CN106699917A - 一种超声辅助提取黄秋葵多糖提取物及果胶提取物的方法 - Google Patents

一种超声辅助提取黄秋葵多糖提取物及果胶提取物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超声辅助提取黄秋葵多糖提取物及果胶提取物的方法。该方法包括如下步骤：黄秋葵经冷冻干燥后打粉得到黄秋葵干粉；在超声辅助下，将所述黄秋葵干粉进行热水提取，经离心后收集上清液，即为黄秋葵多糖‑果胶水溶液；所述黄秋葵多糖‑果胶水溶液经浓缩后进行脱蛋白处理；向经脱蛋白处理后的所述黄秋葵多糖‑果胶水溶液中加入乙醇后进行静置，上层经干燥得到黄秋葵果胶提取物，下层透析后经冷冻干燥得到黄秋葵多糖提取物。本发明可以同时获得黄秋葵多糖提取物和果胶提取物，用时短、能耗低、操作简单，得到具有抗氧化活性的多糖和高质量果胶。

Description

一种超声辅助提取黄秋葵多糖提取物及果胶提取物的方法
技术领域
本发明涉及一种超声辅助提取黄秋葵多糖提取物及果胶提取物的方法，属于功能性食品工程技术领域。
背景技术
黄秋葵(Abelmoschus esculentus(Linn.)Moench)，别名秋葵、羊角豆，为锦葵科秋葵属一年生草本植物，广泛分布在热带、亚热带以及温暖的温带地区。黄秋葵发源于非洲，自20世纪90年代初引入我国，现在于亚洲、中东地区和美国南部诸州等地均有栽培，目前印度境内的黄秋葵资源最为丰富。近年来，我国南、北方各地也呈现出大面积普及之势，尤以台湾面积最广，其中在福建省的泰宁、建宁、将乐诸县的种植历史已达百年之久，在江西省的萍乡上埠镇一带也已种植十余年。黄秋葵果实是一种具有较高营养价值和显著保健功能的新型保健蔬菜，同时其茎、叶、花、种子也具有一定的开发利用价值。经常食用其嫩果荚可以起到护胃保肝、减轻疲劳、增强体质之功效，是一种具有重要的开发利用价值的草本植物资源。随着国内对功能性食品需求的日益增加，黄秋葵因其特殊的功能特性和良好的药用价值越来越被重视。虽然黄秋葵在我国的种植面积逐渐扩大，但是依然处于鲜菜售卖为主、深加工水平低、附加值低的状态，更未形成产业化经营，没能发挥其应有的价值。
研究表明，黄秋葵中含有由多聚半乳糖、半乳聚糖和阿拉伯聚糖与果胶组成的多糖混合物。多糖是生物体内的一类重要的信息分子，具有细胞表面信号识别、抗原抗体反应、细胞间信息传递和感受的生物作用，且具有多种生物活性，如增强免疫调节、抗肿瘤、降血脂、降血糖、抗氧化、抗病毒等。因此开发黄秋葵多糖保健产品具有重要意义，将会产生巨大的社会效益和经济效益。
果胶作为一种膳食纤维具有极强的吸水能力，能吸收相当纤维本身的30倍，促进胃肠蠕动减少食物在胃肠道停留时间，有助于消化。同时果胶也能吸附肠道中的有害物质以便排出，改善肠道菌群。目前市场上改善胃肠功能紊乱的功能性食品种类较少,且良荞不齐，远远不能满足人们的需求，因此寻找一种富含果胶的食物将其有效成分提取并开发成功能食品十分有必要性。因此，改进已有的果胶提取及其分离纯化技术，探索新型的果胶提取及其分离纯化技术已成为推动我国乃至全世界经济发展的必走之路。
市场上目前少有秋葵多糖和果胶的产品，该类保健品有广阔的发展空间。且秋葵多糖的提取多为秋葵鲜果的热水提取，方法单一。
发明内容
本发明的目的是提供一种超声辅助提取黄秋葵多糖及果胶的方法，本发明方法采用冷冻干燥的秋葵制粉，避免了秋葵组织破碎不完全的问题；本发明同时采用超声辅助热水提取的方法，解决了多糖和果胶提取率低的问题，且过程简短高效；本发明方法可同时制备黄秋葵多糖和果胶，达到一物多用、高效生产的目的。
本发明所提供的超声辅助提取黄秋葵多糖提取物及果胶提取物的方法，包括如下步骤：
1)黄秋葵经冷冻干燥后打粉得到黄秋葵干粉；
2)在超声辅助下，将所述黄秋葵干粉进行热水提取，经离心后收集上清液，即为黄秋葵多糖-果胶水溶液；
3)所述黄秋葵多糖-果胶水溶液经浓缩后进行脱蛋白处理；
4)向经所述脱蛋白处理后的所述黄秋葵多糖-果胶水溶液中加入乙醇后进行静置，上层经干燥得到黄秋葵果胶提取物，下层透析后经冷冻干燥得到黄秋葵多糖提取物。
上述的方法中，步骤1)中，所述黄秋葵切片后进行所述冷冻干燥处理；
与常规的热风干燥的方式相比，所述冷冻干燥的方式能够在很大程度上保存了黄秋葵中功能成分的活性；而且利用经冻干后的黄秋葵进行制粉，可使黄秋葵的组织破碎更完全，进而从黄秋葵粉中使多糖和果胶较从鲜果中提取得率更高。
所述冷冻干燥的条件如下：
温度为-40～-60℃，压力为8～12Pa，时间为24～36小时，如在-50℃、10Pa的条件下冷冻30小时；
所述黄秋葵干粉的目数为30～40目。
上述的方法中，步骤2)中，所述超声的功率为400～700W，具体可为400～600W、400W或600W；
所述热水提取的条件如下：
所述黄秋葵干粉与水的配比为1g：20～60mL，具体可为1g：30～40mL、1g：30mL或1g：40mL；
pH值为4.0～9.0，具体可为4.0～8.5、4.0、6.5或8.5；
温度为40℃～60℃，具体可为40℃或60℃；
时间为15～40min，具体可为20～30min、20min或30min。
上述的方法中，所述方法包括重复步骤2)中所述热水提取1～3次的步骤。
上述的方法中，步骤2)中，所述离心在8000rpm下进行5～10min，如7min。
上述的方法中，步骤3)中，所述浓缩采用减压蒸发的方式进行。
上述的方法中，步骤3)中，所述黄秋葵多糖-果胶水溶液浓缩至其体积的1/2～1/3，如1/3。
上述的方法中，步骤3)中，所述脱蛋白处理可采用常规的方法进行，如采用Sevage法，其具体步骤是：配制有机溶剂混合液：氯仿：正丁醇＝4：1(体积比)，所述黄秋葵多糖-果胶水溶液：有机溶剂混合液＝4：1(体积比)，置于烧杯中，磁力搅拌30min后，在8000rpm/min条件下离心5min，然后将水相与氯仿相分开，保留水相即上层液体。操作过程中蛋白质出现在两相界面处，弃掉蛋白质。重复操作几次，至无蛋白质出现。
上述的方法中，步骤4)中，所述乙醇的添加量为所述黄秋葵多糖-果胶水溶液的体积的2～4倍，如3倍；
所述静置的时间为8～16小时，如12小时。
上述的方法中，步骤4)中，所述干燥的温度为50～65℃，如55℃；
所述透析的时间为24～50小时，如48小时；
所述冷冻干燥的条件如下：
温度可为-40～-60℃，具体可为-52～-55℃、-52℃、-53℃或-55℃，压力可为8～12Pa，具体可为8～10Pa、8Pa、9Pa或10Pa，时间为24～36小时，具体可为36小时。
本发明上述方法得到的黄秋葵多糖提取物和黄秋葵果胶提取物也属于本发明的保护范围。
本发明具有如下有益效果：
(1)本发明采用黄秋葵鲜果冻干后制粉的方式。
冻干后破碎更完全，比鲜果直接破碎后提取多糖和果胶的得率(即收率)高，多糖得率高达2.72倍，果胶得率高达4.15倍。
(2)本发明采用超声辅助热水提取黄秋葵多糖提取物的方式。
超声辅助热水提取解决了多糖和果胶提取率低的问题，且过程简短高效，比常规热水提取的多糖粉的得率高，多糖得率高达2.27倍，果胶得率高达3.72倍。
(3)本发明可以同时获得黄秋葵多糖提取物和果胶提取物，用时短、能耗低、操作简单，得到具有抗氧化活性的多糖和高质量果胶。
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。
下述实施例所采用的黄秋葵干粉是按照如下步骤制备的：
将黄秋葵鲜果切片后进行冷冻干燥：温度为-50℃，压力为10Pa，冷冻时间为30小时；将冻干后的黄秋葵切片进行打粉后过40目筛，得到黄秋葵干粉。
下述实施例中Sevage法脱蛋白的步骤如下：配制有机溶剂混合液：氯仿：正丁醇＝4：1(体积比)，所述黄秋葵多糖-果胶水溶液：有机溶剂混合液＝4：1(体积比)，置于烧杯中，磁力搅拌30min后，在8000rpm/min条件下离心5min，然后将水相与氯仿相分开，保留水相即上层液体。操作过程中蛋白质出现在两相界面处，弃掉蛋白质。重复操作几次，至无蛋白质出现。
下述实施例中抗氧化能力以对羟基自由基(·OH)的清除能力来标定，具体步骤如下：
将黄秋葵多糖配制成质量浓度为5mg/mL的溶液。以Vc作阳性对照品，临用前用蒸馏水配制成与样品溶液相同的质量浓度。各取1mL上述溶液，依次加入2mmol/L FeSO4溶液1mL，6mmol/L水杨酸溶液1mL及6mmol/L H2O2溶液1mL，混匀，静置，30min后于510nm处测其A值。设3个平行管，结果取平均值。
·OH清除率＝[A0－(A1－A2)]/A0×100％
其中，A0为以1mL蒸馏水代替样品溶液作空白对照时的A值，A1为样品溶液的A值，A2为以1mL蒸馏水代替H2O2溶液时样品溶液的本底A值。
实施例1、
100g黄秋葵干粉，加水3000mL，调节pH到4.0，于40℃下、400W超声处理20min。提取结束后8000rpm离心7min，取上清液，重复提取三次。利用减压蒸发将提取液体积浓缩到1/3，用Sevage法脱蛋白。脱蛋白后，加3倍体积的无水乙醇，静置12小时。将上层果胶于55℃烘箱烘干得到黄秋葵果胶提取物2.26g，下层多糖透析48h后冷冻干燥(条件为温度为-55℃，压力为9Pa，时间为36小时)得到黄秋葵多糖提取物4.56g。
本实施例黄秋葵多糖提取物的得率为4.56％。
本实施例黄秋葵果胶提取物的得率为2.26％。
经测定，本实施例制备的黄秋葵多糖提取物对羟基自由基(·OH)的清除率为68.37％。
实施例2：
100g黄秋葵干粉，加水3000mL，调节pH到6.5，于40℃下、400W超声处理20min。提取结束后8000rpm离心7min，取上清液，重复提取三次。利用减压蒸发将提取液体积浓缩到1/3，用Sevage法脱蛋白。脱蛋白后，加3倍体积的无水乙醇，静置12小时。将上层果胶于55℃烘箱烘干得到黄秋葵果胶提取物1.94g，下层多糖透析48h后冷冻干燥(条件为温度为-53℃，压力为10Pa，时间为36小时)得到黄秋葵多糖提取物3.09g。
本实施例黄秋葵多糖提取物的得率为3.09％。
本实施例黄秋葵果胶提取物的得率为1.94％。
经测定，本实施例制备的黄秋葵多糖提取物对羟基自由基(·OH)的清除率为60.58％。
实施例3：
100g黄秋葵干粉，加水4000mL，调节pH到8.5，于60℃下、600W超声处理30min。提取结束后8000rpm离心7min，取上清液，重复提取三次。利用减压蒸发将提取液体积浓缩到1/3，用Sevage法脱蛋白。脱蛋白后，加3倍体积的无水乙醇，静置12小时。将上层果胶于55℃烘箱烘干得到黄秋葵果胶提取物4.98g，下层多糖透析48h后冷冻干燥(条件为温度为-52℃，压力为8Pa，时间为36小时)得到黄秋葵多糖提取物6.28g。
本实施例黄秋葵多糖提取物的得率为6.28％。
本实施例黄秋葵果胶提取物的得率为4.98％。
经测定，本实施例制备的黄秋葵多糖提取物对羟基自由基(·OH)的清除率为65.14％。
对比例1、
与实施例1的处理步骤相同，不同之处在于：采用黄秋葵鲜果破碎制浆。
该对比例得到黄秋葵多糖提取物2.31g，黄秋葵果胶提取物1.20g。
本对比例黄秋葵多糖提取物的得率为2.31％，黄秋葵果胶提取物的得率为1.20％，远低于本发明采用黄秋葵鲜果冻干后制粉的得率，本发明实施例3中多糖提取物的得率为本对比例多糖提取物的得率的2.72倍，果胶提取物的得率为本对比例果胶提取物的得率的4.15倍。
对比例2、
与实施例2的处理步骤相同，不同之处在于：不在超声辅助下进行热水提取。
该对比例得到黄秋葵多糖提取物2.77g，黄秋葵果胶提取物1.34g。
本对比例黄秋葵多糖提取物的得率为2.77％，黄秋葵果胶提取物的得率为1.34％，远低于本发明采用黄秋葵鲜果冻干后制粉的得率，本发明实施例3中多糖提取物的得率为本对比例多糖提取物的得率的2.27倍，果胶提取物的得率为本对比例果胶提取物的得率的3.72倍。

Claims (10)

1.一种超声辅助提取黄秋葵多糖提取物及果胶提取物的方法，包括如下步骤：
1)黄秋葵经冷冻干燥后打粉得到黄秋葵干粉；
2)在超声辅助下，将所述黄秋葵干粉进行热水提取，经离心后收集上清液，即为黄秋葵多糖-果胶水溶液；
3)所述黄秋葵多糖-果胶水溶液经浓缩后进行脱蛋白处理；
4)向经所述脱蛋白处理后的所述黄秋葵多糖-果胶水溶液中加入乙醇后进行静置，上层经干燥得到黄秋葵果胶提取物，下层透析后经冷冻干燥得到黄秋葵多糖提取物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述黄秋葵切片后进行所述冷冻干燥处理；
所述冷冻干燥的条件如下：
温度为-40～-60℃，压力为8～12Pa，时间为24～36小时；
所述黄秋葵干粉的目数为30～40目。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述超声的功率为400～700W；
所述热水提取的条件如下：
所述黄秋葵干粉与水的配比为1g：20～60mL；
pH值为4.0～9.0；
温度为40℃～60℃；
时间为15～40min。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法包括重复步骤2)中所述热水提取1～3次的步骤。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述离心在8000rpm下进行5～10min。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：步骤3)中，所述浓缩采用减压蒸发的方式进行。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述黄秋葵多糖-果胶水溶液浓缩至其体积的1/2～1/3。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：步骤4)中，所述乙醇的添加量为所述黄秋葵多糖-果胶水溶液的体积的2～4倍；
所述静置的时间为8～16小时。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于：步骤4)中，所述干燥的温度为50～65℃；
所述透析的时间为24～50小时；
所述冷冻干燥的条件如下：
温度为-40～-60℃，压力为8～12Pa，时间为24～36小时。
10.权利要求1-9中任一项所述方法制备的黄秋葵多糖提取物或黄秋葵果胶提取物。
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