CN105622517B - 一种同时从紫山药中提取色素、多糖、尿囊素的方法 - Google Patents

一种同时从紫山药中提取色素、多糖、尿囊素的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种同时从紫山药中提取色素、多糖、尿囊素的方法。它包括如下步骤：将紫山药原料与提取溶剂Ⅰ混合提取，过滤，得到提取液离心分离，得到提取液的上清液和残渣，将上清液直接加入层析柱中洗脱，收集得到含尿囊素溶液；然后层析柱再用洗脱剂洗脱，收集洗脱液，得到含色素的溶液；将残渣与提取溶剂Ⅱ混合提取，收集溶液得到含多糖的溶液，收集沉淀得到紫山药淀粉；将含多糖的溶液分离，得到多糖；将含尿囊素溶液提纯，得到尿囊素；将含色素的溶液提纯，得到色素。本发明能同时获得多种成分，原料价格廉价，原料的利用率高。

Description

一种同时从紫山药中提取色素、多糖、尿囊素的方法
技术领域
本发明涉及一种同时从紫山药中提取色素、多糖、尿囊素的方法，属于农产品深加工领域。
背景技术
紫山药(Dioscorea alata L.)是山药的一个特色品种，因其果肉呈现红色、紫红色、紫色而得名。紫山药块茎中含有蛋白质、氨基酸、淀粉、多种维生素和矿物质等营养成分，并含有多糖、花色苷、黄酮、皂甙、尿囊素等生物活性成分。以紫山药为原料加工的产品越来越受到人们的关注，已有涉及紫山药提取和食品开发的专利有以下几种：1、一种紫山药纯粉及其制备方法与应用(201310014136.3)；2、真空油炸紫山药方法(201010108863.2)；3、紫山药休闲食品制备(201010157916.X)；4、从紫山药中提取纯化尿囊素的方法(201010578734.X)；5、一种紫山药紫甘薯保健酸乳的生产方法(201110242201)；6、紫山药花色苷的制备方法(200910055121)；以上提取的成分只涉及单一成分，得到的产品为一种。
近年来随着紫山药种植面积迅速扩大，其产量成倍增长，由于紫山药存在区域性、成熟季节性、难贮藏运输等特点，从紫山药中提取功能性成分，可以最大限度增加紫山药的利用率，提高附加值，为紫山药的深加工途径提供技术支持。
发明内容
本发明的目的是提供一种同时从紫山药中提取色素、多糖、尿囊素的方法。本发明能同时获得多种成分，原料价格廉价，原料的利用率高。
本发明提供的同时从紫山药中提取色素、多糖、尿囊素的方法，包括如下步骤：1)将紫山药原料与提取溶剂Ⅰ混合提取，过滤，得到提取液；
2)将所述提取液离心分离，得到所述提取液的上清液和残渣，将所述上清液直接加入层析柱中洗脱，收集得到含尿囊素溶液；然后所述层析柱再用洗脱剂洗脱，收集洗脱液，得到含色素的溶液；
3)将步骤2)中所述残渣与提取溶剂Ⅱ混合提取，收集溶液得到含多糖的溶液，收集沉淀得到紫山药淀粉；
4)将所述含多糖的溶液离心分离上清液，冷藏、浓缩，加糖化酶和澄清剂处理，得到处理的含多糖的溶液；
将所述处理的含多糖的溶液离心后分离上清液，然后加入有机溶剂进行沉淀、离心，得沉淀，干燥，得到多糖；
5)将步骤2)中所述含尿囊素溶液浓缩、冷藏结晶，得到尿囊素；
6)将步骤2)中所述含色素的溶液浓缩至浸膏状，冷冻干燥，得到色素。
上述的方法中，所述紫山药原料为紫山药干粉和/或新鲜的紫山药块茎；
所述提取的时间可为1～5h。
上述的方法中，所述紫山药干粉的粒径可为20～80目，具体可为40目；
所述紫山药干粉与所述提取溶剂Ⅰ的相比可为1g：6～15mL；
所述新鲜的紫山药块茎与所述提取溶剂Ⅰ的相比可为1g：2～5mL，具体可为1g：3mL；
所述提取溶剂Ⅰ可为乙醇、乙酸和水的混合溶液，所述乙醇、所述乙酸和所述水的体积比可为(70～95)：1：(4～29)，具体可为95:1:4、70:1:29或80:1:19。
本发明中，所述相比指的是质量与体积的比。
上述的方法中，所述步骤2)中，所述离心的转速可为5000～10000rpm，具体可为8000rpm，所述离心的时间可为15～30min，具体可为20min；
所述洗脱剂为乙醇和水的混合溶剂，所述乙醇占所述混合溶剂总体积的60～80％，具体可为70％；
所述残渣与所述提取溶剂Ⅱ的相比可为1g：10～20mL，具体可为1：11、1：12，分两次提取，第一次用量可为1：7、1：8或1：7～8，第二次的用量可为1：4、1：5或1：4～5；具体两次用量分别为1：7与1：4、1：7与1：5或1：8与1：4；
所述提取溶剂Ⅱ为水。
上述的方法中，所述步骤3)中，所述提取的温度可为60～90℃，具体可为70℃、80℃或70～80℃，所述提取的时间可为1～2h，具体可为1h、2h。
上述的方法中，所述步骤4)中，所述离心的转速可为5000～10000rpm，具体可为8000rpm，所述离心的时间可为15～40min，具体可为30min；
所述糖化酶与所述紫山药原料的配比为100～300U:1g，具体可为100U:1g、200U:1g或100～200U:1g；
所述冷藏的温度可为4～10℃，具体可为4℃、5℃，所述冷藏的时间可为10～24h，具体可为12h；
所述澄清剂为ZTC-II型澄清剂，具体可商购于天津正天成澄清技术有限公司；
所述有机溶剂为乙醇；
所述处理的含多糖的溶液离心后的上清液与所述有机溶剂的体积比可为1：2～6，具体可为1:4、1：4～6或1：2～4。
上述的方法中，所述步骤4)中所述沉淀干燥后还包括经糖化酶糖化的步骤。
上述的方法中，所述步骤5)中，所述尿囊素还包括重结晶纯化的步骤。
本发明具有以下优点：
1、本发明能同时获得多种成分，且可以进行中式及扩大规模生产。
2、本发明中所采用试剂简单，价格低廉，主要为水和乙醇；没有污染，易回收。
3、本发明可充分利用原料，除色素、尿囊素、多糖为主要产品外，剩余的淀粉可同样加以利用。原料利用率达到90％以上。几乎没有废弃物。
附图说明
图1为尿囊素对照品的色谱图。
图2为本发明实施例1中提取的尿囊素的色谱图。
其中，图1和2中色谱条件：色谱柱:Inertsil ODS-3 C18柱(4.6mm×250mm，5um)，流动相:甲醇–水(1：39)，流量:0.8mL·min-1，检测波长:224nm，柱温:30℃。
图3为本发明实施例1中提取的多糖和标准多糖的图谱，图3中各个峰代表如下：1、紫山药多糖(分子量：1479108，保留时间:6.05min)；2、标准多糖(分子量：670000，保留时间:6.672min)；3、标准多糖(分子量：289000，保留时间:7.287min)；4、标准多糖(分子量：60600，保留时间:8.105min)；5、标准多糖(分子量：12600，保留时间:9.534min)。
具体实施方式
下述实施例中所使用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材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中，糖化酶的酶活为50000U/g(即每克糖化酶酶的活力为50000U)，购于河南万嘉生物科技有限公司；澄清剂为ZTC-II型澄清剂，购于天津正天成澄清技术有限公司；AB-8树脂商购于天津南开和成科技有限公司。
实施例1、
1、新鲜紫山药提取：挑选无病虫害新鲜紫山药薯块5000克，洗净，刮去褐色外层表皮。洗净，切块或片，置匀浆机中，以1g：3mL的相比加入含1％乙酸的95％乙醇水溶液，匀浆。
2、提取液经8000rpm离心20min，过滤，得到上清液用于色素和尿囊素提取，还得到沉淀物(残渣)。
3、上述上清液减压浓缩，浓缩液直接进行柱层析，不用加其他洗脱液。采用AB-8树脂。穿柱液减压浓缩提取尿囊素。
4、上述浓缩液，4℃冷藏12h结晶，离心，干燥，得到尿囊素粗品。加水溶解，以相比1：20的水洗涤3次，得到含量90％的尿囊素产品5克，经色谱法与尿囊素标准品对比，如图1和2所示，确证得到的是尿囊素产品。
5、步骤2中层析柱上吸附色素，经70％乙醇洗脱，得到含色素洗脱液，减压浓缩成浸膏状，冷冻干燥后得到色素产品0.9克。示差法检测色素含量0.6％，经示差法检测确证是色素产品。
6、步骤2中离心后剩余的沉淀物，以相比1:7加入80℃热水，搅拌提取2小时，过滤后，沉淀以1:4相比80℃热水再提取1小时，合并两次提取液(即含多糖的溶液)。
7、步骤6中得到的提取液经减压浓缩至原体积的1/5，经提取后浓缩液中相当于含紫山药原料100克，加糖化酶10000U和ZTC-II型澄清剂，使其终质量百分比浓度分别为4％和2％。8000rpm离心30min得到上清液，加入4倍乙醇进行沉淀。沉淀过夜。
8、离心得到多糖粗提物80克。
9、粗提物干燥后，热水溶解，分三次加入糖化酶，检测溶液中葡萄糖不再增加，过滤膜，得到多糖。精致后多糖含量可以达到50％以上，确证结果如图3所示。
10、多糖提取后剩余残渣烘干为淀粉600克，经淀粉碘化钾试纸测定变蓝，确证是淀粉。
实施例2、
1、紫山药熟化干燥果肉提取：取熟化干燥果肉，经粉碎过40目，取干粉2000克，以1g：10mL加入含1％乙酸的70％乙醇水溶液提取剂，搅拌提取2小时。
2、提取液经8000rpm离心20min过滤，得到上清液用于色素和尿囊素提取。
3、上述上清液减压浓缩，浓缩液直接进行柱层析，不用加其他洗脱液。采用AB-8树脂。穿柱液减压浓缩提取尿囊素。
4、上述浓缩液，5℃冷藏12h结晶，离心，干燥，得到尿囊素粗品。加水溶解，洗涤3次，每次500mL，得到含量90％的尿囊素产品5克。
5、层析柱上吸附色素，经70％乙醇洗脱，得到含色素洗脱液，减压浓缩成浸膏状，冷冻干燥后得到色素产品1.5克。示差法检测色素含量0.63％。
6、步骤2中离心后剩余的沉淀物，以相比1:8加入70℃热水，搅拌提取2小时，过滤后，沉淀以1g:4ml相比70℃热水再提取1小时，合并两次提取液。
7、提取液经减压浓缩至原体积的1/5，相当于含紫山药干粉200克，加糖化酶40000U和ZTC-II型澄清剂，使终浓度分别为4％和2％，离心得到上清液，加入4倍乙醇进行沉淀。沉淀过夜。
8、离心得到多糖粗提物150克。
9、粗提物干燥后，热水溶解，分三次加入糖化酶，检测溶液中葡萄糖不再增加，过滤膜，得到多糖。精致后多糖含量可以达到50％以上。
10、多糖提取后剩余残渣烘干为淀粉1350克。
实施例3、
1、紫山药干燥果皮提取：取紫山药干燥果皮，粉碎过60目，取干粉2000克，以1g：15ml加入含1％乙酸的80％乙醇水溶液提取剂，搅拌提取2小时。
2、提取液经8000rpm离心25min，过滤，得到上清液用于色素和尿囊素提取。
3、上述上清液减压浓缩，浓缩液直接进行柱层析，不用加其他洗脱液。采用AB-8树脂。穿柱液减压浓缩提取尿囊素。
4、上述浓缩液，5℃冷藏12h结晶，离心，干燥，得到尿囊素粗品。加水溶解，洗涤4次，每次400mL，得到含量90％的尿囊素产品6克。
5、层析柱上吸附色素，经70％乙醇洗脱，得到含色素洗脱液，减压浓缩成浸膏状，冷冻干燥后得到色素产品1.6克。示差法检测色素含量0.74％。
6、步骤2中离心后剩余的沉淀物，以相比1g:7ml加入70℃热水，搅拌提取2小时，过滤后，沉淀以1g:5ml相比70℃热水再提取1小时，合并两次提取液。
7、提取液经减压浓缩至原体积的1/5，相当于含紫山药干粉200克，加糖化酶40000U和ZTC-II型澄清剂，使终浓度分别为4％和2％。离心得到上清液，加入4倍乙醇进行沉淀。沉淀过夜。
8、离心得到多糖粗提物155克。
9、粗提物干燥后，热水溶解，分三次加入糖化酶，检测溶液中葡萄糖不再增加，过滤膜，得到多糖。精致后多糖含量可以达到50％以上。
10、多糖提取后剩余残渣烘干为淀粉1300克。

Claims (8)

1.一种同时从紫山药中提取色素、多糖、尿囊素的方法，包括如下步骤：1)将紫山药原料与提取溶剂Ⅰ混合提取，过滤，得到提取液；
2)将所述提取液离心分离，得到所述提取液的上清液和残渣，将所述上清液直接加入层析柱中洗脱，收集得到含尿囊素溶液；然后层析柱再用洗脱剂洗脱，收集洗脱液，得到含色素的溶液；
3)将步骤2)中所述残渣与提取溶剂Ⅱ混合提取，收集溶液得到含多糖的溶液，收集沉淀得到紫山药淀粉；
4)将所述含多糖的溶液离心分离上清液，冷藏、浓缩，加糖化酶和澄清剂处理，得到处理的含多糖的溶液；
将所述处理的含多糖的溶液离心后分离上清液，然后加入有机溶剂进行沉淀、离心，得沉淀，干燥，得到多糖；
5)将步骤2)中所述含尿囊素溶液浓缩、冷藏结晶，得到尿囊素；
6)将步骤2)中所述含色素的溶液浓缩至浸膏状，冷冻干燥，得到色素；
所述提取溶剂Ⅰ为乙醇、乙酸和水的混合溶液，所述乙醇、所述乙酸和所述水的体积比为(70～95)：1：(4～29)；
所述提取溶剂Ⅱ为水。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述紫山药原料为紫山药干粉和/或新鲜的紫山药块茎；
所述步骤1)中，所述提取的时间为1～5h。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述紫山药干粉的粒径为20～80目；
所述紫山药干粉与所述提取溶剂Ⅰ的相比为1g：6～15mL；
所述新鲜的紫山药块茎与所述提取溶剂Ⅰ的相比为1g：2～5mL。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，所述离心的转速为5000～10000rpm，所述离心的时间为15～30min；
所述洗脱剂为乙醇和水的混合溶剂，所述乙醇占所述混合溶剂总体积的60～80％。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述残渣与所述提取溶剂Ⅱ的相比为1g：10～20mL；
所述提取的温度为60～90℃，所述提取的时间为1～2h。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤4)中，所述离心的转速为5000～10000rpm，所述离心的时间为15～40min；
所述糖化酶与所述紫山药原料的配比为100～300U:1g；
所述冷藏的温度为4～10℃，所述冷藏的时间为10～24h；
所述澄清剂为ZTC-II型澄清剂；
所述有机溶剂为乙醇；
所述处理的含多糖的溶液离心后的上清液与所述有机溶剂的体积比为1：2～6。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤4)中所述沉淀干燥后还包括经糖化酶糖化的步骤。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述步骤5)中，所述尿囊素还包括重结晶纯化的步骤。
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