CN105037378A - 一种铁叶绿素的提取制备方法及制备得到的铁叶绿素 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种铁叶绿素的提取制备方法及制备得到的铁叶绿素，包括以下步骤：(1)选取生长旺盛期的盐地碱蓬，取嫩茎以及叶片，清洗、脱水。(2)将脱水后的盐地碱蓬茎叶磨碎成浆状，向浆状物料中加入低温纤维素酶搅拌均匀，酶解8～20小时。(3)加入提取溶剂，在振动装置中震动提取0.5～1小时，共提取两次，固液分离，得到叶绿素提取液。(4)在提取液中滴加NaOH溶液皂化反应，然后进行真空精馏，使用石油醚萃取，取下层叶绿酸钠溶液。(5)用盐酸调节pH值为2～3，滴加亚铁离子水溶液，取固体沉淀物，低温真空干燥得到铁叶绿素。本发明制备得到的铁叶绿素可以制备叶绿素铁钠盐、叶绿素铁锌盐以及其他衍生物，用途广泛。

Description

一种铁叶绿素的提取制备方法及制备得到的铁叶绿素

技术领域

本发明涉及盐地碱蓬深加工技术领域，具体涉及一种使用盐地碱蓬为原料制备叶绿素衍生物的技术。

背景技术

食用色素是改善食品色调和色泽的可食用物质，分为天然色素和人工合成色素两种。人工合成食用色素是用煤焦油中分离出来的苯胺染料为原料制成，随着人们对食品安全性越来越重视，人工合成色素越来越受到人们的质疑。天然食用色素是直接从动、植物组织中提取的色素，其具有色调较自然、食用安全性高的特点，日益受到人们的欢迎。

叶绿素是绿色植物中广泛存在的一种脂溶性色素，是我国和大多数国家允许使用的天然色素。现代研究表明，叶绿素具有造血、消炎、抗溃疡、抗胆固醇、提供维生素、去除体内积存的毒素、抵抗辐射、调节血糖浓度、抗病强身等作用，是现代人们生活中的一大保健佳品。诺贝尔得奖人Dr.RichardWillstatter和Dr.HansFisher发现：叶绿素的分子与人体的血红蛋白分子在结构上很是相似，唯一的分别就是各自的核心为镁原子与铁原子。因此，以亚铁离子置换叶绿素的镁离子制成铁叶绿素后，其结构与血液中的血红蛋白极其相似，是治疗缺铁性贫血的良剂，有报道显示叶绿素铁钠中的有机铁的作用相当于常用的补铁剂硫酸亚铁的12.5倍。因此对叶绿素的提取研究，尤其是对于叶绿素的衍生物铁叶绿素的研究制备，对于补铁剂技术领域具有极其重要的实际意义。铁叶绿素不仅可以用来制备叶绿素铁钠盐，还可以制备叶绿素铁锌盐，达到铁锌同补。

叶绿素在植物体内大量分布，尤其是植物的叶片中，但其中叶绿素的含量是比较低的，不适合大规模提取。蚕砂是蚕的粪便，蚕在摄取桑叶后，吸收了大部分营养成分，剩下的不能吸收和利用的成分排出体外，形成蚕砂，其中富含叶绿素，因此，蚕砂是目前可见的研究报道中用来提取叶绿素和制备叶绿素衍生物的一种重要原料。

盐地碱蓬生长在荒野滩涂，远离污染，基本属于野生，生长过程中不使用化肥和农药，因此绿色环保，其嫩茎叶营养成分丰富，味道鲜美，是备受青睐的无污染绿色食品，试验分析发现，盐地碱蓬茎叶营养成分完整齐全，除富含脂肪、蛋白质外，矿物质、微量元素和维生素的含量也很丰富。其鲜嫩茎叶中蛋白质含量占干物质的40％，与大豆相当；含有丰富的氨基酸，每100g鲜梢部分含有胡萝卜素1.75mg、维生素B220.10mg、维生素C78mg；还含有其它微量元素，如钙、磷、铁、锌、硒等，其中许多指标都高于螺旋藻。盐地碱蓬中钙、磷、铁与核黄素含量都高于菠菜、番茄及胡萝卜等蔬菜；维生素C含量高于或相当于一般蔬菜；维生素B2含量为一般蔬菜的5-8倍；含Se量较一般食物高10倍左右。对野生盐地碱蓬的分析发现，盐地碱蓬汁中含有9种人体必需的微量元素，其中钙、镁、锌、铁、镍含量丰富，而且富含叶绿素。

目前对盐地碱蓬的深加工研究很少，主要作为蔬菜食用，盐地碱蓬作为一种新型的盐生经济作物，不仅在盐碱滩涂可大面积自然生长，也可以在普通植物不宜生长的沿海滩涂大面积种植，原料来源广泛，成本低廉。目前可见的报道是加工各种食品，但是用来提取叶绿素及其衍生物的研究却没有相关报道。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种铁叶绿素的提取制备方法，该方法从盐地碱蓬中提取叶绿素并皂化、铁化制备铁叶绿素，原料易得、成本低廉、容易实现工业化生产，以弥补上述背景技术中不足。

本发明所要解决的第二个技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种从盐地碱蓬中提取叶绿素并制备得到的铁叶绿素。

为解决上述第一个技术问题，本发明的技术方案是：

一种铁叶绿素的提取制备方法，包括以下步骤：

(1)备料：选取生长旺盛期的盐地碱蓬，取嫩茎以及叶片，用温水反复清洗3～5次，用离心机离心脱水。

(2)酶解：将脱水后的盐地碱蓬茎叶切碎后用磨碎机磨碎成浆状，向浆状浆料中加入低温纤维素酶搅拌均匀，在20℃～30℃酶解8～20小时，期间不断搅拌。

(3)提取：在酶解后的浆料中加入提取溶剂，加入量为浆料的2～5倍，在振动装置中震动提取0.5～1小时，固液分离，将分离得到的固体物料再加入所述固体物料的2～5倍的提取溶剂，再次在振动设备中震动提取0.5～1小时，固液分离，将两次分离得到的液体物料混合得到叶绿素提取液。

(4)皂化除杂：将所述叶绿素提取液使用压滤机进行过滤除杂后，滴加5～30％的NaOH溶液，直至pH值为10.5～11.5，在温度为55～65℃进行皂化反应10～40分钟，然后在60～80℃进行真空精馏，除去提取溶剂，最后使用石油醚萃取2～3次，静置分层，取下层叶绿酸钠溶液。

(5)铁化：将叶绿酸钠溶液用盐酸调节pH值为6.0～7.0，加热到55～65℃搅拌10～20分钟，继续加盐酸调节pH值为2～3，然后在保温和搅拌条件下滴加亚铁离子水溶液，直至无沉淀产生，进行固液分离，将固体沉淀物清洗2～3次，低温真空干燥得到产品铁叶绿素。

作为一种优选的技术方案，所述提取溶剂为乙醇或丙酮。

作为一种进一步优选的技术方案，所述提取溶剂为75～85％的乙醇或40～80％的丙酮。

作为一种优选的技术方案，将所述叶绿素提取液使用压滤机进行过滤时的过滤精度大于100目。

作为一种优选的技术方案，所述石油醚的质量浓度为50～60％。

作为一种优选的技术方案，所述步骤(5)中的低温真空干燥时的温度为55～65℃。

作为一种优选的技术方案，所述低温纤维素酶的加入量为15～25U/g。

作为一种改进的技术方案，所述低温纤维素酶为固定化低温纤维素酶小球。

作为一种优选的技术方案，所述低温纤维素酶小球是将低温纤维素酶固定到褐藻酸钠等载体上，制成的可重复利用的凝胶小球。

为解决上述第二个技术问题，本发明的技术方案是：

采用上述提取方法，以盐地碱蓬为原料提取叶绿素，再进一步皂化、铁化制备得到的铁叶绿素。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明选取生长旺盛期的盐地碱蓬，盐地碱蓬中叶绿素含量最高，提取得到的叶绿素收率高，在使用有机提取溶剂提取前加入低温纤维素酶搅拌均匀，在20℃～30℃酶解8～20小时，在酶解后的浆料中加入有机提取溶剂提取两次，由于先使用低温纤维素酶进行过酶解，所以有效促进了细胞壁的破碎，提高了叶绿素的浸出率，而且是低温酶解和提取，因此不会破坏盐地碱蓬中的叶绿素。在皂化除杂以及铁化时低温精馏和真空干燥温度均不超过80℃，不会破坏叶绿素的结构，制备得到的产品药用价值高。

本发明使用的低温纤维素酶为固定化低温纤维素酶的凝胶小球，可以重复使用，大大降低了生产成本。

本发明采用盐地碱蓬为原料提取叶绿素并用来制备铁叶绿素，原料来源广泛，生产成本低廉，生产效益可观，而且容易实现工业化生产，是一种具有很高的开发价值的对盐地碱蓬的深加工技术，制备得到的铁叶绿素可以通过碱化制备叶绿素铁钠盐、叶绿素铁锌盐以及其他衍生物，用途广泛。

具体实施方式

下面结合具体的实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

(1)选取生长旺盛期的盐地碱蓬，取嫩茎以及叶片，用温水反复清洗3次，用离心机离心脱水。

(2)将脱水后的盐地碱蓬茎叶切碎后用磨碎机磨碎成浆状，向浆状物料中加入低温纤维素酶搅拌均匀，在22℃酶解18小时，期间不断搅拌。

(3)在酶解后的浆料中加入质量浓度为75％的乙醇，加入量为浆料的4倍，在振动磨中震动提取0.5小时，固液分离，将分离得到的固体物料再加入所述固体物料的3.5倍的75％的乙醇，再次在振动磨中震动提取0.5小时，固液分离，将两次分离得到的液体物料混合得到叶绿素提取液。

(4)将所述叶绿素提取液使用压滤机进行过滤除杂后，滴加10％的NaOH溶液，直至pH值为10.8，在温度为60℃进行皂化反应40分钟，在然后在80℃进行真空精馏，除去乙醇，最后使用石油醚萃取2次，静置分层，取下层叶绿酸钠溶液。

(5)将叶绿酸钠溶液用盐酸调节pH值为6.2，加热到58℃搅拌18分钟，继续加盐酸调节pH值为2，然后在保温和搅拌条件下滴加氯化铁水溶液，直至无沉淀产生，进行固液分离，将固体沉淀物清洗2～3次，低温真空干燥得到产品铁叶绿素。

实施例2

(1)选取生长旺盛期的盐地碱蓬，取嫩茎以及叶片，用温水反复清洗3次，用离心机离心脱水。

(2)将脱水后的盐地碱蓬茎叶切碎后用磨碎机磨碎成浆状，向浆状物料中加入固定化低温纤维素酶小球搅拌均匀，在28℃酶解10小时，期间不断搅拌，所述低温纤维素酶的加入量为25U/g。

(3)在酶解后的浆料中加入质量浓度为70％的丙酮，加入量为浆料的3倍，在振动磨中震动提取0.6小时，固液分离，将分离得到的固体物料再加入所述固体物料的3倍70％的丙酮，再次在振动磨中震动提取0.6小时，固液分离，将两次分离得到的液体物料混合得到叶绿素提取液。

(4)将所述叶绿素提取液使用压滤机进行过滤(过滤精度为120目)除杂后，滴加15％的NaOH溶液，直至pH值为11.2，在温度为62℃进行皂化反应30分钟，在然后在65℃进行真空精馏，除去丙酮，最后使用质量浓度为55％的石油醚萃取2次，静置分层，取下层叶绿酸钠溶液。

(5)将叶绿酸钠溶液用盐酸调节pH值为6.5，加热到62℃搅拌12分钟，继续加盐酸调节pH值为2.5，然后在保温和搅拌条件下滴加亚铁离子水溶液，直至无沉淀产生，进行固液分离，将固体沉淀物清洗2～3次，在65℃低温真空干燥得到产品铁叶绿素。

实施例3

(1)选取生长旺盛期的盐地碱蓬，取嫩茎以及叶片，用温水反复清洗4次，用离心机离心脱水。

(2)将脱水后的盐地碱蓬茎叶切碎后用磨碎机磨碎成浆状，向浆状物料中加入固定化低温纤维素酶小球搅拌均匀，在25℃酶解12小时，期间不断搅拌，所述低温纤维素酶的加入量为20U/g。

(3)在酶解后的浆料中加入质量浓度为80％的丙酮，加入量为浆料的4倍，在振动磨中震动提取0.5小时，固液分离，将分离得到的固体物料再加入所述固体物料的3倍的80％的丙酮，再次在振动磨中震动提取0.5小时，固液分离，将两次分离得到的液体物料混合得到叶绿素提取液。

(4)将所述叶绿素提取液使用压滤机进行过滤(过滤精度小于160目)除杂后，滴加5％的NaOH溶液，直至pH值为11，在温度为60℃进行皂化反应15分钟，在然后在68℃进行真空精馏，除去丙酮，最后使用质量浓度为60％的石油醚萃取3次，静置分层，取下层叶绿酸钠溶液。

(5)将叶绿酸钠溶液用盐酸调节pH值为6.5，加热到60℃搅拌15分钟，继续加盐酸调节pH值为2，然后在保温和搅拌条件下滴加亚铁离子水溶液，直至无沉淀产生，进行固液分离，将固体沉淀物清洗2～3次，在62℃低温真空干燥得到产品铁叶绿素。

实施例4

采用实施例3的制备方法得到的铁叶绿素产品。

Claims (10)

1.一种铁叶绿素的提取制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)备料：选取生长旺盛期的盐地碱蓬，取嫩茎以及叶片，用温水反复清洗3～5次，用离心机离心脱水；

(2)酶解：将脱水后的盐地碱蓬茎叶切碎后用磨碎机磨碎成浆状，向浆状浆料中加入低温纤维素酶搅拌均匀，在20℃～30℃酶解8～20小时，期间不断搅拌；

(3)提取：在酶解后的浆料中加入提取溶剂，加入量为浆料的2～5倍，在振动装置中震动提取0.5～1小时，固液分离，将分离得到的固体物料再加入所述固体物料的2～5倍的提取溶剂，再次在振动设备中震动提取0.5～1小时，固液分离，将两次分离得到的液体物料混合得到叶绿素提取液；

(4)皂化除杂：将所述叶绿素提取液使用压滤机进行过滤除杂后，滴加5～30％的NaOH溶液，直至pH值为10.5～11.5，在温度为55～65℃进行皂化反应10～40分钟，然后在60～80℃进行真空精馏，除去提取溶剂，最后使用石油醚萃取2～3次，静置分层，取下层叶绿酸钠溶液；

(5)铁化：将叶绿酸钠溶液用盐酸调节pH值为6.0～7.0，加热到55～65℃搅拌10～20分钟，继续加盐酸调节pH值为2～3，然后在保温和搅拌条件下滴加亚铁离子水溶液，直至无沉淀产生，进行固液分离，将固体沉淀物清洗2～3次，低温真空干燥得到产品铁叶绿素。

2.如权利要求1所述的一种铁叶绿素的提取制备方法，其特征在于：所述提取溶剂为乙醇或丙酮。

3.如权利要求2所述的一种铁叶绿素的提取制备方法，其特征在于：所述提取溶剂为75～85％的乙醇或40～80％的丙酮。

4.如权利要求1所述的一种铁叶绿素的提取制备方法，其特征在于：将所述叶绿素提取液使用压滤机进行过滤时的过滤精度大于100目。

5.如权利要求1所述的一种铁叶绿素的提取制备方法，其特征在于：所述石油醚的质量浓度为50～60％。

6.如权利要求1所述的一种铁叶绿素的提取制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中的低温真空干燥时的温度为55～65℃。

7.如权利要求1至6任一权利要求所述的一种铁叶绿素的提取制备方法，其特征在于：所述低温纤维素酶的加入量为15～25U/g。

8.如权利要求7所述的一种铁叶绿素的提取制备方法，其特征在于：所述低温纤维素酶为固定化低温纤维素酶小球。

9.如权利要求8所述的一种铁叶绿素的提取制备方法，其特征在于：所述固定化低温纤维素酶小球是将低温纤维素酶固定到载体上，制成的可重复利用的凝胶小球。

10.一种铁叶绿素，其特征在于：采用权利要求1所述的一种铁叶绿素的提取制备方法，以盐地碱蓬为原料提取叶绿素，再进一步皂化、铁化制备得到的。