CN103224538A

CN103224538A - 一种超声协同脉冲电场提取葡萄皮渣多酚的方法

Info

Publication number: CN103224538A
Application number: CN2013101407468A
Authority: CN
Inventors: 刘丹; 孙大文; 曾新安; 韩忠
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2013-04-22
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2033-04-22
Also published as: CN103224538B

Abstract

本发明公开了一种超声协同脉冲电场提取葡萄皮渣多酚的方法，包括以下步骤：待处理的葡萄皮渣和乙醇水溶液置于脉冲电场两电极之间的处理室，将超声探头插入到葡萄皮渣乙醇水溶液中，同时开启超声波和脉冲电场进行提取；所述葡萄皮渣和乙醇水溶液质量比为1:2。本发明采用超声协同脉冲电场提取葡萄皮渣多酚，利用超声波产生的空化效应和一些次级效应，在相同的操作条件下，提取率比纯脉冲电场或超声场有明显提高。本发明提取过程简单，易操作，可以在短时间到达较好的提取效果。

Description

一种超声协同脉冲电场提取葡萄皮渣多酚的方法

技术领域

本发明涉及一种葡萄皮渣提取方法，特别涉及一种超声协同脉冲电场提取葡萄皮渣多酚的方法。

背景技术

我国是葡萄生产大国。年种植葡萄数百万亩，其中大部分用于酿酒。酿造葡萄酒过程产生大量皮渣废弃物，主要由葡萄皮和葡萄籽组成。国内外不断深入的研究发现，葡萄皮渣中含有大量的单体多酚和聚合多酚类功能性物质，具有良好的医疗、保健作用。目前，我国酿酒的葡萄皮渣利用率普遍很低，绝大多数都被作为肥料、饲料、烧材甚至垃圾处理，不仅造成环境污染，也是对原料的极大浪费，葡萄皮渣综合利用已成为葡萄酒加工产业增值的新方向。

近年来对葡萄皮渣综合利用开发的研究多集中功能性成分物质的提取，尤其是多酚类物质的提取。传统的方法多用溶剂法直接提取，虽然操作简单，但耗时长，提取效率低，回收困难。近年来，脉冲电场提取法被广泛应用于生物质的提取,并取得了较好的效果。脉冲电场利用电穿孔机理在瞬间使细胞破壁，促进活性组分提取。中国专利CN201110410515.5公布了一种降低普洱茶成品中茶多酚类含量的方法，中国专利CN201210172455.2公布了采用高电压脉冲电场快速生产灵芝提取物方法，中国专利CN201210172292.8公布了甘草提取物的高电压脉冲电场快速生产工艺。另外，也有关于利用超声技术提取多酚的研究。通过超声波振动空化作用，增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而加速有效成分释放、扩散及溶解，提高提取效率。中国专利CN200910072937.9公布了一种从沙果皮渣中提取沙果多酚的方法，中国专利CN201010178402.2公布了一种苹果多酚的制备方法。以上发明和研究采用物理场技术（电场和声场）提取生物质，避免了传统提取手段的缺陷。但单一物理场有一定自身的局限性，脉冲电场电极需要定期更新，提取效率生产量提高有限，超声长时间处理容易产生过热现象，影响有效成分活性，不能适应工业化生产的要求。

发明内容

为了解决现有技术葡萄皮渣多酚提取率低，耗时长的问题，本发明提出一种成本低、简单易行的超声协同脉冲电场提取葡萄皮渣多酚方法。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种超声协同脉冲电场提取葡萄皮渣多酚的方法，包括以下步骤：

待处理的葡萄皮渣和乙醇水溶液置于脉冲电场两电极之间的处理室，将超声探头插入到葡萄皮渣乙醇水溶液中，同时开启超声波和脉冲电场进行提取。

所述脉冲电场两电极的距离为10～30cm，脉冲强度为600～700V/cm,脉冲周期1～10ms。

所述超声探头的直径Φ为15cm～20cm，超声输出功率为100～400W，频率为18～21kHz，超声时间为2s～10s，间隔时间为2s～10s。

所述乙醇水溶液的浓度30%(v/v)～50％(v/v)。

所述葡萄皮渣和乙醇水溶液质量比为1:2。

所述电极采用板状或网状。

所述电极采用铁、铜或铝材料。

与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：

（1）本发明采用超声协同脉冲电场提取葡萄皮渣多酚，在超声波和脉冲电场协同作用下，利用超声波产生的空化效应和一些次级效应，如乳化、扩散、击碎、化学效应和热效应等，可以充分疏松细胞壁结构，进一步扩大脉冲电场致细胞电穿孔的效果，加强葡萄皮渣内物质的释放、扩散及溶解，促进多酚提取效率。

（2）本发明的协同提取速率比纯脉冲电场或超声波有明显提高，操作工艺简单、易行，生产成本低，提取率高。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

选择榨汁后的新鲜红葡萄皮渣，葡萄籽含量占65%，葡萄皮占35%，皮渣水分含量25%。将1kg新鲜红葡萄皮渣和30%(v/v)乙醇水溶液按照重量比1:2置于两板状铁电极之间的处理室，电极距离为10cm，脉冲强度600V/cm,脉冲周期1ms。再将超声探头插入到葡萄皮渣乙醇水溶液中，超声头直径Φ为20cm，超声输出功率为100W，频率21kHz，超声时间10s，间隔时间10s，同时开启超声波和脉冲电场进行30min提取。本实施例多酚的提取率比单独使用超声波、脉冲电场分别提高14%和25%。

实施例2

选择新鲜榨汁后的酿酒红葡萄皮渣，葡萄籽含量占70%，葡萄皮占30%，皮渣水分含量30%。将2kg新鲜红葡萄皮渣和40%(v/v)乙醇水溶液按照重量比1:2置于两网状铝电极之间的处理室，电极距离为20cm，脉冲强度650V/cm,脉冲周期5ms。再将超声探头插入到葡萄皮渣乙醇水溶液中，超声头直径Φ为15cm，超声输出功率为200W，频率21kHz，超声时间5s，间隔时间5s，然后同时开启超声波和脉冲电场进行30min提取。本实施例多酚的提取率比单独使用超声波、脉冲电场分别提高12%和22%。

实施例3

选择新鲜榨汁后的酿酒红葡萄皮渣，葡萄籽含量占70%，葡萄皮占30%，皮渣水分含量30%。将3kg新鲜红葡萄皮渣和50%(v/v)乙醇水溶液按照重量比1:2置于两板状铜电极之间的处理室，电极距离为30cm，脉冲强度700V/cm,脉冲周期为10ms。再将超声探头插入到葡萄皮渣乙醇水溶液中，超声头直径Φ为15cm，超声输出功率为400W，频率18kHz，超声时间2s，间隔时间2s，然后同时开启超声波和脉冲电场进行30min提取。本实施例多酚的提取率比单独使用超声波、脉冲电场分别提高10%和21%。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种超声协同脉冲电场提取葡萄皮渣多酚的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的超声协同脉冲电场提取葡萄皮渣多酚的方法，其特征在于，所述脉冲电场两电极的距离为10～30cm，脉冲强度为600～700V/cm,脉冲周期1～10ms。

3.根据权利要求1所述的超声协同脉冲电场提取葡萄皮渣多酚的方法，其特征在于，所述超声探头的直径Φ为15cm～20cm，超声输出功率为100～400W,频率为18～21kHz，超声时间为2s～10s，间隔时间为2s～10s。

4.根据权利要求1所述的超声协同脉冲电场提取葡萄皮渣多酚的方法，其特征在于，所述乙醇水溶液的浓度30%(v/v)～50％(v/v)。

5.根据权利要求4所述的超声协同脉冲电场提取葡萄皮渣多酚的方法，其特征在于，所述葡萄皮渣和乙醇水溶液质量比为1:2。

6.根据权利要求1所述的超声协同脉冲电场提取葡萄皮渣多酚的方法，其特征在于，所述电极采用板状或网状。

7.根据权利要求1所述的超声协同脉冲电场提取葡萄皮渣多酚的方法，其特征在于，所述电极采用铁、铜或铝材料。