CN107778276A - 一种提取花青素的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种提取花青素的方法。本申请提取花青素的方法，包括以玫瑰茄为原料，将原料切碎至5‑10目，在45‑55℃的条件下，采用纯水并加入复合酶制剂对切碎的原料进行酶解萃取，提取液依序通过离心、超滤、反渗透浓缩、大孔吸附树脂纯化、冷冻干燥，获得高纯度的花青素；复合酶制剂包括纤维素酶和果胶酶。本申请的花青素提取方法，工艺简单、易操作，并且，花青素提取得率高，相对节约了生产成本，具有更高的经济价值。本申请方法提取的花青素，纯度高达70％以上，使得提取的花青素具有更高的医疗保健价值和更宽的实际应用领域。并且，本申请的方法避免了有机溶剂残留，减轻了环境污染，具有更好的社会效益。

Description

一种提取花青素的方法

技术领域

本申请涉及花青素提取领域，特别是涉及一种提取花青素的方法。

背景技术

花青素(Anthocyan id ins)，属酚类化合物中的类黄酮类，为水溶性色素。广泛存在于植物花瓣、果实的组织中及茎叶的表面细胞与下表皮层。其色泽随pH不同而改变，由此赋予了许多植物明亮而鲜艳的颜色。

在自然状态下，花青素在植物体内常与各种单糖结合形成糖苷，称为花色苷(Anthocyanin)，该命名是由M arguart命名矢车菊花朵中的蓝色提取物时提出来的，现在作为同类物质的总称。

花青素广泛存在于开花植物，特别是被子植物中，其在植物中的含量随品种、季节、气候、成熟度等不同有很大差别。据初步统计：在27个科，73个属植物中均含花青素，如紫甘薯、葡萄、血橙、红球甘蓝、蓝莓、玫瑰茄、樱桃、红莓、草莓、桑葚、山楂、牵牛花等植物的组织中均有一定含量。

最早最丰富的花青素是从红葡萄渣中提取的葡萄皮红色素，它于1879年在意大利上市，该色素可通过葡萄酒酒厂的废料-葡萄渣提取。接骨木浆果(Elderberries)中含大量的花青素，并且都是矢车菊素，每百克鲜重在200～1000mg。另外，花青素在大麦、高粱、豆科植物等粮食作物中也广泛存在。研究发现，玫瑰茄、葡萄籽的提取物中花青素的含量最高。

溶剂提取是花青素的常规提取方法，溶剂多选择甲醇、乙醇、丙酮、水或者混合溶剂等。为了防止提取过程中非酰基化的花青素降解，常在提取溶剂中加入一定浓度的盐酸或者甲酸，但在蒸发浓缩时这些酸又会导致酰基化的花青素部分或全部的水解。另外，对于提取物中可能含有脂溶性成分的样品，需采用有机溶剂如正己烷、石油醚、乙醚等进行萃取。传统的有机溶剂萃取的花青素多有毒性残留，且生产过程环境污染大，提取时间长，生产效率较低，且热溶剂容易造成花青素降解以及生理活性的降低。

有鉴于此，亟需研发一种新的提取率高、杂质含量低的花青素提取方法。

发明内容

本申请的目的是提供一种新的提取花青素的方法。

为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

本申请的公开了一种提取花青素的方法，包括以玫瑰茄为原料，将原料切碎至5-10目，在45-55℃的条件下，采用纯水并加入复合酶制剂对切碎的原料进行酶解萃取，提取液依序通过离心、超滤、反渗透浓缩、大孔吸附树脂纯化、冷冻干燥，获得高纯度的花青素；复合酶制剂包括纤维素酶和果胶酶。

本申请的花青素提取方法，在低温下采用复合酶制剂对玫瑰茄进行花青素提取，一方面，复合酶制剂保障了花青素萃取得率；另一方面，低温环境避免了花青素高温降解，也降低了花青素的生理活性。本申请采用纯水和复合酶制剂进行提取，避免了传统方法中有机溶剂残留的问题。此外，本申请采用离心、超滤、反渗透浓缩、大孔吸附树脂纯化、冷冻干燥等一系列的纯化和浓缩步骤，克服了现有工艺中RO膜浓缩存在物料污染膜的问题，增加了大孔树脂对花青素的吸附率以及大孔树脂的使用周期；其中，冷冻干燥，也防止了传统喷雾干燥时高温造成花青素降解和生理活性降低的问题。本申请的方法与现有方法相比，工艺简单、便于操作，且制备的花青素得率高、纯度高，减少了原料的浪费，无有机溶剂残留，减轻了对环境的污染，节约了生产成本，具体更高的经济和社会效益。本申请的一种实现方式中，从玫瑰茄提取花青素的提取率高至85％以上，并且纯度高达70％以上，高纯度的花青素具有更高的医疗保健价值和更宽的实际应用领域。

优选的，酶解萃取中，原料与纯水的重量比为1:20-25；复合酶制剂中，纤维素酶和果胶酶重量比为0.8-1.2:2。

优选的，复合酶制剂的加入量为原料重量的2-5％。

优选的，酶解萃取的时间为1.5-2h。

优选的，大孔吸附树脂纯化，具体包括，将反渗透浓缩的产物加入AB-8型大孔树脂，吸附流速为2.5-3.0BV/h，吸附后用40-60％的乙醇进行洗脱，洗脱流速为1.8-2.2BV/h。

优选的，冷冻干燥，具体包括，将大孔吸附树脂纯化的产物在-40至-50℃的温度范围内冻结，在冷冻干燥机中对冻结的产物进行冷冻干燥，冷冻干燥的条件为，-45℃抽真空冻干2h，然后温度升至-10℃，恒温6h，然后逐步将温度升至40℃，结束干燥。

需要说明的是，本申请在-40至-50℃的温度范围内进行冻结，是结合花青素的物料特性，使得冰晶大小适中，以便于干燥后更加容易复水。

优选的，离心之前还包括粗滤步骤，粗滤步骤包括，采用双层振动筛对酶解萃取的产物进行过滤，双层振动筛的上层为80目，下层为200目。

优选的，离心具体包括，采用碟式离心，离心温度为15-20℃，转速6000-8000转/分钟，进料流量3.0-3.5吨/小时。

优选的，超滤具体包括，采用中空纤维膜，膜的孔径在0.05μm–1nm之间，操作压力为0.2–0.4Mpa，对离心的产物进行超滤。

优选的，反渗透浓缩具体包括，采用聚酰胺复合膜对超滤的产物进行反渗透浓缩，反渗透浓缩的条件包括，浓缩时间120min以内，温度小于或等于40℃，出料浓度15-20Brix，浓缩过程无相变。

由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：

本申请的花青素提取方法，工艺简单、易操作，并且，花青素提取得率高，相对节约了生产成本，具有更高的经济价值。本申请方法提取的花青素，纯度高达70％以上，使得提取的花青素具有更高的医疗保健价值和更宽的实际应用领域。并且，本申请的方法避免了有机溶剂残留，减轻了环境污染，具有更好的社会效益。

具体实施方式

本申请的方法关键在于，采用特殊的复合酶制剂在低温下进行萃取，并且，结合后续的离心、超滤、反渗透浓缩、大孔吸附树脂纯化、冷冻干燥等一系列操作，提高了花青素得率和纯度。本申请的方法特别适用于从玫瑰茄中提取花青素。

下面通过具体实施例对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。

实施例一

本例以玫瑰茄为原料提取花青素，具体方法包括：

1)切碎：将玫瑰茄干花用茶叶切碎机切碎至5-10目；

2)酶解萃取：切碎后的玫瑰茄放入酶解罐中，打入48℃纯水，玫瑰茄原料与纯水的比例为1:25，按玫瑰茄原料重量5％添加复合酶制剂，酶解时间2h；酶解达到终点后，开启排料阀门，将酶解液打入振动筛进行粗滤；本例的复合酶制剂为纤维素酶:果胶酶重量比为1:2的复合酶；

3)粗滤：采用双层振动筛，上层80目，下层200目，以除去一些大的杂质；

4)冷却：将粗滤的滤液冷却至15℃后进入离心机中离心过滤；

5)离心：采用碟式离心，离心温度为15℃，转速6500转/分钟，进料流量3.0吨/小时；

6)超滤：采用中空纤维膜，膜的孔径在0.05μm–1nm之间，操作压力为0.2Mpa，以去除酶解液中的悬浮物、胶体、蛋白质等大分子物质；

7)反渗透浓缩：采用聚酰胺复合膜，浓缩时间120min以内，温度≤40℃，出料浓度15Brix，浓缩过程无相变；

8)大孔吸附树脂纯化：将反渗透浓缩的产物加入AB-8型大孔树脂，吸附流速为2.5BV/h，吸附后用45％的乙醇进行洗脱，洗脱流速为1.8BV/h；

9)冷冻干燥：先将洗脱液放入-45℃的冷冻设备中冻结，然后在冷冻干燥机中冷冻干燥，2h后温度升至-10℃，恒温6h，然后逐步将温度升至40℃，当产品水分达4％以内后干燥结束，得到花青素冷冻干燥粉。

本例对提取的花青素干粉的提取率和纯度进行了测试，其中花青素提取率采用如下公式计算：

花青素提取率＝花青素干粉÷玫瑰茄中花青素含量×100％

结果显示，本例的花青素提取率为86.2％，可见本例的花青素提取方法具有较高的提取率。

花青素干粉的纯度采用国家标准GB/T 22244-2008保健食品中前花青素的测定中规定的方法进行测试，详见GB/T 22244-2008。结果显示，本例的花青素干粉纯度达到71.2％，可见本例的花青素提取方法能够获得较高纯度的花青素，使得提取的花青素具有更高的医疗保健价值和更宽的应用领域。

实施例二

本例以玫瑰茄为原料提取花青素，具体方法包括：

1)切碎：将玫瑰茄干花用茶叶切碎机切碎至5-10目；

2)酶解萃取：切碎后的玫瑰茄放入酶解罐中，打入52℃纯水，玫瑰茄原料与纯水的比例为1:20，按玫瑰茄原料重量3％添加复合酶制剂，酶解时间2h。酶解达到终点后，开启排料阀门，将酶解液打入振动筛进行粗滤；本例的复合酶制剂为纤维素酶:果胶酶重量比为1:2的复合酶；

3)粗滤：采用双层振动筛，上层80目，下层200目，除去一些大的杂质；

4)冷却：将粗滤的滤液冷却至20℃后进入离心机中离心过滤；

5)离心：采用碟式离心，离心温度为20℃，转速7500转/分钟，进料流量3.5吨/小时；

6)超滤：采用中空纤维膜，膜的孔径在0.05μm–1nm之间，操作压力为0.4Mpa，以去除酶解液中的悬浮物、胶体、蛋白质等大分子物质；

7)反渗透浓缩：采用聚酰胺复合膜，浓缩时间120min以内，温度≤40℃，出料浓度20Brix，浓缩过程无相变；

8)大孔吸附树脂纯化：将反渗透浓缩的产物加入AB-8型大孔树脂，吸附流速为3.0BV/h，吸附后用45％的乙醇进行洗脱，洗脱流速为2.2BV/h；

9)冷冻干燥：先将洗脱液放入-45℃的冷冻设备中冻结，然后在冷冻干燥机中冷冻干燥，2h后温度升至-10℃，恒温6h，然后逐步将温度升至40℃，当产品水分达4％以内后干燥结束，得到花青素冷冻干燥粉。

采用实施例一相同的方法测量本例提取的花青素干粉的提取率和纯度。结果显示，本例的花青素提取率为85.8％，花青素干粉的纯度为73.5％，可见本例的花青素提取方法具有较高的提取率，并且，能够获得高纯度的花青素。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (10)

1.一种提取花青素的方法，其特征在于：包括以玫瑰茄为原料，将原料切碎至5-10目，在45-55℃的条件下，采用纯水并加入复合酶制剂对切碎的原料进行酶解萃取，提取液依序通过离心、超滤、反渗透浓缩、大孔吸附树脂纯化、冷冻干燥，获得高纯度的花青素；

所述复合酶制剂包括纤维素酶和果胶酶。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述酶解萃取中，原料与纯水的重量比为1:20-25；所述复合酶制剂中，纤维素酶和果胶酶重量比为0.8-1.2:2。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述复合酶制剂的加入量为所述原料重量的2-5％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述酶解萃取的时间为1.5-2h。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述大孔吸附树脂纯化，具体包括，将所述反渗透浓缩的产物加入AB-8型大孔树脂，吸附流速为2.5-3.0BV/h，吸附后用40-60％的乙醇进行洗脱，洗脱流速为1.8-2.2BV/h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述冷冻干燥，具体包括，将所述大孔吸附树脂纯化的产物在-40℃—-50℃的温度范围内冻结，在冷冻干燥机中对冻结的产物进行冷冻干燥，冷冻干燥的条件为，-45℃抽真空冻干2h，然后温度升至-10℃，恒温6h，然后逐步将温度升至40℃，结束干燥。

7.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：所述离心之前还包括粗滤步骤，所述粗滤步骤包括，采用双层振动筛对酶解萃取的产物进行过滤，双层振动筛的上层为80目，下层为200目。

8.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：所述离心具体包括，采用碟式离心，离心温度为15-20℃，转速6000-8000转/分钟，进料流量3.0-3.5吨/小时。

9.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：所述超滤具体包括，采用中空纤维膜，膜的孔径在0.05μm–1nm之间，操作压力为0.2–0.4Mpa，对离心的产物进行超滤。

10.根据权利要求1-6任一项所述的方法，其特征在于：所述反渗透浓缩具体包括，采用聚酰胺复合膜对超滤的产物进行反渗透浓缩，反渗透浓缩的条件包括，浓缩时间120min以内，温度小于或等于40℃，出料浓度15-20Brix，浓缩过程无相变。