CN106728089A - 一种苹果多酚的提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于苹果多酚的提取技术领域，公开了一种苹果多酚的提取方法，包括下列步骤：原料预处理→酶解分离→吸附解析→浓缩干燥→包装。本发明通过乙醇为提取溶剂的热提法得到含有苹果多酚的液体，在采用提取液通过大孔吸附树脂进行进一步的分离纯化，得到高含量的苹果多酚物质，具有物理化学稳定性高、吸附选择性独特、不受无机物存在的影响、再生简便、节省费用等诸多优点。

Description

一种苹果多酚的提取方法
技术领域
本发明产品属于苹果多酚的提取技术领域，尤其涉及一种苹果多酚的提取方法。
背景技术
未成熟果中含有大量的多酚类物质(酚羧酸酯类、苹果叶素、槲皮酮配糖体、儿茶素类、类黄酮、甘宁等)简称苹果多酚，这些多酚类物质作为植物的第二次代谢产物，在植物中广泛存在，如蔬菜、水果、和茶叶中含量较高，研究确认苹果多酚具有抗氧化性，对与血压升高有关的血管紧张素转化酶有抑制作用，对致癌初期的变异有抑制作用，可抑制产生齿垢后的酶的活性及口腔内产生的有机酸的细菌的生长，具有使皮肤白嫩及防止黑色素生成作用，除此之外，它还有消臭和抑制人体产生变异等其他作用。目前，苹果多酚的常规提取方法为乙醇热回流浸提法。早在上世纪90年代，新西兰的Yingrong Lu&L.YeapFoo已经报道了从苹果皮渣中提取、分离多酚物质的方法【1】。孙建霞等采用四元二次通用旋转组合设计确定出乙醇提取苹果多酚的最佳工艺参数为：浸提时间为45min，浸提温度为62℃，溶剂浓度为58％，液料比为4∶1(mL∶g)【2】。随着现代技术的发展，超声波等辅助工艺被应用与苹果多酚的提取过程。陶令霞等通过实验优化，确定超声波辅助提取苹果渣中苹果多酚的最优工艺条件为：70％乙醇，提取时间40min，提取功率为200W，料液比为1∶15，提取温度为35℃，按此工艺提取2次【3】。金莹等采用正交实验设计及方差分析确定出超声波提取苹果多酚的最佳工艺参数为：乙醇浓度为60％，料液比为1∶6，提取时间为20min，浸提温度为60℃，提取1次【4】。彭雪萍等通过单因素和正交实验得到超声压提取苹果多酚的最优工艺组合：是压力200MPa，保压时间3min，固液比1∶5，乙醇浓度为81％；各因素影响大小顺序为：压力＞溶剂浓度＞固液比＞保压时间【5】。但是上述苹果多酚的分离纯化方法，物理化学性质不稳定、受无机物存在的影响、再生复杂、分离纯化费用高，严重的制约了该行业的发展。
参考文献
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【4】金莹，孙爱东，胡晓丹，等。苹果多酚的超声波提取及抗氧化作用研究[J].北京林业大学学报，2007，29(5)：137-141
【5】彭雪萍，马庆一，刘艳芳，等。超高压萃取苹果多酚的工艺及抗氧化性研究[J].食品工业科技，2008，29(2)：191-196
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题与缺陷，本发明提供了一种苹果多酚的提取方法，采用有机高分子聚合物大空吸附树脂作为吸附剂，对苹果多酚进行分离纯化，具有物理化学稳定性高、吸附选择性独特、不受无机物存在的影响、再生简便、节省费用等诸多优点。
实现上述发明目的的技术方案是：一种苹果多酚的提取方法，包括如下步骤：
1)选取果径在5cm以下的新鲜未成熟果子，腐烂果和杂质不得大于5％；
2)清洗、拣选：使用流动的雾状自来水对原料进行清洗，确保除去果实表面附着的泥沙和污物；通过人工拣选，除去腐烂果及其他杂物，再使用去离子水高压冲洗；
3)破碎、压榨：破碎过程中，连续不间断加入0.5～1％的亚硫酸水溶液，以200L/h的流速加入，确保果汁不被氧化，果汁颜色应为鲜绿色，果汁中的二氧化硫应在500ppm，破碎后的果浆经过带式压榨机进行物理压榨2次，必要时加入果浆酶，原汁的出汁率在55～65％之间；
4)将步骤3)得到的原汁经过升温至45～55℃后，加入一定量的果胶酶和淀粉酶，作用60分钟，然后通过碟式分离机、超滤分离机进行固液分离，去除果汁中的络合物，得到清澈透亮的苹果汁；
5)将步骤4)得到的苹果汁通过装有大孔吸附树脂的树脂柱吸附饱和，经过去离子水清洗杂质后，用乙醇进行解析洗脱，得到含有苹果多酚的乙醇溶液；
6)将步骤5)制得的溶液进行低温减压浓缩，回收乙醇，剩余的水相物质，经喷雾干燥塔瞬间高温干燥，得到苹果多酚固体粉末；
7)将干燥后的苹果多酚粉末经过粉碎、混合、过筛60目后进行包装，得到成品苹果多酚；
所述果胶酶的加入量为30ml/t果汁、淀粉酶的加入量为20ml/t果汁。
所述步骤5)的乙醇洗脱剂为浓度37％食品级低碳乙醇。
所述步骤6)的低温温度为40～50℃，干燥塔进风温度为160℃，塔内温度为90℃。
所述的树脂柱吸附饱和是通过UV含量检测，计算树脂柱的负荷量在5％左右，吸附液体大约在10000～15000L时树脂柱吸附达到饱和。
本发明通过对新鲜未成熟的小苹果使用压榨的方法，得到含有苹果多酚的果汁，然后采用大吸附树脂进行进一步的分离纯化，得到高含量的苹果多酚物质。
与现有技术相比较，本发明苹果多酚的提取方法的优点在于：
1、本方法采用种植户疏果时弃掉的未成熟小苹果为加工原料，原料易获得，同时变废为宝，充分利用资源。
2、本方法在原料压榨时使用食品级焦亚硫酸钠作为护色剂和防腐剂，确保在破碎和压榨阶段的多酚物质最大程度的保留。
3、本方法中主要采用压榨后的小苹果原汁和浓缩汁(稀释)直接进行柱层析吸附筛选，通过梯度洗脱方法纯化多酚物质，采用此法直接进行层析分离，缩短了工艺流程，节约了加工资源，同时减少生产成本。
4、通过筛选，本方法采用大孔吸附树脂作为对苹果多酚的筛分载体，对有效物质进行聚合和分离，与常规的有机溶剂热回流提取、索氏提取以及超声波提取等方法相比，减少了固定资产投资以及资源需求。
5、本方法采用浓度37％食品级低碳乙醇作为洗脱剂，在使用和回收重复利用方面，大大减少了资源的需求，减少了对环境污染的风险程度。
6、在干燥方法上，采用高效的喷雾干燥方式，缩短了加工周期，减少了资源需求。
附图说明
图1为本发明苹果多酚的提取方法的工艺流程图；
图2为采用本发明方法提取的苹果多酚的紫外吸收光谱图；
图3为采用本发明方法提取的苹果多酚的红外吸收光谱图；
图4为采用本发明方法提取的苹果浓缩汁多酚HPLC指纹图谱；
图5为采用本发明方法提取的苹果浓缩汁多酚HPLC指纹图谱。
具体实施方式
图1为本发明苹果多酚的提取方法的工艺流程图，包括原料选择、酶解、分离、吸附解析、浓缩干燥、粉末处理包装步骤。
试验例1
由图2可见，苹果多酚在200nm-1、230nm-1、283nm-1处有吸收峰出现，其中283nm-1为苹果多酚的特征吸收峰。
试验例2苹果多酚的红外吸收光谱图
由图3可见，3400cm-1强宽峰为苹果多酚类化合物酚羟基的伸缩振动吸收，由于其结构中羟基上的氢易被取代形成甲氧基衍生物，因此2925～2860cm-1处出现饱和烃C-H键的伸缩振动吸收，1460～1380cm-1处有C-H键的弯曲振动吸收；1630～1510cm-1处为苹果多酚类化合物结构上典型的苯环特征吸收。
试验例3苹果多酚的物理性状、化学图谱
(1)苹果多酚是苹果中所含多元酚类物质的通称，为棕红色粉末，20％的水溶液呈红棕色，液状及粉状苹果多酚产品均略带有苹果风味，稍具苦味，其苦味程度仅为茶多酚的1/3～1/5，在其用量范围内对制品无特别影响；易溶于水和乙醇，且加工适应性高；粉状产品于室温下可保存1年，其性质及生理功能不变力。
(2)通过采用WelchromC18色谱柱，在检测波长280nm，柱温30℃，进样量20μL，流动相0.3％三氟乙酸水溶液和甲醇(流速1mL/min)以及梯度洗脱的条件下，标定了12个共有指纹峰，测定出10个不同来源苹果浓缩汁多酚指纹相似度均在0.900，多酚含量为5559-7971μg/mL。建立苹果多酚高效液相指纹图谱如图4和图5所示。
实施例1一种苹果多酚的提取方法，包括如下步骤：
1)选取果径在5cm以下的新鲜未成熟果子，腐烂果和杂质不得大于5％；
2)清洗、拣选：使用流动的雾状自来水对原料进行清洗，确保除去果实表面附着的泥沙和污物；通过人工拣选，除去腐烂果及其他杂物，再使用去离子水高压冲洗；
3)破碎、压榨：破碎过程中，连续不间断加入0.5的亚硫酸水溶液，以200L/h的流速加入，确保果汁不被氧化，果汁颜色应为鲜绿色，果汁中的二氧化硫应在500ppm，破碎后的果浆经过带式压榨机进行物理压榨2次，必要时加入果浆酶，原汁的出汁率在55％之间。
4)将步骤3)得到的原汁经过升温至55℃后，加入一定量的果胶酶和淀粉酶，作用60分钟，然后通过碟式分离机、超滤分离机进行固液分离，去除果汁中的络合物，得到清澈透亮的苹果汁；
5)将步骤4)得到的苹果汁通过装有大孔吸附树脂的树脂柱吸附饱和，经过去离子水清洗杂质后，用乙醇进行解析洗脱，得到含有苹果多酚的乙醇溶液；
6)将步骤5)制得的溶液进行低温减压浓缩，回收乙醇，剩余的水相物质，经喷雾干燥塔瞬间高温干燥，得到苹果多酚固体粉末；
7)将干燥后的苹果多酚粉末经过粉碎、混合、过筛60目后进行包装，得到成品苹果多酚。
所述的去离子水是通过用反渗透设备制取的。
所述果胶酶的加入量为30ml/t果汁、淀粉酶的加入量为20ml/t果汁。
实施例2一种苹果多酚的提取方法，包括如下步骤：
1)选取果径在5cm以下的新鲜未成熟果子，腐烂果和杂质不得大于5％；
2)清洗、拣选：使用流动的雾状自来水对原料进行清洗，确保除去果实表面附着的泥沙和污物；通过人工拣选，除去腐烂果及其他杂物，再使用去离子水高压冲洗；
3)破碎、压榨：破碎过程中，连续不间断加入1％的亚硫酸水溶液，以200L/h的流速加入，确保果汁不被氧化，果汁颜色应为鲜绿色，果汁中的二氧化硫应在500ppm，破碎后的果浆经过带式压榨机进行物理压榨2次，必要时加入果浆酶，原汁的出汁率在65％之间。
4)将步骤3)得到的原汁经过升温至45℃后，加入一定量的果胶酶和淀粉酶，作用60分钟，然后通过碟式分离机、超滤分离机进行固液分离，去除果汁中的络合物，得到清澈透亮的苹果汁；
5)将步骤4)得到的苹果汁通过装有大孔吸附树脂的树脂柱吸附饱和，经过去离子水清洗杂质后，用乙醇进行解析洗脱，得到含有苹果多酚的乙醇溶液；
6)将步骤5)制得的溶液进行低温减压浓缩，回收乙醇，剩余的水相物质，经喷雾干燥塔瞬间高温干燥，得到苹果多酚固体粉末；
7)将干燥后的苹果多酚粉末经过粉碎、混合、过筛60目后进行包装，得到成品苹果多酚。
实施例3一种苹果多酚的提取方法，包括如下步骤：
1)选取果径在5cm以下的新鲜未成熟果子，腐烂果和杂质不得大于5％；
2)清洗、拣选：使用流动的雾状自来水对原料进行清洗，确保除去果实表面附着的泥沙和污物；通过人工拣选，除去腐烂果及其他杂物，再使用去离子水高压冲洗；
3)破碎、压榨：破碎过程中，连续不间断加入0.8％的亚硫酸水溶液，以200L/h的流速加入，确保果汁不被氧化，果汁颜色应为鲜绿色，果汁中的二氧化硫应在500ppm，破碎后的果浆经过带式压榨机进行物理压榨2次，必要时加入果浆酶，原汁的出汁率在60％之间。
4)将步骤3)得到的原汁经过升温至50℃后，加入一定量的果胶酶和淀粉酶，作用60分钟，然后通过碟式分离机、超滤分离机进行固液分离，去除果汁中的络合物，得到清澈透亮的苹果汁；
5)将步骤4)得到的苹果汁通过装有大孔吸附树脂的树脂柱吸附饱和，经过去离子水清洗杂质后，用乙醇进行解析洗脱，得到含有苹果多酚的乙醇溶液；
6)将步骤5)制得的溶液进行低温减压浓缩，回收乙醇，剩余的水相物质，经喷雾干燥塔瞬间高温干燥，得到苹果多酚固体粉末；
7)将干燥后的苹果多酚粉末经过粉碎、混合、过筛60目后进行包装，得到成品苹果多酚。
所述果胶酶的加入量为30ml/t果汁、淀粉酶的加入量为20ml/t果汁。

Claims (4)

1.一种苹果多酚的提取方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)选取果径在5cm以下的新鲜未成熟果子，腐烂果和杂质不得大于5％；
2)使用流动的雾状自来水对原料进行清洗，确保除去果实表面附着的泥沙和污物；通过人工拣选，除去腐烂果及其他杂物，再使用去离子水高压冲洗；
3)破碎过程中，连续不间断加入0.5～1％的亚硫酸水溶液，以200L/h的流速加入，确保果汁不被氧化，果汁颜色应为鲜绿色，果汁中的二氧化硫应在500ppm，破碎后的果浆经过带式压榨机进行物理压榨2次，必要时加入果浆酶，原汁的出汁率在55～65％之间；
4)将步骤3)得到的原汁经过升温至45～55℃后，加入一定量的果胶酶和淀粉酶，作用60分钟，然后通过碟式分离机、超滤分离机进行固液分离，去除果汁中的络合物，得到清澈透亮的苹果汁；
5)将步骤4)得到的苹果汁通过装有大孔吸附树脂的树脂柱吸附饱和，经过去离子水清洗杂质后，用乙醇进行解析洗脱，得到含有苹果多酚的乙醇溶液；
6)将步骤5)制得的溶液进行低温减压浓缩，回收乙醇，剩余的水相物质，经喷雾干燥塔瞬间高温干燥，得到苹果多酚固体粉末；
7)将干燥后的苹果多酚粉末经过粉碎、混合、过筛60目后进行包装，得到成品苹果多酚；
所述果胶酶的加入量为30ml/t果汁、淀粉酶的加入量为20ml/t果汁。
2.根据权利要求1所述的苹果多酚的提取方法，其特征在于：所述步骤1)的新鲜苹果为果径在5cm以下的未成熟新鲜果子。
3.根据权利要求1所述的苹果多酚的提取方法，其特征在于：所述步骤5)的乙醇洗脱剂为浓度37％食品级低碳乙醇。
4.根据权利要求1所述的苹果多酚的提取方法，其特征在于：所述步骤6)的低温温度为40～50℃，干燥塔进风温度为160℃，塔内温度为90℃。
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Application publication date: 20170531

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