CN108186781B - 一种从荔枝果皮中提取多酚和挥发油的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及生物提取领域，特别涉及一种从荔枝果皮中提取多酚和挥发油的方法。该方法实现了荔枝果皮中两种不同性质有效成分的连续提取与分离，使荔枝果皮原料得到充分利用，大大降低荔枝深加工的成本，在尽可能少的工作时间下获得更多种类高质量的成品，获得最大的边际效益。

Description

一种从荔枝果皮中提取多酚和挥发油的方法

技术领域

本发明涉及生物提取领域，特别涉及一种从荔枝果皮中提取多酚和挥发油的方法。

背景技术

荔枝为无患子科常绿植物的果实，主产于我国广东、广西、福建等地，仅广东省荔枝年产量约500万吨。由于荔枝采收期短且不易贮藏等原因，因此进行荔枝的深加工成为解决制约荔枝产业发展的重要途径，随着荔枝加工业的发展，荔枝汁和荔枝酒等适合现代消费市场的产品的加工量越来越大，但是由于成本较高的原因大都难以大规模推广。以荔枝酒加工为例，4斤荔枝鲜果才能产出1斤荔枝汁，而1斤葡萄可以产出八两葡萄汁，在果酒的生产成本上，荔枝酒与葡萄酒相比具有很大的劣势。荔枝果皮占荔枝鲜果重量的15％，荔枝深加工过程中产生大量的荔枝果皮，通常荔枝果皮都被当作废弃物丢弃，造成巨大的资源浪费。综合利用开发才是荔枝及其深加工产业能够壮大发展的根本解决途径。

荔枝果皮含有大量的多酚类物质，主要为表儿茶素，芦丁，阿魏酸等，实验证明多酚类物质具有抗氧化、抗肿瘤、预防心血管疾病、延缓衰老等多种生物活性。荔枝鲜果皮中多酚含量到达4mg/1g鲜果皮，是提取多酚的绝佳原料，目前国内外研究人员就多酚一类成分的提取，已有针对提高提取率、防止多酚物质氧化等问题提出了相应的技术优化解决方案，取得了一定的效果。现有技术公开了一种从荔枝皮中提取荔枝多酚的方法，将荔枝表皮经酸保护处理后再在常温或低温条件下浸泡提取单宁的方法，该方法在常温下提取单宁，有效减少了多酚类物质的氧化程度，但其需要先进行酸处理再提取，工艺繁琐，周期长，酸处理液回收困难，对环境有一定影响。而且诸如此类工艺过程所使用荔枝皮多数都需干燥之后再进行提取，以求达到更高的多酚提取率，但是，荔枝烘干或阴干的过程会造成多酚物质的氧化损失，而且果胶成分被干燥之后会包裹目标提取物，造成提取效率的进一步降低。另外荔枝采摘的季节在广东大都为雨季，阴干容易造成荔枝果皮发霉，烘干需要大量的成本投入，因此现阶段的荔枝果皮工业化提取生产都存在成本高、有机溶剂回收难、存在安全隐患、污染环境、耗时较长、工艺繁琐等问题。

荔枝果皮中除了含有大量多酚物质外，还含有极具利用价值的挥发油成分,即荔枝精油，香味浓郁、荔枝香味特征明显，香味持久，可作为香料基质，广泛应用于香皂、护肤品、牙膏、烟、酒及植物蛋白食品等领域中，可以弥补食品本身的香味缺陷，增强食品的香味，另外荔枝精油中所含有的芳香物质成分还具有众多药理药效，如含量最高的石竹烯具有平喘的药理作用。

特别需要关注的是，现有技术仅仅针对荔枝果皮多酚一类物质进行开发，并未就荔枝果皮其他极具利用价值的物质如荔枝果皮挥发性成分进行综合性提取开发，因此存在着荔枝果皮利用率不高的缺陷，造成了资源的浪费，如何进一步提高对荔枝果皮的综合提取利用成为亟待解决的产业发展问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种从荔枝果皮中提取多酚和挥发油的方法。该方法实现了荔枝果皮中两种不同性质有效成分的连续提取与分离，使荔枝果皮原料得到充分利用，大大降低荔枝深加工的成本，在尽可能少的工作时间下获得更多种类高质量的成品，获得最大的边际效益。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种从荔枝果皮中提取多酚和挥发油的方法，包括如下步骤：

步骤1：取荔枝果皮，蒸馏提取，收集60℃～100℃的馏分，油水分离，收集油分即为荔枝果皮挥发油，收集水溶液备用；

步骤2：取步骤1制得的水溶液与水混合，于60～100℃经第一回流提取，过滤，收集滤液得第一提取液；取滤渣与水混合，于60～100℃经第二回流提取，过滤，收集得第二提取液；

步骤3：取步骤2中的第一提取液和第二提取液混合得提取液，分离纯化。

在本发明的一些具体实施方案中，步骤1中所述蒸馏提取的压力为2MPa～5MPa。

在本发明的一些具体实施方案中，步骤1中所述蒸馏提取的时间为15min～30min。

在本发明的一些具体实施方案中，步骤1中所述蒸馏提取之后、收集60℃～100℃的馏分之前还包括释压至1标准大气压的步骤。

在本发明的一些具体实施方案中，步骤2中步骤2中所述水的加入量为荔枝果皮质量的(5～10)倍。

在本发明的一些具体实施方案中，步骤2中所述滤渣与水的质量比为1：(4～8)。

在本发明的一些具体实施方案中，步骤2中所述回流提取的压力条件为1标准大气压。

在本发明的一些具体实施方案中，步骤2中所述第一回流提取的时间为40min～60min。

在本发明的一些具体实施方案中，步骤2中所述第二回流提取的时间为20min～40min。

在本发明的一些具体实施方案中，步骤3中所述分离纯化为取所述提取液过大孔吸附树脂柱，分别用水和10％～90％的乙醇洗脱，薄层层析跟踪监测，收集含目标成分的洗脱液。

本发明提供了适用于工业化生产低成本的直接从新鲜荔枝皮中综合提取荔枝多酚和荔枝挥发油的制备方法。该方法通过综合分布联合提取技术，实现了荔枝果皮中两种不同性质有效成分的连续提取与分离，使荔枝果皮原料得到充分利用，大大降低荔枝深加工的成本，在尽可能少的工作时间下获得更多种类高质量的成品，获得最大的边际效益，并且无污染，符合环保要求，是一种高效且环境友好的荔枝果皮多成分综合提取技术。

具体实施方式

本发明公开了一种从荔枝果皮中提取多酚和挥发油的方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

本发明采用的技术方案是：一种从荔枝果皮中综合提取多酚和挥发油有效成分的方法，包括如下步骤:

(1)提取荔枝果皮挥发油：新鲜荔枝果皮,放入蒸馏提取容器中，通入水蒸气，使提取容器压力达到2-5Mpa，保压15-30分钟，然后释压至正常大气压，继续通入水蒸气进行蒸馏提取，收集60-100℃蒸馏液，采用高速油水分离机，进行油水分离，即得荔枝果皮挥发油。

(2)提取荔枝果皮多酚:向蒸馏提取容器中加入5-10倍的水，保持1标准大气压，60～100℃回流提取40～60分钟，将水溶液过滤，保留滤液1，滤渣加入4-8倍的水继续保持1标准大气压，100℃回流提取20-40分钟，过滤得滤液2。

(3)分离纯化：将滤液1和滤液2合并，所得提取液过HPD-826大孔吸附树脂柱，先用水洗柱，然后用10％-90％乙醇洗柱，薄层层析跟踪检测，收集含目标成分的洗脱液，将洗脱液减压回收乙醇，真空浓缩干燥，得到荔枝多酚目标成分。

荔枝是南方水果，广东地区历来有荔枝果皮煮水用于吃过多荔枝所产生的燥渴症或代茶饮用于降火的传统。本发明操作方案为直接从新鲜荔枝果皮进行水煮生产荔枝果皮提取物，没有采取酸水或醇水等溶质进行提取，更加符合传统荔枝果皮食用方式。

新鲜荔枝果皮直接水煮提取不仅省去了干燥环节，而且能够避免荔枝果皮在长时间阴干或高温烘干过程中的霉菌生成以及多酚物质的氧化损失，有利于充分利用原材料，降低能耗和成本，提高荔枝多酚得率；

本发明将一定蒸汽压水蒸气通入荔枝果皮将不溶或难溶于水的挥发油蒸馏出来，荔枝挥发油可在100℃的温度下，随着水蒸汽一起被蒸馏出来。同时，保持高温高压能够让荔枝果皮细胞迅速破碎，降低后续水蒸汽蒸馏挥发油和荔枝水提的细胞膜阻碍效应，大大提高挥发油和多酚的提取效率，油水分离的水相可返回用于荔枝的水提或者直接作为荔枝花露水等产品的原料用水。

多酚在植物体内通常与蛋白质、多糖以氢键和疏水键形式结合，形成较为稳定的复合物，本发明的关键步骤，挥发油提取中的高温高压保持可以破坏氢键，另外需要特别指出的是先进行荔枝果皮挥发油的提取降低了多酚物质溶出的位阻效应，都对后续提取多酚，促进多酚析出非常有利。

本发明的技术效果是：该提取方法解决了单独提取荔枝果皮挥发油、多酚对原料的浪费，又保证了原料中活性物质的最大提取率。综合提取的同时，能节约对原料的预处理的工艺操作，为下步的提取破坏原料细胞组织结构、降低溶出位阻，利于活性成分的溶出。该方法所需的提取设备简单，成本低廉，实现了荔枝果皮的综合利用开发，整个提取过程一体化，大大节约了能耗，适用于工业化生产。采用大孔树脂吸附柱的方法从浓缩多酚提取液中分离纯化获得多酚物质和荔枝litchi polysaccharides，非常方便快捷。本发明方法生产占地面积少，工艺简单，操作简便，十分适合大面积推广生产利用。

本发明提供的额从荔枝果皮中提取多酚和挥发油的方法中所用原料及试剂均可由市场购得。

下面结合实施例，进一步阐述本发明：

实施例1

称取100kg新鲜荔枝果皮(多酚含量2.31％)原料放入蒸馏提取容器中，通入水蒸气，使提取容器压力达到2Mpa，保压15分钟，然后释压至正常大气压，继续通入水蒸气进行蒸馏提取，收集60℃蒸馏液，蒸馏液油水分离即得荔枝果皮挥发油，称量荔枝果皮挥发油重量，计算荔枝果皮挥发油提取得率为0.181％。

向蒸馏提取容器中加入8倍的水，保持1标准大气压，100℃回流提取60分钟，将水溶液过滤，保留滤液1，滤渣加入6倍的水继续保持1标准大气压，100℃回流提取40分钟，过滤得滤液2。

将滤液1和滤液2合并，所得提取液经HPD-826大孔吸附树脂分离纯化，先用水洗树脂柱直至流出液清澈，再用体积浓度为10％-70％的乙醇梯度洗脱，薄层层析跟踪检测，收集含目标成分的醇洗脱液。将收集的醇洗脱液减压回收乙醇后，真空干燥，得到荔枝多酚提取物3.65kg，采用F-C法(Folin-Ciocalte)检测，以吸光值为纵坐标、以标准溶液浓度为横坐标，制得标准曲线回归方程为y＝63.428x-0.0086，线性范围为1.3-12.9mg/L，称取5mg荔枝多酚提取物，加入500ml容量瓶中定容，所测吸光值为0.321，计得多酚含量为52.00％，新鲜荔枝果皮多酚转移率为82.16％(多酚转移率＝[(荔枝多酚提取物重量*多酚含量)/(新鲜荔枝果皮重量*多酚含量)]。新鲜荔枝果皮多酚收率为1.898％(多酚收率＝[(荔枝多酚提取物重量*多酚含量)/新鲜荔枝果皮重量])。

实施例2

称取100kg新鲜荔枝果皮(多酚含量2.31％)原料放入蒸馏提取容器中，通入水蒸气，使提取容器压力达到4Mpa，保压20分钟，然后释压至正常大气压，继续通入水蒸气进行蒸馏提取，收集100℃蒸馏液，蒸馏液油水分离即得荔枝果皮挥发油，称量荔枝果皮挥发油重量，计算荔枝果皮挥发油提取得率为0.193％。

向蒸馏提取容器中加入10倍的水，保持1标准大气压，80℃回流提取40分钟，将水溶液过滤，保留滤液1，滤渣加入8倍的水继续保持1标准大气压，100℃回流提取30分钟，过滤得滤液2。

将滤液1和滤液2合并，所得提取液经HPD-826大孔吸附树脂分离纯化，先用水洗树脂柱直至流出液清澈，再用体积浓度为10％-80％的乙醇梯度洗脱，薄层层析跟踪检测，收集含目标成分的醇洗脱液。将收集的醇洗脱液减压回收乙醇后，真空干燥，得到荔枝多酚提取物3.31kg，经F-C法检测(方法同上，所测吸光值为0.377)，计得多酚含量为60.87％，多酚转移率为87.22％。新鲜荔枝果皮多酚收率为2.01％。

实施例3

称取100kg新鲜荔枝果皮(多酚含量2.31％)原料放入蒸馏提取容器中，通入水蒸气，使提取容器压力达到5Mpa，保压30分钟，然后释压至正常大气压，继续通入水蒸气进行蒸馏提取，收集80℃蒸馏液，蒸馏液油水分离即得荔枝果皮挥发油，称量荔枝果皮挥发油重量，计算荔枝果皮挥发油提取得率为0.176％。

向蒸馏提取容器中加入5倍的水，保持1标准大气压，60℃状态回流提取50分钟，将水溶液过滤，保留滤液1，滤渣加入4倍的水继续保持1标准大气压，100℃回流提取20分钟，过滤得滤液2。

将滤液1和滤液2合并，所得提取液经HPD-826大孔吸附树脂分离纯化，先用水洗树脂柱直至流出液清澈，再用体积浓度为10％-90％的乙醇梯度洗脱，薄层层析跟踪检测，收集含目标成分的醇洗脱液。将收集的醇洗脱液减压回收乙醇后，真空干燥，得到荔枝多酚提取物2.98kg，经F-C法检测(方法同上，所测吸光值为0.396)，计得多酚含量为63.81％，多酚转移率为82.31％。新鲜荔枝果皮多酚收率为1.90％。

对比例1(将荔枝果皮干燥)

称取100kg新鲜荔枝果皮(多酚含量2.31％)原料，在60℃下进行烘干6h，获得35kg荔枝干壳，测得多酚含量为1.85％，干燥过程多酚受损严重，新鲜荔枝果皮多酚转移率仅为28.03％。

对比例2(采用干燥的荔枝果皮提取)

对100kg干燥荔枝果皮进行提取，原料放入蒸馏提取容器中，通入水蒸气，使提取容器压力达到2Mpa，保压15分钟，然后释压至正常大气压，继续通入水蒸气进行蒸馏提取，收集60-100℃蒸馏液，蒸馏液油水分离即得荔枝果皮挥发油，称量荔枝果皮挥发油重量，计算荔枝果皮挥发油提取得率为0.062％。

向蒸馏提取容器中加入8倍的水，保持1标准大气压，100℃回流提取60分钟，将水溶液过滤，保留滤液1，滤渣加入6倍的水继续保持1标准大气压，100℃回流提取40分钟，过滤得滤液2。

将滤液1和滤液2合并，所得提取液经HPD-826大孔吸附树脂分离纯化，先用水洗树脂柱直至流出液清澈，再用体积浓度为10％-70％的乙醇梯度洗脱，薄层层析跟踪检测，收集含目标成分的醇洗脱液。将收集的醇洗脱液减压回收乙醇后，真空干燥，得到荔枝多酚提取物3.54kg，多酚经F-C法检测(方法同上，所测吸光值为0.283)，计得多酚含量为46.00％，干燥荔枝果皮多酚转移率为88.02％(折合新鲜荔枝果皮多酚转移率为24.73％)。干荔枝果皮多酚收率为1.628％，(折合新鲜荔枝果皮多酚收率为0.571％)，而新鲜荔枝果皮多酚收率为1.898％。

对比例3(不进行挥发油提取直接对新鲜荔枝果皮进行水煮提取)

对100kg新鲜荔枝果皮进行提取，向蒸馏提取容器中加入10倍的水，保持1标准大气压，100℃回流提取50分钟，将水溶液过滤，保留滤液1，滤渣加入8倍的水继续保持1标准大气压，100℃回流提取30分钟，过滤得滤液2。

将滤液1和滤液2合并，所得提取液经HPD-826大孔吸附树脂分离纯化，先用水洗树脂柱直至流出液清澈，再用体积浓度为10％-80％的乙醇梯度洗脱，薄层层析跟踪检测，收集含目标成分的醇洗脱液。将收集的醇洗脱液减压回收乙醇后，真空干燥，得到荔枝多酚提取物2.75kg，多酚经F-C法检测(方法同上，所测吸光值为0.385)，计得多酚含量为62.11％，多酚转移率为73.94％。新鲜荔枝果皮多酚收率为1.71％。

对比例4(不进行挥发油提取直接对干燥荔枝果皮进行水煮提取)

对100kg干燥荔枝果皮(多酚含量为1.85％)进行提取，向蒸馏提取容器中加入5倍的水，保持1标准大气压，100℃状态回流提取60分钟，将水溶液过滤，保留滤液1，滤渣加入4倍的水继续保持1标准大气压，100℃回流提取40分钟，过滤得滤液2。

将滤液1和滤液2合并，所得提取液经HPD-826大孔吸附树脂分离纯化，先用水洗树脂柱直至流出液清澈，再用体积浓度为10％-90％的乙醇梯度洗脱，薄层层析跟踪检测，收集含目标成分的醇洗脱液。将收集的醇洗脱液减压回收乙醇后，真空干燥，得到荔枝多酚提取物3.60kg，经F-C法检测(方法同上，所测吸光值为0.264)，计得多酚含量为43.00％，多酚转移率为83.67％(折合新鲜荔枝果皮多酚转移率为23.45％)。干荔枝果皮多酚收率为1.548％(折合新鲜荔枝果皮多酚收率为0.541％)，而新鲜荔枝果皮多酚收率为1.90％。

对比例5

称取100kg新鲜荔枝果皮(多酚含量2.31％)原料放入蒸馏提取容器中，通入水蒸气，使提取容器压力达到1Mpa，保压35分钟，然后释压至正常大气压，继续通入水蒸气进行蒸馏提取，收集50℃蒸馏液，蒸馏液油水分离即得荔枝果皮挥发油，称量荔枝果皮挥发油重量，计算荔枝果皮挥发油提取得率为0.034％。

向蒸馏提取容器中加入12倍的水，保持1标准大气压，90℃回流提取80分钟，将水溶液过滤，保留滤液1，滤渣加入3倍的水继续保持1标准大气压，110℃回流提取15分钟，过滤得滤液2。

将滤液1和滤液2合并，所得提取液经HPD-826大孔吸附树脂分离纯化，先用水洗树脂柱直至流出液清澈，再用体积浓度为10％-70％的乙醇梯度洗脱，薄层层析跟踪检测，收集含目标成分的醇洗脱液。将收集的醇洗脱液减压回收乙醇后，真空干燥，得到荔枝多酚提取物2.64kg，经F-C法(Folin-Ciocalte)检测(方法同上，所测吸光值为0.292)，计得多酚含量为47.4％，新鲜荔枝果皮多酚转移率为54.11％(多酚转移率＝[(荔枝多酚提取物重量*多酚含量)/(新鲜荔枝果皮重量*多酚含量)]。新鲜荔枝果皮多酚收率为1.25％(多酚收率＝[(荔枝多酚提取物重量*多酚含量)/新鲜荔枝果皮重量])。

对比例6

称取100kg新鲜荔枝果皮(多酚含量2.31％)原料放入蒸馏提取容器中，通入水蒸气，使提取容器压力达到6Mpa，保压10分钟，然后释压至正常大气压，继续通入水蒸气进行蒸馏提取，收集110℃蒸馏液，蒸馏液油水分离即得荔枝果皮挥发油，称量荔枝果皮挥发油重量，计算荔枝果皮挥发油提取得率为0.054％。

向蒸馏提取容器中加入4倍的水，保持1标准大气压，120℃回流提取30分钟，将水溶液过滤，保留滤液1，滤渣加入10倍的水继续保持1标准大气压，90℃回流提取50分钟，过滤得滤液2。

将滤液1和滤液2合并，所得提取液经HPD-826大孔吸附树脂分离纯化，先用水洗树脂柱直至流出液清澈，再用体积浓度为10％-70％的乙醇梯度洗脱，薄层层析跟踪检测，收集含目标成分的醇洗脱液。将收集的醇洗脱液减压回收乙醇后，真空干燥，得到荔枝多酚提取物1.97kg，经F-C法(Folin-Ciocalte)检测(方法同上，所测吸光值为0.361)，计得多酚含量为58.31％，新鲜荔枝果皮多酚转移率为49.78％(多酚转移率＝[(荔枝多酚提取物重量*多酚含量)/(新鲜荔枝果皮重量*多酚含量)]。新鲜荔枝果皮多酚收率为1.15％(多酚收率＝[(荔枝多酚提取物重量*多酚含量)/新鲜荔枝果皮重量])。

实施例4

实验组：实施例1～3；

对照组：对比例1～6；

实验组与对照组的结果见表1。

表1

注：*示与对照组相比，具有显著差异(P＜0.05)；#示与对照组相比，具有极显著差异(P＜0.01)。

由表1结果可知，与对照组干燥荔枝果皮提取相比，实验组的挥发油得率、多酚含量、多酚转移率、多酚收率均显著或极显著提高，本发明提供的方法的生产成本和生产时间极显著(P＜0.01)降低，收益极显著(P＜0.01)提高。

荔枝果皮先进行干燥后再提取，多酚成分在干燥过程中含量受损严重，多酚及精油总体收率显著降低，单位产出低于新鲜荔枝果皮直接提取方式，同时干燥过程消耗大量能源，提高了多酚的产出成本。综合分析，新鲜荔枝果皮进行多酚和精油综合提取与传统干燥荔枝果皮提取多酚具有显著优势，大大降低了能耗与成本、提高了单位产出。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种从荔枝果皮中提取多酚和挥发油的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：取荔枝果皮，蒸馏提取，所述蒸馏提取的压力为2MPa～5MPa，所述蒸馏提取的时间为15min～30min，收集60℃～100℃的馏分，所述蒸馏提取之后、收集60℃～100℃的馏分之前还包括释压至1标准大气压的步骤；

油水分离，收集油分即为荔枝果皮挥发油，收集水溶液备用；

步骤2：取步骤1制得的水溶液与水混合，于60～100℃经第一回流提取，过滤，收集滤液得第一提取液；取滤渣与水混合，于60～100℃经第二回流提取，过滤，收集得第二提取液；

步骤3：取步骤2中的第一提取液和第二提取液混合得提取液，分离纯化；所述分离纯化为取所述提取液过大孔吸附树脂柱，分别用水和10％～90％的乙醇洗脱，薄层层析跟踪监测，收集含目标成分的洗脱液；

步骤2中所述水的加入量为荔枝果皮质量的(5～10)倍；

步骤2中所述滤渣与水的质量比为1：(4～8)；

步骤2中所述回流提取的压力条件为1标准大气压；

步骤2中所述第一回流提取的时间为40min～60min；

步骤2中所述第二回流提取的时间为20min～40min。