CN105949818A - 香蕉皮黑色素的提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供香蕉皮黑色素的提取方法，提取过程为：提取过程：将香蕉皮通过水煮除杂后，加入1‑3倍香蕉皮体积的NaOH溶液浸提8‑12min，之后加入HC1溶液调pH<2.5，离心收集得到胶状沉淀；纯化过程为：将收集到的胶状沉淀悬浮于15‑25倍体积的HCl溶液，在沸水浴中水解8‑12h，冷却后离心收集固体颗粒；将收集的固体颗粒依次用乙醇、乙酸乙酯、丙酮洗涤，并在之后利用NaOH溶液和HCL溶液进行多次沉淀，得到黑色素颗粒。本发明提供香蕉皮黑色素的提取方法，所述提取方法操作简单，香蕉皮黑色素的提取量高并且纯度高，黑色素氧化程度低，提取周期短，此外成本低廉，适合用于进行香蕉皮黑色素的大规模提取，提高了香蕉皮的经济价值，拓宽了其应用领域。

Description

香蕉皮黑色素的提取方法
技术领域
本发明涉及提取工艺技术领域，尤其涉及香蕉皮黑色素的提取方法。
背景技术
黑色素是广泛存在于动物、植物和微生物中的棕黑到黑色难溶性色素的总称，具有重要的生理特征。在动植物体内黑色素具有防御、保护的功能。现有资料表明，黑色素一般为两种类型，即吲哚型(Eumelanin)和邻苯二酚型(Pheomelanin)。认为动物黑色素多属吲哚型(Eumelanin)，而植物源黑色素多属邻苯二酚型(Pheomelanin)。
黑色素可为生物体提供结构性强度或保护生物免紫外线、电离辐射、重金属污染、低温和高温等环境胁迫的伤害。它不仅是一类光保护剂、抗辐射剂、螯合剂、生物抗氧化剂和免疫促进剂,而且还是一类生物半导体材料。近年来的研究还发现,黑色素具有抗蛇毒、抗癌、抑制艾滋病毒复制、治疗帕金森症等作用，具有广泛的开发应用潜力。在食品方面的开发利用最为常见，可以将黑色素制成的食品添加剂，不仅无毒无害，还能对人体其保健作用。在保健功能食品上，可利用黑色素的功效成分生产口服液、营养保健片、多维胶囊等。
香蕉（Musa nanalour）属于芭蕉科（Musaceae）芭蕉属（Musa）的一种，是典型的热带经济作物，在世界上生产于南北纬30°以内的热带、亚热带地区。我国南方广东、广西、台湾、福建、云南、贵州广泛种植。而随着农业产业化结构的调整,香蕉产量大增,深加工产业迅速发展,与此同时产生了大量的香蕉皮，这些香蕉皮大多被去丢弃，未被充分利用，造成浪费。我国对香蕉皮黑色素的研究开发尚未见报道，目前常用的提纯工艺无法从香蕉皮中有效提取黑色素。
因此，现有技术还有待于进一步改进。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明在于提供香蕉皮黑色素的提取方法，旨在解决目前无相应技术能从香蕉皮中有效提取黑色素，提高香蕉皮的使用价值的问题。
香蕉皮黑色素的提取方法，其中，所述方法为：
提取过程：将香蕉皮通过水煮除杂后，加入1-3倍香蕉皮体积的NaOH溶液浸提8-12min，之后加入HC1溶液调pH<2.5，离心收集得到胶状沉淀；
纯化过程：将收集到的胶状沉淀悬浮于15-25倍体积的HCl溶液，在沸水浴中水解8-12h，冷却后离心收集固体颗粒；
将收集的固体颗粒依次用乙醇、乙酸乙酯、丙酮洗涤，并在之后利用NaOH溶液和HCL溶液进行多次沉淀，得到黑色素颗粒。
所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其中，提取过程中加入2倍香蕉皮体积的NaOH溶液。
所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其中，所用NaOH溶液的浓度为1mol/L。
所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其中，，提取过程中浸提时间为10min。
所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其中，提取过程中浸提温度条件为80℃。
所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其中，提取过程中利用浓度为2mol/L HCl溶液调pH为2。
所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其中，纯化过程中将收集的胶状沉淀悬浮于15倍体积的HCl溶液中水解，其中，所用HCl溶液浓度为11mol/L，水解10h。
所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其中，纯化过程中沸水浴中水解并冷却后在5000r/min离心10min后，收集固体颗粒。
所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其中，将纯化过程中依次将固体颗粒质量的50倍体积的乙醇、乙酸乙酯、丙酮与固体颗粒混合并震荡30min，然后离心分离。
所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其中，所述利用NaOH溶液和HCL溶液进行多次沉淀具体为：将洗涤后的固体颗粒首先用0.5 mol/L NaOH在超声波辅助下溶解30 min，离心除去未溶解部分，然后用2 mol/L HCl调节pH 1～2，沉淀1～2 h后离心，然后再次加入NaOH调节至pH 11使固体颗粒溶解，离心取上清液酸化使之沉淀，如此反复沉淀。
有益效果：本发明提供香蕉皮黑色素的提取方法，所述提取方法操作简单，香蕉皮黑色素的提取量高并且纯度高，黑色素氧化程度低，提取周期短，此外成本低廉，适合用于进行香蕉皮黑色素的大规模提取，提高了香蕉皮的经济价值，提高了香蕉皮的使用价值和应用领域。
具体实施方式
本发明提供香蕉皮黑色素的提取方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供香蕉皮黑色素的提取方法，所述提取方法为：
提取过程包括如下步骤：
S1：将香蕉皮进行水煮除杂：称取5.0g 香蕉皮，将其放入150ml锥形瓶中，加入100 mL蒸馏水煮沸15 min后过滤，以除去水溶性杂质和排除材料中的气体，有利于后续实验。
S2：加入1-3倍香蕉皮体积的NaOH溶液浸提8-12min。
由于黑色素具有溶于碱性溶液而在酸性溶液中沉淀的性质，并且碱液对黑色素的选择性高，溶解力强，萃取率也高，因此碱溶酸沉法是香蕉皮黑色素的有效提取方法。而碱液中，NaOH溶液的碱性强，对黑色素的溶解力更强，提取效果好。当NaOH溶液的浓度为1mol/L时，黑色素的溶解力最强，提取效率最高。
在一定范围内，香蕉皮黑色素的提取量随NaOH溶液的量增加而提高，但是当NaOH溶液的量过多时，香蕉皮黑色素的提取量基本不再改变，此时过多的NaOH溶液会提高提取的成本，造成浪费。加入1-3倍香蕉皮体积的NaOH溶液时，香蕉皮黑色素的提取效率高，成本较低。优选地，加入2倍香蕉皮体积的NaOH溶液时，香蕉皮黑色素的提取量达到最高，并且消耗NaOH溶液的量最少。
由于香蕉皮的密度较低，浸提时，黑色素容易溶解，与其他植物材料相比，浸提的时间较短。当浸提时间控制在8-12min，大部分黑色素已被提取出来，提取效率高，并且品质好。优选地实施例中，在提取过程中浸提时间为10 min，此时能保证最大程度地提取香蕉皮黑色素，并且不影响黑色素的性质。
由于随着提取温度的升高，黑色素得率不断上升。但是80℃后，黑色素的氧化程度进一步加深，抗氧化能力不断降低，黑色素含量明显呈下降趋势，粗提物中杂质含量提高，黑色素含量下降，，这将对下一步的纯化带来不便，因此，在提取过程中，浸提温度条件为80℃时，黑色素的提取率最高，有利于后续的纯化。
S3：向溶液中加入HC1溶液直至将溶液的pH<2.5，收集得到胶状沉淀。当溶液的PH调为小于2.5时，溶液中黑色素溶解度低，极易沉淀下来。优选地，提取过程中利用浓度为2 mol/L HCl溶液调PH为2，溶液中香蕉皮黑色素溶解度达到最低，提取量最高。
纯化方法包括以下步骤：
S4：将收集到的胶状沉淀悬浮于15-25倍体积的HCl溶液，在沸水浴中水解8-12h，冷却后离心收集固体颗粒。这能有效分离胶状沉淀与黑色素结合的杂质，并去除一部分能溶于酸的杂质。
由于HCl浓度越大,黑色素纯度越高，当HCl浓度过高时,藜豆黑色素的生物活性会受到破坏,而且还会带来不必要的能源损耗，提高成本。优选地，所用HCl溶液浓度为11mol/L，提取10h时，此种条件下分离和溶解杂质的效果最好。
优选地，纯化过程中将收集的胶状沉淀悬浮于15倍体积的HCl溶液中水解，此种条件下分离和溶解杂质的效果最好。
优选地，纯化过程中沸水浴中水解并冷却后在5000r/min离心10min后，收集固体颗粒。此种条件下获得的固体颗粒的得率最高。
S5：将收集的固体颗粒依次用乙醇、乙酸乙酯、丙酮洗涤。这个步骤是用于高效去除固体颗粒中的脂溶性杂质。
具体地，将纯化过程中依次将固体颗粒质量的50倍体积的乙醇、乙酸乙酯、丙酮与固体颗粒混合并震荡30min，然后离心分离，这种条件下去除脂溶性杂质的效果最好。
S6：并在之后利用NaOH溶液和HCL溶液进行多次沉淀，得到黑色素颗粒。
上述步骤具体为：将洗涤后的固体颗粒首先用0.5 mol/L NaOH在超声波辅助下溶解30 min，离心除去未溶解部分，然后用2 mol/L HCl调节pH 1～2，沉淀1～2 h后离心，然后再次加入NaOH调节至pH 11使固体颗粒溶解，离心取上清液酸化使之沉淀，如此反复沉淀。
由于香蕉皮黑色素在pH 1～2的环境下溶解度最低，以沉淀形式最大程度地析出，而在pH 11时溶解度最高，溶解在溶液上清中。因此，采用上述的条件利用NaOH溶液和HCL溶液进行反复沉淀，能最大程度的去除香蕉皮黑色素中的剩余杂质，获得高纯度的香蕉皮黑色素。
在纯化后，还可对纯化产物进行以下的处理，进一步提高产物的品质。
S7：将得到的黑色素颗粒进行冷冻，得到的冷冻后在室温下解冻，用蒸馏水洗涤沉淀，至离心上清液C1－定性检测为阴性后，在室温下真空干燥至恒重，得到黑色素纯品。由于多次沉淀，获得的黑色素颗粒中存在C1－，为避免C1－影响香蕉皮黑色素的纯度及品质，需要蒸馏水洗涤沉淀去除C1－杂质。
为了更详尽的描述本发明的制备方法，以下列举几个实施例更进一步的说明。
实施例 1
本发明提供的香蕉皮黑色素的提取方法如下：
提取过程：将香蕉皮通过水煮除杂后，加入2倍香蕉皮体积的1mol/L NaOH溶液，80℃条件下浸提10min，再加入2 mol/L 的HC1溶液调PH为2，离心收集得到胶状沉淀。
纯化过程：将收集到的胶状沉淀悬浮于15倍体积的11mol/L 的HCl溶液，在沸水浴中水解10 h，冷却后在5000r/min条件下离心10min后，收集固体颗粒。
依次将固体颗粒质量的50倍体积的乙醇、乙酸乙酯、丙酮与固体颗粒混合并震荡30min，然后离心分离。
将洗涤后的固体颗粒首先用0.5 mol/L NaOH在超声波辅助下溶解30 min，离心除去未溶解部分，然后用2 mol/L HCl调节pH 1，沉淀1h后离心，然后再次加入NaOH调节至pH 11使固体颗粒溶解，离心取上清液酸化使之沉淀，如此反复沉淀，最后得到黑色素颗粒。
将得到的黑色素颗粒冷冻后在室温下解冻，用蒸馏水洗涤沉淀，至离心上清液C1－定性检测为阴性后，在室温下真空干燥至恒重，得到黑色素纯品。
实验结果显示，香蕉皮黑色素的得率有0.87%，黑色素含量纯度为66%。
实施例 2
本发明提供的香蕉皮黑色素的提取方法如下：
提取过程：将香蕉皮通过水煮除杂后，加入1倍香蕉皮体积的1mol/L NaOH溶液，75℃条件下浸提8min，再加入2 mol/L 的HC1溶液调PH为2，离心收集得到胶状沉淀。
纯化过程：将收集到的胶状沉淀悬浮于20倍体积的10mol/L 的HCl溶液，在沸水浴中水解8 h，冷却后在5000r/min条件下离心10min后，收集固体颗粒。
依次将固体颗粒质量的50倍体积的乙醇、乙酸乙酯、丙酮与固体颗粒混合并震荡25min，然后离心分离。
将洗涤后的固体颗粒首先用0.5 mol/L NaOH在超声波辅助下溶解30 min，离心除去未溶解部分，然后用2 mol/L HCl调节pH 1，沉淀1h后离心，然后再次加入NaOH调节至pH 11使固体颗粒溶解，离心取上清液酸化使之沉淀，如此反复沉淀，最后得到黑色素颗粒。
将得到的黑色素颗粒冷冻后在室温下解冻，用蒸馏水洗涤沉淀，至离心上清液C1－定性检测为阴性后，在室温下真空干燥至恒重，得到黑色素纯品。
实验结果显示，香蕉皮黑色素的得率有0.84%，黑色素含量纯度为63%。
实施例 3
本发明提供的香蕉皮黑色素的提取方法如下：
提取过程：将香蕉皮通过水煮除杂后，加入3倍香蕉皮体积的1mol/L NaOH溶液，85℃条件下浸提12min，再加入2 mol/L 的HC1溶液调PH为2，离心收集得到胶状沉淀。
纯化过程：将收集到的胶状沉淀悬浮于25倍体积的12mol/L 的HCl溶液，在沸水浴中水解12 h，冷却后在5000r/min条件下离心10min后，收集固体颗粒。
依次将固体颗粒质量的50倍体积的乙醇、乙酸乙酯、丙酮与固体颗粒混合并震荡35min，然后离心分离。
将洗涤后的固体颗粒首先用0.5 mol/L NaOH在超声波辅助下溶解30 min，离心除去未溶解部分，然后用2 mol/L HCl调节pH 1，沉淀1h后离心，然后再次加入NaOH调节至pH 11使固体颗粒溶解，离心取上清液酸化使之沉淀，如此反复沉淀，最后得到黑色素颗粒。
将得到的黑色素颗粒冷冻后在室温下解冻，用蒸馏水洗涤沉淀，至离心上清液C1－定性检测为阴性后，在室温下真空干燥至恒重，得到黑色素纯品。
实验结果显示，香蕉皮黑色素的得率有0.85%，黑色素含量纯度为64%。
本发明提供香蕉皮黑色素的提取方法，所述提取方法操作简单，香蕉皮黑色素的提取量高并且纯度高，黑色素氧化程度低，提取周期短，此外成本低廉，适合用于进行香蕉皮黑色素的大规模提取，提高了香蕉皮的经济价值，拓宽了其应用领域。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.香蕉皮黑色素的提取方法，其特征在于，所述方法为：
提取过程：将香蕉皮通过水煮除杂后，加入1-3倍香蕉皮体积的NaOH溶液浸提8-12min，之后加入HC1溶液调pH<2.5，离心收集得到胶状沉淀；
纯化过程：将收集到的胶状沉淀悬浮于15-25倍体积的HCl溶液，在沸水浴中水解8-12h，冷却后离心收集固体颗粒；
将收集的固体颗粒依次用乙醇、乙酸乙酯、丙酮洗涤，并在之后利用NaOH溶液和HCL溶液进行多次沉淀，得到黑色素颗粒。
2.根据权利要求1所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其特征在于，提取过程中加入2倍香蕉皮体积的NaOH溶液。
3.根据权利要求1所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其特征在于，所用NaOH溶液的浓度为1mol/L。
4.根据权利要求1所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其特征在于，提取过程中浸提时间为10min。
5.根据权利要求1所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其特征在于，提取过程中浸提温度条件为80℃。
6.根据权利要求1所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其特征在于，提取过程中利用浓度为2mol/L HCl溶液调pH为2。
7.根据权利要求1所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其特征在于，纯化过程中将收集的胶状沉淀悬浮于15倍体积的HCl溶液中水解，其中，所用HCl溶液浓度为11mol/L，水解10h。
8.根据权利要求1所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其特征在于，纯化过程中沸水浴中水解并冷却后在5000r/min离心10min后，收集固体颗粒。
9.根据权利要求1所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其特征在于，将纯化过程中依次将固体颗粒质量的50倍体积的乙醇、乙酸乙酯、丙酮与固体颗粒混合并震荡30min，然后离心分离。
10.根据权利要求1所述的香蕉皮黑色素的提取方法，其特征在于，所述利用NaOH溶液和HCL溶液进行多次沉淀具体为：将洗涤后的固体颗粒首先用0.5 mol/L NaOH在超声波辅助下溶解30 min，离心除去未溶解部分，然后用2 mol/L HCl调节pH 1～2，沉淀1～2 h后离心，然后再次加入NaOH调节至pH 11使固体颗粒溶解，离心取上清液酸化使之沉淀，如此反复沉淀。
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