CN108947955B - 功能性食品用花青素提取物的提取工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了功能性食品用花青素提取物的提取工艺，涉及植物提取技术领域。本发明以环氧树脂和壳聚糖为原料，通过交联聚合制成纯化树脂，通过树脂和吸附膜的双层吸附，可以将花青素中的杂质完全吸附在树脂中，同时不破坏花青素的结构和生理活性；聚谷氨酸、黄烷醇为原料合成的稳定剂能够增强花青素对外界高温、高氧的抗性，保护花青素不失活；本发明工艺操作简单、花青素含量高、提取过程花青素不失活，适合工业化生产。
Description
技术领域：
本发明涉及植物提取技术领域，具体涉及功能性食品用花青素提取物的提取工艺。
背景技术：
七彩红竹为禾本科竹亚科大节竹属植物，秆高2-3m，直径1-3cm幼时表面被有小刺毛，后脱落变为无毛，节下方有白粉；秆中部每节多3分枝，枝直立开展，竹秆中下部呈现不同程度的红色至紫红色。叶片呈现淡黄条纹，带状披针形或披针形，外长9-23cm，宽1.5-4cm，先端长渐尖，基部楔形或宽楔形，下表面常被有短柔毛，稀可无毛，两边缘有小锯齿，次脉5-6对，小横脉明显。分布于滇南边缘热带及南亚热带山地。
目前，对云南几种有色竹种的研究中首次发现这些竹种的竹秆和叶片的颜色呈现出红色到紫色的变化，根据化学显色剂法判断，该物质为花青素。同一株竹子在相同生长时期的竹秆、枝条、叶片中颜色深浅不一，采用组织化学定位的方法，利用显色剂和共聚焦显微影像记录后分析，在不同的生长发育时期，花青素等类黄酮物质所在部位也有很大差异。
通过对云南野生竹种的调研发现，红秆香竹七彩红竹、紫竹都是有色竹种，竹秆和竹叶在一定生长时期花青素含量很高。
申请号CN201310373354.6公布了一种七彩红竹花青素的提取方法，但该方法采用大孔吸附树脂进行洗脱，对花青素中杂质的吸附效果不好，花青素含量不高，同时也没有注意花青素在提取过程中的失活问题。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作简单、花青素含量高、提取过程花青素不失活的花青素提取工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
功能性食品用花青素提取物的提取工艺，包括以下步骤：
(1)将七彩红竹切至直径为±1cm，.用1％HCl-乙醇溶液为提取溶液，液料重量比20-40:1，避光冷浸48h，然后更换新鲜的溶液继续冷浸，共提取2-4次；
(2)将步骤1中提取的滤液合并，加入稳定剂，进行减压蒸馏，制成含水量20-30wt％的膏体；
(3)将膏体用蒸馏水溶解，过滤，用NaOH调pH值为6-8，放置待用；
(4)用20％-60％乙醇洗脱，滤液采用纯化树脂洗脱，收集20％-60％乙醇洗脱液，进行减压蒸馏，至溶剂完全回收，干燥后得到花青素提取物。
所述稳定剂的制备方法为：将聚谷氨酸加入到去离子水中，30℃搅拌至完全溶解，然后加入黄烷醇和钛酸四乙酯，升温至50-60℃搅拌1-2h，然后加入环氧大豆油和氢化蓖麻油，50-60℃搅拌30-40min，过滤，滤饼用15℃去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入冷冻机中干燥至恒重，即得到稳定剂。
所述聚谷氨酸、黄烷醇、钛酸四乙酯、环氧大豆油、氢化蓖麻油的质量比为20-30：15-20：1-5：1-5：1-3。
所述聚谷氨酸的分子量为5000-20000。
所述减压蒸馏的温度为20-30℃，真空压力为-0.09-0.095MPa。减压蒸馏可以避免高温以及空气中的氧气对花青素的破坏。
所述纯化树脂的制备方法为：
(1)将壳聚糖固体投入到反应釜中，加入质量分数5％的醋酸溶液，制得壳聚糖醋酸溶液待用；
(2)将环氧氯丙烷加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌10-20min，然后加入三羟甲基乙烷和引发剂，继续回流搅拌1-2h；接着加入步骤1中的壳聚糖醋酸溶液和离子交联剂，继续回流搅拌1-2h；
(3)向步骤2中体系加入改性剂，降温至50-55℃，充分混合后于微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5-10min，静置15-30min后继续微波处理5-10min，过滤，沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，即得到纯化树脂。
所述壳聚糖固体、5％的醋酸溶液的质量比为20-30：30-50。
所述环氧氯丙烷、三羟甲基乙烷、引发剂、离子交联剂、改性剂的质量比为10-15：15-20：1-5：1-5：1-5。
所述引发剂选自过氧化苯甲酰或过氧化月桂酰。
所述离子交联剂选自焦磷酸钠、三聚磷酸钠、四聚磷酸钠中的一种。
所述改性剂为茶多酚、海藻酸钠、聚乙二醇400的混合物，质量比为5-10：5-10：10-15。
改性剂的工作原理为：
茶多酚为食品中常用的添加剂，在本发明中可以提高树脂的抗老化性，延长树脂的使用寿命；壳聚糖是一种聚阳离子多糖，海藻酸钠是一种聚阴离子多糖，两者之间发生静电聚合反应，在树脂表面形成一层薄膜，可以有效阻止没有被树脂吸附的杂质、色素流出吸附树脂；聚乙二醇是一种成膜助剂，在本发明中可以通过氢键的作用，提升吸附树脂的结构稳定性，提高树脂对其它杂质、色素的吸附效率。
本发明的有益效果是：本发明
(1)本发明以环氧树脂和壳聚糖为原料，通过离子交联剂，交联聚合制成纯化树脂，该树脂内部形成了一层壳聚糖吸附膜，通过树脂和吸附膜的双层吸附，可以将花青素中的杂质完全吸附在树脂中，同时不破坏花青素的结构和生理活性；
(2)以茶多酚、海藻酸钠、聚乙二醇400为原料的改性剂，可以提高纯化树脂的结构强度和使用寿命，同时能在树脂表面形成一层海藻酸钠电解质膜，进一步阻止杂质的流出，提高纯化效率；另一方面电解质膜可以防止外部的其它因素在提纯过程中对花青素产生破坏；
(3)聚谷氨酸、黄烷醇为原料合成的稳定剂能够增强花青素对外界高温、高氧的抗性，保护花青素不失活；
(4)本发明工艺操作简单、花青素含量高、提取过程花青素不失活，适合工业化生产。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)将20kg七彩红竹切至直径为±1cm，.用1％HCl-乙醇溶液为提取溶液，液料重量比20：1，避光冷浸48h，然后更换新鲜的溶液继续冷浸，共提取2次；
(2)将步骤1中提取的滤液合并，加入10g稳定剂，进行减压蒸馏，制成含水量20-30wt％的膏体；
(3)将膏体用蒸馏水溶解，过滤，用NaOH调pH值为6-8，放置待用；
(4)用40％乙醇洗脱，滤液采用纯化树脂洗脱，收集40％乙醇洗脱液，进行减压蒸馏，至溶剂完全回收，干燥后得到花青素提取物。
稳定剂的制备：将25g聚谷氨酸加入到去离子水中，30℃搅拌至完全溶解，然后加入15g黄烷醇和3g钛酸四乙酯，升温至50℃搅拌1h，然后加入2g环氧大豆油和1g氢化蓖麻油，50℃搅拌30min，过滤，滤饼用15℃去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入冷冻机中干燥至恒重，即得到稳定剂。
纯化树脂的制备：
(1)将22g壳聚糖固体投入到反应釜中，加入35g质量分数5％的醋酸溶液，制得壳聚糖醋酸溶液待用；
(2)将10g环氧氯丙烷加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌10min，然后加入15g三羟甲基乙烷和2g过氧化苯甲酰，继续回流搅拌1h；接着加入步骤1中的壳聚糖醋酸溶液和2g焦磷酸钠，继续回流搅拌1h；
(3)向步骤2中体系加入3g改性剂，降温至50℃，充分混合后于微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5min，静置15min后继续微波处理10min，过滤，沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，即得到吸附树脂。
改性剂：5g茶多酚、5g海藻酸钠、10g聚乙二醇400的混合物。
实施例2
(1)将20kg七彩红竹切至直径为±1cm，.用1％HCl-乙醇溶液为提取溶液，液料重量比20：1，避光冷浸48h，然后更换新鲜的溶液继续冷浸，共提取2次；
(2)将步骤1中提取的滤液合并，加入10g稳定剂，进行减压蒸馏，制成含水量20-30wt％的膏体；
(3)将膏体用蒸馏水溶解，过滤，用NaOH调pH值为6-8，放置待用；
(4)用40％乙醇洗脱，滤液采用纯化树脂洗脱，收集40％乙醇洗脱液，进行减压蒸馏，至溶剂完全回收，干燥后得到花青素提取物。
稳定剂的制备：将25g聚谷氨酸加入到去离子水中，30℃搅拌至完全溶解，然后加入15g黄烷醇和3g钛酸四乙酯，升温至50℃搅拌1h，然后加入2g环氧大豆油和1g氢化蓖麻油，50℃搅拌30min，过滤，滤饼用15℃去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入冷冻机中干燥至恒重，即得到稳定剂。
纯化树脂的制备：
(1)将22g壳聚糖固体投入到反应釜中，加入35g质量分数5％的醋酸溶液，制得壳聚糖醋酸溶液待用；
(2)将10g环氧氯丙烷加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌10min，然后加入15g三羟甲基乙烷和2g过氧化苯甲酰，继续回流搅拌1h；接着加入步骤1中的壳聚糖醋酸溶液和2g焦磷酸钠，继续回流搅拌1h；
(3)向步骤2中体系加入3g改性剂，降温至50℃，充分混合后于微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5min，静置15min后继续微波处理10min，过滤，沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，即得到吸附树脂。
改性剂：5g茶多酚、5g海藻酸钠、10g聚乙二醇400的混合物。
对照例1
(1)将20kg七彩红竹切至直径为±1cm，.用1％HCl-乙醇溶液为提取溶液，液料重量比20：1，避光冷浸48h，然后更换新鲜的溶液继续冷浸，共提取2次；
(2)将步骤1中提取的滤液合并，加入10g稳定剂，进行减压蒸馏，制成含水量20-30wt％的膏体；
(3)将膏体用蒸馏水溶解，过滤，用NaOH调pH值为6-8，放置待用；
(4)用40％乙醇洗脱，滤液采用纯化树脂洗脱，收集40％乙醇洗脱液，进行减压蒸馏，至溶剂完全回收，干燥后得到花青素提取物。
稳定剂的制备：将25g聚谷氨酸加入到去离子水中，30℃搅拌至完全溶解，然后加入15g黄烷醇和3g钛酸四乙酯，升温至50℃搅拌1h，然后加入2g环氧大豆油和1g氢化蓖麻油，50℃搅拌30min，过滤，滤饼用15℃去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入冷冻机中干燥至恒重，即得到稳定剂。
纯化树脂的制备：
(1)将10g环氧氯丙烷加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌10min，然后加入15g三羟甲基乙烷和2g过氧化苯甲酰，继续回流搅拌1h；接着加入2g焦磷酸钠，继续回流搅拌1h；
(2)向步骤1中体系加入3g改性剂，降温至50℃，充分混合后于微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5min，静置15min后继续微波处理10min，过滤，沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，即得到吸附树脂。
改性剂：5g茶多酚、5g海藻酸钠、10g聚乙二醇400的混合物。
对照例2
(1)将20kg七彩红竹切至直径为±1cm，.用1％HCl-乙醇溶液为提取溶液，液料重量比20：1，避光冷浸48h，然后更换新鲜的溶液继续冷浸，共提取2次；
(2)将步骤1中提取的滤液合并，加入10g稳定剂，进行减压蒸馏，制成含水量20-30wt％的膏体；
(3)将膏体用蒸馏水溶解，过滤，用NaOH调pH值为6-8，放置待用；
(4)用40％乙醇洗脱，滤液采用纯化树脂洗脱，收集40％乙醇洗脱液，进行减压蒸馏，至溶剂完全回收，干燥后得到花青素提取物。
稳定剂的制备：将25g聚谷氨酸加入到去离子水中，30℃搅拌至完全溶解，然后加入15g黄烷醇和3g钛酸四乙酯，升温至50℃搅拌1h，然后加入2g环氧大豆油和1g氢化蓖麻油，50℃搅拌30min，过滤，滤饼用15℃去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入冷冻机中干燥至恒重，即得到稳定剂。
纯化树脂的制备：
(1)将22g壳聚糖固体投入到反应釜中，加入35g质量分数5％的醋酸溶液，制得壳聚糖醋酸溶液待用；
(2)将10g环氧氯丙烷加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌10min，然后加入15g三羟甲基乙烷和2g过氧化苯甲酰，继续回流搅拌1h；接着加入步骤1中的壳聚糖醋酸溶液和2g焦磷酸钠，继续回流搅拌1h；
(3)将步骤2中体系降温至50℃，充分混合后于微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5min，静置15min后继续微波处理10min，过滤，沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，即得到吸附树脂。
对照例3
(1)将20kg七彩红竹切至直径为±1cm，.用1％HCl-乙醇溶液为提取溶液，液料重量比20：1，避光冷浸48h，然后更换新鲜的溶液继续冷浸，共提取2次；
(2)将步骤1中提取的滤液合并，加入10g稳定剂，进行减压蒸馏，制成含水量20-30wt％的膏体；
(3)将膏体用蒸馏水溶解，过滤，用NaOH调pH值为6-8，放置待用；
(4)用40％乙醇洗脱，滤液采用大孔吸附树脂洗脱，收集40％乙醇洗脱液，进行减压蒸馏，至溶剂完全回收，干燥后得到花青素提取物。
稳定剂的制备：将25g聚谷氨酸加入到去离子水中，30℃搅拌至完全溶解，然后加入15g黄烷醇和3g钛酸四乙酯，升温至50℃搅拌1h，然后加入2g环氧大豆油和1g氢化蓖麻油，50℃搅拌30min，过滤，滤饼用15℃去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入冷冻机中干燥至恒重，即得到稳定剂。
对照例4
(1)将20kg七彩红竹切至直径为±1cm，.用1％HCl-乙醇溶液为提取溶液，液料重量比20：1，避光冷浸48h，然后更换新鲜的溶液继续冷浸，共提取2次；
(2)将步骤1中提取的滤液合并，加入10g稳定剂，进行减压蒸馏，制成含水量20-30wt％的膏体；
(3)将膏体用蒸馏水溶解，过滤，用NaOH调pH值为6-8，放置待用；
(4)用40％乙醇洗脱，滤液采用纯化树脂洗脱，收集40％乙醇洗脱液，进行减压蒸馏，至溶剂完全回收，干燥后得到花青素提取物。
稳定剂的制备：将25g聚谷氨酸加入到去离子水中，30℃搅拌至完全溶解，然后加入15g黄烷醇和3g钛酸四乙酯，升温至50℃搅拌1.5h，过滤，滤饼用15℃去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入冷冻机中干燥至恒重，即得到稳定剂。
纯化树脂的制备：
(1)将22g壳聚糖固体投入到反应釜中，加入35g质量分数5％的醋酸溶液，制得壳聚糖醋酸溶液待用；
(2)将10g环氧氯丙烷加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌10min，然后加入15g三羟甲基乙烷和2g过氧化苯甲酰，继续回流搅拌1h；接着加入步骤1中的壳聚糖醋酸溶液和2g焦磷酸钠，继续回流搅拌1h；
(3)向步骤2中体系加入3g改性剂，降温至50℃，充分混合后于微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5min，静置15min后继续微波处理10min，过滤，沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，即得到吸附树脂。
改性剂：5g茶多酚、5g海藻酸钠、10g聚乙二醇400的混合物。
实施例3
以实施例1为基础，设置不添加壳聚糖醋酸溶液的对照例1、不添加改性剂的对照例2、通过大孔吸附树脂来除杂的对照例3、不添加环氧大豆油和氢化蓖麻油的对照例4。
利用实施例1-2、对照例1-4进行花青素的提取，花青素的纯度和提取率如表1所示。
表1花青素的纯度和提取率
| 组别 | 花青素的纯度(％) | 提取率(％) |
| 实施例1 | 93.8 | 85 |
| 实施例2 | 93.5 | 86 |
| 对照例1 | 81.2 | 72 |
| 对照例2 | 84.6 | 74 |
| 对照例3 | 83.9 | 73 |
| 对照例4 | 85.1 | 76 |
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.功能性食品用花青素提取物的提取工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将七彩红竹切至直径为1cm，用1%HCl-乙醇溶液为提取溶液，液料重量比20-40:1，避光冷浸48 h，然后更换新鲜的溶液继续冷浸，共提取2-4次；
（2）将步骤1中提取的滤液合并，加入稳定剂，进行减压蒸馏，制成含水量20-30wt%的膏体；
（3）将膏体用蒸馏水溶解，过滤，用NaOH调pH值为6-8，放置待用；
（4）用20%-60%乙醇洗脱，滤液采用纯化树脂洗脱，收集20%-60%乙醇洗脱液，进行减压蒸馏，至溶剂完全回收，干燥后得到花青素提取物；
所述纯化树脂的制备方法为：
（1）将壳聚糖固体投入到反应釜中，加入质量分数5%的醋酸溶液，制得壳聚糖醋酸溶液待用；
（2）将环氧氯丙烷加入到无水乙醇中，加热至回流状态，保温搅拌10-20 min，然后加入三羟甲基乙烷和引发剂，继续回流搅拌1-2 h；接着加入步骤1中的壳聚糖醋酸溶液和离子交联剂，继续回流搅拌1-2 h；
（3）向步骤2中体系加入改性剂，降温至50-55℃，充分混合后于微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5-10 min，静置15-30 min后继续微波处理5-10 min，过滤，沉淀用去离子水和无水乙醇洗去杂质，送入100-110℃干燥箱中干燥至恒重，即得到纯化树脂；
所述壳聚糖固体、5%的醋酸溶液的质量比为20-30 ：30-50；
所述环氧氯丙烷、三羟甲基乙烷、引发剂、离子交联剂、改性剂的质量比为10-15 ：15-20 ：1-5 ：1-5 ：1-5；
所述改性剂为茶多酚、海藻酸钠、聚乙二醇400的混合物，质量比为5-10 ：5-10 ：10-15。
2.根据权利要求1所述功能性食品用花青素提取物的提取工艺，其特征在于：所述引发剂选自过氧化苯甲酰或过氧化月桂酰。
3.根据权利要求1所述功能性食品用花青素提取物的提取工艺，其特征在于：所述离子交联剂选自焦磷酸钠、三聚磷酸钠、四聚磷酸钠中的一种。
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| Title |
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| 三聚磷酸钠和环氧氯丙烷二次交联壳聚糖对Pb(II)的吸附特性;荆迎军 等;《化工新型材料》;20140831;第42卷(第8期);第148-150页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108947955A (zh) | 2018-12-07 |
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