CN102766125B - 一种黑米花青素的提取纯化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种黑米花青素提取纯化的新方法，具体包括粗粉碎、细磨、一次水提、二次水提、大孔树脂纯化、纳滤、预冷冻、冷冻干燥等八个步骤。将经过粉碎并过筛处理的黑米粉加水并用胶体磨细磨浆，恒温浸提，浆渣分离机进行固液分离，再通过D101型大孔树脂进一步纯化，先用蒸馏水再用55%—95%的乙醇洗脱，洗脱液即为花青素的粗提液，将粗提液通过纳滤膜（分子量为100-200Da）回收乙醇，最后进行冷冻真空干燥得到黑米花青素。黑米花青素可直接食用，也可作为辅料添加到饮料、酱品、饼干等食品中，或者作为着色剂用于化妆品中。

Description

一种黑米花青素的提取纯化方法
技术领域
本发明具体涉及一种黑米花青素提取纯化的新方法。
背景技术
水稻是我国主要的粮食作物，也是世界重要的农作物之一，它供养着约30亿的人口。在我国，随着农业生产技术的提高，尤其是杂交水稻的广泛栽培，基本满足了人口增长对粮食的需求。黑米是一种特种稻米，含有淀粉、蛋白质、脂肪、膳食纤维、维生素和矿物质等营养素，而且含有丰富的花青素，有“开胃益中，健脾暖肝，明目活血，滑涩补精”等保健作用，被认为是滋补佳品，历来深受东亚地区人民的喜爱。花青素是自然界广泛分布的一种植物多酚，在大部分植物花瓣和果实种皮当中都不同程度的存在。黑米成熟过程中，会在种皮内积聚大量花青素，从而使其糙米呈现出棕红色、紫红色、紫黑色乃至黑色等颜色。从20世纪60年代开始，科研工作者就着手从黑米资源中分离提取花青素。到目前为止，这些方法普遍存在环境污染严重、设备昂贵，方法烦琐等缺点，且无法对黑米花青素进行大规模的分离及纯化，在实际生产中难以得到应用。近年来的研究发现，花色苷类物质除了赋予植物丰富的色彩外，还具有抗氧化、抗炎、降血脂、抑制肿瘤生成以及美容养颜、改善肤色等生理功能。同时，花青素还是一种较为安全的天然色素。因此，大量开发花青素，不仅可满足人们对其作为药物及保健食品的需求，而且可替代对人体有害的人工合成色素的使用。
发明内容
为了解决大规模的分离及纯化黑米花青素的问题，本发明提供一种黑米花青素的提取纯化方法。
黑米花青素的提取纯化的操作步骤如下：
(1)粗粉碎：将黑米粉碎，过60目筛，得到黑米粉；
(2)细磨：按质量体积比1：2～10（m/v）在黑米粉中加入纯净水或者去离子水，用胶体磨细磨浆，使物料的颗粒度在20μm以内，得到黑米浆液；
(3)一次水提：在pH值2.0～6.0、温度20～50℃条件下，将黑米浆液水浴浸泡2～6小时,在3000转/分的条件下，离心分离，分别收集液相物及固相物；
(4)二次水提：按质量体积比1：2～10（m/v）在固相物中加水，在pH值2.0～6.0、温度20～50℃条件下，水浴浸泡2～6小时,在3000转/分的条件下，离心分离，得到液相物；
(5)大孔树脂纯化：将液相物通过D101大孔树脂纯化，上样液的体积为树脂体积的2～3倍，先用纯净水或者去离子水洗脱，再用55%～95%的乙醇洗脱，洗脱速率1～200ml/min，洗脱液即为黑米花青素粗提液；
(6)纳滤：将黑米花青素粗提液通过纳滤膜回收乙醇，膜分子量为100～200Da, 操作压力为0.1～0.7MPa，操作时间为2～4小时，滤出液即为乙醇，截留液即为黑米花青素溶液；
(7) 预冷冻：将纳滤后的黑米花青素截留液在温度-40℃以下的冰柜中预冻2～3小时，使其完全冻结；
(8) 冷冻干燥：将预冻后的黑米花青素截留液放入真空冷冻干燥机，冷冻干燥至水分含量在10％以下，真空度在0.05～0.1MPa，冷冻干燥至水分含量≤5%，获得紫红色的黑米花青素粉末，黑米花青素粉末中花青素的含量＞90%。
本发明带来的有益技术效果体现在以下方面：
1、黑米中花青素资源的有效利用
本发明采用水提取法，能有效地提取黑米中的花青素，实现规模化生产。黑米花青素可直接食用，也可作为辅料添加到饮料、酱品、饼干等食品中，或者作为着色剂用于化妆品中，提高黑米资源的价值；
2、黑米花青素食品开发的技术突破
长期以来，由于花青素的提取方法不仅成本高、步骤繁琐而且提取率低，制约其在食品中广泛的应用。通过本技术获得的黑米花青素在经大孔树脂纯化后其纯度和得率大大提高了，并且可直接食用，或者作为原辅料生产饮料、饼干、酱品等食品。拓宽了黑米资源的应用范围；
3、该分离方法具有良好的环境友好性
本发明采用水作为提取剂提取黑米花青素，大孔树脂纯化时用乙醇作为洗脱剂，采用纳滤技术分离出乙醇，乙醇可以回收循环使用；用水作为溶剂，该方法能有效地节省能源消耗并减少对环境的污染；
4、提取及纯化过程较好地保护花青素不被破坏
本发明整个过程中，采用中温（20～50℃）浸提；超滤分离杂质；大孔树脂纯化；冷冻干燥法干燥，最大程度地保留花青素不被破坏。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地说明。
实施例：
(1)粗粉碎：将黑米粉碎，过60目筛，得到黑米粉；
(2)细磨：按质量体积比1：2～10（m/v）在黑米粉中加入纯净水或者去离子水，用胶体磨细磨浆，使物料的颗粒度在20μm以内，得到黑米浆液；
(3)一次水提：在pH值2.0～6.0、温度20～50℃条件下，将黑米浆液水浴浸泡2～6小时,固液分离（在3000转/分的条件下，离心分离），分别收集液相物及固相物；
(4)二次水提：按质量体积比1：2～10（m/v）在固相物中加水，在pH值2.0～6.0、温度20～50℃条件下，水浴浸泡2～6小时,固液分离（在3000转/分的条件下，离心分离），得到液相物；
（5）大孔树脂纯化：将液相物通过D101大孔树脂纯化，上样液的体积为树脂体积的2～3倍，先用纯净水或者去离子水洗脱，再用55%～95%的乙醇洗脱，洗脱速率1～200ml/min，洗脱液即为黑米花青素粗提液；
(6)纳滤：将黑米花青素粗提液通过纳滤膜回收乙醇，膜分子量为100～200Da, 操作压力为0.1～0.7MPa，操作时间为2～4小时，滤出液即为乙醇，截留液即为黑米花青素溶液；
(7) 预冷冻：将纳滤后的黑米花青素截留液在温度-40℃以下的冰柜中预冻2～3小时，使其完全冻结；
(8) 冷冻干燥：将预冻后的黑米花青素截留液放入真空冷冻干燥机，冷冻干燥至水分含量在10％以下，真空度在0.05～0.1MPa，冷冻干燥至水分含量≤5%，获得紫红色的黑米花青素粉末，黑米花青素粉末中花青素的含量＞90%。

Claims (1)

1.一种黑米花青素的提取纯化方法，其特征在于依序操作步骤如下：
(1)粗粉碎：将黑米粉碎，过60目筛，得到黑米粉；
(2)细磨：按质量体积比1：2～10（m/v）在黑米粉中加入纯净水或者去离子水，用胶体磨细磨浆，使物料的颗粒度在20μm以内，得到黑米浆液；
(3)一次水提：在pH值2.0～6.0、温度20～50℃条件下，将黑米浆液水浴浸泡2～6小时,在3000转/分的条件下，离心分离，分别收集液相物及固相物；
(4)二次水提：按质量体积比1：2～10（m/v）在固相物中加水，在pH值2.0～6.0、温度20～50℃条件下，水浴浸泡2～6小时,在3000转/分的条件下，离心分离，得到液相物；
(5)大孔树脂纯化：将液相物通过D101大孔树脂纯化，上样液的体积为树脂体积的2～3倍，先用纯净水或者去离子水洗脱，再用55%～95%的乙醇洗脱，洗脱速率1～200ml/min，洗脱液即为黑米花青素粗提液；
(6)纳滤：将黑米花青素粗提液通过纳滤膜回收乙醇，膜分子量为100～200Da, 操作压力为0.1～0.7MPa，操作时间为2～4小时，滤出液即为乙醇，截留液即为黑米花青素溶液；
(7) 预冷冻：将纳滤后的黑米花青素截留液在温度-40℃以下的冰柜中预冻2～3小时，使其完全冻结；
(8) 冷冻干燥：将预冻后的黑米花青素截留液放入真空冷冻干燥机，冷冻干燥至水分含量在10％以下，真空度在0.05～0.1MPa，冷冻干燥至水分含量≤5%，获得紫红色的黑米花青素粉末，黑米花青素粉末中花青素的含量＞90%。
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