℃。提取液经过滤后真空浓缩得到桂花总黄酮粗提物；

F、桂花总黄酮的精制：桂花总黄酮粗提物用5倍体积的甲醇溶解后，缓慢倒入内装硅胶的层析柱，依次用浓度由高至低的甲醇溶液洗脱，收集最后一次洗脱液，减压浓缩并冷冻干燥，得桂花总黄酮的精制产品。

作为本发明的改进，所述步骤A中桂花进行真空干燥处理的真空度控制为不大于150Pa、干燥温度控制为20℃，桂花干燥处理后含水量控制为不高于8％。

作为本发明的进一步改进，所述步骤C中酶水解的温度为50℃，相对湿度为95％，水解时间2h。

作为本发明的另一种改进，所述步骤E中有机溶剂为浓度30％～90％的乙醇；更优选地，所述步骤E中乙醇浓度为60％，料液比为1∶20，超声波功率为80W，超声提取温度为50℃，超声提取时间为20min。

作为本发明的又一种改进，所述步骤F中桂花总黄酮粗提物依次用100％、90％和60％～80％的甲醇溶液洗脱；更优选地，所述步骤F中桂花总黄酮粗提物依次用100％、90％和80％的甲醇溶液洗脱。

本发明的有益效果：

1：利用真空干燥技术干燥新鲜桂花，有效解决了新鲜桂花的保藏问题；用桂花干燥过程挥发出来的部分冷凝水作为水解酶的溶剂，一部分挥发出来并溶解于冷凝水的香味物质通过随酶溶液一起渗透至干燥的桂花组织而重又返回到桂花中，减少了桂花香味物质的流失。

2：由于酶溶液完全被干燥的桂花吸收后，于一定温度和湿度的环境中，在桂花组织内完成水解过程，避免了湿法酶水解过程中水溶性香味成分和黄酮类功能性成分在水相溶液中的流失，有效提高了桂花浸膏的提取得率和产品质量。采用该方法制备的桂花浸膏，其产品得率≥7％(按干桂花计)，浸膏中净油含量≥90％，符合国家标准(GB 6780-2008)要求。与不进行酶水解的传统提取方法相比，桂花浸膏产品得率提高90％以上；与湿法酶水解后进行溶剂提取的方法相比，桂花浸膏产品得率提高20％以上。

3：采用超声波辅助的方法从桂花残渣中提取桂花总黄酮粗提物，产品得率≥30％(按干桂花计)，与普通的溶剂提取法相比，桂花总黄酮粗提物的产品得率提高10％以上，同时提取条件也更为温和，有利于保持提取物的生物活性。

4：采用硅胶柱层析的方法对桂花总黄酮粗提物进行精制，使产品中总黄酮含量提高至80％以上，有效提高了产品价值和产品应用范围。

本发明适用于一般植物提取厂家和香料生产厂家，操作简便、投资小、实用性强。

具体实施方式

实施例1：

将新鲜采摘的银桂置于真空干燥箱中，控制真空度≤150Pa、干燥温度为20℃的条件下真空干燥24h，得到含水量≤8％的干桂花，同时收集干燥冷凝水备用。取150g干燥后的桂花原料粉碎后过40目筛，用桂花干燥过程中收集的冷凝水充分溶解1～6g的β-D-葡萄糖苷酶并用小型喷雾器将该酶溶液均匀喷洒在粉碎过筛后的桂花原料上，然后置于恒温恒湿箱中进行酶水解，水解温度控制为30℃～50℃、相对湿度控制为40％～100％，水解时间控制为1～4h。酶水解后的桂花按料液比1∶15加入石油醚，于30℃～50℃条件下搅拌、回流提取1h～4h，过滤，收集滤液并于40℃下减压浓缩，回收溶剂后得到淡黄色桂花浸膏产品10.8g，按照国家标准GB6780-2008方法测定，该桂花浸膏中净油含量为92.68％。

按照料液比为1∶10～1∶30的比例向桂花残渣中添加乙醇溶剂，乙醇浓度为30％～90％，在超声波萃取仪中进行超声波辅助提取，控制超声频率为80KHz，超声波功率为60～150W，提取时间为10～30min，提取温度为30℃～60℃。提取液经过滤后浓缩并真空干燥得到深黄色粘稠状桂花总黄酮粗提物48.5g。

取5g上述桂花总黄酮粗提物，用30mL甲醇溶解后，缓慢倒入内装200g硅胶的层析柱，依次用100％的甲醇和90％甲醇溶液上柱洗脱杂质，弃去洗脱液，最后用60％～80％的甲醇溶液洗脱产品并收集该部分的洗脱液，减压回收有机溶剂后冷冻干燥，得到淡黄色桂花总黄酮的精制产品1.9g，采用亚硝酸钠-硝酸铝法测定其总黄酮含量为83.6％。

对照例1，常规溶剂法提取桂花浸膏：

将新鲜采摘的银桂置于真空干燥箱中，控制真空度≤150Pa、干燥温度为20℃的条件下真空干燥24h，得到含水量≤8％的干桂花。取150g干燥后的桂花原料粉碎后过40目筛，按料液比1∶15加入石油醚，于30℃～50℃条件下搅拌、回流提取1h～4h，过滤，收集滤液并于40℃下减压浓缩，回收溶剂后得到淡黄色桂花浸膏产品5.3g。

对照例2，湿法酶水解提取桂花浸膏：

将新鲜采摘的银桂置于真空干燥箱中，控制真空度≤150Pa、干燥温度为20℃的条件下真空干燥24h，得到含水量≤8％的干桂花。取150g干燥后的桂花置于1500mL的β-D-葡萄糖苷酶溶液中，β-D-葡萄糖苷酶的用量与实施例1完全相同，搅拌水解，水解时间和温度与实施例1完全相同，水解后桂花离心去水并用石油醚提取，提取条件与实施例1完全相同，得到淡黄色桂花浸膏产品8.6g。

对照例3：

用水浴加热替代超声波辅助提取，制备桂花总黄酮粗提物，其他条件与实施例1完全相同，得到深黄色粘稠状桂花总黄酮粗提物41.8g。

以上所述仅为本发明的较佳可行实施例，非因此局限本发明的专利范围，如超声波辅助提取桂花总黄酮粗品也可用甲醇作为溶剂，故所属领域技术人员根据本发明说明书内容的教导所为之种种等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种酶水解技术制备桂花浸膏和桂花总黄酮的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、桂花干燥：将新鲜桂花置于真空干燥箱内进行真空干燥处理，干燥冷凝水收集备用；

B、粉碎处理：将步骤A干燥处理后的桂花粉碎至不大于40目；

C、酶水解：将与步骤B粉碎处理所得桂花重量比为1∶150～1∶25的β-D-葡萄糖苷酶用步骤A收集的干燥冷凝水配制成溶液，并将β-D-葡萄糖苷酶溶液均匀喷洒在步骤B所得桂花中，待其完全渗透入桂花组织后，将桂花置于恒温恒湿箱中进行酶水解，温度控制为30℃～50℃、相对湿度控制为40％～100％，水解时间控制为1～4h；

D、石油醚提取桂花浸膏：加入石油醚于酶水解后的桂花中，在30℃～50℃条件下搅拌、回流提取1h～4h，过滤，桂花残渣收集待用，滤液于40℃下减压浓缩，得桂花粗浸膏产品；

E、超声波辅助提取桂花总黄酮粗品：按照料液比为1∶10～1∶30的比例向桂花残渣中添加有机溶剂，在超声波萃取仪中超声波辅助提取桂花总黄酮，控制超声频率为80KHz，超声波功率60～150W，提取时间10～30min，提取温度30℃～60℃。提取液经过滤后真空浓缩得到桂花总黄酮粗提物；

F、桂花总黄酮的精制：桂花总黄酮粗提物用5倍体积的甲醇溶解后，缓慢倒入内装硅胶的层析柱，依次用浓度由高至低的甲醇溶液洗脱，收集最后一次洗脱液，减压浓缩并冷冻干燥，得桂花总黄酮的精制产品。

2.根据权利要求1所述的酶水解技术制备桂花浸膏和桂花总黄酮的方法，其特征在于：所述步骤A中桂花进行真空干燥处理的真空度控制为不大于150Pa、干燥温度控制为20℃，桂花干燥处理后含水量控制为不高于8％。

3.根据权利要求1或2所述的酶水解技术制备桂花浸膏和桂花总黄酮的方法，其特征在于：所述步骤C中酶水解的温度为50℃，相对湿度为95％，水解时间2h。

4.根据权利要求1或2所述的酶水解技术制备桂花浸膏和桂花总黄酮的方法，其特征在于：所述步骤E中有机溶剂为浓度30％～90％的乙醇。

5.根据权利要求4所述的酶水解技术制备桂花浸膏和桂花总黄酮的方法，其特征在于：所述步骤E中乙醇浓度为60％，料液比为1∶20，超声波功率为80W，超声提取温度为50℃，超声提取时间为20min。

6.根据权利要求1或2所述的酶水解技术制备桂花浸膏和桂花总黄酮的方法，其特征在于：所述步骤F中桂花总黄酮粗提物依次用100％、90％和60％～80％的甲醇溶液洗脱。

7.根据权利要求6所述的酶水解技术制备桂花浸膏和桂花总黄酮的方法，其特征在于：所述步骤F中桂花总黄酮粗提物依次用100％、90％和80％的甲醇溶液洗脱。