CN105001284A - 一种紫小麦麦麸花色苷提取方法 - Google Patents
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Abstract
一种紫小麦麦麸花色苷提取方法，目的是有效减少提取过程中花色苷的降解率；本发明先将紫小麦麦麸粉碎至200目；加入至CTAB提取液中使花色苷充分溶解，浸提后再离心除去沉淀和膜状漂浮物后获得粗提液；用HCL溶液调至pH=4.2，10000g离心15分钟弃沉淀；用NaOH调至pH=8.0，10000g离心15分钟后弃沉淀；采用旋转蒸发器浓缩至25%；加入乙醇，12000g离心10分钟弃沉淀；使用大孔吸附树脂吸附色素，用60%的乙醇溶液解吸树脂中吸附的色素，再用耐乙醇的有机钠滤膜对洗脱液浓缩至原体积的10%；采用旋转蒸发器进行再浓缩至25%；用12000g离心10分钟弃沉淀，去除杂质和不溶络合物；喷雾干燥得到粉末状色素；所述CTAB浸提液组份为：十六烷基三甲基溴化铵23g/L，乙二胺四乙酸二钠3g/L，蔗糖5g/L，柠檬酸6g/L；加水定容。
Description
技术领域
本发明涉及一种普通紫小麦花色苷的提取方法，特别涉及一种高纯度紫小麦麦麸花色苷的提取方法。
背景技术
目前食品和饮料等行业多使用合成色素，易对人体健康产生不良影响。人们不断追求健康、自然和高品质的生活质量，自然色素必将取代合成色素。自然色素以植物花青素为主，但花青素化学性质不稳定，常与阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖，木糖等单糖以及各种二糖和三糖结合形成花色苷。花色苷作为一种天然色素，安全、无毒，对人体具有多种保健功能，常用于清除人体内的自由基、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等方面(Pascual-Teresa1 S D, Sanchez-Ballesta M T. Anthocyanins: from plant to health. Phytochemistry Reviews, 2008, 7: 281-299; Kirakosyan A, Seymour E M, Urcuyo Llanes D E, Kaufman P B, Bolling S F. Chemical profile and antioxidant capacities of tart cherry products. Food Chemistry, 2009, 115(1): 20-25)。
目前已有从新鲜蓝莓、桑堪、葡萄皮、黑加仑、紫薯等植物中提取花色苷的报道，提取出的花色苷具有含量高和性能稳定的特点(中国专利申请CN10109550, CN102807546, 102659870)。但这些方法多采用新鲜植物为材料，受季节性影响大。因此，寻找开发新的植物花色苷来源以及高纯度的提取方法一直备受重视。紫粒小麦因种皮富含天然花色苷类化合物而呈现紫色。已有文献在实验室水平对蓝、紫粒小麦籽粒花色苷组成成分进行了分析，揭示蓝、紫粒小麦籽粒花色苷由多种成分组成，含有的抗氧化物质活性较高(赵善仓, 刘宾, 赵领军等, 蓝、紫粒小麦籽粒花色苷组成分析, 中国农业科学, 2010, 43(19): 4072-4080; 蒋彦婕, 吴纪中, 张巧凤, 蔡士宾, 紫小麦麸皮花色苷提取工艺及其结构, 江苏农业学报, 2012(5): 1146-1152)，以上方法目前尚无法应用于大规模生产。此外，花色苷为糖配体、分子量较大，导致上述方法的提取物中含有大量的多糖、蛋白和淀粉，纯度不高，极大地限制了花色苷的应用领域。紫小麦面粉营养丰富，富含多种维生素、食物纤维、矿物质元素和稀有微量元素，氨基酸、钙和磷的含量远远超过常规小麦面粉。近年来，我国紫小麦的种植面积不断扩大，相关食品开发也逐步深入，麦麸产量大，其综合利用价值低，大部分作为动物饲料，原料廉价消耗。为此，研究紫小麦种皮高纯度花色苷的分离技术不仅有利于揭示其活性功能的物质基础和作用机制，而且能够深入开发紫小麦色素的应用领域和价值。
发明内容
本发明的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种简便高效、可有效减少提取过程中花色苷的降解率、提高花色苷得率的紫小麦麦麸花色苷提取方法。
本发明采用磨面产生的麦麸为原料进行分离和提取，步骤如下：
一种紫小麦麦麸花色苷提取方法，以紫小麦麦麸为原料，其特征是：
（1）粉碎：将磨面产生的紫小麦麦麸放入麦麸粉碎机中粉碎至200目；
（2）浸提：将粉碎后的麦麸粉按照质量/体积比为1/5加入至CTAB提取液中，温度保持在50-55℃，每隔30分钟充分搅拌1次，使花色苷充分溶解，浸提1小时，其中麦麸粉的质量与CTAB提取液的体积单位比为克比毫升或千克比升；
所述CTAB浸提液组份为：十六烷基三甲基溴化铵23g/L，乙二胺四乙酸二钠3g/L，蔗糖5g/L，柠檬酸6g/L；加水定容；
（3）离心获得粗提液：将上述浸提液用高速离心机12000g离心10分钟，除去沉淀和膜状漂浮物后获得粗提液；将滤渣按上述步骤进行再浸提、离心，共浸提、离心二次，然后把三次的滤液混合；
（4）pH沉淀法脱蛋白：用HCL溶液将以上离心所得混合滤液调至pH=4.2，10000g离心15分钟，弃沉淀；所得滤液再用10%的NaOH溶液调至pH=8.0，10000g离心15分钟后弃沉淀；
（5）蒸发浓缩：采用旋转蒸发器将以上滤液浓缩至25%；
（6）有机溶剂沉淀法去除多糖：在上述浓缩后的滤液中加入2倍体积99%的乙醇，12000g离心10分钟，弃沉淀；
（7）吸附：使用大孔吸附树脂吸附色素，待大孔吸附树脂饱和形成均匀色带后，采用20%-30%(v/v)的乙醇溶液洗脱大孔吸附树脂，去除杂质；
（8）用60%的乙醇溶液解吸树脂中吸附的色素，至大孔吸附树脂无色为止，收集洗脱液；
（9）钠滤膜浓缩：将上述步骤所得洗脱液倒入容器中，启动真空泵抽滤，再用耐乙醇的有机钠滤膜对洗脱液进行浓缩，浓缩至原体积的10%；
（10）蒸发浓缩：采用旋转蒸发器进行再浓缩，设置真空度为0.6MPa，浓缩至25%；
（11）离心去杂：对上述浓缩液高速离心，12000g离心10分钟弃沉淀，去除杂质和不溶络合物；
（12）喷雾干燥：设定干燥器进风温度为140℃，出风温度为60℃，采用电加热补偿辅助干燥，得到粉末状色素。
所述紫小麦采用宁春46号或农大3753。所述的大孔吸附树脂采用AB-8大孔吸附树脂。麦麸粉碎机的型号为WFJ-15。旋转蒸发器采用上海亚荣旋转蒸发器RE-52A。
本发明采用磨面的副产品麦麸为原料进行高纯度花色苷的提取，适合大批量生产，具有节约资源、生产成本低的特点。麦麸粉碎后，花色苷提取效率高；溶剂法提取的浸提时间明显缩短，较为高效、简便。采用pH沉淀法脱蛋白，可有效去除蛋白。有机溶剂沉淀法可有效去除粗提液中的多糖和淀粉等杂质，有助于得到纯度较高的天然花色苷。提取液中加入金属离子螯合剂且提取过程条件温和，可有效减少提取过程中花色苷的降解率，提高花色苷得率。
附图说明
图1为紫小麦种皮花色苷紫外光谱扫描曲线。
具体实施方式
以下的实施例便于更好地理解本发明，但并不限于本发明。下述实施例中的实验方法如无特殊说明均为常规方法。下述实施例中所用的试验材料，如无特殊说明，均可购买于常规生化试剂商店。实施例中的小麦品种为紫小麦宁春46号和农大3753。
本发明具体步骤是：
（1）粉碎：将磨面产生的紫小麦麦麸放入型号为WFJ-15麦麸粉碎机中粉碎至200目；
（2）浸提：将粉碎后的麦麸粉按照质量/体积比为1/5加入至CTAB提取液中，温度保持在50-55℃，每隔30分钟充分搅拌1次，使花色苷充分溶解，浸提1小时，其中麦麸粉的质量与CTAB提取液的体积单位比为克比毫升或千克比升；
所述CTAB浸提液组份为：十六烷基三甲基溴化铵23g/L，乙二胺四乙酸二钠3g/L，蔗糖5g/L，柠檬酸6g/L；加水定容；
（3）离心获得粗提液：将上述浸提液用高速离心机12000g离心10分钟，除去沉淀和膜状漂浮物后获得粗提液；将滤渣按上述步骤进行再浸提、离心，共浸提、离心二次，然后把三次的滤液混合；
（4）pH沉淀法脱蛋白：用HCL溶液将以上离心所得混合滤液调至pH=4.2，10000g离心15分钟，弃沉淀；所得滤液再用10%的NaOH溶液调至pH=8.0，10000g离心15分钟后弃沉淀；
（5）蒸发浓缩：采用上海亚荣旋转蒸发器RE-52A将以上滤液浓缩至25%；
（6）有机溶剂沉淀法去除多糖：在上述浓缩后的滤液中加入2倍体积99%的乙醇，12000g离心10分钟，弃沉淀；
（7）吸附：使用AB-8大孔吸附树脂吸附色素，待大孔吸附树脂饱和形成均匀色带后，采用20%-30%(v/v)的乙醇溶液洗脱大孔吸附树脂，去除杂质；
（8）用60%的乙醇溶液解吸树脂中吸附的色素，至大孔吸附树脂无色为止，收集洗脱液；
（9）钠滤膜浓缩：将上述步骤所得洗脱液倒入容器中，启动真空泵抽滤，再用耐乙醇的有机钠滤膜对洗脱液进行浓缩，浓缩至原体积的10%；
（10）蒸发浓缩：采用旋转蒸发器进行再浓缩，设置真空度为0.6MPa，浓缩至25%；
（11）离心去杂：对上述浓缩液高速离心，12000g离心10分钟弃沉淀，去除杂质和不溶络合物；
（12）喷雾干燥：设定干燥器进风温度为140℃，出风温度为60℃，电加热补偿辅助干燥后得到花色苷成品1.4g，色价为170；取少量样品溶解于30%乙醇溶液中进行紫外-可见光谱扫描，从图1中可以看出只在520-540 nm处有较强的花色苷吸收峰出现，310-355 nm花青素峰位没有出现，表明本方法提取的花色苷纯度较高。
表1. 一种紫小麦种皮花色苷提取物性质检测
| 项 目 | 标 准 | 测定值 | 结 论 | 备 注 |
| 色 价 | ≥30 | 170 | 合 格 | |
| 重金属 | ≤40 μg/g | ＜29 μg/g | 合 格 | 以Pb计 |
| 铅 | ≤8.0 μg/g | 未检出 | 合 格 | |
| 砷 | ≤4.0μg/g | 未检出 | 合 格 | 以AS2O3 |
| 干燥失重 | ≤10% | 4.6% | 合 格 | |
| 灰分 | ≤6% | 2.4% | 合 格 |
DMPD + 法测定花色苷抗氧化活性：酸性条件下DMPD(4-氨基-N，N-二甲基苯胺盐酸盐)可被H2O2氧化生成稳定有颜色的DMPD+，加入抗氧化剂后，抗氧化剂能转移1个氢原子给DMPD+，导致溶液迅速脱色；DMPD+在490nm处有吸收峰，脱色程度越强，说明抗氧化剂的抗氧化能力越强，此法可有效监测花色苷抗氧化活性。具体步骤为：将0.1DMPD溶液和0.1mol/L，pH5.25的醋酸盐缓冲液各10mL混匀，加入0.05mol/L的H2O2溶液5mL启动反应，产生DMPD+自由基溶液。取1mL DMPD+溶液，分别加入不同浓度的花色苷和水溶性维生素E，25℃下反应10分钟，测490nm处吸光值。
DMPD+ 清除率= 1－A490－1 /A490－2 ×100%
其中A490-2为DMPD+ 初始浓度的吸光值；A490-1为存在抗氧化剂时剩余DMPD+浓度的吸光值，每个实验重复3次取平均值。
花色苷与水溶性维生素E相比能有效清除DMPD+，浓度为2%的时候，其清除率为18%。随着浓度升高，花色苷对DMPD+的清除作用逐渐增强，当浓度达到60%时，清除率几乎达到100%，而水溶性维生素E对DMPD+清除作用相对较弱。
表2. 紫小麦种皮花色苷提取物抗氧化活性检测
| 浓度(m/v) | 花色苷清除率(%) | 维生素E清除率(%) |
| 2 | 18 | 20 |
| 8 | 74 | 64 |
| 25 | 91 | 86 |
| 40 | 100 | 92 |
Claims (5)
1.一种紫小麦麦麸花色苷提取方法，以紫小麦麦麸为原料，其特征是：
（1）粉碎：将磨面产生的紫小麦麦麸放入麦麸粉碎机中粉碎至200目；
（2）浸提：将粉碎后的麦麸粉按照质量/体积比为1/5加入至CTAB提取液中，温度保持在50-55℃，每隔30分钟充分搅拌1次，使花色苷充分溶解，浸提1小时，其中麦麸粉的质量与CTAB提取液的体积单位比为克比毫升或千克比升；
所述CTAB浸提液组份为：十六烷基三甲基溴化铵23g/L，乙二胺四乙酸二钠3g/L，蔗糖5g/L，柠檬酸6g/L；加水定容；
（3）离心获得粗提液：将上述浸提液用高速离心机12000g离心10分钟，除去沉淀和膜状漂浮物后获得粗提液；将滤渣按上述步骤进行再浸提、离心，共浸提、离心二次，然后把三次的滤液混合；
（4）pH沉淀法脱蛋白：用HCL溶液将以上离心所得混合滤液调至pH=4.2，10000g离心15分钟，弃沉淀；所得滤液再用10%的NaOH溶液调至pH=8.0，10000g离心15分钟后弃沉淀；
（5）蒸发浓缩：采用旋转蒸发器将以上滤液浓缩至25%；
（6）有机溶剂沉淀法去除多糖：在上述浓缩后的滤液中加入2倍体积99%的乙醇，12000g离心10分钟，弃沉淀；
（7）吸附：使用大孔吸附树脂吸附色素，待大孔吸附树脂饱和形成均匀色带后，采用20%-30%(v/v)的乙醇溶液洗脱大孔吸附树脂，去除杂质；
（8）用60%的乙醇溶液解吸树脂中吸附的色素，至大孔吸附树脂无色为止，收集洗脱液；
（9）钠滤膜浓缩：将上述步骤所得洗脱液倒入容器中，启动真空泵抽滤，再用耐乙醇的有机钠滤膜对洗脱液进行浓缩，浓缩至原体积的10%；
（10）蒸发浓缩：采用旋转蒸发器进行再浓缩，设置真空度为0.6MPa，浓缩至25%；
（11）离心去杂：对上述浓缩液高速离心，12000g离心10分钟弃沉淀，去除杂质和不溶络合物；
（12）喷雾干燥：设定干燥器进风温度为140℃，出风温度为60℃，采用电加热补偿辅助干燥，得到粉末状色素。
2.如权利要求1所述的紫小麦麦麸花色苷提取方法，其特征是所述紫小麦采用宁春46号或农大3753。
3.如权利要求1或2所述的紫小麦麦麸花色苷提取方法，其特征是所述的大孔吸附树脂采用AB-8大孔吸附树脂。
4.如权利要求1或2所述的紫小麦麦麸花色苷提取方法，其特征是麦麸粉碎机的型号为WFJ-15。
5.如权利要求1或2所述的紫小麦麦麸花色苷提取方法，其特征是旋转蒸发器采用上海亚荣旋转蒸发器RE-52A。
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