CN104098633A - 一种从越橘中提取花色苷的方法 - Google Patents
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Abstract
一种从越橘中提取花色苷的方法，包括以下步骤：（1）破碎：取新鲜越橘果，除杂，破碎；（2）酶解：向破碎的越橘果中加入去离子水，在40～50℃下添加生物酶酶解；（3）提取：用乙醇水溶液对酶解后的越橘果提取2～3次，过滤，得提取液；（4）真空浓缩：将提取液真空浓缩至原重量的1/3～1/2，离心，得离心液；（5）絮凝澄清：向离心液中加入酸液，调节pH值，再加入絮凝澄清剂，搅拌，静置，过滤，得澄清液；（6）膜分离纯化：使用超滤膜对澄清液进行超滤，再进行反渗透；（7）喷雾干燥。利用本发明可实现获得产品得率0.80～0.85%，花色苷含量达52～55%，花色苷的收率为43～48%并能减少能耗，缩短周期，降低成本，适于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种提取花色苷的方法，特别是涉及一种从越橘中提取花色苷的方法。
背景技术
越橘（Vaccinium mytrillus）是一类生有浆果的多年生落叶或常绿灌木或小灌木树种，属于杜鹃花科（Ericaceae）越橘属（Vaccinium），分布于北半球北极至热带高山地区，通常产于欧洲的成为欧洲越橘，其他地区的成为普通越橘，越橘在我国主要分布于长白山及大、小兴安岭等一带，越橘中营养成分丰富，主要含糖类、有机酸类、果胶、单宁、黄酮类、各种维生素以及矿质元素等物质，具有抗氧化、抗病毒、预防动脉硬化、保护视力等多种功效，其中越橘中的花色苷类物质被证实具有明显的保护眼睛、改善视力，抗氧化等活性，其越来越被重视，其成品也被广泛应用于食品、保健品以及药品等行业。
目前国内外关于越橘中花色苷的研究较多，尤其是对其药理研究颇多，且趋于成熟，而对越橘中花色苷分离纯化研究相对较少，我国对越橘花色苷研究起步较晚，且真正适用于工业化生产的从越橘中提取高含量花色苷的工艺较少。
CN101161667A于2008年04月16日公开了一种适用于工业生产的越橘中花色甙的提取方法，是将越橘果实压榨得果汁，经浓缩、大孔树脂吸附分离、喷雾干燥制备出一定含量的花色甙越橘提取物产品，由于没有充分利用压榨果渣，且大孔树脂吸附分离前，果汁浓缩液未经过滤等预处理，导致大孔树脂易堵，直接影响到树脂的吸附性能，使得最终产品的纯度达到25%左右，得率约0.4%，花色苷收率约为33%，纯度和得率不理想。
CN1294131A于2001年05月9日公开了一种越橘中花色甙的提取方法，是将越橘果经酸醇提取，离心后回收，再调酸过滤，通过大孔树脂吸附分离，有机溶剂萃取后，干燥得产品。此工艺相对较繁琐，周期较长，有效成分过程中损失较多，最终产品的花色苷收率约为35%，纯度13～35%，得率为0.4～2.5%，收率与纯度均偏低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术周期长、纯度低、收率低、高成本等状况，提供一种工艺简单，周期短，所得产品得率和纯度高，适于工业化生产的从越橘中提取花色苷的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种从越橘中提取花色苷的方法，包括以下步骤：
（1）前处理：取新鲜越橘果，除杂，洗净，破碎，备用；
（2）酶解：向破碎的越橘果中加入相当于新鲜越橘果重量2～4倍的去离子水，在40～50℃下添加生物酶，酶解2～3h；
（3）提取：用体积分数为50～80%的乙醇水溶液对酶解后的越橘果提取2～3次，每次提取所用乙醇水溶液的重量相当于新鲜越橘果重量的6～8倍，提取温度为50～60℃，提取时间为1.5～2.0h，过滤，得提取液；
（4）真空浓缩：将步骤（3）所得的提取液在50～60℃下真空浓缩至原重量的1/3～1/2，离心，得离心液；
（5）絮凝澄清：向步骤（4）所得的离心液中加入酸液，调节pH值至3.5～5.0，再加入絮凝澄清剂，在搅拌速率60～80r/min的条件下搅拌5～10min，然后静置2～3h，过滤，得澄清液；
（6）膜分离纯化：使用超滤膜对步骤（5）所得的澄清液进行超滤后，再进行反渗透，得纯化液；
（7）喷雾干燥：将步骤（6）所得的纯化液进行喷雾干燥，即得产品。
进一步，步骤（2）中，添加的生物酶是纤维素酶、果胶酶与淀粉酶的组合酶，三者的质量比为纤维素酶:果胶酶:淀粉酶=1～3:3:3～5（优选2:3:5），加入组合酶的量为新鲜越橘果重量的6～8‰。
进一步，步骤（3）中，所述乙醇水溶液中含质量分数为0.2～0.6%的酸，酸可以是柠檬酸或体积分数为37%的盐酸。
进一步，步骤（4）中，真空浓缩的真空度为-0.04～-0.08MPa。
进一步，步骤（4）中，离心的方式为管式离心，离心速率为10000～16000r/min。
进一步，步骤（5）中，加入的酸液是体积分数为15～20%的盐酸或体积分数为15～20%硫酸。
进一步，步骤（5）中，加入的絮凝澄清剂为壳聚糖与明胶的组合物，二者的质量比为壳聚糖:明胶=5～3:2～1，添加量为每kg离心液添加500～650mg的壳聚糖与明胶的组合物。
进一步，步骤（6）中，超滤膜的截留分子量为3～5万道尔顿，操作压力为0.4～0.7MPa；反渗透所用反渗透膜的材料为醋酸纤维素或聚酰胺，截留分子量为50～150道尔顿。
进一步，步骤（7）中，喷雾干燥的进风温度控制为170～190℃，出风温度控制为75～85℃。
本发明所得的越橘提取物产品，经高效液相色谱仪检测，产品中的花色苷含量达52～55%，得率0.80～0.85%，花色苷收率43～48%。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
（1）工艺过程简约，易于操作，适于工业化生产；
（2）工艺使用絮凝澄清结合膜分离工艺代替传统的树脂纯化工艺，可降低花色苷过程损失，同时可缩短生产周期，节约成本；
（3）使用膜浓缩代替机械浓缩，能耗低，生产成本低；
（4）产品纯度高，色泽好，产品质量高。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
本实施例之从越橘中提取花色苷的方法，包括以下步骤：
（1）前处理：取10kg新鲜越橘果，除杂，洗净，破碎，备用；
（2）酶解：向破碎的越橘果中加入40kg的去离子水，升温至45℃，然后加入80g生物酶（其中生物酶是纤维素酶、果胶酶与淀粉酶的组合酶，三者的质量之比为纤维素酶:果胶酶:淀粉酶=2:3:5），保持温度恒定，酶解3h；
（3）提取：用体积分数为70%的乙醇水溶液（其中乙醇水溶液中含质量分数为0.6%的盐酸，盐酸的体积分数为37%）对酶解后的越橘果提取3次，每次提取用乙醇水溶液80kg，提取温度为55℃±1℃，提取时间为2h，过滤，得提取液255kg；
（4）真空浓缩：将步骤（3）所得的提取液进行真空浓缩，真空度为-0.08～-0.04MPa，浓缩温度控制为55℃±1℃，浓缩后，得浓缩液92.5kg，管式离心，离心速率为15000r/min，得离心液；
（5）絮凝澄清：向步骤（4）所得的离心液中加入体积分数为15%的盐酸，调节pH值至4.52，再加入46g絮凝澄清剂（为壳聚糖与明胶的组合物，二者的质量比为壳聚糖:明胶=5:1），在搅拌速率80r/min的条件下搅拌10min，然后静置3小时，过滤，得澄清液；
（6）膜分离纯化：对絮凝澄清液进行超滤，超滤膜的截留分子量为5万道尔顿，超滤压力在0.4～0.7MPa之间，超滤后，经截留分子量为50～150道尔顿的醋酸纤维素反渗透膜浓缩，得纯化液；
（7）喷雾干燥：将纯化液进行喷雾干燥，进风温度控制为185℃，出风温度控制为80℃，得产品84g，花色苷含量为52.31%，花色苷收率46.25%。
实施例2
本实施例之从越橘中提取花色苷的方法，包括以下步骤：
（1）前处理：取100kg新鲜越橘果，除杂，洗净，破碎，备用；
（2）酶解：向破碎的越橘果中加入200kg的去离子水，升温至50℃，加入600g生物酶（其中生物酶是纤维素酶、果胶酶与淀粉酶的组合酶，三者的质量之比为纤维素酶:果胶酶:淀粉酶=2:3:5），保持温度恒定，酶解1.5h；
（3）提取：用体积分数为50%的乙醇水溶液（其中乙醇水溶液中含质量分数为0.2%的盐酸，盐酸的体积分数为37%）对酶解后的越橘果提取2次，每次提取用乙醇水溶液600kg，提取温度为58℃±1℃，提取时间为1.5h，过滤，得提取液1225kg；
（4）回收：将步骤（3）所得的提取液进行真空浓缩，真空度为-0.08～-0.04MPa，浓缩温度控制为55℃±1℃，浓缩后，得浓缩液607.5kg，管式离心，离心速率为12000r/min，得离心液；
（5）絮凝澄清：向步骤（4）所得的离心液中加入体积分数为20%盐酸，调节pH值至4.98，再加入305g絮凝澄清剂（为壳聚糖与明胶的组合物，二者的质量比为壳聚糖:明胶=3:2），在搅拌速率60r/min的条件下搅拌5min，然后静置2h，过滤，得澄清液；
（6）膜分离纯化：对絮凝澄清液进行超滤，超滤膜的截留分子量为3万道尔顿，超滤压力在0.4～0.7MPa之间，超滤后，经截留分子量为50～150道尔顿的聚酰胺反渗透膜浓缩，得纯化液；
（7）喷雾干燥：将纯化液进行喷雾干燥，进风温度控制为185℃，出风温度控制为78℃，得产品806g，花色苷含量为53.17%，花色苷收率44.78%。
实施例3
本实施例之从越橘中提取花色苷的方法，包括以下步骤：
（1）前处理：取500kg新鲜越橘果，除杂，洗净，破碎，备用；
（2）酶解：向破碎的越橘果中加入1600kg的去离子水，升温度至43℃，加入3175g生物酶(其中生物酶是纤维素酶、果胶酶与淀粉酶的组合酶，三者的质量比为纤维素酶:果胶酶:淀粉酶=2:3:5)，保持温度恒定，酶解1.7h；
（3）提取：用体积分数为67%的乙醇水溶液（其中乙醇水溶液中含质量分数为0.4%的盐酸，盐酸的体积分数为37%）对酶解后的越橘果提取2次，每次提取用乙醇水溶液3700kg，提取温度为57℃±1℃，提取时间为1.8h，过滤，得提取液8535kg；
（4）真空浓缩：将步骤（3）所得的提取液进行真空浓缩，真空度为-0.08～-0.04MPa，浓缩温度控制为54℃±1℃，浓缩后，得浓缩液3584kg，管式离心，离心速率为16000r/min，得离心液；
（5）絮凝澄清：向步骤（4）所得的离心液中加入体积分数为17%硫酸，调节pH值至4.37，再加入2.21kg絮凝澄清剂（为壳聚糖与明胶的组合物，二者的质量比为壳聚糖:明胶=2:1），在搅拌速率75r/min的条件下搅拌6min，然后静置2.3h，过滤，得澄清液；
（6）膜分离纯化：对絮凝澄清液进行超滤，超滤膜的截留分子量为4万道尔顿，超滤压力在0.4～0.7MPa之间，超滤后，经截留分子量为50～150道尔顿的聚酰胺反渗透膜浓缩，得纯化液；
（7）喷雾干燥：将纯化液进行喷雾干燥，进风温度控制为183℃，出风温度控制为81℃，得产品4.12kg，花色苷含量为54.46%，花色苷收率44.85%。
实施例4
本实施例之从越橘中提取花色苷的方法，包括以下步骤：
（1）前处理：取500kg新鲜越橘果，除杂，洗净，破碎，备用；
（2）酶解：向破碎的越橘果中加入1150kg的去离子水，升温至47℃，加入3635g生物酶（其中生物酶是纤维素酶、果胶酶与淀粉酶的组合酶，三者的质量比为纤维素酶:果胶酶:淀粉酶=2:3:5），保持温度恒定，酶解2.3h；
（3）提取：用体积分数为58%的乙醇水溶液（其中乙醇水溶液中含质量分数为0.5%的柠檬酸）对酶解后的越橘果提取3次，每次提取用乙醇水溶液3390kg，提取温度为54℃±1℃，提取时间为1.6h，过滤，得提取液10787kg；
（4）真空浓缩：将步骤（3）所得的提取液进行真空浓缩，真空度为-0.08～-0.04MPa，浓缩温度控制为52℃±1℃，浓缩后，得浓缩液5037kg，管式离心，离心速率为14000r/min，得离心液；
（5）絮凝澄清：向步骤（4）所得的离心液中加入体积分数为16%盐酸，调节pH值至3.89，再加入2.83kg絮凝澄清剂（为壳聚糖与明胶的组合物，二者的质量比为壳聚糖:明胶=3:1），在搅拌速率68r/min的条件下搅拌9min，然后静置2.7h，过滤，得澄清液；
（6）膜分离纯化：对絮凝澄清液进行超滤，超滤膜的截留分子量为3万道尔顿，超滤压力在0.4～0.7MPa之间，超滤后，经截留分子量为50～15道尔顿的醋酸纤维素反渗透膜浓缩，得纯化液；
（7）喷雾干燥：将纯化液进行喷雾干燥，进风温度控制为175℃，出风温度控制为76℃，得产品4.24kg，花色苷含量为52.18%，花色苷收率44.76%。
实施例5
本实施例之从越橘中提取花色苷的方法，包括以下步骤：
（1）前处理：取500kg新鲜越橘果，除杂，洗净，破碎，备用；
（2）酶解：向破碎的越橘果中加入1575kg的去离子水，升温至43℃，加入3487g生物酶（其中生物酶是纤维素酶、果胶酶与淀粉酶的组合酶，三者的质量比为纤维素酶:果胶酶:淀粉酶=2:3:5），保持温度恒定，酶解2.7h；
（3）提取：用体积分数为77%的乙醇水溶液（其中乙醇水溶液中含质量分数为0.5%的盐酸，盐酸的体积分数为37%）对酶解后的越橘果提取2次，每次提取用乙醇水溶液3185kg，提取温度为57℃±1℃，提取时间为1.9h，过滤，得提取液7571kg；
（4）回收：将步骤（3）所得的提取液进行真空浓缩，真空度为-0.08～-0.04MPa，浓缩温度控制为56℃±1℃，浓缩后，得浓缩液2993kg，管式离心，离心速率为16000r/min，得离心液；
（5）絮凝澄清：向步骤（4）所得的离心液中加入体积分数为18%的硫酸，调节pH值至4.26，再加入1.94kg絮凝澄清剂（为壳聚糖与明胶的组合物，二者的质量比为壳聚糖:明胶=5:2），在搅拌速率为73r/min的条件下搅拌6min后，静置2.4h，过滤，得澄清液；
（6）膜分离纯化：对絮凝澄清液进行超滤，超滤膜的截留分子量为4万道尔顿，超滤压力在0.4～0.7MPa之间，超滤后，经截留分子量为50～150道尔顿的醋酸纤维素反渗透膜浓缩，得纯化液；
（7）喷雾干燥：将纯化液进行喷雾干燥，进风温度控制为187℃，出风温度控制为83℃，得产品4.18kg，花色苷含量52.77%，花色苷收率47.61%。
Claims (9)
1. 一种从越橘中提取花色苷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）前处理：取新鲜越橘果，除杂，洗净，破碎，备用；
（2）酶解：向破碎的越橘果中加入相当于新鲜越橘果重量2～4倍的去离子水，在40～50℃下添加生物酶，酶解2～3h；
（3）提取：用体积分数为50～80%的乙醇水溶液对酶解后的越橘果提取2～3次，每次提取所用乙醇水溶液的重量相当于新鲜越橘果重量的6～8倍，提取温度为50～60℃，提取时间为1.5～2.0h，过滤，得提取液；
（4）真空浓缩：将步骤（3）所得的提取液在50～60℃下真空浓缩至原重量的1/3～1/2，离心，得离心液；
（5）絮凝澄清：向步骤（4）所得的离心液中加入酸液，调节pH值至3.5～5.0，再加入絮凝澄清剂，在搅拌速率60～80r/min的条件下搅拌5～10min，然后静置2～3h，过滤，得澄清液；
（6）膜分离纯化：使用超滤膜对步骤（5）所得的澄清液进行超滤后，再进行反渗透，得纯化液；
（7）喷雾干燥：将步骤（6）所得的纯化液进行喷雾干燥，即得产品。
2.根据权利要求1或2所述的从越橘中提取花色苷的方法，其特征在于，步骤（2）中，添加的生物酶是纤维素酶、果胶酶与淀粉酶的组合酶，三者的质量比为纤维素酶:果胶酶:淀粉酶=1～3:3:3～5，加入组合酶的量为新鲜越橘果重量的6～8‰。
3.根据权利要求1或2所述的从越橘中提取花色苷的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述乙醇水溶液中含质量分数为0.2～0.6%的酸。
4.根据权利要求1或2所述的从越橘中提取花色苷的方法，其特征在于，步骤（4）中，真空浓缩的真空度为-0.04～-0.08MPa。
5.根据权利要求1或2所述的从越橘中提取花色苷的方法，其特征在于，步骤（4）中，离心的方式为管式离心，离心速率为10000～16000r/min。
6.根据权利要求1或2所述的从越橘中提取花色苷的方法，其特征在于，步骤（5）中，加入的酸液是体积分数为15～20%的盐酸或体积分数为15～20%硫酸。
7.根据权利要求1或2所述的从越橘中提取花色苷的方法，其特征在于，步骤（5）中，加入的絮凝澄清剂为壳聚糖与明胶的组合物，二者的质量比为壳聚糖:明胶=5～3:2～1，添加量为每kg离心液添加500～650mg的壳聚糖与明胶的组合物。
8.根据权利要求1或2所述的从越橘中提取花色苷的方法，其特征在于，步骤（6）中，超滤膜的截留分子量为3～5万道尔顿，操作压力为0.4～0.7MPa；反渗透所用反渗透膜的材料为醋酸纤维素或聚酰胺，截留分子量为50～150 道尔顿。
9.根据权利要求1或2所述的从越橘中提取花色苷的方法，其特征在于，步骤（7）中，喷雾干燥的进风温度控制为170～190℃，出风温度控制为75～85℃。
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