CN106699625A - 从枸杞渣粕中制备玉米黄质的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种从枸杞渣粕中制备玉米黄质的方法，该方法首先取干燥的枸杞原料粉碎，果胶酶、碱性蛋白酶酶解，然后加入碱溶液进行处理，最后进行萃取，去除溶剂后获得含有玉米黄质的提取物。该工艺操作简单，易于放大，适用于玉米黄质的大量工业制备。

Description

从枸杞渣粕中制备玉米黄质的方法
技术领域
本发明涉及生物医药领域，尤其涉及一种从枸杞渣粕中制备玉米黄质的方法。
背景技术
枸杞也称枸杞子属于灌木或经栽培后而成大灌木，高1-3m。主茎数条，粗壮；小枝有纵棱纹，有不生叶的短刺和生叶、花的长刺；果枝细长，通常先端下垂，外皮淡灰黄色，无毛。浆果卵圆形、椭圆形或阔卵形，长8-20mm，直径5-10mm，红色或橘红色，果皮肉质。种子多数，近圆肾形而扁平，棕黄色。花期5-10月，果期6-11月。枸杞具有多种功效，如免疫调节、抗衰老、抗肿瘤、抗疲劳、提高视力等。枸杞富含枸杞多糖，枸杞多糖是一种水溶性多糖，由阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖、鼠李糖这6种单糖成分组成，具有生理活性，能够增强非特异性免疫功能，提高抗病能力，抑制肿瘤生长和细胞突变。枸杞中所含丰富的B一胡萝卜素可在人体内转化成维生素A，而维生素A可生成视黄醇，从而提高视力，防止黄斑症。
玉米黄质(Zeaxanthin,3，3'-二羟基-β-胡萝卜素)，亦称玉米黄素，分子式C40H56O2，分子量为566.88，属于异戊二烯类，是一种含氧的类胡萝卜素(Xanthophyll)，与叶黄素(Luein)属同分异构体。大部分存在于自然界中的玉米黄素为全反式异构体(AllE-iso-mer)。玉米黄质是一种新型的油溶性天然色素，广泛存在于绿色叶类蔬菜、花卉、水果、枸杞和黄玉米中。在自然界中常常与叶黄素、β-胡萝卜素、隐黄质等共存，组成类胡萝卜素混合物。在枸杞中玉米黄素双棕榈酸酯为枸杞中主要的类胡萝卜素，占总量的65％以上。
枸杞传统的加工主要是通过浸提取汁，利用的主要是水溶性的多糖、单糖、甜菜碱、氨基酸、蛋白质、维生素、矿物质等，而脂溶性的玉米黄质、叶黄素和β-胡萝卜素则留在枸杞渣中，往往被当做饲料或废物被丢弃，造成原料的极大浪费。现有的技术中有采用二氧化碳超临界萃取的工艺对玉米黄质进行提取的报道，如中国专利申请CN201110406665.9，该类方法操作成本极高，无法进行大规模制备。
因此，本领域的技术人员致力于开发一种简单、高效、成本低廉、环境友好的玉米黄质的制备方法，以实现枸杞资源的综合开发利用。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种简单、高效、成本低廉、环境友好的玉米黄质制备方法及其应用。
为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种从枸杞中制备玉米黄质的方法，包括以下步骤：
(1)预处理
取干燥的枸杞原料粉碎，加水后调节pH至3-5，加入果胶酶酶解，然后调节pH至10-11，加入碱性蛋白酶酶解，获得酶解液；
(2)碱处理
向步骤(1)获得的酶解液中加入碱溶液进行处理，获得碱处理液；
(3)萃取
向步骤(2)获得的碱处理液中加入萃取剂进行萃取，去除溶剂后获得含有玉米黄质的提取物。
进一步地，步骤(1)中，枸杞原料和水的质量比为1:1-4。
进一步地，步骤(1)中，果胶酶用量为枸杞原料质量的1-3％；优选地酶解温度为25-55℃。
进一步地，步骤(1)中，碱性蛋白酶用量为枸杞原料质量的2-4％；优选地酶解温度为35-45℃。
进一步地，步骤(2)中，碱处理温度为50-70℃；所述碱溶液为NaOH或KOH水溶液。
进一步地，步骤(2)中，向步骤(1)获得的酶解液中加入聚乙二醇和碱进行处理，获得碱处理液；优选地，聚乙二醇(PEG400)添加量为枸杞原料质量的5-10％。
进一步地，步骤(3)中，所述萃取剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂；优选地，石油醚和乙酸乙酯的体积比为2:1-2。
本发明的优点在于提供了一种简单、高效、成本低廉、环境友好的玉米黄质制备方法，该方法中酶解后进行碱处理极大的提高了玉米黄质的提取得率。而且，本发明人意外地发现，在碱处理过程中加入聚乙二醇能够显著提高后续萃取步骤中提取物的玉米黄质含量，且能够有效降低提取物中杂质的含量，极大地减轻了进一步纯化获得高纯度玉米黄质的纯化压力。经过对萃取溶剂进行筛选、配比，发明人发现了适合本发明方法的萃取剂，该萃取剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂，最佳的石油醚和乙酸乙酯的体积比为2:1，使用该萃取剂进行萃取所得提取物中玉米黄质含量高且杂质含量较低。该工艺操作简单，易于放大，适用于玉米黄质的大量工业制备。
具体实施方式
实施例1
取1kg干燥的枸杞子(宁夏枸杞)，粉碎后过60目筛，加入2L水，搅拌均匀后，调节pH至3.5，加入20g果胶酶(泰安信得利生物工程有限公司，100000u/g)搅拌均匀后35℃酶解1h。然后调节pH至10.5，加入30g碱性蛋白酶(泰安信得利生物工程有限公司，200000u/g)搅拌均匀后40℃酶解1h。
向上述酶解液中加入80g PEG400和500ml NaOH水溶液(2M)，搅拌均匀后60℃处理3h，获得碱处理液。
对碱处理液进行萃取。向上述碱处理液中加入1/2体积的萃取剂进行萃取，萃取剂为石油醚和乙酸乙酯(体积比为2:1)的混合溶剂。三次萃取后合并萃取液，减压蒸发溶剂，获得5.6g含有玉米黄质的提取物。经常规HPLC检测，提取物中玉米黄质含量为26％，得率(提取物中玉米黄质的量与枸杞原料中含有的玉米黄质总量的比值)为92％。
实施例2
取1kg干燥的枸杞(宁夏枸杞)渣粕，粉碎后过60目筛，加入3L水，搅拌均匀后，调节pH至4，加入30g果胶酶(泰安信得利生物工程有限公司，100000u/g)搅拌均匀后30℃酶解1h。然后调节pH至11，加入40g碱性蛋白酶(泰安信得利生物工程有限公司，200000u/g)搅拌均匀后35℃酶解1h。
向上述酶解液中加入100g PEG400和500ml NaOH水溶液(2M)，搅拌均匀后70℃处理2h，获得碱处理液。
对碱处理液进行萃取。向上述碱处理液中加入1/2体积的萃取剂进行萃取，萃取剂为石油醚和乙酸乙酯(体积比为2:1)的混合溶剂。三次萃取后合并萃取液，减压蒸发溶剂，获得9.4g含有玉米黄质的提取物。经常规HPLC检测，玉米黄质含量为32％，得率(提取物中玉米黄质的量与枸杞原料中含有的玉米黄质总量的比值)为91％。
实施例3
取1kg干燥的枸杞(宁夏枸杞)渣粕，粉碎后过60目筛，加入2L水，搅拌均匀后，调节pH至3，加入10g果胶酶(泰安信得利生物工程有限公司，100000u/g)搅拌均匀后50℃酶解1h。然后调节pH至10，加入40g碱性蛋白酶(泰安信得利生物工程有限公司，200000u/g)搅拌均匀后45℃酶解1h。
向上述酶解液中加入50g PEG400和500ml NaOH水溶液(2M)，搅拌均匀后50℃处理3h，获得碱处理液。
对碱处理液进行萃取。向上述碱处理液中加入1/2体积的萃取剂进行萃取，萃取剂为石油醚和乙酸乙酯(体积比为2:1)的混合溶剂。三次萃取后合并萃取液，减压蒸发溶剂，获得8.8g含有玉米黄质的提取物。经常规HPLC检测，玉米黄质含量为35％，得率(提取物中玉米黄质的量与枸杞原料中含有的玉米黄质总量的比值)为92％。
实施例4
取1kg干燥的枸杞(宁夏枸杞)渣粕，粉碎后过60目筛，加入3L水，搅拌均匀后，调节pH至3.5，加入15g果胶酶(泰安信得利生物工程有限公司，100000u/g)搅拌均匀后40℃酶解1h。然后调节pH至10.5，加入35g碱性蛋白酶(泰安信得利生物工程有限公司，200000u/g)搅拌均匀后40℃酶解1h。
向上述酶解液中加入70g PEG400和500ml NaOH水溶液(2M)，搅拌均匀后55℃处理3h，获得碱处理液。
对碱处理液进行萃取。向上述碱处理液中加入1/2体积的萃取剂进行萃取，萃取剂为石油醚和乙酸乙酯(体积比为2:1)的混合溶剂。三次萃取后合并萃取液，减压蒸发溶剂，获得8.5g含有玉米黄质的提取物。经常规HPLC检测，玉米黄质含量为35％，得率(提取物中玉米黄质的量与枸杞原料中含有的玉米黄质总量的比值)为91％。
实施例4
取1kg干燥的枸杞(宁夏枸杞)渣粕，粉碎后过60目筛，加入4L水，搅拌均匀后，调节pH至4，加入20g果胶酶(泰安信得利生物工程有限公司，100000u/g)搅拌均匀后45℃酶解1.5h。然后调节pH至11，加入3g碱性蛋白酶(泰安信得利生物工程有限公司，200000u/g)搅拌均匀后40℃酶解1.5h。
向上述酶解液中加入60g PEG400和500ml NaOH水溶液(2M)，搅拌均匀后55℃处理3h，获得碱处理液。
对碱处理液进行萃取。向上述碱处理液中加入1/2体积的萃取剂进行萃取，萃取剂为石油醚和乙酸乙酯(体积比为2:1)的混合溶剂。三次萃取后合并萃取液，减压蒸发溶剂，获得9.2g含有玉米黄质的提取物。经常规HPLC检测，玉米黄质含量为34％，得率(提取物中玉米黄质的量与枸杞原料中含有的玉米黄质总量的比值)为93％。
对比例1
实验步骤同实施例1，不同在于碱处理步骤中不添加PEG400，最终获得5.4g含有玉米黄质的提取物。经常规HPLC检测，提取物中玉米黄质含量为8％。
对比例2
实验步骤同实施例2，不同在于萃取步骤中萃取剂为乙酸乙酯，最终获得12.4g含有玉米黄质的提取物。经常规HPLC检测，提取物中玉米黄质含量为19％。
对比例3
实验步骤同实施例2，不同在于萃取步骤中萃取剂为石油醚，最终获得5.6g含有玉米黄质的提取物。经常规HPLC检测，提取物中玉米黄质含量为22％。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种从枸杞中制备玉米黄质的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)预处理
取干燥的枸杞原料粉碎，加水后调节pH至3-5，加入果胶酶酶解，然后调节pH至10-11，加入碱性蛋白酶酶解，获得酶解液；
(2)碱处理
向步骤(1)获得的酶解液中加入碱溶液进行处理，获得碱处理液；
(3)萃取
向步骤(2)获得的碱处理液中加入萃取剂进行萃取，去除溶剂后获得含有玉米黄质的提取物。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，枸杞原料和水的质量比为1:1-4。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，果胶酶用量为枸杞原料质量的1-3％；优选地酶解温度为25-55℃。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，碱性蛋白酶用量为枸杞原料质量的2-4％。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，碱处理温度为50-70℃；所述碱溶液为NaOH或KOH水溶液。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，向步骤(1)获得的酶解液中加入聚乙二醇和碱进行处理，获得碱处理液。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述萃取剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，聚乙二醇(PEG400)添加量为枸杞原料质量的5-10％。
9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，酶解温度为35-45℃。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，石油醚和乙酸乙酯的体积比为2:1-2。
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