CN108976269A - 一种从柚子鲜幼果中快速制备高纯柚皮苷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从柚子鲜幼果中快速制备高纯柚皮苷的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)收集幼果；(2)磨碎；(3)提取；(4)过滤；(5)陶瓷膜系统除杂；(6)加酸析晶；(7)过滤和干燥。本发明提供一种快速高效、成本低廉、工艺简单、操作方便、环保高效的柚子鲜幼果中柚皮苷的制备方法。

Description

一种从柚子鲜幼果中快速制备高纯柚皮苷的方法

技术领域

本发明涉及一种从柚子鲜幼果中快速制备高纯柚皮苷的方法。

背景技术

柚皮苷又称柚苷、柑橘苷或异橙皮苷，属于二氢黄酮类结构，A环和B环之间没有共轭，水中溶解度为0.1％，易溶于甲醇、乙醇、甲酰胺及二甲基甲酰胺等极性溶剂，易溶于热水和稀碱溶液。柚皮苷，味苦，具有抗炎、抗病毒、抗癌等多种生物活性，广泛应用于食品和医药行业，是生产甜味剂新橙皮苷及新橙皮苷二氢查耳酮的主要原料。

自然界中，柚皮苷主要存在于芸香科植物柚的果实中，包括柚子果皮及其幼果，其中，幼果中含量可高达35.29％，因为柚子树在自然及生理条件影响下，每年有80％的幼果自然脱落或人为疏落，所以幼果资源非常丰富，是工业上制备柚皮苷的主要原料。工业上柚皮苷的生产方法主要有有机溶剂提取和热水浸提，采用乙醇或水作为溶剂，加热提取，然后浓缩提取液，大孔树脂吸附，多次重结晶进行精制，最终得到的柚皮苷纯度才能达到98％以上。生产过程中存在诸多弊端。现有工艺提取过程中存在的问题主要有：

(1)原料采用干燥的原料，柚子幼果需经过太阳晒干或加热烤干，干燥过程中会出现腐烂引起的褐变现象，原料中的杂质较多，提取中需经过活性炭脱色或多次重结晶处理，降低柚皮苷的得率。

(2)提取时，需要热源加热，危险系数较高，能耗较高，生产成本较高，另外粉碎颗粒较大，会降低柚皮苷的提取率。

(3)提取时，若用乙醇提取，浓缩过程中乙醇损失严重，成本较高，而且由于热乙醇超强的溶解性能，能够把原料中更多的杂质溶出，使制备98％柚皮苷的工艺路线延长，若用水热提取，废水排放量大，由于原料中大量的果胶、蛋白质溶出，使得柚皮苷析晶困难，常常需要长达3～5d的时间，辅助搅拌或低温析晶，柚皮苷才能从提取溶液中析晶较为彻底，柚皮苷的生产周期长，提取效果及得率均偏低。

发明内容

为克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种快速高效、成本低廉、工艺简单、操作方便、环保高效的柚子鲜幼果中柚皮苷的制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种从柚子鲜幼果中快速制备高纯柚皮苷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)收集幼果：柚子树上自然脱落或人工疏落的幼果，收集其中直径小于5.0cm的幼果，放置于冷冻库中冷冻；

(2)磨碎：取一定质量的鲜幼果，按照料液比为1:2～1:4的比例，添加饱和澄清石灰水，采用胶体磨将原料磨碎；优选的胶体磨可以使物料透过定、转齿之间的间隙时，受到强大的剪切力、摩擦力、高频振动、高速旋涡等物理作用，使物料被有效地乳化、分散、均质和粉碎，达到物料超细粉碎及乳化的效果；

(3)提取：按照料液比为1:1～1:2的比例加入饱和澄清石灰水，将磨碎的物料泵入高压均质机中，让其快速通过，进行破壁提取；优选的高压均质机主要由高压均质腔和增压机构构成。在增压机构的作用下，高压溶液快速的通过均质腔，物料会同时受到高速剪切、高频震荡、空穴现象和对流撞击等机械力作用和相应的热效应，最终达到均质的效果，达到快速提取柚皮苷的目的；

(4)过滤：提取结束后，以提取母液计，首先添加纤维素酶使其最终浓度为50～100ppm,进一步破碎细胞壁，然后添加CaCl₂使其最终浓度为5～8g/L，为絮凝大分子杂质，絮凝时间控制在1～2h。然后采用过滤机进行料液分离，得过滤液和料渣。然后按照料液比为1:1～1:2的比例，添加水洗涤料渣，进行料液分离，合并两次过滤液；所述的过滤机为板框过滤机、三足沉降式离心过滤机和真空漏斗过滤机，优选为三足沉降式离心机；

(5)陶瓷膜系统除杂：合并的滤液进行陶瓷膜系统除杂，得陶瓷膜透析液，所述的陶瓷膜系统所采用的陶瓷膜为氧化铝和氧化锆无机膜，其孔径为50nm、100nm、200nm，工作温度在25～50℃，工作压力1.0～4.0Mpa，优选为氧化铝无机膜，孔径为100nm；

(6)加酸析晶：陶瓷膜透析液放入析晶罐中，加稀HCl酸调节pH至3.5～5.5，添加一定量的晶种，添加量为实际产品质量的0.1％～3％，搅拌3-5h，柚皮苷从透析液中析出；

(7)过滤和干燥：析晶溶液经过过滤机过滤，滤饼即为柚皮苷晶体，经105℃干燥后得到产品，装袋；所述的过滤机为板框过滤机、三足沉降式离心过滤机和真空漏斗过滤机,优选为三足沉降式离心过滤机。

本发明提取时直接选用鲜幼果或冷冻的鲜幼果，无需干燥处理，节约了干燥成本。鲜幼果采用胶体粉碎磨，实现了幼果粉碎和分散同步进行，有效减少了提取母液中的色素，提高了柚皮苷的提取率。

本发明提取时采用高压均质机破壁提取。高压均质机也称“高压流体纳米匀质机”，主要由高压均质腔和增压机构构成，可以使悬浊液状态的物料在高压作用下，物料会同时受到高速剪切、高频震荡、空穴现象和对流撞击等机械力作用和相应的热效应，使物料发生物理、化学、结构性质等一系列变化，最终达到乳化和均质的效果。大大缩短了提取时间，可实现连续提取，细胞壁破除率高，有效地提高了柚皮苷的提取率，降低了提取成本及生产过程中危险系数。

本发明采用提取结束后首先加一定量纤维素酶，然后再添加一定量的CaCl₂，有效地去除提取母液中蛋白质及其他杂质。

本发明采用陶瓷膜系统过滤，有效提高了母液的澄清度，加入晶种后柚皮苷析晶的速度可以在3～5h内完成，提高了制备柚皮苷的效率，最终柚皮苷收率达到93.4％，柚皮苷纯度99.1％以上。

本发明的有益效果是：本发明提供的方法中选用柚子鲜幼果作为原料，有效降低了干燥过程中因褐变增加的色素杂质；采用胶体磨粉碎鲜幼果，按照一定比例添加饱和澄清石灰水，泵入高压均质机，进行破壁快速提取，可实现连续化操作，柚皮苷的提取时间大大缩短，提取率大大提高；提取结束后，添加一定量的纤维素酶和CaCl₂进行除杂，大大增大了陶瓷膜膜通量，减少了膜压力；将所得滤液透过陶瓷膜系统进一步除杂，能够去除提取液中溶解的多糖、蛋白质、色素等大分子杂质，所得透析液拥有较高澄清度，加入晶种，搅拌下可快速析晶，省略了传统工艺中大孔树脂吸附和重结晶步骤，大大缩短了单批次生产周期；整个工艺具有操作简便、运行成本低、绿色环保等优点；简单操作后柚皮苷收率达到93.4％，经HPLC检测纯度达到99.1％以上。

具体实施方式

下面将结合具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明提供了一种从柚子鲜幼果中快速制备高纯柚皮苷的方法，原料为人工疏果，直径不高于5.0cm，称取20kg鲜幼果，加入60kg饱和澄清石灰水进行胶体磨破碎成果酱状状态，然后加入20kg饱和澄清石灰水至果酱状鲜果中，将其泵入高压均质机中，让其快速通过，进行破壁提取，另一端连接不锈钢罐，结束后添加5g纤维素酶和600gCaCl₂，搅拌溶解后静置1h，转移至三足沉降式离心机进行料液分离，并添加20kg水洗涤料渣，合并2次滤液，得到滤液约115kg。然后透过陶瓷膜分离系统，得到陶瓷膜透析液，转移至析晶罐中，用稀HCl调节pH值至3.5～5.5，添加12g晶种，搅拌5h，析晶，然后采用三足沉降式离心机过滤，105℃干燥，即得柚皮苷成品。

具体实施中，进行3批次实验，分别称取20kg柚子鲜幼果原料，按上述优选方案提取；陶瓷膜分离系统，优选氧化铝无机膜，其孔径为50～200nm，优选100nm，工作条件为温度25～50℃，压力1.0～4.0Mpa，共进行了3批次实验，数据见表1。

HPLC检测：Agilent ZORBAX SB-C18柱(4.6mm×250mm,5μm)；流动相：甲醇-0.1％磷酸水溶液(40:60，v/v)；检测波长：282nm；流速：1.0mL/min；柱温：30℃；进样量：20μL。

表1：不同孔径陶瓷膜分离实验结果

Claims (1)

1.一种从柚子鲜幼果中快速制备高纯柚皮苷的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)收集幼果：柚子树上自然脱落或人工疏落的幼果，收集其中直径小于5.0cm的幼果，放置于冷冻库中冷冻；

(2)磨碎：取一定质量的鲜幼果，按照料液比为1:2～1:4的比例，添加饱和澄清石灰水，采用胶体磨将原料磨碎；

(3)提取：按照料液比为1:1～1:2的比例加入饱和澄清石灰水，将磨碎的物料泵入高压均质机中，让其快速通过，进行破壁提取；

(4)过滤：提取结束后，为进一步破碎细胞壁和絮凝果胶等大分子杂质，以提取母液计，添加纤维素酶使其最终浓度为50～100ppm，然后添加CaCl₂使其最终浓度为5～8g/L，絮凝时间控制在1～2h。然后采用过滤机进行料液分离，得过滤液和料渣。按照料液比为1:1～1:2的比例，添加水洗涤料渣，进行料液分离，合并两次过滤液；

(5)陶瓷膜系统除杂：合并的滤液进行陶瓷膜系统除杂，得陶瓷膜透析液，所述的陶瓷膜系统所采用的陶瓷膜为氧化铝和氧化锆无机膜，其孔径为50nm、100nm、200nm，工作温度在25～50℃，工作压力1.0～4.0Mpa；

(6)加酸析晶：陶瓷膜透析液放入析晶罐中，加稀HCl酸调节pH至3.5～5.5，添加一定量的晶种，添加量为实际产品质量的0.1％～3％，搅拌3-5h，柚皮苷从透析液中析出；

(7)过滤和干燥：析晶溶液经过过滤机过滤，滤饼即为柚皮苷晶体，经105℃干燥后得到产品，装袋。