CN104961783B - 一种有效提取花青素和花色苷的方法 - Google Patents
一种有效提取花青素和花色苷的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种有效提取花青素和花色苷的方法，该方法包括如下步骤：(1)将新鲜的提取花青素和花色苷的原料，在快速搅拌下用70～90％的乙醇溶液浸提2～3次，合并过滤得到的提取液，将提取液减压浓缩至无醇，得到浓缩液；(2)离心步骤(1)得到的浓缩液，保留上清液，将上清液用CAD‑40大孔吸附树脂进行精制，先用纯化水清洗，再用65～75％的乙醇洗脱，收集洗脱液；(3)将步骤(2)得到的洗脱液减压浓缩至无醇，得到浓缩液，再将浓缩液喷雾干燥得到含花青素和花色苷的提取物。本发明的一种有效提取花青素和花色苷的方法，具有能够连续化生产，生产设备简单，生产周期短，成本低的优点，并且能大大提高提取物中的有效成分的纯度。
Description
技术领域
本发明涉及一种有效提取花青素和花色苷的方法。
背景技术
花青素(Anthocyanidin)，又称花色素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，属类黄酮化合物。也是植物花瓣中的主要呈色物质，水果、蔬菜、花卉等五彩缤纷的颜色大部分与之有关。花青素是纯天然的抗衰老的营养补充剂，研究证明是当今人类发现最有效的抗氧化剂，它的抗氧化性能比维生素E高出五十倍，比维生素C高出二十倍。它对人体的生物有效性是100％，服用后二十分钟就能在血液中检测到。
花色苷是花色素与糖以糖苷键结合而成的一类化合物，广泛存在于植物的花、果实、茎、叶和根器官的细胞液中，使其呈现由红、紫红到兰等不同颜色。花色苷是类黄酮——以黄酮核为基础的一类物质中能呈现红色的一族化合物。它由于其独特的功能性，而被应用于清除体内自由基、增殖叶黄素、抗肿瘤、抗癌、抗炎、抑制脂质过氧化和血小板凝集、预防糖尿病、减肥、保护视力等。花色苷作为一种天然色素，安全、无毒，且对人体具有许多保健功能，已被应用于食品、保健品、化妆品、医药等行业。
专利申请文件CN103665922A该发明公开了一种花青素≥25％的蓝莓提取物的生产工艺，涉及生物工程和新医药技术领域。工艺流程步骤是：高压电场提取；过滤；反渗透膜浓缩；AB-8树脂吸附，洗脱；再次反渗透浓缩；喷雾干燥，制成成品。
目前国内众多的植提厂家，生产的都是低含量的越橘提取物，糖分含量高，易吸潮、易结块，出口到国外，附加值很低。作为药物，纯度一般要求较高，简单的提取纯化工艺很难使花色苷含量达到国际通用标准(紫外测定花青素≥25.0％，液相测定花色苷≥36.0％)，这是制约我国越橘提取物产业的瓶颈，这种局面亟待改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有效提取花青素和花色苷的方法，使新的提取方法能够连续化生产，生产设备简单，生产周期短，原料来源广，成本低，并且能大大提高提取物中的有效成分的纯度。
为解决上述技术问题，本发明的一种有效提取花青素和花色苷的方法，该方法包括如下步骤：
(1)将新鲜的提取花青素和花色苷的原料，在快速搅拌下用70～90％的乙醇溶液浸提，提取2～3次，合并过滤得到的提取液，将提取液减压浓缩至无醇，得到浓缩液；
(2)离心步骤(1)得到的浓缩液，保留上清液，将上清液用CAD-40大孔吸附树脂进行精制，先用纯化水清洗，再用65～75％的乙醇洗脱，收集洗脱液；
(3)将步骤(2)得到的洗脱液减压浓缩至无醇，得到浓缩液，再将浓缩液喷雾干燥得到含花青素和花色苷的提取物。
用70～90％的乙醇溶液提取花青素和花色苷的原料，可以很好的提取出原料中的花青素和花色苷，提取2～3次可以实现花青素和花色苷较完全的回收。通过在乙醇溶液中的快速搅拌，可以将原料完全的破碎，避免了原料的单独破碎造成的有效成分损失，有效提高了花青素和花色苷的收率。将提取液减压浓缩至无醇，可以回收乙醇，降低成本，降低原料液的处理量。离心得到的浓缩液，可以有效除去浓缩液中的杂质，使滤液变澄清，同时较好的回收上清液。采用CAD-40大孔吸附树脂动态吸附技术，能取得花青素和花色苷的较高的单位吸附量和较好的解吸率。用65～75％的乙醇洗脱，可以较好的回收花青素和花色苷。将洗脱液进行减压浓缩至无醇，可以有效回收乙醇，简化提取过程，减少废液的产生。浓缩液喷雾干燥得到含花青素和花色苷的提取物，可以简化产品的制取步骤，适用于工业化生产。
作为优选，所述步骤(1)中提取花青素和花色苷的原料为越橘、黑加仑、蓝莓、桑葚、黑米。用越橘、黑加仑、蓝莓、桑葚、黑米为原料提取花青素和花色苷，使原料来源广泛。
作为优选，所述步骤(1)中越橘、黑加仑、蓝莓、桑葚鲜果从冷库到投料应该控制在30min内完成。将越橘、黑加仑、蓝莓、桑葚鲜果从冷库到投料应该控制在30min内完成，可以保证原料新鲜不变质，不影响提取物的质量，而且可以防止花青素和花色苷降解含量下降。
作为优选，所述步骤(1)中浸提用乙醇溶液的用量为原料的2～4倍，每次浸提时间为1～2小时，浸提温度为0～40℃，搅拌速度为1600～3000rmp。浸提用乙醇溶液的用量为原料的2～4倍，每次浸提时间为1～2小时，浸提温度为0～40℃，搅拌速度为1600～3000rmp，可以实现花青素和花色苷的提取又有效又快速。
作为优选，所述步骤(1)中第一次浸提采用90％的乙醇溶液，提取时间为2小时，第二次、第三次浸提采用70％的乙醇溶液，提取时间为1小时。
作为优选，所述步骤(1)中减压浓缩温度为40～50℃，真空度为0.08～0.095MPa。
作为优选，所述步骤(2)中离心采用碟片式分离机进行碟式离心，离心间隔时间为6～12min，排渣时间6～10S。离心采用碟片式分离机进行碟式离心，离心间隔时间为6～12min，排渣时间6～10S，可以使离心连续化进行，实现工业化生产。
作为优选，所述步骤(2)中上清液用大孔吸附树脂柱精制的流速为0.5～2BV/h，纯化水用量为2～3BV，纯化水清洗流速控制为1～1.5BV/h，洗脱用的乙醇溶液用量为8～12BV，洗脱流速控制为0.4～1.2BV/h。
作为优选，所述步骤(2)中洗脱用的乙醇溶液为70％的乙醇，洗脱用的乙醇溶液的流速控制为1BV/h。洗脱用的乙醇溶液为70％的乙醇，洗脱用的乙醇溶液的流速控制为1BV/h，可以使花青素和花色苷得到最好的解吸，提供回收率。
作为优选，所述步骤(3)中减压浓缩温度为40～50℃，真空度为0.08～0.095MPa，喷雾干燥的条件为：雾化器变频调至20Hz，进风温度为180℃，出风温度为90℃，喷雾塔运行2小时后将排风机变频调至32Hz,雾化器变频调至36Hz，运行30分钟。
本发明一种有效提取花青素和花色苷的方法的有效效果是：工艺简单，可操作性强；生产设备要求低，能耗少，原料来源广泛，生产成本低廉，适用于工业化生产，并且能提高提取物中的有效成分的纯度。提取物的花青素含量达到30％以上，花色苷含量达到60％以上。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的实施方案作详细的说明。应当理解，本发明的实施并不局限于下面的实施例，对本发明所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本发明的保护范围。
实施例1
从冷库取出越橘鲜果原料25千克，在30分钟内投料到提取罐中，温度控制在0℃加入75千克90％的乙醇溶液进行提取，以3000rpm的速度搅拌，第一次提取2h，过滤收集提取液，第二次和第三次各加入50千克70％的乙醇溶液进行提取1h，过滤收集提取液，合并三次提取液。将合并后的提取液进行减压浓缩至无醇味，减压浓缩温度为50℃，真空度为0.08MPa，回收乙醇得到浓缩液。浓缩液采用碟片式分离机进行碟式离心，离心分离间隔时间为6分钟，弃去残渣，排渣时间为6秒，保留上清液。将上清液以0.5BV/h的流速用弱极性CAD-40大孔吸附树脂进行精制，先用2BV的纯化水清洗树脂柱，纯化水清洗流速控制为1BV/h，再用8BV的70％的乙醇洗脱，洗脱流速控制为1BV/h，收集洗脱液。将洗脱液减压浓缩至无醇，减压浓缩温度为50℃，真空度为0.09MPa，回收乙醇得到浓缩液。将浓缩液喷雾干燥得到含花青素和花色苷的提取物，喷雾干燥条件为：雾化器变频调至20Hz，进风温度为180℃，出风温度为90℃，喷雾塔运行2小时后将排风机变频调至32Hz,雾化器变频调至36Hz，运行30分钟。经高效液相色谱分析，测定其花青素含量为36.9％，花色苷含量为61.5％。
实施例2
从冷库取出黑加仑鲜果原料25千克，在30分钟内投料到提取罐中，温度控制在10℃加入100千克70％的乙醇溶液进行提取，以1600rpm的速度搅拌，第一次提取1h，过滤收集提取液，第二次和第三次各加入50千克70％的乙醇溶液进行提取2h，过滤收集提取液，合并三次提取液。将合并后的提取液进行减压浓缩至无醇味，减压浓缩温度为45℃，真空度为0.085MPa，回收乙醇得到浓缩液。浓缩液采用碟片式分离机进行碟式离心，分离间隔时间为8分钟，弃去残渣，排渣时间为7秒，保留上清液。将上清液以1BV/h的流速用弱极性CAD-40大孔吸附树脂进行精制，先用3BV的纯化水清洗树脂柱，纯化水清洗流速控制为1.5BV/h，再用9BV的65％的乙醇洗脱，洗脱流速控制为0.4BV/h，收集洗脱液。将洗脱液减压浓缩至无醇，减压浓缩温度为45℃，真空度为0.08MPa，回收乙醇得到浓缩液。将浓缩液喷雾干燥得到含花青素和花色苷的提取物，喷雾干燥条件为：雾化器变频调至20Hz，进风温度为180℃，出风温度为90℃，喷雾塔运行2小时后将排风机变频调至32Hz,雾化器变频调至36Hz，运行30分钟。经高效液相色谱分析，测定其花青素含量为36.8％，花色苷含量为61.3％。
实施例3
从冷库取出蓝莓鲜果原料25千克，在30分钟内投料到提取罐中，温度控制在20℃加入50千克80％的乙醇溶液进行提取，以2300rpm的速度搅拌，第一次提取2h，过滤收集提取液，第二次和第三次各加入100千克90％的乙醇溶液进行提取2h，过滤收集提取液，合并三次提取液。将合并后的提取液进行减压浓缩至无醇味，减压浓缩温度为40℃，真空度为0.09MPa，回收乙醇得到浓缩液。浓缩液采用碟片式分离机进行碟式离心，分离间隔时间为10分钟，弃去残渣，排渣时间为10秒，保留上清液。将上清液以2BV/h的流速用弱极性CAD-40大孔吸附树脂进行精制，先用2BV的纯化水清洗树脂柱，纯化水清洗流速控制为1BV/h，再用12BV的75％的乙醇洗脱，洗脱流速控制为1.2BV/h，收集洗脱液。将洗脱液减压浓缩至无醇，减压浓缩温度为40℃，真空度为0.095MPa，回收乙醇得到浓缩液。将浓缩液喷雾干燥得到含花青素和花色苷的提取物，喷雾干燥条件为：雾化器变频调至20Hz，进风温度为180℃，出风温度为90℃，喷雾塔运行2小时后将排风机变频调至32Hz,雾化器变频调至36Hz，运行30分钟。经高效液相色谱分析，测定其花青素含量为36.9％，花色苷含量为61.2％。
实施例4
从冷库取出桑葚鲜果原料25千克，在30分钟内投料到提取罐中，温度控制在30℃加入75千克90％的乙醇溶液进行提取，以2000rpm以上的速度搅拌，第一次提取2h，过滤收集提取液，第二次和第三次各加入50千克80％的乙醇溶液进行提取1h，过滤收集提取液，合并三次提取液。将合并后的提取液进行减压浓缩至无醇味，减压浓缩温度为50℃，真空度为0.095MPa，回收乙醇得到浓缩液。浓缩液采用碟片式分离机进行碟式离心，分离间隔时间为12分钟，弃去残渣，排渣时间为8秒，保留上清液。将上清液以1.5BV/h的流速用弱极性CAD-40大孔吸附树脂进行精制，先用3BV的纯化水清洗树脂柱，纯化水清洗流速控制为1.5BV/h，再用10BV的70％的乙醇洗脱，洗脱流速控制为0.8BV/h，收集洗脱液。将洗脱液减压浓缩至无醇，减压浓缩温度为50℃，真空度为0.08MPa，回收乙醇得到浓缩液。将浓缩液喷雾干燥得到含花青素和花色苷的提取物，喷雾干燥条件为：雾化器变频调至20Hz，进风温度为180℃，出风温度为90℃，喷雾塔运行2小时后将排风机变频调至32Hz,雾化器变频调至36Hz，运行30分钟。经高效液相色谱分析，测定其花青素含量为37.1％，花色苷含量为60.8％。
实施例5
从仓库中取出黑米原料25千克，投料到提取罐中，温度控制在40℃加入75千克90％的乙醇溶液进行提取，以2600rpm的速度搅拌，第一次提取2h，过滤收集提取液，第二次和第三次各加入50千克70％的乙醇溶液进行提取1h，过滤收集提取液，合并三次提取液。将合并后的提取液进行减压浓缩至无醇味，减压浓缩温度为45℃，真空度为0.085MPa，回收乙醇得到浓缩液。浓缩液采用碟片式分离机进行碟式离心，分离间隔时间为9分钟，弃去残渣，排渣时间为9秒，保留上清液。将上清液以1BV/h的流速用弱极性CAD-40大孔吸附树脂进行精制，先用2BV的纯化水清洗树脂柱，纯化水清洗流速控制为1BV/h，再用8BV的70％的乙醇洗脱，洗脱流速控制为0.6BV/h，收集洗脱液。将洗脱液减压浓缩至无醇，减压浓缩温度为50℃，真空度为0.09MPa，回收乙醇得到浓缩液。将浓缩液喷雾干燥得到含花青素和花色苷的提取物，喷雾干燥条件为：雾化器变频调至20Hz，进风温度为180℃，出风温度为90℃，喷雾塔运行2小时后将排风机变频调至32Hz,雾化器变频调至36Hz，运行30分钟。经高效液相色谱分析，测定其花青素含量为37.2％，花色苷含量为60.7％。
Claims (2)
1.一种有效提取花青素和花色苷的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
(1)将新鲜的提取花青素和花色苷的原料，在快速搅拌下用乙醇溶液浸提3次，合并过滤得到的提取液，将提取液减压浓缩至无醇，得到浓缩液；
(2)离心步骤(1)得到的浓缩液，保留上清液，将上清液用CAD-40大孔吸附树脂进行精制，先用纯化水清洗，再用65～75％的乙醇洗脱，收集洗脱液；
(3)将步骤(2)得到的洗脱液减压浓缩至无醇，得到浓缩液，再将浓缩液喷雾干燥得到含花青素和花色苷的提取物；
所述步骤(1)中提取花青素和花色苷的原料为越橘、黑加仑、蓝莓、桑葚、黑米；
所述步骤(1)中越橘、黑加仑、蓝莓、桑葚鲜果从冷库到投料应该控制在30min内完成；
所述步骤(1)中浸提用乙醇溶液的用量为原料的2～4倍，浸提温度为0～40℃，搅拌速度为1600～3000rmp；
所述步骤(1)中第一次浸提采用90％的乙醇溶液，提取时间为2小时，第二次、第三次浸提采用70％的乙醇溶液，提取时间为1小时；
所述步骤(1)中减压浓缩温度为40～50℃，真空度为0.08～0.095MPa；
所述步骤(2)中离心采用碟片式分离机进行碟式离心，离心间隔时间为6～12min，排渣时间6～10S；
所述步骤(2)中纯化水用量为2～3BV，纯化水清洗流速控制为1～1.5BV/h，洗脱用的乙醇溶液用量为8～12BV，洗脱流速控制为0.4～1.2BV/h；
所述步骤(3)中减压浓缩温度为40～50℃，真空度为0.08～0.095MPa，喷雾干燥的条件为：雾化器变频调至20Hz，进风温度为180℃，出风温度为90℃，喷雾塔运行2小时后将排风机变频调至32Hz,雾化器变频调至36Hz，运行30分钟。
2.根据权利要求1所述的有效提取花青素和花色苷的方法，其特征在于，所述步骤(2)中洗脱用的乙醇溶液为70％的乙醇，洗脱用的乙醇溶液的流速控制为1BV/h。
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