CN107841157A - 一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及甜菜红素提取技术领域，尤其涉及一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，包括超声预提、微波辅助酶解处理、亚临界萃取、纯化、干燥步骤。利用本发明中提取方法，可大大提高盐地碱蓬甜菜红素产品的提取率和纯度。

Description

一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺
技术领域
本发明涉及甜菜红素提取技术领域，尤其涉及一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺。
背景技术
甜菜红素，是一类广泛存在于植物中的天然植物色素，由红色的甜菜红素和甜菜黄素组成，甜菜红素中主要成分为甜菜红苷，占红色素的75～95％，其余尚有异甜菜苷、前甜菜苷等。甜菜红素,其抗癌、抗病毒和抗氧化的生物活性使甜菜红素在保健品和食品添加剂领域受到广泛关注。
盐地碱蓬是一种典型的真盐生植物，在沿海滩涂等盐渍地上广泛分布，是一种很有发展潜力的天然资源，具有很大的经济效益，生态效益及社会效益。目前研究已经证实盐地碱蓬中含有丰富的甜菜红素，目前,现有技术提取甜菜红素时所得产品提取率低，由于甜菜红素的不稳定性,市场上几乎没有甜菜红素的纯品。因此针对上述问题，有必要建立一种新的提取工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种可提高产品纯度和提取率的盐地碱蓬甜菜红素提取工艺。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，所述提取工艺包括以下步骤：
(1)原料预处理：将新鲜采摘的盐地碱蓬茎叶，洗净、晾干，匀浆处理后，按照料液比1:5-1:10的比例加入有机溶剂，超声提取，过滤，收集沉淀物；
(2)微波辅助酶解处理：取步骤(1)收集的沉淀物，加入沉淀物重量1-3％的复合酶，混匀，调pH，经过微波处理后进行酶解反应，酶解结束后收集酶解产物；
(3)亚临界萃取：取步骤(2)收集的酶解产物，按照料液比1:5-1:10的比例加入萃取剂，在萃取温度为35-55℃，萃取压力为2.0-3.5Mpa，萃取15-30min，萃取结束后收集萃取物；
(4)纯化：取步骤(3)收集的萃取物，超滤后收集的截留液经过大孔树脂吸附，将洗脱收集的甜菜红素粗品溶液上葡聚糖SephadexG-10柱层析分离，再经过洗脱液洗脱后，收集洗脱组分；
(5)浓缩干燥：将步骤(4)中的洗脱组分进行冷冻干燥,控制干燥温度为40-55℃，最后得到甜菜红素产品。
作为一种改进的技术方案，步骤(1)中超声提取的时间为10-30min，提取温度为30-45℃，提取功率为180-220w。
作为一种改进的技术方案，步骤(1)中有机溶剂为甲醇、乙酸乙酯和石油醚中至少一种与0.1-0.5M的HCL混合而成。
作为一种改进的技术方案，步骤(2)中的复合酶由果胶酶、纤维素酶、菠萝蛋白酶和β-葡聚糖酶按照1-5:2-5:1-6:1-3的比例混合而成。
作为一种改进的技术方案，步骤(2)的酶解反应条件为：pH3.5-6.8，温度25-40℃，酶解时间为1.5-3h。
作为一种改进的技术方案，步骤(2)中微波处理的功率为150-300W，次数2-5次，每次5-15s，间隔1-3min。
作为一种改进的技术方案，步骤(4)的萃取溶剂由柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠和去离子水按照0.5-2:0.1-0.5:1-5的比例混合而成。
作为一种进一步改进的技术方案，所述十二烷基苯磺酸钠的质量浓度为0.05％-0.1％。
作为一种改进的技术方案，步骤(5)中的大孔树脂为X-5大孔树脂。
作为一种改进的技术方案，步骤(5)中的洗脱液由酒石酸、水和体积浓度为45-60％的乙醇按照1:2-5:1-3的比例混合而成，所述洗脱液的流速为1-2ml/min。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
与现有技术相比，本发明主要具有以下优点：
(1)本发明采用超声浸提、微波辅助酶解、亚临界萃取联用技术，以盐地碱蓬为原料进行甜菜红素的提取，超声浸提利用超声波产生的空化效应可使盐地碱蓬中的脂溶性组分在短时间内充分释放出来，再以超声浸提后的沉淀物为原料进行微波辅助酶解，果胶酶、纤维素酶、菠萝蛋白酶和β-葡聚糖酶组成的复合酶可对细胞壁结构进行充分降低，进一步有助于甜菜红素从细胞内部释放出来，最后选用柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠和去离子水进行萃取，一方面可降低提取溶剂表面所产生的张力，促进甜菜红素组分溶出，另一方面可防止甜菜红素降解；上述提取方法可使甜菜红素充分释放，大大提高了甜菜红素产品的提取率；
(2)本发明采用大孔树脂吸附和葡聚糖凝胶层析联用分离纯化方法，可有效去除甜菜红素中的杂质及其他组分，大大提高了甜菜红素产品的纯度。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实例1
一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将新鲜采摘的盐地碱蓬茎叶，洗净、晾干，匀浆处理后，按照料液比1:5的比例加入有机溶剂(甲醇与0.1M的HCL按照1:0.5的比例混合而成)，超声提取(时间为10min，提取温度为30℃，提取功率为180w)，过滤，收集沉淀物；
(2)微波辅助酶解处理：取步骤(1)收集的沉淀物，加入沉淀物重量1％的复合酶(果胶酶、纤维素酶、菠萝蛋白酶和β-葡聚糖酶按照1:2:1:1的比例混合而成)，混匀，调pH，经过微波处理后(微波处理的功率为150W，次数2次，每次5s，间隔1min)进行酶解反应(pH3.5，温度25℃，酶解时间为1.5h)，酶解结束后收集酶解产物；
(3)亚临界萃取：取步骤(2)收集的酶解产物，按照料液比1:5的比例加入萃取剂(柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠和去离子水按照0.5:0.1:1的比例混合而成，十二烷基苯磺酸钠的质量浓度为0.05％)，在萃取温度为35℃，萃取压力为2.0Mpa，萃取15min，萃取结束后收集萃取物；
(4)纯化：取步骤(3)收集的萃取物，超滤后收集的截留液经过X-5大孔树脂吸附，将体积浓度为30％的乙醇溶液洗脱收集的甜菜红素粗品溶液上葡聚糖SephadexG-10柱层析分离，用洗脱液(由酒石酸、水和体积浓度为45-60％的乙醇按照1:2:1的比例混合而成，所述洗脱液的流速为1ml/min)洗脱后，收集洗脱组分；
(5)浓缩干燥：将步骤(4)中的洗脱组分进行冷冻干燥,控制干燥温度为40℃，最后得到甜菜红素产品的纯度为99.37％，单位重量盐地碱蓬茎叶提取的甜菜红素产品可达到为7.46mg/g。
实例2
一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将新鲜采摘的盐地碱蓬茎叶，洗净、晾干，匀浆处理后，按照料液比1:8的比例加入有机溶剂(乙酸乙酯与0.2M的HCL按照1:0.5的比例混合而成)，超声提取(时间为15min，提取温度为35℃，提取功率为200w)，过滤，收集沉淀物；
(2)微波辅助酶解处理：取步骤(1)收集的沉淀物，加入沉淀物重量1-3％的复合酶(果胶酶、纤维素酶、菠萝蛋白酶和β-葡聚糖酶按照2:3:2:1.5的比例混合而成)，混匀，调pH，经过微波处理后(微波处理的功率为200W，次数3次，每次8s，间隔1.5min)进行酶解反应(pH4.5，温度28℃，酶解时间为2h)，酶解结束后收集酶解产物；
(3)亚临界萃取：取步骤(2)收集的酶解产物，按照料液比1:8的比例加入萃取剂(柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠和去离子水按照0.8:0.3:2的比例混合而成，十二烷基苯磺酸钠的质量浓度为0.06％)，在萃取温度为35℃，萃取压力为2.3Mpa，萃取18min，萃取结束后收集萃取物；
(4)纯化：取步骤(3)收集的萃取物，超滤后收集的截留液经过X-5大孔树脂吸附，将体积浓度为35％的乙醇溶液洗脱收集的甜菜红素粗品溶液上葡聚糖SephadexG-10柱层析分离，再经过洗脱液(由酒石酸、水和体积浓度为48％的乙醇按照1:3:1.5的比例混合而成，所述洗脱液的流速为1.5ml/min)洗脱后，收集洗脱组分；
(5)浓缩干燥：将步骤(4)中的洗脱组分进行冷冻干燥,控制干燥温度为45℃，最后得到甜菜红素产品的最后得到甜菜红素产品的纯度99.45％，单位重量盐地碱蓬茎叶提取的甜菜红素产品可达到7.78mg/g。
实例3
一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将新鲜采摘的盐地碱蓬茎叶，洗净、晾干，匀浆处理后，按照料液比1:10的比例加入有机溶剂(甲醇、乙酸乙酯与0.3M的HCL按照1：1:0.5的比例混合而成)，超声提取(时间为25min，提取温度为40℃，提取功率为200w)，过滤，收集沉淀物；
(2)微波辅助酶解处理：取步骤(1)收集的沉淀物，加入沉淀物重量2％的复合酶(果胶酶、纤维素酶、菠萝蛋白酶和β-葡聚糖酶按照3:3:4:2的比例混合而成)，混匀，调pH，经过微波处理后(微波处理的功率为230W，次数3次，每次10s，间隔2min)进行酶解反应(pH6.5，温度35℃，酶解时间为2.5h)，酶解结束后收集酶解产物；
(3)亚临界萃取：取步骤(2)收集的酶解产物，按照料液比1:10的比例加入萃取剂(柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠和去离子水按照2:0.3:4的比例混合而成，十二烷基苯磺酸钠的质量浓度为0.08％)，在萃取温度为45℃，萃取压力为3.2Mpa，萃取25min，萃取结束后收集萃取物；
(4)纯化：取步骤(3)收集的萃取物，超滤后收集的截留液经过X-5大孔树脂吸附，将体积浓度为40％的乙醇溶液洗脱收集的甜菜红素粗品溶液上葡聚糖SephadexG-10柱层析分离，再经过洗脱液(由酒石酸、水和体积浓度为55％的乙醇按照1:4:2.5的比例混合而成，洗脱液的流速为1.8ml/min)洗脱后，收集洗脱组分；
(5)浓缩干燥：将步骤(4)中的洗脱组分进行冷冻干燥,控制干燥温度为53℃，最后得到甜菜红素产品的最后得到甜菜红素产品的纯度99.76％，单位重量盐地碱蓬茎叶提取的甜菜红素产品可达到8.32mg/g。
实例4
一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，包括以下步骤：
(1)原料预处理：将新鲜采摘的盐地碱蓬茎叶，洗净、晾干，匀浆处理后，按照料液比1:10的比例加入有机溶剂(石油醚与0.5M的按照1:0.2的比例混合而成)，超声提取(时间为30min，提取温度为45℃，提取功率为220w)，过滤，收集沉淀物；
(2)微波辅助酶解处理：取步骤(1)收集的沉淀物，加入沉淀物重量1-3％的复合酶(果胶酶、纤维素酶、菠萝蛋白酶和β-葡聚糖酶按照5:5:6:3的比例混合而成)，混匀，调pH，经过微波处理后(微波处理的功率为300W，次数5次，每次15s，间隔3min)进行酶解反应(pH6.8，温度40℃，酶解时间为3h)，酶解结束后收集酶解产物；
(3)亚临界萃取：取步骤(2)收集的酶解产物，按照料液比1:10的比例加入萃取剂(柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠和去离子水按照2:0.5:5的比例混合而成，十二烷基苯磺酸钠的质量浓度为0.1％)，在萃取温度为55℃，萃取压力为3.5Mpa，萃取30min，萃取结束后收集萃取物；
(4)纯化：取步骤(3)收集的萃取物，超滤后收集的截留液经过X-5大孔树脂吸附，将体积浓度为45％的乙醇溶液洗脱收集的甜菜红素粗品溶液上葡聚糖SephadexG-10柱层析分离，再经过洗脱液(由酒石酸、水和体积浓度为60％的乙醇按照1:5:3的比例混合而成，洗脱液的流速为2ml/min)洗脱后，收集洗脱组分；
(5)浓缩干燥：将步骤(4)中的洗脱组分进行冷冻干燥,控制干燥温度为55℃，最后得到甜菜红素产品的最后得到甜菜红素产品的纯度99.74％，单位重量盐地碱蓬茎叶提取的甜菜红素产品可达到8.3mg/g。
为了更好的证明利用本发明的制备方法来提取花青素时可以提高甜菜红素产品纯度和提取率，本发明同时做了3个对比例。
对比例1
与实施例3不同的是，提取方法中缺少微波辅助酶解骤，其余条件相同，对比例1提取的甜菜红素产品的纯度为99.63％，单位重量的盐地碱蓬茎叶提取的甜菜红素产品可达到6.78mg/g。
对比例2
与实施例3不同的是，提取方法中亚临界萃取的溶剂只选用去离子水，其余条件相同，对比例2提取的甜菜红素产品的纯度为99.65％，单位重量的盐地碱蓬茎叶提取的甜菜红素产品可达到7.25mg/g。
对比例3
与实施例3不同的是，提取方法中纯化步骤只选用大孔树脂纯化，其余条件相同，对比例3提取的甜菜红素产品的纯度为99.28％，单位重量的盐地碱蓬茎叶提取的甜菜红素产品可达到7.98mg/g。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，其特征在于所述提取工艺包括以下步骤：
(1)原料预处理：将新鲜采摘的盐地碱蓬茎叶，洗净、晾干，匀浆处理后，按照料液比1:5-1:10的比例加入有机溶剂，超声提取，过滤，收集沉淀物；
(2)微波辅助酶解处理：取步骤(1)收集的沉淀物，加入沉淀物重量1-3％的复合酶，混匀，调pH，经过微波处理后进行酶解反应，酶解结束后收集酶解产物；
(3)亚临界萃取：取步骤(2)收集的酶解产物，按照料液比1:5-1:10的比例加入萃取剂，在萃取温度为35-55℃，萃取压力为2.0-3.5Mpa，萃取15-30min，萃取结束后收集萃取物；
(4)纯化：取步骤(3)收集的萃取物，超滤后收集的截留液经过大孔树脂吸附，将洗脱收集的甜菜红素粗品溶液上葡聚糖SephadexG-10柱层析分离，再经过洗脱液洗脱后，收集洗脱组分；
(5)浓缩干燥：将步骤(4)中的洗脱组分进行冷冻干燥,控制干燥温度为40-55℃，最后得到甜菜红素产品。
2.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，其特征在于：步骤(1)中超声提取的时间为10-30min，提取温度为30-45℃，提取功率为180-220w。
3.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，其特征在于：步骤(1)中有机溶剂为甲醇、乙酸乙酯和石油醚中至少一种与0.1-0.5M的HCL混合而成。
4.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，其特征在于：步骤(2)中的复合酶由果胶酶、纤维素酶、菠萝蛋白酶和β-葡聚糖酶按照1-5:2-5:1-6:1-3的比例混合而成。
5.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，其特征在于：步骤(2)的酶解反应条件为：pH3.5-6.8，温度25-40℃，酶解时间为1.5-3h。
6.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，其特征在于：步骤(2)中微波处理的功率为150-300W，次数2-5次，每次5-15s，间隔1-3min。
7.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，其特征在于：步骤(4)的萃取溶剂由柠檬酸、十二烷基苯磺酸钠和去离子水按照0.5-2:0.1-0.5:1-5的比例混合而成。
8.根据权利要求7所述的一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，其特征在于：所述十二烷基苯磺酸钠的质量浓度为0.05％-0.1％。
9.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，其特征在于：步骤(5)中的大孔树脂为X-5大孔树脂。
10.根据权利要求1所述的一种盐地碱蓬甜菜红素提取工艺，其特征在于：步骤(5)中的洗脱液由酒石酸、水和体积浓度为45-60％的乙醇按照1:2-5:1-3的比例混合而成，所述洗脱液的流速为1-2ml/min。
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