CN107266408A - 一种从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法，属于有效部位提取领域。该方法通过尿素复合溶液提取原花青素，然后调节pH将原花青素酚钠盐转化为游离酚，使用极性有机溶剂萃取富集低聚原花青素，有机相减压浓缩、真空干燥或喷雾干燥得到富含原花青素的提取物。该方法具有得率高、成本低、质量好的优点，精制步骤采用液液萃取法，工艺简单，成本低，可有效从植物原料粗提物中除去水溶性杂质同时萃取目的组分。以葡萄籽和松树皮为原料时原花青素得率分别为6‑6.5％和12.2‑12.8％，产品中总酚含量一般在91‑96％，其原花青素含量一般在76‑81％，可安全用作药品、保健品、食品和化妆品的添加剂。

Description

一种从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法

技术领域

本发明涉及一种从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法，属于有效部位提取领域。

背景技术

近年来，一种新型高效的抗氧化剂商品低聚原花青素(OPC)走俏欧洲市场，成为美国天然植物提取物十大畅销品种之一，其具有极强抗氧化活性的天然功能性成分，可以作为健康食品的原料直接制成胶囊等剂型或加入到饮料和普通食品。这引起了业内同行的广泛关注。植物原花青素(PROCYANIDIN，简称PC)，又名生物类黄酮，是广泛存在于可食性植物组织中的一类植物化学物质。其结构单元是黄烷-3-醇(FLAVAN-3-OL)，这类化合物本身无色，但在酸性溶液中加热能生成花青素(ANTHOCYANIDINS)，故名原花青素。从化学本质看，原花青素(PC)类成分主要是儿茶素等酚类单体的低聚体及多聚体。曾经认为，聚合度大于5-10的多聚体称为多聚原花色素(PPC)；聚合度在2-5或者2-10的称为低聚体或寡聚体(OPC)。后经业内行家大量讨论，美国葡萄籽方法评估委员会(通过国家营养食品协会)一致同意将OPC定义为包含两个或更多单体的所有原花青素，其包含多聚体或缩合的鞣质。

业已发现，植物原花青素类成分具有多种生物活性，包括抗氧化、抗炎、抗癌，具有心脑血管保护以及神经保护和脑保健等多种活性。通常认为原花青素中的单体和低聚体具有清除自由基、抗氧化、降血脂、抗癌等多种生物活性，而多聚原花青素因其分子量较大和位阻效应影响了酚羟基活性，导致其生物活降低。而且不同聚合度的原花青素生物活性不同。目前市售的原花青素多数为不同聚合度的原花青素的混合物。文献资料表明，低聚原花青素聚合体(特别是二、三聚体)在降低血清胆固醇效果上优于其单体。在抗氧化活性及被肠道吸收能力上优于单体和高聚体。因此开发纯度较高的低聚原花青素是目前研究热点。对植物原花青素类成分生物活性的深入研究和揭示，开发纯度较高的低聚原花青素有赖于针对原花青素成分提取分离技术的不断改进和突破。

植物原花青素类物质主要以两种形式存在，一是游离态原花青素，聚合度较低，可被水或有机溶剂(甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇等)提取；二是结合态的原花青素，常与蛋白质/纤维素/有机酸等以氢键、离子键、疏水键、共价键等形式结合，聚合度较高，不易被水或有机溶剂提取，需要通过特殊的方法处理而获得。目前对原花青素提取和定性研究已经很多，但现有技术中鲜见针对有关结合态原花青素的深入研究。

原花青素(PC)为极性物质，可溶于水、甲醇、乙醇、乙酸乙酯等极性溶剂，不溶于乙醚、氯仿等极性较小的溶剂。目前的提取方法有溶剂法及超临界萃取两种。现有技术中原花青素的制备工艺主要有：美国专利US5814494公开了一种通过水加热提取以葡萄籽为原料提取原花青素的方法，其在90℃抽提，或先用60℃水冲洗后再用80℃水抽提；美国专利5968517公开的原花青素提取方法为：先将蒸馏水加热至100℃脱氧，然后加入葡萄籽粉，于60-100℃抽提；美国专利5912363公开的原花青素提取方法为：原料为含原花青素的植物原料，加水，混合后充氮气除氧，同时加热加压抽提。上述制备方法均为热水提取法，但热水提取法的选择性较差，产物得率及纯度较低，而且由于温度较高，原花青素在提取过程中可能会发生降解；或用含水酒精、丙酮等有机溶液提取，提取液再减压浓缩、过滤或离心除去水不溶的杂质后得到水溶液，该水溶液因含大量的水溶性杂质，需要精制。进一步精制一般采用乙酸乙酯反复萃取，乙酸乙酯萃取液经脱水、减压浓缩后直接干燥(欧洲专利：EP0384796A)或先经氯仿沉淀、将沉淀物干燥(美国专利：US4698360)而得到原花青素提取物(商品名OPC)。近年来也有采用超临界流体萃取法进行原花青素的提取的报道。这主要是基于在非极性的CO₂中加入极性的改性剂如甲醇、乙醇、丙酮，可以改变溶剂极性用于PC的提取。如中国发明专利申请CN1223482A公开了一种超临界萃取银杏叶中原花青素的方法：超临界CO₂中加入水和丙酮(体积比例为50％-80％：50％-20％)作极性改性剂，萃取压力20-30Mpa，温度60-80℃，时间静态1小时，动态1-2小时，萃取液经树脂塔及喷雾干燥法制成粉末，制备得到的提取物中原花青素含量为7.2％。

在上述制备工艺中，采用水或相应有机溶剂提取，存在下列缺点：使用水或相应有机溶剂，仅能有效地提取出游离态的原花青素，不能有效提取以结合态存在于植物原料中的原花青素，导致提取得率偏低；而超临界萃取需要在高温高压下进行，且成本高；同时采用层析分离方法比较复杂，实施过程中对人员素质和设备要求较高。

基于此，本发明旨在解决上述问题，提出一种使用尿素复合溶液提取后再经液液萃取精制制备高产率、高纯度的原花青素的新制备方法。该萃取液经减压浓缩或喷雾干燥成粉末即得到植物源富含原花青素产品。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种植物源富含原花青素提取物的制备方法。本发明要解决的问题是提供一种简便易行的生产植物原花青素提取物特别是葡萄籽来源富含原花青素提取物的制备方法。该方法具有得率高、成本低、质量好的优点。精制步骤采用液液萃取法，工艺简单，成本低，可有效从植物原料粗提物中除去水溶性杂质同时萃取目的组分。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案:

一种从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法，包括以下步骤:

A、将干燥的含原花青素的植物原料粉粹至适当的粒度；

B、加入尿素复合溶液制备富含原花青素的浸出液；

C、调节所得的浸出液的pH至2.5-5.5，将原花青素酚钠盐转化为游离酚；

D、用极性有机溶剂萃取富集低聚原花青素；

E、有机相减压浓缩、真空干燥或喷雾干燥得到原花青素提取物。

可以用来提取植物源原花青素的植物原料很多，各种原料中原花青素的成份和含量不同。其中原花青素含量较高、来源较广的有：葡萄籽、山楂果实、镰叶罗汉松、赤松及海岸松等的树叶、球果或树皮等等。本发明所述的植物原料为葡萄籽、山楂果实、镰叶罗汉松、赤松或海岸松中一种或其组合的树叶、球果或树皮，优选地，所述的植物原料为葡萄籽、松树皮的一种或两种。将经过非高温干燥的含原花青素的植物原料粉粹至适当的粒度，未经粉粹或者虽经过粉粹但粒度过大，均将使得浸出率降低。

上述所述从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法中，所述的步骤B具体包括如下步骤：将植物原料用尿素复合溶液常温浸泡，然后进行加热提取，将提取液静置冷却至室温，即可得到浸出液。优选地，所述的浸泡时间为0.1-3小时，所述的提取时间为2-4小时，提取温度为35-55℃。优选地，所述的提取温度优选为35-45℃。

上述所述从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法中，所述步骤B中植物原料浸泡和加热提取过程中浸泡液和加热提取液的pH值为8-9。

作为本发明所优选的一种实施方式，所述的尿素复合溶液为强碱和尿素的去离子水溶液。优选地，植物原料加入尿素复合溶液提取时，所述的尿素复合溶液体积用量为植物原料体积的5-10倍量。更进一步优选地，所述的植物原料以其折纯干基计算，其中的质量比为植物原料：强碱：尿素：去离子水＝1：(0.05-0.30)：(0.3-0.56)：(5-10)，其中的强碱为氢氧化钠或氢氧化钾的一种或其组合。

上述所述从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法中，所述步骤C中用于调节浸出液的pH的调节剂为盐酸溶液、硫酸溶液或醋酸溶液的一种或多种，优选地，所述的调节剂为2mol/L的盐酸溶液。

上述所述从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法中，所述的极性有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸甲酯或乙酸丁酯。优选地，所述的极性有机溶剂为乙酸乙酯。

作为本发明所优选的一种实施方式，所述的从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法具体包括如下步骤：将葡萄籽粉粹至粉末状，葡萄籽粉末置于提取器中，以体积5-10倍量的尿素复合溶液浸泡1小时，然后在50℃条件下加热提取2-4小时，提取液室温静置2小时，调节其pH至2.5-5.5，该水溶液经或不经浓缩，以乙酸乙酯进行液液萃取，合并乙酸乙酯相，有机相中加入无水硫酸钠干燥，再经减压浓缩、真空干燥获得植物源富含原花青素提取物产品。

上述从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法还包括低温真空干燥步骤，所述的低温真空干燥步骤包括将植物源富含原花青素提取物置于0.1MPa-0.15MPa环境中真空干燥4-8小时，得到精制的植物源富含原花青素提取物。

水解释放是促使结合态原花青素游离的关键步骤。常用的水解方法包括碱水解、酸水解和酶水解。酸水解主要通过破坏糖苷键来释放结合态原花青素，但不能释放通过脂键结合的原花青素；同时酸水解往往需要较高的温度，这会导致原花青素发生降解而流失。而碱水解可在室温条件下进行，原花青素降解流失少，并且能同时释放通过糖苷键和酯键结合的多酚。在结合态原花青素的分析研究中，碱水解的使用频度明显高于酸水解，尤其是谷物中结合态原花青素的测定通常采用碱水解方式。利用酸碱中和理论，使得酸性的酚类物质与氢氧化钠生成的酚钠盐及易溶于水，从而增加提取率。申请人通过大量的实验表明，尿素水溶液有助于将结合态的多酚成分游离并富集提取出来(使得其与蛋白质的结合态中游离释放出来)。

本发明以尿素复合溶液为提取溶剂，不仅能够提取植物原料中的游离原花青素，而且所加入的尿素与碱还能够将结合态的原花青素游离并提取出来，方法简便易行，所得产品具有得率高、成本低、质量好的优点。此发明优点在于能够充分完全地将植物原料中所有的原花青素都提取出来，添加尿素和碱的提取液促使植物原料中结合态的原花青素更多地游离出来，从而增加了提取得率，同时将原花青素分子中的酚羟基转化为酚钠盐，在提取时更好地溶解在提取液中的工艺，提高了产量。碱性条件可以促进尿素与原花青素所含酚羟基的反应，提高原花青素的提取率。其中的酚羟基具有弱酸性，可以与钾、钠等离子生成相应的酚盐。尿素可以与酚羟基生成尿素复合物；尿素与碱液混合后同原花青素酚类反应还可以诱导更多的尿素分子结合原花青素中的酚羟基，产生协同效应，提高提取得率。使用本发明的方法，可得到纯度很高的原花青素产品。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本发明以尿素复合溶液为提取溶剂，促使植物原料中以结合态存在的原花青素游离出来从而提高了产品提取得率；以葡萄籽为原料一般在6.0-6.5％左右，松树皮12.2-12.8％。

2、本发明以尿素复合溶液为提取溶剂得到的提取物中原花青素含量高，产品总酚含量一般在91-96％，其原花青素含量一般在76-81％；

3.本发明采用液液萃取方法，工艺简单，成本低，可有效从植物原料粗提物中除去水溶性杂质同时萃取目的组分。一步完成精制，方法简单：实施过程对人员和设备要求不高；所用有机溶剂价格低廉，且大部分可以回收使用，成本低。

4.该工艺方法简单，所用溶剂价格低廉。以葡萄籽和松树皮为原料，原花青素得率分别为6-6.5％和12.2-12.8％，产品中总酚含量一般在91-96％，其原花青素含量一般在76-81％，该产品其它技术性指标诸如重金属、微生物、硫化物灰分等均低于“食品卫生标准”，可安全用作药品、保健品、食品和化妆品的添加剂。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但不能将方案中涉及的方法及技术参数理解为对本发明的限制。

下面通过实施例对本发明的最佳实施方式和细节加以说明。

在实施例中用GAE法测定产品中总酚含量(利用Folin-Ciocalteau法以没食子酸当量GallicAcidEquivalent，GAE来定量酚类化合物总量)。用Folin-Ciocalteau与HPLC结合法测定原花青素含量(提取物中原花青素含量＝提取物中总多酚含量-提取物中单体含量，此方法为美国葡萄籽方法评定委员会推荐使用的方法)[Folin-Ciocalteau法测定的是总多酚的含量，一般以没食子酸为对照物(GAE，gallicacidequivalent)。在碱性溶液中的多酚可以将钨钼酸还原，生成蓝色的化合物，颜色的深浅与多酚含量呈正相关关系，蓝色化合物在760NM处有最大吸收。Folin-Ciocalteau法利用多酚的还原性测定多酚含量。同时，葡萄籽提取物中的单体主要有儿茶素、表儿茶素、没食子酸、表儿茶素没食子酸酯、表没食子儿茶素没食子酸酯、阿魏酸等。其中前四种单体的含量占到了葡萄籽提取物中单体含量的90％以上。在实际操作中测定前四种单体的含量来代表单体的总量]。

实施例1：

称取50克粉粹后的葡萄籽，放入1升的烧瓶，用500克尿素复合溶液(含碱0.10M，尿素1M)室温提取1小时，随后升温至50℃加热提取4小时，提取液经浓缩或不经浓缩，放置室温1-2小时，采用2MHCl调节溶液PH至2.5-5.5，使用适量乙酸乙酯进行液液萃取，合并乙酸乙酯相，无水硫酸钠干燥，滤过液经减压浓缩、真空干燥得到富含原花青素产品，称重为

3.158克。其多酚含量经GAE测定为91.0％，其原花青素含量经Folin-ciocalteau与HPLC结合法测定为76.0％。

实施例2：

称取100克粉粹后的葡萄籽按实施例1的步骤提取，不同的是用600克尿素复合溶液(含碱0.50M，尿素1.5M)提取，得到6.498克固体。其多酚含量经GAE测定为93.0％，其原花青素含量经Folin-Ciocalteau与HPLC结合法测定为78.0％。

实施例3：

将500克粉粹后的葡萄籽按实施例1的步骤提取，不同的是升温至35℃加热提取6小时，得到32.746克固体。其多酚含量经GAE测定为95.0％，其原花青素含量经Folin-Ciocalteau与HPLC结合法测定为80.0％。

实施例4：

将500克粉粹后的葡萄籽按实施例1的步骤提取，不同的是升温至55℃加热提取2小时，得到32.037克固体。其多酚含量经GAE测定为94.5％，其原花青素含量经Folin-Ciocalteau与HPLC结合法测定为82.8％。

实施例5：

称取50克未经粉粹的葡萄籽，放入1升的烧瓶，用500克尿素复合溶液(含碱0.10M，尿素1M)室温提取1小时，随后升温至50℃加热提取4小时，提取液经浓缩或不经浓缩，放置室温1-2小时，采用2MHCl调节溶液PH至2.5-5.5，使用适量乙酸乙酯进行液液萃取，合并乙酸乙酯相，无水硫酸钠干燥，滤过液经减压浓缩、真空干燥得到富含原花青素产品，称重为3.158克。其多酚含量经GAE测定为87.0％，其原花青素含量经Folin-ciocalteau与HPLC结合法测定为74.0％。

实施例6:

称取50克粉粹后的松树皮，放入1升的烧瓶，用500克尿素复合溶液(含碱0.10M，尿素1M)室温提取1小时，随后升温至50℃加热提取4小时，提取液经浓缩或不经浓缩，放置室温1-2小时，采用2MHCl调节溶液PH至2.5-5.5，使用适量乙酸乙酯进行液液萃取，合并乙酸乙酯相，无水硫酸钠干燥，滤过液经减压浓缩、真空干燥得到富含原花青素产品，称重为6.158克。其多酚含量经GAE测定为91.5％，其中OPC含量经Folin-ciocalteau与HPLC结合法测定为79.2％。

Claims (10)

1.一种从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法，包括以下步骤:

A、将干燥的含原花青素的植物原料粉粹至适当的粒度；

B、加入尿素复合溶液制备富含原花青素的浸出液；

C、调节所得的浸出液的PH至2.5-5.5，将原花青素酚钠盐转化为游离酚；

D、用极性有机溶剂萃取富集低聚原花青素；

E、有机相减压浓缩、真空干燥或喷雾干燥得到原花青素提取物。

2.根据权利要求1所述的从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法，其特征在于，所述的植物原料为葡萄籽、山楂果实、镰叶罗汉松、赤松或海岸松中一种或其组合的树叶、球果或树皮；优选地，所述的植物原料为葡萄籽、松树皮的一种或两种。

3.根据权利要求1所述的从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括如下步骤：将植物原料用尿素复合溶液常温浸泡，然后进行加热提取，将提取液静置冷却至室温，即可得到浸出液。

4.根据权利要求3所述的从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法，其特征在于，所述的浸泡时间为0.1-3小时，所述的提取时间为2-4小时，提取温度为35-55℃，优选地，所述的提取温度优选为35-45℃。

5.根据权利要求1所述的从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法，其特征在于，所述步骤B中植物原料浸泡和加热提取过程中浸泡液和加热提取液的pH值为8-9。

6.根据权利要求1所述的从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法，其特征在于，植物原料加入尿素复合溶液提取时，所述的尿素复合溶液体积用量为植物原料体积的5-10倍量，优选地，所述的植物原料以其折纯干基计算，其中的质量比为植物原料：强碱：尿素：去离子水＝1：(0.05-0.30)：(0.3-0.56)：(5-10)。

7.根据权利要求6所述的从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法，其特征在于，强碱为氢氧化钠或氢氧化钾的一种或其组合；所述步骤C中用于调节浸出液的pH的调节剂为盐酸溶液、硫酸溶液或醋酸溶液的一种或多种，优选地，所述的调节剂为2mol/L的盐酸溶液。

8.根据权利要求1所述的从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法，其特征在于，所述的极性有机溶剂为乙酸乙酯、乙酸甲酯或乙酸丁酯。优选地，所述的极性有机溶剂为乙酸乙酯，优选地，所述的极性有机溶剂为乙酸乙酯。

9.根据权利要求1所述的从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法，其特征在于，所述的从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法具体包括如下步骤：将葡萄籽粉粹至粉末状，葡萄籽粉末置于提取器中，以体积5-10倍量的尿素复合溶液浸泡1小时，然后在50℃条件下加热提取2-4小时，提取液室温静置2小时，调节其pH至2.5-5.5，该水溶液经或不经浓缩，以乙酸乙酯进行液液萃取，合并乙酸乙酯相，有机相中加入无水硫酸钠干燥，再经减压浓缩、真空干燥获得植物源富含原花青素提取物产品。

10.根据权利要求1所述的从植物原料中制备富含原花青素的提取物的方法，其特征在于，所述的制备方法包括低温真空干燥步骤，所述的低温真空干燥步骤包括将植物源富含原花青素提取物置于0.1MPa-0.15MPa环境中真空干燥4-8小时，得到精制的植物源富含原花青素提取物。