CN104922497A - 一种利用蒸汽爆破技术处理麦麸制备多酚类物质的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用蒸汽爆破技术处理麦麸制备多酚类物质的方法，本发明的主要目的是提供一种从麦麸中制备多酚类物质的方法，本发明的技术方案要点是：包括以下步骤：(1)麦麸的蒸汽爆破处理将麦麸用蒸汽爆破设备处理，得预处理原料；(2) 多酚类物质的提取将步骤(1)所得预处理的原料于103±2 ℃烘干至干物质质量含量达89.5%以上，粉碎过筛40目后，用有机溶剂提取；(3)多酚类物质粗品的制备将步骤(2)所得提取液真空旋转蒸发，真空干燥，得多酚类物质。本发明不使用酸碱并减少废水排放，有利于环境保护，并可降低能耗和生产成本，便于工业化生产。

Description

一种利用蒸汽爆破技术处理麦麸制备多酚类物质的方法

技术领域： 

    本发明涉及一种从麦麸中制备多酚类物质的方法，尤其是涉及一种无酸碱，废水排放少，有利于环境保护的蒸汽爆破法制备多酚类物质的生产工艺。

背景技术： 

酚类化合物是一类具有广泛生物活性的植物次生代谢物，对人体的生理机能有不容忽视的作用。麦麸中的酚类物质主要有酚酸、类黄酮、木酚素。酚酸主要存在于麦麸皮层中，是细胞壁组分之一，具有抗氧化性和抗癌作用，并对环境中的有毒物质，如多环芳香烃、亚硝胺，以及真菌毒素有抗诱变作用。小麦麸皮中主要的功能性抗氧化剂为阿魏酸、香草酸、香豆酸。其中游离阿魏酸的含量为0.5-0.7%，但是大部分酚酸以结合态形式存在，如果将这部分酚酸转化为游离形式并提取出来，可以作为天然抗氧化剂，具有抗氧化、抗血栓、降血脂、抗动脉粥样硬化、抗菌消炎、抗突变防癌等功能特性，广泛应用于化妆品、食品、医药等领域。

蒸汽爆破技术，又称为蒸汽爆碎技术，最早于1928年由美国学者W.H. Mason发明，现在己经发展成为一项重要的工业过程平台技术。汽爆的技术本质为：将渗进植物组织内部被压缩的气体短时间突发性释放完毕。纤维经过蒸汽爆破处理后，其中的纤维素和半纤维素等有不同程度的降解，纤维素和木质素等因结构断裂而分离，从而增大了与水、空气的接触面积，使其更容易实现水解糖化。由于酚酸与纤维素结合，因此，蒸汽爆破处理也有利于酚酸的释放。

目前提取麦麸中主要多酚类物质的方法主要是碱、酶提取法，以及它们的组合。碱、酶方法的基本原理是用强碱、酯酶将麦麸中的酚酸与阿拉伯糖之间的酯键断裂，从而使酚酸游离出来。该法存在着能耗大、成本高、使用强碱、废水处理成本高，对环境不友好等缺点，难以适应现代工业生产的需求。

发明内容： 

本发明的主要目的是提供一种从麦麸中制备多酚类物质的方法，不使用酸碱并减少废水排放，有利于环境保护，并可降低能耗和生产成本，便于工业化生产。

本发明的技术方案是：

一种利用蒸汽爆破技术处理麦麸制备多酚类物质的方法，包括以下步骤：

(1) 麦麸的蒸汽爆破处理

将麦麸用蒸汽爆破设备处理，得预处理原料；

(2) 多酚类物质的提取

将步骤(1)所得预处理的原料于103±2 ℃烘干至干物质质量含量达89.5%以上，粉碎过筛40目后，用有机溶剂提取；

(3) 多酚类物质粗品的制备

将步骤(2)所得提取液真空旋转蒸发，真空干燥，得多酚类物质。

步骤(1)中的蒸汽爆破处理中压力控制在0.5-2.5 MPa，处理时间维持在30-90 s。

步骤(2)中的有机溶剂为乙醇水溶液，所述水溶液中醇的浓度为50%-100% (V/V)；有机溶剂总用量为原料重量的10-50倍；提取温度为40-80 ℃；提取时间为0.5-5 h。

步骤(3)中的旋转蒸发温度为30-60 ℃。

本发明的优点与效果：

(1) 麦麸中富含以阿魏酸为主的多酚类物质，若要采用传统碱、酶提取法制备多酚类物质，需要消耗大量的碱，产生的碱性废液会造成极大的环境污染，使用酶法，成本高，不利于工业化生产。本发明利用蒸汽爆破处理麦麸，有利于麦麸中多酚类物质的释放，并且蒸汽爆破处理还能破坏麦麸结构，有利于后续的多酚类物质的提取。与传统的碱、酶提取工艺相比，本发明得到了与碱、酶提取同样的产物，但避免了传统工艺中碱及废水的污染问题，且成本低，具有工艺简单、节能环保的优点。

(2) 麦麸是制粉工业的副产品，利用率很低，目前仍主要用于饲料。将麦麸作为生产多酚类物质的原料，还可扩大麦麸的利用范围，并且提取和纯化步骤中所用有机溶剂均能有效回收，节约了生产成本，因此本发明具有广阔的市场前景。

附图说明： 

图1为四种标准酚酸的高效液相图谱，图2为未处理麦麸的酚酸图谱，图3为蒸汽爆破处理后麦麸的酚酸图谱。

附图说明：1: 香草酸, 2: 丁香酸, 3: 香豆酸, 4: 阿魏酸。

具体实施方式：

为详细介绍本发明的实施，列举如下实施方式，但本发明的保护范围不受下列实施例的限制。

实施例1

将麦麸装进蒸汽爆破设备中，0.5 MPa压力下维持90s，然后瞬间爆破得到爆破状态的麦麸，将其干燥至干物质质量含量达89.5%，并粉碎过筛40目，得处理后的原料。 称取上述原料10 g放入冷凝回流装置中，加入500 mL 80 %乙醇溶液，在60 ℃水浴中提取3 h，然后抽滤，得多酚类物质提取液。将该提取液在30 ℃下真空旋转蒸发去除乙醇，真空干燥得粗提物2.47 g。

实施例2

将麦麸装进蒸汽爆破设备中，1.5 MPa压力下维持30 s，然后瞬间爆破得到爆破状态的麦麸，将其干燥至干物质质量含量达89.5%，并粉碎过筛40目，得处理后的原料。 称取上述原料10 g放入冷凝回流装置中，加入350 mL 100 %乙醇溶液，在50 ℃水浴中提取5 h，然后抽滤，得多酚类物质提取液。将该提取液在50 ℃下真空旋转蒸发去除乙醇，真空干燥得粗提物2.61 g。

实施例3

将麦麸装进蒸汽爆破设备中，2.5 MPa压力下维持45s，然后瞬间爆破得到爆破状态的麦麸，将其干燥至干物质质量含量达90.5%，并粉碎过筛40目，得处理后的原料。 称取上述原料10 g放入冷凝回流装置中，加入400 mL 75 %乙醇溶液，在70 ℃水浴中提取2 h，然后抽滤，得多酚类物质提取液。将该提取液在50 ℃下真空旋转蒸发去除乙醇，真空干燥得粗提物2.66 g。

实施例4

将麦麸装进蒸汽爆破设备中，0.5 MPa压力下维持60s，然后瞬间爆破得到爆破状态的麦麸，将其干燥至干物质质量含量达92.5%，并粉碎过筛40目，得处理后的原料。 称取上述原料10 g放入冷凝回流装置中，加入100 mL 50%乙醇溶液，在80 ℃水浴中提取0.5 h，然后抽滤，得多酚类物质提取液。将该提取液在60 ℃下真空旋转蒸发去除乙醇，真空干燥得粗提物2.31 g。

上述的实施例结合图2和图3可知蒸汽爆破处理后麦麸中酚酸含量，尤其是阿魏酸的含量，较未处理前有显著的增加，说明蒸汽爆破处理有利于麦麸中多酚类物质的释放。

本发明的化学方程式为：

Claims (4)

1.一种利用蒸汽爆破技术处理麦麸制备多酚类物质的方法，包括以下步骤：

(1) 麦麸的蒸汽爆破处理

将麦麸用蒸汽爆破设备处理，得预处理原料；

(2) 多酚类物质的提取

将步骤(1)所得预处理的原料于103±2 ℃烘干至干物质质量含量达89.5%以上，粉碎过筛40目后，用有机溶剂提取；

(3) 多酚类物质粗品的制备

将步骤(2)所得提取液真空旋转蒸发，真空干燥，得多酚类物质。

2. 权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)中的蒸汽爆破处理中压力控制在0.5-2.5 MPa，处理时间维持在30-90 s。

3. 权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(2)中的有机溶剂为乙醇水溶液，所述水溶液中醇的浓度为50%-100% (V/V)；有机溶剂总用量为原料重量的10-50倍；提取温度为40-80 ℃；提取时间为0.5-5 h。

4. 权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(3)中的旋转蒸发温度为30-60 ℃。