CN102863477B

CN102863477B - 利用离子液体从山核桃壳中提取植物多酚的方法

Info

Publication number: CN102863477B
Application number: CN201210329752.3A
Authority: CN
Inventors: 方苗利; 孙莉; 裴文
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Hebei Aobeisi Food Co ltd
Priority date: 2012-09-07
Filing date: 2012-09-07
Publication date: 2015-03-04
Anticipated expiration: 2032-09-07
Also published as: CN102863477A

Abstract

本发明公开了一种利用离子液体从山核桃壳中提取植物多酚的方法：以预处理后的山核桃壳粉末为原料，以式（Ⅰ）所示酰胺类离子液体为提取剂，将原料与提取剂以质量比1~10:1混合后，加热至50~200℃，搅拌提取完全后，趁热向反应混合液中加入甲苯，过滤，弃去滤渣，滤液用水洗涤，静置分层，甲苯层旋蒸去除甲苯后获得的浓缩液即为酰胺类离子液体回收套用，水层即为植物多酚提取液；本发明将酰胺类离子液体作为提取剂用于植物多酚类化合物的提取，改善了提取效果，离子液体可以循环使用，安全稳定，对环境无污染，是经济实用的环保技术。

Description

利用离子液体从山核桃壳中提取植物多酚的方法

（一）技术领域

本发明涉及植物多酚的提取，特别涉及一种利用离子液体从山核桃壳中提取植物多酚的方法。

（二）背景技术

植物多酚(plant polyphenol)又名植物单宁（vegetable tannin）或鞣质，它是植物的次生代谢产物，是由没食子酸(或其聚合物)的葡萄糖(及其多元醇)醇，黄烷醇及其衍生物的聚合物以及两者的混合共同组成的植物多元酚。早在1920年，Frendedrberg已按单宁的化学结构特征将其分为水解单宁和缩合单宁两大类。水解单宁又可分为棓单宁(水解后产生棓酸）,鞣花单宁(水解后产生酸鞣花单宁)；缩合单宁(聚黄烷醇多酚)按其分子量大小又可分为单体及聚合体。植物多酚广泛存在于植物体的叶、木、皮、壳和果肉中，在植物中的含量仅次于纤维素、半纤维素和木质素。到目前为止总植物中分离鉴定出的酚类化合物已超过8000种，含多酚较多的常见植物超过600种，许多针叶树皮中植物多酚含量高达20～40%，水果、谷物或其表皮中含有较高植物多酚，在全球形成数亿吨可再生资源。在人们的日常生活中，都能从食用的粮食、蔬菜、水果、茶和果汁中或多或少摄取植物多酚。植物多酚作为从自然中得到的纯天然提取物，受到了人们的喜爱，在日本有人将其称之为继第六营养素膳食纤维之后的第七类营养素。由于具有多元酚的特殊结构赋予它一系列独特的化学性质，如能与蛋白质、生物碱、多糖结合，使其物理、化学行为发生变化；能与多种金属离子发生络合或静电作用；具有还原性和捕捉自由基的活性；具有两亲结构和诸多衍生化反应活性等，因此具有极强的抗氧化、酶活性抑制、抑菌、抗致突变、抗炎、防辐射、降血压等活性，生理功能显著。近10年来，这类天然产物的性质和应用前景引起了国内外更广泛的关注，农业、医药、食品、材料、化工、生态环境等学科领域均有学者从多种角度对植物多酚开展了基础研究和应用研究，使植物多酚不断获得新的高附加值利用途径。其中最引人瞩目的是植物多酚在生物化学方面的研究工作，其重要意义不仅在于充分利用这类可再生资源并且提高其利用价值，而且可以获得一系列性能特殊、在食品化学领域具有广阔应用前景的食品添加剂，特别是利用植物多酚的抗氧化和抑菌功能将其用作天然抗氧化剂、防腐剂等不仅可以起保护食品的作用，还有利于食品质量和营养的提高。目前，在食品工业中应用较多的植物多酚主要是从茶叶、葡萄、苹果等植物的叶片、果实、果皮或果渣中提取得到的茶多酚、葡多酚和苹果多酚，这些植物多酚大多由花青素、黄酮醇、儿茶素、表儿茶素、没食子酸、绿原酸等主要的活性成分组成。据统计我国目前年食用油消费总量约为865～900万吨，另有一定数量的特种食用油。随着人们生活水平的不断提高，全精炼油日益普及，二级油消耗量逐年减少，为了提高储藏稳定性，延长货架寿命，对抗氧化剂的需求也明显增加。若能将植物多酚应用于食用油中无疑对于我国食用油生产甚至消费者健康有很大的改进作用。

离子液体较传统的液态物质相比，离子液体具有以下几个优势：①几乎没有蒸汽压，不易挥发，从而在使用过程中不会给环境造成很大污染；②具有较大的稳定温度范围（-100～200℃）和较好的化学稳定性；③通过阴阳离子的设计可调节其对无机物、水、有机物及聚合物的溶解性，并且其酸度可调至超酸性，因此可通过一定的阴离子的组合设计构筑功能化离子液体。美国的学者最早利用离子液体进行了萃取研究，他们用憎水的离子液体[bmim][PF₆]从水中萃取苯的衍生物如甲苯、苯胺、苯甲酸、氯苯等，并研究了各种萃取物在离子液体中的分配系数。用离子液体萃取水溶液中有机物质，表现出和其他的萃取剂相类似的一些性质。并发现[bmim][PF₆]从水中萃取苯的衍生物如甲苯、苯胺、苯甲酸、氯苯等，溶质在离子液体/水两相体系中分配系数与在辛醇/水两相体系的分配系数有大体的线性关系。在萃取分离过程中，用离子液体萃取挥发性有机物时，因离子液体无蒸汽压、热稳定性好，萃取完成后离子液体易于循环使用。

由于植物多酚物质在分子结构中具有羟基、羰基、羧基等，具有一定的极性，在植物体内通常与蛋白质和多糖以氢键和疏水键形式形成稳定的化合物，而有机溶剂具有断裂氢键的作用，因此可以用乙酸乙酯、丙酮、乙醇、甲醇等有机溶剂进行萃取。近年来，我们正致力于绿色化学和清洁生产技术的研究，因此，在本发明中，利用酰胺类离子液体作为提取剂研究了提取植物多酚类化合物的方法，这是一项绿色化学技术，目前尚未见报道。

（三）发明内容

本发明目的是提供一种利用离子液体从山核桃壳中提取植物多酚的方法，达到提高提取率和保护环境的目的。本发明所述的山核桃（Caryacathayensis Sarg.）是胡桃科山核桃属的植物的果实。

本发明采用的技术方案是：

利用离子液体从山核桃壳中提取植物多酚的方法，所述方法为：以预处理后的山核桃壳粉末为原料，以式（Ⅰ）所示酰胺类离子液体为提取剂，将原料与提取剂以质量比1~10:1混合后，加热至50~200℃，搅拌提取完全后，趁热向反应液中加入甲苯，过滤，滤渣为提取后的山核桃壳粉末（所述滤渣内植物多酚基本提取完全，为获得更多的植物多酚，对滤渣还可以再在同样条件下重复提取2~3次），滤液用蒸馏水洗涤，静置分层，甲苯层旋蒸去除甲苯后获得的浓缩液即为酰胺类离子液体回收套用，水层即为植物多酚提取液；

式（I）中，R₁和R₂各自独立为H、硝基或甲氧基，L^-为BF₄ ^-或PF₆ ^-。

进一步，所述酰胺类离子液体优选为咪唑类四氟硼酸盐或咪唑类六氟磷酸盐，更优选为咪唑类六氟磷酸盐。

进一步，所述在50~200℃下搅拌提取的时间为1~50h。

进一步，所述在110~150℃下搅拌提取的时间为10~20h。

更进一步，所述利用离子液体从山核桃壳中提取植物多酚的方法推荐为：取山核桃外壳，清洗去除杂质，25~30℃烘干，粉碎（粉碎的粒径大小没有影响，便于提取即可）后，获得山核桃外壳粉末；将山核桃外壳粉末与酰胺类离子液体以质量比1~10:1混合，加热至110~150℃，搅拌提取10~20h，趁热向反应混合液中趁热加入甲苯，过滤，滤渣为提取后的山核桃壳粉末，滤液用水洗涤，静置分层，甲苯层经旋蒸除去甲苯后获得的浓缩液即为酰胺类离子液体回收套用，水层即为植物多酚提取液；所述酰胺类离子液体为咪唑类四氟硼酸盐或咪唑类六氟磷酸盐。

本发明制备的植物多酚提取液中植物多酚含量的测定方法为：Zn2+有较好的选择性，只与植物多酚络合，因此采用络合滴定法测定植物多酚含量，方法为：

以过量的标准醋酸锌溶液为络合沉淀剂加到植物多酚提取液内，在pH=10，温度35℃下反应30分钟，再用EDTA（乙二胺四乙酸二钠）滴定反应液内多余的Zn²⁺，1mL(1mol/L)醋酸锌消耗0.1556g植物多酚，根据公式（1）计算植物多酚的含量：

植物多酚含量W%=0.1556×V/G×100%公式（1）

公式（1）中：0.1556为实验常数；V：1mol/L醋酸锌标准液的络合沉淀消耗量；G：植物多酚提取液重量。

具体步骤如下：取植物多酚提取液（30毫升）倒入500mL烧杯中，加水至约300mL。置(35±2)℃水浴中预热，制成预热溶液。精确量取20mL 1mol/L醋酸锌标准溶液于500mL容量瓶中，加14mL氨水，摇匀使白色沉淀溶解，缓慢定量移入预热溶液，边移入边振荡，移毕继续振摇l分钟，置水浴(35±2)℃保温30分钟，间歇振摇数次。待反应完毕，冷水冷却至水槽温度(20±1)℃，定容，摇匀。取反应溶液离心5分钟，取上清液精确量取20mL，加300mL水、25mL氯化铵-氨水缓冲液(pH=10)和lmL铬黑T，以0.05mol/L EDTA·2Na滴定至溶液由酒红色变成暗蓝色，并用空白校正，根据公式（1）计算植物多酚提取液中植物多酚的质量含量。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：本发明将酰胺类离子液体作为提取剂用于植物多酚类化合物的提取，改善了提取效果，离子液体可以循环使用，安全稳定，对环境无污染，是经济实用的环保技术。

（四）具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：

实施例1

取清洗去除杂质的山核桃外壳，于25~30℃烘干，粉碎后，制成山核桃外壳粉末，取10克山核桃外壳粉末放入50毫升锥形瓶中，再加1,3-二(N-苯基氨甲酰基乙基)咪唑六氟磷酸盐离子液体10克，加热110℃，搅拌浸提20小时，反应结束后，趁热向反应混合液中加入甲苯10x3毫升，过滤，滤渣为提取后的山核桃外壳粉末，滤液用蒸馏水10x3毫升洗涤，静置分层，甲苯层旋蒸除去甲苯后获得的浓缩液即为酰胺类离子液体回收套用，水层即为植物多酚提取液，用络合滴定法测定植物多酚提取液中植物多酚的质量含量为45.1%。

实施例2

离子液体改为1,3-二(N-对硝基苯基氨甲酰基乙基)咪唑六氟磷酸盐100g，加热100℃，搅拌浸提5小时，其它操作同实施例1，用络合滴定法测定植物多酚提取液中植物多酚的质量含量为44.8%。

实施例3

离子液体改为1,3-二(N-对甲氧基苯基氨甲酰基乙基)咪唑六氟磷酸盐30g，加热150℃，搅拌浸提10小时，其它操作同实施例1，用络合滴定法测定植物多酚提取液中植物多酚的质量含量为45.8%。

实施例4

离子液体改为1,3-二(N-对甲氧基苯基氨甲酰基乙基)咪唑四氟硼酸盐10g，加热130℃，搅拌浸提10小时，其它操作同实施例1，用络合滴定法测定植物多酚提取液中植物多酚的质量含量为45.5%。

Claims

1.利用离子液体从山核桃壳中提取植物多酚的方法，其特征在于所述方法为：以预处理后的山核桃壳粉末为原料，以式(Ⅰ)所示酰胺类离子液体为提取剂，将原料与提取剂以质量比1:1～10混合后，加热至50～200℃，搅拌提取完全后，趁热向反应混合液中加入甲苯，过滤，弃去滤渣，滤液用水洗涤，静置分层，甲苯层旋蒸去除甲苯后获得的浓缩液即为酰胺类离子液体，回收套用，水层为植物多酚提取液；

式(I)中，R₁和R₂各自独立为H、硝基或甲氧基，L^-为BF₄ ^-或PF₆ ^-。

2.如权利要求1所述利用离子液体从山核桃壳中提取植物多酚的方法，其特征在于：50～200℃下搅拌提取的时间为1～50h。

3.如权利要求1所述利用离子液体从山核桃壳中提取植物多酚的方法，其特征在于：加热至110～150℃，搅拌提取的时间为10～20h。

4.如权利要求1所述利用离子液体从山核桃壳中提取植物多酚的方法，其特征在于所述方法为：取山核桃外壳，清洗去除杂质，25～30℃烘干，粉碎后，获得山核桃外壳粉末；将山核桃外壳粉末与酰胺类离子液体以质量比1:1～10混合，加热至110～150℃，搅拌提取10～20h，趁热向反应混合液中加入甲苯，过滤，滤渣为提取后的山核桃壳粉末，滤液用水洗涤，静置分层，甲苯层旋蒸除去甲苯后获得的浓缩液即为酰胺类离子液体，回收套用，水层即为植物多酚提取液。