CN106727118B - 一种燕麦生物碱的提取方法及应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于日用化学品领域，公开了一种燕麦生物碱的提取方法及应用。该方法包括以下步骤：将燕麦粉碎，加入乙醇，混合均匀后加入酶，调节pH为5.0～6.0，在搅拌条件下进行酶解反应，反应结束后将所得反应液离心分离，将离心分离所得固体进行亚临界萃取，然后回收溶剂即得燕麦生物碱提取物。该方法简单易行，条件容易控制，原料利用率高，易于实现工业化生产。在提取燕麦生物碱前，加入酶对燕麦进行前处理，并使用亚临界技术进行萃取，提高燕麦生物碱的提取率并降低提取所需要的时间。

Description

一种燕麦生物碱的提取方法及应用

技术领域

本发明属于日用化学品领域，特别涉及一种燕麦生物碱的提取方法及应用。

背景技术

燕麦，目前在全世界五大洲42个国家被广泛种植，其种植面积仅次于小麦、水稻和玉米，我国种植的燕麦主要分为皮燕麦和裸燕麦，几个世纪以来，人们将胶态燕麦粉用于缓解皮肤的瘙痒症状。2003年，美国FDA认可，胶态燕麦粉作为缓解各种皮肤疾病的保护剂，经过不断的研究，这是由于燕麦中含有丰富的抗氧化和抗过敏物质，其中最主要的活性成分是燕麦生物碱，目前针对燕麦开发的应用于日用化学品领域的原料产品，主要集中在燕麦蛋白和燕麦β-葡聚糖及它们的衍生物，而燕麦生物碱则极少有相关产品。

天然植物中的有效成分往往包裹在有表皮保护的内部薄壁细胞或液泡内，破壁非常困难，这不利于对植物生物碱的有效提取，目前对于燕麦生物碱的提取方法主要有三种，溶剂浸泡提取法、超临界CO₂萃取法和微波提取法。溶剂浸泡提取法操作简单，可处理量大，但溶剂使用量大，提取时间长，提取效率低，溶剂残留；超临界CO₂萃取法选择性好，收率高，绿色环保，但设备价格昂贵，维护费用高，而且生物碱往往以盐的形式存在，使得萃取的选择性不是很高；微波提取法设备简单，成本较低，提取效率较高，但随着处理量增加，微波在物料内部传递时出现迅速衰减，导致提取效率降低。因此还没有适用于大量提取燕麦生物碱的方法。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种燕麦生物碱的提取方法。

本发明另一目的在于提供上述方法提取得到的燕麦生物碱。

本发明再一目的在于提供上述燕麦生物碱在制备个人护理品中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种燕麦生物碱的提取方法，其包含以下步骤：将燕麦粉碎，加入乙醇，混合均匀后加入酶，调节pH为5.0～6.0，在搅拌条件下进行酶解反应，反应结束后将所得反应液离心分离，将离心分离所得固体进行亚临界萃取，然后回收溶剂即得燕麦生物碱提取物。

所述的燕麦可为皮燕麦或裸燕麦，优选为裸燕麦；

所述的将燕麦粉碎是指粉碎后的燕麦的大小为40～100目。

所述的乙醇优选为70～90％的乙醇，所用的乙醇的量为每1g的燕麦使用20～30g的70～90％的乙醇，其中70～90％指质量分数。

所述的酶为纤维素酶和果胶酶中的至少一种；

优选的，当所述的酶为纤维素酶和果胶酶的混合物时，纤维素酶和果胶酶的质量比为1:1～3:1。

所加入的酶的用量为燕麦重量的0.5～1.5％；

所述的搅拌是指搅拌速度为50～100rpm；

所述的酶解反应优选为在30～40℃反应1h。

所述的离心的转速为1000～2000rpm，离心时间为30～60分钟，优选为1500rpm。

所述的亚临界萃取的条件为：萃取剂为丙烷、丁烷或二甲醚中的一种，萃取温度为50～70℃，压力为3MPa，萃取剂中含有体积分数为2～5％的夹带剂，夹带剂为乙醇、丁醇和异丙醇中的至少一种。

所述的回收溶剂是指利用减压蒸馏回收其中的萃取剂和夹带剂。

一种由上述方法提取得到的燕麦生物碱。

上述的生物碱在制备个人护理产品中的应用。由于其优异的抗氧化性和抗过敏性，特别适合用于制备抗衰老产品和舒敏类产品。

本发明的机理为：

燕麦生物碱包裹在有表皮保护的内部薄壁细胞或液泡内，使用酶对燕麦进行前处理辅助破壁，使燕麦生物碱更充分被萃取，同时使用亚临界技术进行萃取，能使萃取效率大大提高。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：

该方法简单易行，条件容易控制，原料利用率高，易于实现工业化生产。本发明，在提取燕麦生物碱前，加入酶对燕麦进行前处理，并使用亚临界技术进行萃取，提高燕麦生物碱的提取率并降低提取所需要的时间。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例中所用的试剂如无特殊说明均可从市场常规购得；实施例中所用纤维素酶为来源自诺维信(中国)生物技术有限公司的纤维素酶；所用的果胶酶为来自诺维信(中国)生物技术有限公司的果胶酶；所用的裸燕麦为市售产品，唐山绿谷粮油有限公司，质量百分比＞99％；维生素E(α-生育酚)购自于安耐吉化学。

实施例中所用的HPLC检测方法可参考文献：任祎，任贵兴.燕麦生物碱的提取及其抗氧化活性研究[J].农业工程学报，2008，24(5)：265-269。

实施例1

将裸燕麦粉碎，过40目的筛，取5kg粉碎的燕麦，然后加入燕麦20倍重量的90％乙醇溶液，得到混合液，加入25g纤维素酶，调节pH值至5.5，在30℃水浴中以50rpm的速度搅拌1小时。将酶解液进入离心机中，以1000rpm的转速进行离心，除去液体，保留固体，处理后的燕麦进入亚临界萃取装置，进行亚临界萃取，萃取温度为50℃，压力为3MPa，丙烷为萃取剂，丙烷中含有2％的夹带剂，夹带剂为乙醇，回收萃取剂，出料，得到燕麦生物碱提取物，通过HPLC法检测，燕麦提取物的提取率为9.2％，燕麦生物碱含量为4.62％。

实施例2

将裸燕麦粉碎，过40目的筛，取7.5kg粉碎的燕麦，然后加入燕麦30倍重量的90％乙醇溶液，得到混合液，加入52g果胶酶，调节pH至6.0在40℃水浴中以100rpm的速度搅拌1小时。将酶解液进入离心机中，以1000rpm的转速进行离心，除去液体，保留固体，处理后的燕麦进入亚临界萃取装置，进行亚临界萃取，萃取温度为55℃，压力为3MPa，丙烷为萃取剂，丁烷中含有2.5％的夹带剂，夹带剂为丁醇，回收萃取剂，出料，得到燕麦生物碱提取物，通过HPLC法检测，燕麦提取物的提取率为9.8％，燕麦生物碱含量为4.38％。

实施例3

将裸燕麦粉碎，过60目的筛，取9kg粉碎的燕麦，然后加入燕麦，20倍重量的80％乙醇溶液，得到混合液，加入72g复合酶(纤维素酶和果胶酶按质量比为1:1)，调节pH至5.0在40℃水浴中以50rpm的速度搅拌1小时。将酶解液进入离心机中，以1000rpm的转速进行离心，除去液体，保留固体，处理后的燕麦进入亚临界萃取装置，进行亚临界萃取，萃取温度为70℃，压力为3MPa，二甲醚为萃取剂，二甲醚中含有2％的夹带剂，夹带剂为乙醇和丁醇，组分按重量计算为乙醇80％，丁醇20％；回收萃取剂，出料，得到燕麦生物碱提取物，通过HPLC法检测，燕麦提取物的提取率为10.5％，燕麦生物碱含量为4.72％。

实施例4

将裸燕麦粉碎，过60目的筛，取10kg粉碎的燕麦，然后加入燕麦，25倍重量的70％乙醇溶液，得到混合液，加入100g复合酶(纤维素酶和果胶酶按质量比为2:1，调节pH至5.5在40℃水浴中以100rpm的速度搅拌1小时。将酶解液进入离心机中，以1500rpm的转速进行离心，除去液体，保留固体，处理后的燕麦进入亚临界萃取装置，进行亚临界萃取，萃取温度为65℃，压力为3MPa，丙烷为萃取剂，丙烷中含有2％的夹带剂，夹带剂乙醇和异丙醇，组分按重量计算为乙醇70％:异丙醇30％，回收萃取剂，出料，得到燕麦生物碱提取物，通过HPLC法检测，燕麦提取物的提取率为10.8％，燕麦生物碱含量为5.27％。

实施例5

将裸燕麦粉碎，过100目的筛，取10kg粉碎的燕麦，然后加入燕麦30倍重量的70％乙醇溶液，得到混合液，加入150g复合酶(纤维素酶和果胶酶按质量比为3:1)，调节pH至5.0在35℃水浴中以50rpm的速度搅拌1小时。将酶解液进入离心机中，以1000rpm的转速进行离心，除去液体，保留固体，处理后的燕麦进入亚临界萃取装置，进行亚临界萃取，萃取温度为50℃，压力为3MPa，丙烷为萃取剂，丙烷中含有2％的夹带剂，夹带剂乙醇、丁醇和异丙醇，组分按重量计算为乙醇60％，丁醇20％，异丙醇30％，回收萃取剂，出料，得到燕麦生物碱提取物，通过HPLC法检测，燕麦提取物的提取率为11.5％，燕麦生物碱含量为5.38％。

对比实施例1：溶剂浸泡提取法

将裸燕麦粉碎，过40目的筛，取5kg粉碎的燕麦，加入燕麦重量20倍的80％乙醇溶液，用6mol/L的盐酸调节pH至4.0，以100rpm的搅拌速度下进行提取，提取温度为60℃，提取时间为2小时，通过HPLC法检测，燕麦提取物的提取率为5.29％，燕麦生物碱含量为1.10％。

对比实施例2：实施例4没有酶解前处理步骤

将裸燕麦粉碎，过60目的筛，取10kg粉碎的燕麦，进入亚临界萃取装置，进行亚临界萃取，萃取温度为65℃，丙烷为萃取剂，丙烷中含有2％的夹带剂，夹带剂乙醇和异丙醇，组分按重量计算为乙醇70％:异丙醇30％，回收萃取剂，出料，得到燕麦生物碱提取物，通过HPLC法检测，燕麦提取物的提取率为7.69％，燕麦生物碱含量为2.81％。

效果实施例1

(1)性能测试：体外抗氧化作用测试

将实施例1～5及对比例1～2的终产品进行检测。

体外抗氧化作用测试采用对羟基自由基、超氧阴离子自由基和DPPH的清除作用进行评价，同时使用维生素E(α-生育酚)作为标准样品进行比较，清除能力分别以燕麦生物碱和α-生育酚标准品对自由基的清除率达50％时的对应浓度IC₅₀值表示，IC₅₀值越小，表示清除能力越大，抗氧化作用越强；相反IC₅₀值越大，则表示清除能力越小，抗氧化作用越弱。结果如表1所示：

表1实施例1～5及对比实施例1～2得到的燕麦生物碱和维生素E(α-生育酚)的体外抗氧化性能

从表1的结果看，本发明实施例1～5制备得到的燕麦生物碱对于羟基自由基、超氧自由基和DPPH都有较强的清除能力，与维生素E(α-生育酚)的效果相近，表明提取得到的燕麦生物碱具有较强的抗氧化功能；对比例1使用溶剂浸泡提取法得到的燕麦生物碱的产品效果较差，这与HPLC对燕麦生物碱含量的检测结果相符；对比例2所得到的的燕麦生物碱与使用溶剂浸泡提取法的燕麦生物碱相比，效果有了极大的提升，但由于没有对燕麦进行前处理，因此有效物没法被尽可能地提取出来，所以效果会比实施例1～5中的低。

效果实施例2

(1)舒敏膏配方如表2所示：％为质量百分比。

表2舒敏膏配方

抗老面霜的配方如下表3所示，％为质量百分比。

表3抗老面霜的配方

(3)稳定性测试

(a)感官性能：取试样在室温和非阳光直射下目测观察。

(b)耐热稳定性：将试样分别倒入2支的试管内，使液面高度约80mm，塞上干净的胶塞，把一支待检的试管置于预先调节至(40±1)℃的恒温培养箱内。24小时后取出，恢复至室温后与另一试管的试样进行目测比较。

(c)耐寒稳定性：将试样分别倒入2支的试管内，使液面高度约80mm，塞上干净的胶塞，把一支待检的试管置于预先调节至-5℃～-10℃的恒温培养箱内。24小时后取出，恢复至室温后与另一试管的试样进行目测比较。

结果如表4和表5所示：

表4舒敏膏稳定性测试结果

项目	配方1	配方2	配方3	配方4	配方5
						感官指标	无异常	无异常	无异常	无异常	无异常
耐热稳定性	稳定	稳定	稳定	稳定	稳定
						耐寒稳定性	稳定	稳定	稳定	稳定	稳定

表5抗衰老面霜稳定性测试结果

项目	配方6	配方7	配方8	配方9	配方10
						感官指标	无异常	无异常	无异常	无异常	无异常
耐热稳定性	稳定	稳定	稳定	稳定	稳定
						耐寒稳定性	稳定	稳定	稳定	稳定	稳定

从稳定性测试结果可以看出，添加有本发明提取的燕麦生物碱的配方是稳定的。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种燕麦生物碱的提取方法，其特征在于包含以下步骤：将燕麦粉碎，加入乙醇，混合均匀后加入酶，调节pH为5.0~6.0，在搅拌条件下进行酶解反应，反应结束后将所得反应液离心分离，将离心分离所得固体进行亚临界萃取，然后回收溶剂即得燕麦生物碱提取物；

所述的亚临界萃取的条件为：萃取剂为丙烷、丁烷或二甲醚中的一种，萃取温度为50~70℃，压力为3MPa，萃取剂中含有体积分数为2~5%的夹带剂，夹带剂为乙醇、丁醇和异丙醇中的至少一种；

所述的燕麦为皮燕麦或裸燕麦；所述的将燕麦粉碎是指粉碎后的燕麦的大小为40~100目；

所述的乙醇为70~90%的乙醇，所用的乙醇的量为每1g的燕麦使用20~30g的70~90%的乙醇；

所述的酶为纤维素酶和果胶酶中的至少一种；所加入的酶的用量为燕麦重量的0.5~1.5%；当所述的酶为纤维素酶和果胶酶的混合物时，纤维素酶和果胶酶的质量比为1:1~3:1；

所述的搅拌是指搅拌速度为50~100rpm；

所述的酶解反应为在30~40℃反应1h；

所述的离心的转速为1000~2000rpm，离心时间为30~60分钟；

所述的回收溶剂是指利用减压蒸馏回收其中的萃取剂和夹带剂。

2.一种由权利要求1所述的方法提取得到的燕麦生物碱。