CN102491978B

CN102491978B - 利用芦笋废弃资源制备天然色素、多糖、皂苷的方法

Info

Publication number: CN102491978B
Application number: CN201110393381.0A
Authority: CN
Inventors: 赵兵; 赵庆生; 孙健; 黄云祥
Original assignee: Institute of Process Engineering of CAS
Current assignee: Institute of Process Engineering of CAS
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2031-12-02
Also published as: CN102491978A

Abstract

本发明公开了利用芦笋废弃资源制备天然色素、多糖、皂苷的方法，属于生化工程领域，涉及天然色素的提取与修饰，以及多糖、皂苷的分离。将芦笋废弃资源粉碎，浸泡于95％乙醇中，充分提取叶绿素后过滤得叶绿素提取液及芦笋残渣A；叶绿素提取液经皂化、浓缩、酸化、铜代、成盐等步骤制备出芦笋叶绿素铜钠盐；过滤所得的芦笋残渣A采用水提醇沉的方法进行处理，沉淀为芦笋多糖粗提取物，上清液通过乙醇回收、浓缩膏干燥等步骤可得芦笋皂苷的粗提物。本发明可以从芦笋废弃资源中得到多种物质，为绿芦笋废弃资源的综合开发利用提供了一种高效、节能、环保的技术，同时为绿色天然色素的制取开拓新的原料资源。

Description

利用芦笋废弃资源制备天然色素、多糖、皂苷的方法

技术领域

本发明属于生化工程领域。具体属于植物天然产物中的色素提取及修饰领域。

背景技术

叶绿素(Chlorophyll)是高等植物进行光合作用的重要物质，结构为一个镁和四个吡咯环上的氮结合以卟啉为骨架的绿色色素的总称。叶绿素的结构和血红素极相似，易于被人体吸收，在医药、食品和日化工业中有广泛用途，由于叶绿素无毒副作用，长期食用安全、可靠，因此，FAO/WHO对叶绿素每人日允许摄入量未作规定。目前，叶绿素已广泛应用于口香糖、硬糖、果汁、琼脂、糕点等食品(但不能用于酸性或含钙食品，否则易产生沉淀)，已将其作为绿色色素用在食品添加剂中。医药工业上叶绿素具有改善便秘、降低胆固醇、抗衰老、排毒消炎、脱臭、抗癌、抗突变、抗贫血、保肝等功能，对皮肤组织有再生作用，可用于治疗烫伤，慢性溃疡，能抑制葡萄球菌和链球菌生长，对齿龈炎、口臭、中耳炎等有一定疗效。另外，叶绿素可以防治感冒，感冒患者可将叶绿素溶液内服涂口唇或含漱，每日数次，1～2d后症状可减轻。以叶绿素为原料研制治疗缺铁性贫血的叶绿素铁钠盐，提高白血球水平的叶绿素钴钠盐，增强智力和记忆力的叶绿素锌钠盐具有重要价值，由叶绿素制得的叶绿素铜钠盐更是生产治疗肝炎、胃病及十二脂肠溃疡药物的重要原料。叶绿素铜钠盐还是“肝宝”胶囊剂、“胃肝绿”片、“升血宝”、“胃康U”等药物的有效成分。日化工业中用作制造香皂、香水、护肤霜、香波及牙膏等产品。因此，叶绿素的市场前景非常广阔，而降低生产成本、简化提取工艺、加强对叶绿素活性的一系列研究将对果蔬产业化应用、食品科学、医药保健等领域产生深远影响。

芦笋(Asparagus officinalis L.)，学名石刁柏，又名龙须菜，是百合科天门冬属多年生宿根性草本植物。芦笋是因其质地鲜嫩、风味独特、营养丰富，在国际上享有“蔬菜之王”的美称。我国现有芦笋种植面积达到170万亩，年产137.6万吨，居世界第一位。芦笋在加工过程将产生30～40％的笋尖、笋皮等下脚料，芦笋叶产量约2吨/亩，这些废弃物中含有丰富的叶绿素及其他营养物质和活性成分，有些成分生物活性显著，例如芦笋多糖、芦笋皂苷均为芦笋中重要的活性物质，具有如免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗辐射、抗病毒、抗炎、抗疲劳、抗衰老等生物活性功能，因此合理利用芦笋废弃资源，可以提高芦笋的综合利用价值，获得较高的经济效益。

发明内容

本发明目的(1)是提供一种利用芦笋废弃资源提取叶绿素的方法。

本发明目的(2)是提供上述的叶绿素提取液制备叶绿素铜钠盐的方法。

本发明目的(3)是提供上述提取叶绿素时产生的芦笋渣用于提取芦笋多糖、芦笋皂苷的方法。

本发明的目的是通过以下技术措施实现的：

(1)芦笋废弃资源经粉碎，浸泡于95％乙醇中，采用加热搅拌或超声循环提取技术充分提取叶绿素～芦笋废弃资源包括芦笋鲜叶，芦笋加工过程产生的笋尖、笋皮和老茎，以及芦笋下脚料生产芦笋皂苷过程产生的滤泥，其中主要原料为芦笋鲜叶。采用加热搅拌方式提取叶绿素的温度控制范围为40～70℃，提取时间为0.5～2小时。采用超声循环提取叶绿素的参数控制为占空比1∶1～3∶1，超声功率为200～700W，提取时间为20～40min，提取温度为30～40℃。

(2)固液分离除去芦笋渣，向叶绿素提取液中加入5～10％NaOH-乙醇溶液，使pH值达到11～12，超声波处理5～20min后60～70℃回流加热1～2小时进行皂化，得皂化液；

(3)步骤(2)固液分离所得的芦笋渣采用水提醇沉制备芦笋多糖，芦笋渣加入热水提取或采用超声循环常温提取，固液分离后浓缩上清液，加入乙醇至乙醇浓度大于80％可得絮状芦笋多糖，固液分离，干燥固体物可得芦笋多糖，固液分离后的乙醇溶液经蒸馏，乙醇回收，浓缩膏干燥后为芦笋粗皂苷。

(4)步骤(2)所得皂化液减压浓缩至原体积的1/5～1/6，乙醇回收，皂化液冷却至室温，加入石油醚或汽油，震荡脱除未皂化的胡萝卜素、叶黄素等物质，直至醚层无黄色为止；

(5)除去萃取层，向皂化液中加6mol/L的HCl溶液调pH至2～3进行酸化30min；上层萃取液减压浓缩回收石油醚或汽油，浓缩膏为黄色油状物A；黄色油状物A经柱层析回收得类胡萝卜素，柱层析填料为三氧化二铝。

(6)加入10～20％CuSO₄溶液进行铜代反应，60～70℃加热搅拌1～2小时；此时有不溶于水的墨绿色颗粒生成，低功率超声波超声处理10～30秒，颗粒自动聚集成团，离心弃上清，干燥墨绿色生成物；

(7)将干燥物用丙酮充分溶解，加入10％NaOH-乙醇溶液调pH至11～12，搅拌1～2小时，墨绿色颗粒析出，离心、干燥可得叶绿素铜钠盐产品；

附图说明

图1芦笋废弃资源制备天然食用色素工艺流程图

图2芦笋叶绿素铜钠盐全波长扫描图

具体实施方式

实施例1：利用芦笋叶制备芦笋叶绿素铜钠盐的方法

(1)芦笋废叶经粉碎，浸泡于95％乙醇中，采用超声循环提取技术充分提取叶绿素；超声循环提取参数为占空比1∶1，超声功率为200W，提取时间为40min，提取温度为30℃。

(2)固液分离除去芦笋渣，向叶绿素提取液中加入10％NaOH-乙醇溶液，使pH值达到12，超声波处理5min后70℃回流加热60min进行皂化，得皂化液；

(3)皂化液减压浓缩至原体积的1/5，乙醇回收，皂化液冷却至室温，加入石油醚震荡脱除未皂化的胡萝卜素、叶黄素，直至醚层无黄色为止；

(4)除去萃取层，向皂化液中加6mol/L的HCl溶液调pH至2-3进行酸化30min；上层萃取液减压浓缩回收石油醚或汽油，浓缩膏为黄色油状物A；

(5)加入20％CuSO₄溶液60℃加热搅拌1-2小时进行铜代反应；此时有不溶于水的墨绿色颗粒生成，低功率超声波超声处理20秒，颗粒自动聚集成团，离心弃上清，干燥墨绿色生成物；

(6)将干燥物用丙酮充分溶解，加入10％NaOH-乙醇溶液调pH至12，搅拌60min，叶绿素铜钠盐析出，离心、干燥可得产品；

实施例2：利用芦笋叶制备芦笋叶绿素铜钠盐的方法

(1)芦笋废叶经粉碎，浸泡于95％乙醇中，采用加热搅拌方式充分提取叶绿素，提取温度为60℃，提取时间2小时。

(2)固液分离除去芦笋渣，向叶绿素提取液中加入10％NaOH-乙醇溶液，使pH值达到11，超声波处理5min后60℃回流加热60min进行皂化，得皂化液；

(3)皂化液减压浓缩至原体积的1/6，回收乙醇，皂化液冷却至室温，加入石油醚震荡脱除未皂化的胡萝卜素、叶黄素，直至醚层无黄色为止；

(4)除去萃取层，向皂化液中加6mol/L的HCl溶液调pH至2进行酸化30min；上层萃取液减压浓缩回收石油醚或汽油，浓缩膏为黄色油状物A；

(5)加入20％CuSO₄溶液60℃加热搅拌1小时进行铜代反应；此时有不溶于水的墨绿色颗粒生成，100W低功率超声波超声处理20秒，颗粒自动聚集成团，离心弃上清，干燥墨绿色生成物；

实施例3：利用笋皮制备芦笋叶绿素铜钠盐的方法

(1)绿芦笋笋皮经粉碎，浸泡于95％乙醇中，采用超声循环提取技术充分提取叶绿素；超声循环提取参数为占空比3∶1，超声功率为200W，提取时间为20min，提取温度为40℃。

(2)固液分离除去芦笋渣，向叶绿素提取液中加入5％NaOH-乙醇溶液，使pH值达到11，超声波处理5min后65℃回流加热60min进行皂化，得皂化液；

(3)皂化液减压浓缩至原体积的1/6，乙醇回收，皂化液冷却至室温，加入石油醚或汽油，震荡脱除未皂化的胡萝卜素、叶黄素，直至醚层无黄色为止；

(5)加入15％CuSO₄溶液进行铜代反应，65℃加热搅拌2小时；此时有不溶于水的墨绿色颗粒生成，100W低功率超声波超声处理30秒，颗粒自动聚集成团，离心弃上清，干燥墨绿色生成物；

(6)将干燥物用丙酮充分溶解，加入10％NaOH-乙醇溶液调pH至11，搅拌60min，叶绿素铜钠盐析出，离心、干燥可得产品；

实施例4：利用芦笋老茎制备芦笋叶绿素铜钠盐的方法

(1)绿芦笋老茎经粉碎，浸泡于95％乙醇中，采用超声循环提取技术充分提取叶绿素；超声循环提取参数为占空比2∶1，超声功率为500W，提取时间为30min，提取温度为30℃。

(2)固液分离除去芦笋渣，向叶绿素提取液中加入5％NaOH-乙醇溶液，使pH值达到12，超声波处理15min后60℃回流加热60min进行皂化，得皂化液；

(5)加入20％CuSO₄溶液进行铜代反应，60℃加热搅拌2小时；此时有不溶于水的墨绿色颗粒生成，100W低功率超声波超声处理30秒，颗粒自动聚集成团，离心弃上清，干燥墨绿色生成物；

实施例5：利用芦笋滤泥制备芦笋叶绿素铜钠盐的方法

(1)芦笋下脚料生产芦笋皂苷过程产生的滤泥，浸泡于95％乙醇中，搅拌充分提取叶绿素；

(2)固液分离除去芦残渣，向叶绿素提取液中加入5％NaOH-乙醇溶液，使pH值达到12，回流加热60min进行皂化，得皂化液；

(3)皂化液减压浓缩至原体积的1/6，乙醇回收，皂化液冷却至室温，加入石油醚震荡脱除未皂化的胡萝卜素、叶黄素，直至醚层无黄色为止；

(4)除去萃取层，向皂化液中加6mol/L的HCl溶液调pH至3进行酸化30min；上层萃取液减压浓缩回收石油醚或汽油，浓缩膏为黄色油状物A；

(5)加入20％CuSO₄溶液进行铜代反应，60℃加热搅拌2小时；此时有不溶于水的墨绿色颗粒生成，200W低功率超声波超声处理10秒，颗粒自动聚集成团，离心弃上清，干燥墨绿色生成物；

(6)将干燥物用丙酮充分溶解，加入10％NaOH-乙醇溶液调pH至11-12，搅拌60min，叶绿素铜钠盐析出，离心、干燥可得产品；

实施例6：利用芦笋渣制备芦笋多糖、芦笋皂苷的方法

利用实施例1、2和3中提取叶绿素时产生的芦笋渣提取芦笋多糖、芦笋皂苷的步骤为：芦笋渣加入热水提取或采用超声循环常温提取，固液分离后浓缩上清液，加入乙醇至乙醇浓度大于80％可得絮状芦笋多糖，固液分离，干燥固体物可得芦笋多糖，固液分离后的乙醇溶液经蒸馏，乙醇回收，浓缩膏干燥后为芦笋粗皂苷。

实施例7：利用萃取废液回收类胡萝卜素的方法

实施例1-5中所得黄色油状物A经柱层析回收得类胡萝卜素，柱层析填料为三氧化二铝。

以上所述，仅为本发明部分具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.利用芦笋废弃资源制备天然色素、多糖、皂苷的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

(1)芦笋废弃资源经粉碎，浸泡于95％乙醇中，采用超声循环提取技术，充分提取叶绿素；超声循环提取技术提取叶绿素的参数为占空比1：1～3：1，超声功率为200～700W，提取时间为20～40min，提取温度为30～40℃；

(2)固液分离除去芦笋渣，向芦笋叶绿素提取液中加入5～10％NaOH-乙醇溶液，使pH值达到11～12，超声波处理5～20min后60～70℃回流加热1～2小时进行皂化，得皂化液；

固液分离所得的芦笋渣采用水提醇沉的方法制备芦笋多糖，芦笋渣加入热水提取或采用超声循环常温提取，固液分离后浓缩上清液，加入乙醇至乙醇浓度大于80％可得絮状物，固液分离，干燥固体物为芦笋粗多糖，固液分离后的上清液经蒸馏，乙醇回收，浓缩膏干燥后得到芦笋粗皂苷；

(3)皂化液减压浓缩至原体积的1/5～1/6，乙醇回收，皂化液冷却至室温，加入石油醚或汽油，震荡脱除未皂化的胡萝卜素、叶黄素，直至醚层无黄色为止；

(4)除去上层萃取液，向皂化液中加6mol／L的HCl溶液调pH至2～3进行酸化30～60min；上层萃取液减压浓缩回收石油醚或汽油，浓缩膏为黄色油状物A；黄色油状物A经柱层析回收得类胡萝卜素，柱层析填料为三氧化二铝；

(5)加入10～20％CuSO₄溶液进行铜代反应，60～70℃加热搅拌1～2小时；此时有不溶于水的墨绿色颗粒生成，100～200W低功率超声波超声处理10～30秒，颗粒自动聚集成团，真空抽滤，干燥墨绿色滤饼；

(6)将干燥后的滤饼用丙酮充分溶解，加入10％NaOH-乙醇溶液调pH至11～12，搅拌1～2小时，叶绿素铜钠盐析出，离心、干燥可得产品；

步骤(1)中，所述的芦笋废弃资源选自芦笋鲜叶，芦笋加工过程产生的笋尖、笋皮和老茎，以及芦笋下脚料生产芦笋皂苷过程产生的滤泥。