CN103265520A - 一种用酿酒后葡萄籽制备低聚原花青素和单宁色素的方法 - Google Patents
一种用酿酒后葡萄籽制备低聚原花青素和单宁色素的方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种用酿酒后葡萄籽制备低聚原花青素和单宁色素的方法,涉及一种用酿酒后葡萄籽制备低聚原花青素和单宁色素的方法。本发明以酿酒后葡萄籽为原料,经破碎风选、提取原花青素、超滤分离、聚酰胺柱层析、制备低聚原花青素干粉、制备单宁色素的简单工艺,就制得高纯度低聚原花青素和单宁色素。本发明可应用于生产高纯度低聚原花青素以及单宁色素,采用本发明方法生产的低聚原花青素产品可广泛应用于保健品、药品和化妆品中,生产的单宁色素可用作葡萄酒的色素添加剂。
Description
一、技术领域
本发明属于天然产物活性物质提取领域,具体涉及一种用酿酒后葡萄籽制备低聚原花青素和单宁色素的方法。
二、背景技术
原花青素,简称PC,也称低聚单宁,是以儿茶素和表儿茶素为基本结构单元,具有特殊分子结构的一种生物类黄酮,被广泛应用在食品、医药、化工、化妆品等领域。葡萄籽原花青素是儿茶素或表儿茶素或儿茶素与表儿茶素形成的二聚体,此外还有三聚体、四聚体等直至十聚体。按聚合度的大小,通常将二~四聚体称为低聚体原花青素(简称OPC),将四聚体以上的称为高聚体原花青素(简称PPC)。原花青素具有清除自由基、保护心血管、抗肿瘤、抗疲劳、抗衰老等多种生化药理活性,其中,低聚体的生物活性显著高于高聚体原花青素,是最具开发价值的天然活性物质,因此,制备低聚原花青素具有重要的社会和经济价值。
现有的葡萄籽原花青素制备方法,如申请号为201210170876.1的“一种葡萄籽原花青素的制备方法”专利,公开制备高得率和高纯度原花青素的方法是:以葡萄籽为原料,经葡萄籽加水磨浆、加葡萄糖配料、高温灭菌、接菌发酵、离心除渣、超滤提取、干燥等工艺制得原花青素产品。该方法的主要缺点是:①微生物发酵要求的条件苛刻,投入大,发酵时间长,生产效率低,且发酵过程中会产生许多分泌物,增加了分离纯化的难度;②真菌发酵过程中,可能产生降解原花青素的酶,降低了原花青素产量;③高温灭菌破坏活性,因为原花青素原花青素为多酚类化合物,在高温下易氧化而丧失活性;④获得的葡萄籽原花青素产品需要进行除菌处理,发酵产生的废弃菌体需要进行无害化处理,大大增加了生产费用;⑤未对单宁和低聚原花青素进行针对性分离,产品中原花青素产品纯度不高。
三、发明内容
本发明的目的是针对现有葡萄籽低聚原花青素和单宁色素制备方法的不足,提供一种用酿酒后葡萄籽制备低聚原花青素和单宁色素的方法,具有制备工艺、生产设备及操作步骤简单实用,生产成本低,产品质量高,实用性强,易于推广等特点。
本发明的主要原理是:主要由纤维素构成的葡萄籽壳是葡萄原花青素的主要贮存之处,葡萄籽是葡萄的种子,由种壳和种仁构成,原花青素主要存在于种壳之中。种壳主要由纤维素类多糖构成,种子主要由蛋白质、油脂等组成,两者的比重不同,在风力作用下迁移的距离不同,因此葡萄籽用脱壳机脱壳后可进行风选分离;纤维素是葡萄糖通过β-1,4糖苷键聚合形成的线状高分子,它们与半纤维素、果胶等形成网状的细胞壁,细胞壁在锤击力的作用下破坏,呈疏松、放线状碎片,有利于溶剂浸入和溶质抽提。原花青素溶于水、甲醇、乙醇、丙酮等溶液,可用此类溶液提取经锤击粉碎机破坏的葡萄籽壳碎片中的该类化合物;原花青素提取液中尚含有分子量高达数万甚至数十万的多糖、分子量高达数万的蛋白质,远高于分子量仅为数百至数千的原花青素。超滤、纳滤是基于分子量差异实现溶质分离纯化的新技术,将原花青素提取液通过截留分子量适当的超滤膜,即可实现多糖、蛋白与原花青素的分离;原花青素聚合度不同,其分子量不同,而小分子有机物,例如氨基酸、单糖、矿质元素等的分子量均明显小于低聚原花青素,因此可用纳滤膜分离上述各类物质。提取的单宁和原花青素溶液,在膜分离与柱层析相结合的分离技术下,可制备出单宁色素和高纯度低聚体原花青素。
实现本发明的技术方案是:一种用酿酒后葡萄籽制备低聚原花青素和单宁色素的方法,以酿酒后葡萄籽为原料,经破碎风选、提取原花青素、超滤分离、聚酰胺柱层析、制备低聚原花青素干粉、制备单宁色素的简单工艺,就制得高纯度低聚原花青素和单宁色素。本方法的具体实施步骤如下:
(1)破碎风选
将酿酒后的葡萄籽送入烘干机中,先在温度为60~85℃条件下干燥4~6小时,直至其中的水分含量降低至3~5%时,就获得干燥葡萄籽。接着将干燥酿酒后的葡萄籽用锤式粉碎机进行破碎,破碎完成后,收集破碎干燥酿酒后的葡萄籽,送入风选机中进行风选分离。分别收集葡萄籽仁、葡萄籽壳和未破碎干燥酿酒后的葡萄籽,对于收集的葡萄籽仁,用于提取葡萄籽油和葡萄籽蛋白;对于收集的葡萄籽壳,用于下一步提取原花青素;对于收集的未破碎干燥酿酒后的葡萄籽,再次送入锤式粉碎机进行破碎。
(2)提取原花青素
第(1)步完成后,将第(1)步收集的葡萄籽壳原料送入带冷凝器的提取罐中,按照葡萄籽壳原料的质量(g)∶体积分数为60%的乙醇水溶液体积(mL)比为1∶10~20的比例,将乙醇水溶液和葡萄籽壳依次加入提取罐中,密闭提取罐后再向提取罐夹层通入温度为45~65℃的热水,向冷凝器中泵入温度为5~15℃的冷凝水,在搅拌机转速为60~120r/min的条件下进行回流提取1~4h。提取完成后,趁热进行真空抽滤,分别收集真空滤过液和截留残渣。对于收集的真空滤过液,即为葡萄籽原花青素提取液,用于下一步进行超滤纯化处理;对收集的滤渣,按照葡萄籽壳的质量(g)∶体积分数为60%的乙醇水溶液的体积(mL)比为1∶5~8的比例,对收集的滤渣进行淋洗。分别收集淋洗液和淋洗截留残渣,对收集的淋洗液,用于提取下批次原花青素;对收集的淋洗残渣,送活性炭加工厂制备粉末状活性炭。
(3)超滤分离
第(2)步完成后,将第(2)步收集的葡萄籽原花青素提取液泵入真空浓缩罐中,在温度为70~80℃、真空度为0.05~0.09MPa下,进行减压蒸发浓缩,直至无乙醇味时止,分别收集蒸发冷凝液和脱除乙醇的浓缩液。对于蒸发冷凝液,含有乙醇,调节浓度后可再次使用;对于浓缩液,按照葡萄籽原花青素浓缩液与纯净水体积之比为1∶2~5的比例,将收集的葡萄籽原花青素浓缩液用纯净水稀释,搅拌均匀后泵入超滤器中,在0.05~0.2MPa的压力下用截留分子量为5000~10000Da的超滤膜进行超滤纯化。分别收集超滤滤过液和超滤截留液,对于收集的超滤截留液,即为含有大分子糖类和蛋白的溶液,泵入防爆型气流式喷雾干燥机中,在进风温度为90~110℃、出风温度为60~70℃、热风流速为5~10米/秒的条件下进行干燥,就制备出食用菌生产的营养添加剂;对于收集的滤过液,即为初步纯化的原花青素提取液,用于下一步进行聚酰胺分离。
(4)聚酰胺分离
第(3)步完成后,将第(3)步制备的初步纯化的原花青素提取液,泵入聚酰胺分离柱中,初步纯化的原花青素提取液∶聚酰胺树脂的体积比为1∶10~20的比例,将初步纯化的原花青素提取液以0.5~5倍聚酰胺树脂体积/小时的流速,泵入聚酰胺分离柱中进行吸附分离。分别收集荷载原花青素和单宁的聚酰胺分离柱和过柱流出液,对于收集的过柱流出液,用于回收乙醇;对于收集的荷载原花青素和单宁的聚酰胺分离柱,泵入1~5倍聚酰胺树脂体积的、体积分数为30%~45%的乙醇洗脱液进行第一次洗脱,直至第一次洗脱过柱流出液呈无色时止,所述乙醇洗脱液的泵入流速为1~5倍聚酰胺树脂体积/小时。分别收集第一次洗脱过柱液和第一次洗脱后的聚酰胺分离柱,对收集的第一次洗脱过柱液,用于制备低聚原花青素干粉;对收集的第一次洗脱后的聚酰胺分离柱,泵入1~5倍聚酰胺树脂体积的、体积分数为70%~80%的乙醇洗脱液进行第二次洗脱,直至第二次洗脱过柱流出液呈无色时止,所述乙醇洗脱液的泵入流速为1~5倍聚酰胺树脂体积/小时。分别收集第二次洗脱过柱液和第二次洗脱后的聚酰胺分离柱,对收集的第二次洗脱过柱液,用于制备单宁色素;对收集的第二次洗脱后的聚酰胺分离柱,泵入3~5倍聚酰胺树脂体积的纯净水进行洗涤。分别收集洗涤过柱液和洗涤后的聚酰胺分离柱,对收集的洗涤过柱液,调节乙醇浓度,使之达到体积分数为60%,可用于下批次回流提取原花青素;对收集的洗涤后的聚酰胺分离柱,可再次用于分离原花青素和单宁色素。
(5)制备低聚原花青素干粉
第(4)步完成后,将第(4)步收集的第一次洗脱过柱液,用截留分子量为100Da~500Da的纳滤器进行纳滤浓缩,纳滤浓缩的压力为0.1MPa~0.5MPa,直至纳滤截留液∶纳滤滤过液的体积比为1∶4~9时止。分别收集纳滤滤过液和截留液,对于收集的纳滤截留液,即为低聚原花青素浓缩液,泵入防爆型气流式喷雾干燥机中,在进风温度为90~110℃、出风温度为60~70℃、热风流速为5~10米/秒的条件下进行干燥。收集干燥粉末,即为葡萄籽低聚原花青素干粉。获得的低聚原花青素干粉的纯度为82.2%~90.8%,总收得率为3.5~4.3%;对收集的纳滤滤过液,泵入真空浓缩器中,在0.05~0.08MPa的真空度和70~100℃的温度下进行真空浓缩,直至浓缩冷凝液无乙醇味为止。分别收集浓缩冷凝液和脱除乙醇后的浓缩液,对于收集的浓缩冷凝液,测定乙醇浓度后可再次用于配制洗脱液;对于收集的脱除乙醇后的浓缩液,泵入废水处理池,进行生化处理,达标后排放。
(6)制备单宁色素
第(5)步完成后将第(4)步收集的第二次洗脱液泵入真空浓缩器中,在0.05~0.08MPa的真空度和70~100℃的温度下进行真空浓缩,直至浓缩冷凝液无乙醇味为止。分别收集浓缩冷凝液和脱除乙醇的浓缩液,对收集的浓缩冷凝液,测定乙醇浓度后可再次用于配制洗脱液;对收集的脱除乙醇的浓缩液,泵入防爆型气流式喷雾干燥机中,在进风温度为100~130℃、出风温度为60~70℃、热风流速为5~10米/秒的条件下进行干燥。收集干燥粉末,即为单宁色素。获得的单宁色素干粉的纯度为87.5%~93.8%,,总收得率为2.5~3.3%。
本发明采用上述技术方案后,主要有以下效果:
1、本发明方法以酿酒后葡萄籽为原料,在锤式粉碎机作用下,有效破坏了葡萄籽壳纤维素结构,便于风选分离葡萄籽壳和葡萄籽仁,有利于对其中的活性成分进行分类提取。
2、本发明方法采用聚酰胺树脂吸附低聚原花青素和单宁色素、乙醇水溶液梯度洗脱、超滤膜分离及纳滤膜浓缩等步骤进行分离纯化,并且对聚酰胺和乙醇回收再利用,减少了低聚原花青素的氧化,降低了生产成本,同时有利于环境保护。
3、本发明方法操作简便,所用设备均为现役工业装备,便于推广应用,生产成本低;
4、生产过程中反应条件温和,节约能源,生产安全。
本发明可应用于生产高纯度低聚原花青素以及单宁色素,采用本发明方法生产的低聚原花青素产品可广泛应用于保健品、药品和化妆品中,生产的单宁色素可用作葡萄酒的色素添加剂。
四、具体实施方式
下面结合具体实施方式,进一步说明本发明。
实施例1
一种用酿酒后葡萄籽制备低聚原花青素和单宁色素的方法,其具体步骤如下。
(1)破碎风选
将酿酒后的葡萄籽送入烘干机中,先在温度为70℃条件下干燥5小时,直至其中的水分含量降低至3~5%时,就获得干燥葡萄籽。接着将干燥酿酒后的葡萄籽用锤式粉碎机进行破碎,破碎完成后,收集破碎干燥酿酒后的葡萄籽,送入风选机中进行风选分离。分别收集葡萄籽仁、葡萄籽壳和未破碎干燥酿酒后的葡萄籽,对于收集的葡萄籽仁,用于提取葡萄籽油和葡萄籽蛋白;对于收集的葡萄籽壳,用于下一步提取原花青素;对于收集的未破碎干燥酿酒后的葡萄籽,再次送入锤式粉碎机进行破碎。
(2)提取原花青素
第(1)步完成后,将第(1)步收集的葡萄籽壳原料送入带冷凝器的提取罐中,按照葡萄籽壳原料的质量(g)∶体积分数为60%的乙醇水溶液体积(mL)比为1∶15的比例,将乙醇水溶液和葡萄籽壳依次加入提取罐中,密闭提取罐后再向提取罐夹层通入温度为60℃的热水,向冷凝器中泵入温度为10℃的冷凝水,在搅拌机转速为100r/min的条件下进行回流提取3h。提取完成后,趁热进行真空抽滤,分别收集真空滤过液和截留残渣。对于收集的真空滤过液,即为葡萄籽原花青素提取液,用于下一步进行超滤纯化处理;对收集的滤渣,按照葡萄籽壳的质量(g)∶体积分数为60%的乙醇水溶液的体积(mL)比为1∶6的比例,对收集的滤渣进行淋洗。分别收集淋洗液和淋洗截留残渣,对收集的淋洗液,用于提取下批次原花青素;对收集的淋洗残渣,送活性炭加工厂制备粉末状活性炭。
(3)超滤分离
第(2)步完成后,将第(2)步收集的葡萄籽原花青素提取液泵入真空浓缩器中,在温度为75℃、真空度为0.08MPa下,进行减压蒸发浓缩,直至无乙醇味时止,分别收集蒸发冷凝液和脱除乙醇的浓缩液。对于蒸发冷凝液,含有乙醇,调节浓度后可再次使用;对于浓缩液,按照葡萄籽原花青素浓缩液与纯净水体积之比为1∶3的比例,将收集的葡萄籽原花青素浓缩液用纯净水稀释,搅拌均匀后泵入超滤器中,在0.15MPa的压力下用截留分子量为8000Da的超滤膜进行超滤纯化。分别收集超滤滤过液和超滤截留液,对于收集的超滤截留液,即为含有大分子糖类和蛋白的溶液,泵入防爆型气流式喷雾干燥机中,在进风温度为100℃、出风温度为65℃、热风流速为8米/秒的条件下进行干燥,就制备出食用菌生产的营养添加剂;对于收集的滤过液,即为初步纯化的原花青素提取液,用于下一步进行聚酰胺分离。
(4)聚酰胺分离
第(3)步完成后,将第(3)步制备的初步纯化的原花青素提取液,泵入聚酰胺分离柱中,初步纯化的原花青素提取液∶聚酰胺树脂的体积比为1∶18的比例,将初步纯化的原花青素提取液以3倍聚酰胺树脂体积/小时的流速,泵入聚酰胺分离柱中进行吸附分离。分别收集荷载原花青素和单宁的聚酰胺分离柱和过柱流出液,对于收集的过柱流出液,用于回收乙醇;对于收集的荷载原花青素和单宁的聚酰胺分离柱,泵入3倍聚酰胺树脂体积的、体积分数为40%的乙醇洗脱液进行第一次洗脱,直至第一次洗脱过柱流出液呈无色时止,所述乙醇洗脱液的泵入流速为3倍聚酰胺树脂体积/小时。分别收集第一次洗脱过柱液和第一次洗脱后的聚酰胺分离柱,对收集的第一次洗脱过柱液,用于制备低聚原花青素干粉;对收集的第一次洗脱后的聚酰胺分离柱,泵入3倍聚酰胺树脂体积的、体积分数为75%的乙醇洗脱液进行第二次洗脱,直至第二次洗脱过柱流出液呈无色时止,所述乙醇洗脱液的泵入流速为3倍聚酰胺树脂体积/小时。分别收集第二次洗脱过柱液和第二次洗脱后的聚酰胺分离柱,对收集的第二次洗脱过柱液,用于制备单宁色素;对收集的第二次洗脱后的聚酰胺分离柱,泵入4倍聚酰胺树脂体积的纯净水进行洗涤。分别收集洗涤过柱液和洗涤后的聚酰胺分离柱,对收集的洗涤过柱液,调节乙醇浓度,使之达到体积分数为60%,可用于下批次回流提取原花青素;对收集的洗涤后的聚酰胺分离柱,可再次用于分离原花青素和单宁色素。
(5)制备低聚原花青素干粉
第(4)步完成后,将第(4)步收集的第一次洗脱过柱液,用截留分子量为400Da的纳滤器进行纳滤浓缩,纳滤浓缩的压力为0.3MPa,直至纳滤截留液∶纳滤滤过液的体积比为1∶6时止。分别收集纳滤滤过液和截留液,对于收集的纳滤截留液,即为低聚原花青素浓缩液,泵入防爆型气流式喷雾干燥机中,在进风温度为100℃、出风温度为65℃、热风流速为8米/秒的条件下进行干燥。收集干燥粉末,即为葡萄籽低聚原花青素干粉。获得的低聚原花青素干粉的纯度为90.8%,总收得率为4.3%;对收集的纳滤滤过液,泵入真空浓缩器中,在0.06MPa的真空度和80℃的温度下进行真空浓缩,直至浓缩冷凝液无乙醇味为止。分别收集浓缩冷凝液和脱除乙醇后的浓缩液,对于收集的浓缩冷凝液,测定乙醇浓度后可再次用于配制洗脱液;对于收集的脱除乙醇后的浓缩液,泵入废水处理池,进行生化处理,达标后排放。
(6)制备单宁色素
第(5)步完成后将第(4)步收集的第二次洗脱液泵入真空浓缩器中,在0.06MPa的真空度和80℃的温度下进行真空浓缩,直至浓缩冷凝液无乙醇味为止。分别收集浓缩冷凝液和脱除乙醇的浓缩液,对收集的浓缩冷凝液,测定乙醇浓度后可再次用于配制洗脱液;对收集的脱除乙醇的浓缩液,泵入防爆型气流式喷雾干燥机中,在进风温度为120℃、出风温度为65℃、热风流速为8米/秒的条件下进行干燥。收集干燥粉末,即为单宁色素。获得的单宁色素干粉的纯度为93.8%,,总收得率为3.3%。
实施例2
一种用酿酒后葡萄籽制备低聚原花青素和单宁色素的方法,同实施例1,其中:
第(1)步中,干燥温度为85℃,干燥时间为6小时。
第(2)步中,葡萄籽壳原料的质量(g)∶体积分数为60%的乙醇水溶液体积(mL)比为1∶20,提取罐夹层通入的热水温度为65℃,冷凝水温度为15℃,搅拌机转速为120r/min,回流提取时间为4h。淋洗滤渣时,葡萄籽壳的质量(g)∶体积分数为60%的乙醇水溶液的体积(mL)比为1∶8。
第(3)步中,减压蒸发浓缩温度为80℃、真空度为0.09MPa,葡萄籽原花青素浓缩液与所加纯净水体积之比为1∶5,搅拌均匀后,在0.2MPa的压力下用截留分子量为10000Da的超滤膜进行超滤纯化。喷雾干燥机进风温度为110℃、出风温度为70℃、热风流速为10米/秒。
第(4)步中,初步纯化的原花青素提取液∶聚酰胺树脂的体积比为1∶20,初步纯化的原花青素提取液泵入流速为5倍聚酰胺树脂体积/小时。泵入5倍聚酰胺树脂体积的、体积分数为45%的乙醇洗脱液,对收集的荷载原花青素和单宁的聚酰胺分离柱进行第一次洗脱,乙醇洗脱液的泵入流速为5倍聚酰胺树脂体积/小时。对收集的第一次洗脱后的聚酰胺分离柱,泵入5倍聚酰胺树脂体积的、体积分数为80%的乙醇洗脱液进行第二次洗脱,乙醇洗脱液的泵入流速为5倍聚酰胺树脂体积/小时。对收集的第二次洗脱后的聚酰胺分离柱,泵入5倍聚酰胺树脂体积的纯净水进行洗涤。
第(5)步中,纳滤器截留分子量为500Da,纳滤浓缩的压力为0.5MPa,纳滤截留液∶纳滤滤过液的体积比为1∶9。干燥机进风温度为110℃、出风温度为70℃、热风流速为10米/秒。获得的低聚原花青素干粉的纯度为87.9%,总收得率为3.9%;纳滤滤过液在0.08MPa的真空度和100℃的温度下进行真空浓缩。
第(6)步中,真空浓缩器真空度为0.08MPa,温度为100℃,喷雾干燥机进风温度为130℃、出风温度为70℃、热风流速为10米/秒。获得的单宁色素干粉的纯度为90.3%,,总收得率为3.1%。
实施例3
一种用酿酒后葡萄籽制备低聚原花青素和单宁色素的方法,同实施例1,其中:
第(1)步中,干燥温度为60℃,干燥时间为4小时。
第(2)步中,葡萄籽壳原料的质量(g)∶体积分数为60%的乙醇水溶液体积(mL)比为1∶10,提取罐夹层通入的热水温度为45℃,冷凝水温度为5℃,搅拌机转速为60r/min,回流提取时间为1h。淋洗滤渣时,葡萄籽壳的质量(g)∶体积分数为60%的乙醇水溶液的体积(mL)比为1∶5。
第(3)步中,减压蒸发浓缩温度为70℃、真空度为0.05MPa,葡萄籽原花青素浓缩液与所加纯净水体积之比为1∶2,搅拌均匀后,在0.05MPa的压力下用截留分子量为5000Da的超滤膜进行超滤纯化。喷雾干燥机进风温度为90℃、出风温度为60℃、热风流速为5米/秒。
第(4)步中,初步纯化的原花青素提取液∶聚酰胺树脂的体积比为1∶10,将初步纯化的原花青素提取液泵入流速为1倍聚酰胺树脂体积/小时。泵入1倍聚酰胺树脂体积的、体积分数为30%的乙醇洗脱液,对收集的荷载原花青素和单宁的聚酰胺分离柱进行第一次洗脱,乙醇洗脱液的泵入流速为1倍聚酰胺树脂体积/小时。对收集的第一次洗脱后的聚酰胺分离柱,泵入1倍聚酰胺树脂体积的、体积分数为70%的乙醇洗脱液进行第二次洗脱,所述乙醇洗脱液的泵入流速为1倍聚酰胺树脂体积/小时。对收集的第二次洗脱后的聚酰胺分离柱,泵入1倍聚酰胺树脂体积的纯净水进行洗涤。
第(5)步中,纳滤器截留分子量为300Da,纳滤浓缩的压力为0.1MPa,直至纳滤截留液∶纳滤滤过液的体积比为1∶4时止。干燥机进风温度为90℃、出风温度为60℃、热风流速为5米/秒。获得的低聚原花青素干粉的纯度为82.2%,总收得率为3.5%;纳滤滤过液在0.05MPa的真空度和70℃的温度下进行真空浓缩。
第(6)步中,真空浓缩器真空度为0.05MPa,温度为70℃,喷雾干燥机进风温度为100℃、出风温度为60℃、热风流速为5米/秒。获得的单宁色素干粉的纯度为87.5%,,总收得率为2.5%。
Claims (1)
1.一种用酿酒后葡萄籽制备低聚原花青素和单宁色素的方法,其特征在于所述方法的具体步骤如下:
(1)破碎风选
将酿酒后的葡萄籽送入烘干机中,先在温度为60~85℃条件下干燥4~6小时,直至其中的水分含量降低至3~5%时,就获得干燥葡萄籽,接着将干燥酿酒后的葡萄籽用锤式粉碎机进行破碎,破碎完成后,收集破碎干燥酿酒后的葡萄籽,送入风选机中进行风选分离,分别收集葡萄籽仁、葡萄籽壳和未破碎干燥酿酒后的葡萄籽,对于收集的葡萄籽仁,用于提取葡萄籽油和葡萄籽蛋白,对于收集的葡萄籽壳,用于下一步提取原花青素,对于收集的未破碎干燥酿酒后的葡萄籽,再次送入锤式粉碎机进行破碎;
(2)提取原花青素
第(1)步完成后,将第(1)步收集的葡萄籽壳原料送入带冷凝器的提取罐中,按照葡萄籽壳原料的质量(g)∶体积分数为60%的乙醇水溶液体积(mL)比为1∶10~20的比例,将乙醇水溶液和葡萄籽壳依次加入提取罐中,密闭提取罐后再向提取罐夹层通入温度为45~65℃的热水,向冷凝器中泵入温度为5~15℃的冷凝水,在搅拌机转速为60~120r/min的条件下进行回流提取1~4h,提取完成后,趁热进行真空抽滤,分别收集真空滤过液和截留残渣,对于收集的真空滤过液,即为葡萄籽原花青素提取液,用于下一步进行超滤纯化处理,对收集的滤渣,按照葡萄籽壳的质量(g)∶体积分数为60%的乙醇水溶液的体积(mL)比为1∶5~8的比例,对收集的滤渣进行淋洗,分别收集淋洗液和淋洗截留残渣;
(3)超滤分离
第(2)步完成后,将第(2)步收集的葡萄籽原花青素提取液泵入真空浓缩罐中,在温度为70~80℃、真空度为0.05~0.09MPa下,进行减压蒸发浓缩,直至无乙醇味时止,分别收集蒸发冷凝液和脱除乙醇的浓缩液,对于蒸发冷凝液,含有乙醇,调节浓度后可再次使用,对于浓缩液,按照葡萄籽原花青素浓缩液与纯净水体积之比为1∶2~5的比例,将收集的葡萄籽原花青素浓缩液用纯净水稀释,搅拌均匀后泵入超滤器中,在0.05~0.2MPa的压力下用截留分子量为5000~10000Da的超滤膜进行超滤纯化,分别收集超滤滤过液和超滤截留液,对于收集的超滤截留液,即为含有大分子糖类和蛋白的溶液,泵入防爆型气流式喷雾干燥机中,在进风温度为90~110℃、出风温度为60~70℃、热风流速为5~10米/秒的条件下进行干燥,就制备出食用菌生产的营养添加剂,对于收集的滤过液,即为初步纯化的原花青素提取液,用于下一步进行聚酰胺分离;
(4)聚酰胺分离
第(3)步完成后,将第(3)步制备的初步纯化的原花青素提取液,泵入聚酰胺分离柱中,初步纯化的原花青素提取液∶聚酰胺树脂的体积比为1∶10~20的比例,将初步纯化的原花青素提取液以0.5~5倍聚酰胺树脂体积/小时的流速,泵入聚酰胺分离柱中进行吸附分离,分别收集荷载原花青素和单宁的聚酰胺分离柱和过柱流出液,对于收集的过柱流出液,用于回收乙醇,对于收集的荷载原花青素和单宁的聚酰胺分离柱,泵入1~5倍聚酰胺树脂体积的、体积分数为30%~45%的乙醇洗脱液进行第一次洗脱,直至第一次洗脱过柱流出液呈无色时止,所述乙醇洗脱液的泵入流速为1~5倍聚酰胺树脂体积/小时,分别收集第一次洗脱过柱液和第一次洗脱后的聚酰胺分离柱,对收集的第一次洗脱过柱液,用于制备低聚原花青素干粉,对收集的第一次洗脱后的聚酰胺分离柱,泵入1~5倍聚酰胺树脂体积的、体积分数为70%~80%的乙醇洗脱液进行第二次洗脱,直至第二次洗脱过柱流出液呈无色时止,所述乙醇洗脱液的泵入流速为1~5倍聚酰胺树脂体积/小时,分别收集第二次洗脱过柱液和第二次洗脱后的聚酰胺分离柱,对收集的第二次洗脱过柱液,用于制备单宁色素,对收集的第二次洗脱后的聚酰胺分离柱,泵入3~5倍聚酰胺树脂体积的纯净水进行洗涤,分别收集洗涤过柱液和洗涤后的聚酰胺分离柱;
(5)制备低聚原花青素干粉
第(4)步完成后,将第(4)步收集的第一次洗脱过柱液,用截留分子量为100Da~500Da的纳滤器进行纳滤浓缩,纳滤浓缩的压力为0.1MPa~0.5MPa,直至纳滤截留液∶纳滤滤过液的体积比为1∶4~9时止,分别收集纳滤滤过液和截留液,对于收集的纳滤截留液,即为低聚原花青素浓缩液,泵入防爆型气流式喷雾干燥机中,在进风温度为90~110℃、出风温度为60~70℃、热风流速为5~10米/秒的条件下进行干燥,收集干燥粉末,即为葡萄籽低聚原花青素干粉,获得的低聚原花青素干粉的纯度为82.2%~90.8%,总收得率为3.5~4.3%,对收集的纳滤滤过液,泵入真空浓缩器中,在0.05~0.08MPa的真空度和70~100℃的温度下进行真空浓缩,直至浓缩冷凝液无乙醇味为止,分别收集浓缩冷凝液和脱除乙醇后的浓缩液;
(6)制备单宁色素
第(5)步完成后将第(4)步收集的第二次洗脱液泵入真空浓缩器中,在0.05~0.08MPa的真空度和70~100℃的温度下进行真空浓缩,直至浓缩冷凝液无乙醇味为止,分别收集浓缩冷凝液和脱除乙醇的浓缩液,对收集的脱除乙醇的浓缩液,泵入防爆型气流式喷雾干燥机中,在进风温度为100~130℃、出风温度为60~70℃、热风流速为5~10米/秒的条件下进行干燥,收集干燥粉末,即为单宁色素,获得的单宁色素干粉的纯度为87.5%~93.8%,总收得率为2.5~3.3%。
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