CN110152345A - 一种超声辅助提取阳荷游离氨基酸的工艺 - Google Patents
一种超声辅助提取阳荷游离氨基酸的工艺 Download PDFInfo
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Abstract
一种超声辅助提取阳荷中游离氨基酸的工艺，包括以下步骤：（1）材料预处理及保存；（2）精氨酸标准曲线制作；（3）阳荷中游离氨基酸精氨酸的提取，50%乙醇溶液为浸提剂；（4）真空抽滤，取溶液；（5）向溶液中以1:20 g/mL的比例加入活性炭进行脱色；（6）阳荷游离氨基酸的提取：真空抽滤，洗涤沉淀，合并滤液，获得氨基酸溶液。置于干燥处备用，工艺完成；本发明操作简单，能耗低，提取率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及阳荷中氨基酸提取领域，具体是一种超声辅助提取阳荷游离氨基酸的工艺。
背景技术
阳荷别名:白蘘荷、野姜等，属姜科姜属多年生草本植物。具有活血祛瘀、制止咳嗽、缓解肿胀等功效，具备良好的医用价值，还具备独特味道，可以驱虫。阳荷拥有多种氨基酸和丰富的维生素，在日常生活中大量的氨基酸被使用在食品方面。作为矫味剂，如工厂生产的味精中含有谷氨酸等；作为食品添加剂，如营养学家在大米中加入赖氨酸，促进儿童生长发育、加入胱氨酸延缓食用油的变质等；作为药物，如在医院，病人血氨中毒常使用含精氨酸合成的药物治疗支气管炎、常使用含有半胱氨酸为原料的药物治疗消化道溃疡病等。由于阳荷是中国所特有，在中国多数地区可以种植，阳荷的生长地域广，分布极为广泛，对本地阳荷中游离氨基酸的提取工艺进行研究，可增加对阳荷的综合利用价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超声辅助提取游离氨基酸的制备方法，本发明的制备方法具有操作简单，能耗低，提取率高等优点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种超声辅助提取阳荷游离氨基酸，包括以下步骤：
（1）原料预处理：将购买的新鲜阳荷洗净，切成片，于60℃的恒温箱中烘干30min，多功能型粉碎机粉碎，过60目筛放入干燥密封的容器中保存备用；
（2）游离氨基酸浸提：
a、将步骤（1）中制得的原料加入浓度为50%的乙醇溶液搅拌均匀，其中阳荷粉状原料与乙醇溶液的比，即料液比为1:20～1:40g/mL；
b、将步骤a中得到的料液混合物置于超声功率为200W～400W浸提20～40min后即得阳荷中游离氨基酸浸提取液，其中，浸提温度为20～40℃。
（3）将步骤（2）中得到的提取液真空抽滤，取溶液。
（4）脱色：将步骤（3）中得到的溶液经活性炭进行脱色，并按1:20 g/mL的比例加入活性炭。
（5）制备游离氨基酸溶液：将步骤（4）中处理后的样品，真空抽滤，取溶液，工艺完成。
有益效果：本发明以超声辅助浸提法提取阳荷中游离氨基酸，分别对料液比、超声时间、超声温度、超声功率等因素进行单因素发明，并通过正交实验得到的最佳提取工艺条件为：料液比1:40(g/mL)、超声时间20min、超声温度40℃、超声功率250W，阳荷中游离氨基酸的提取率为4.52%。
附图说明
图1为料液比对游离氨基酸提取率的影响数据分析图。
图2为超声时间对游离氨基酸提取率的影响数据分析图。
图3为超声温度对游离氨基酸提取率的影响数据分析图。
图4为超声功率对游离氨基酸提取率的影响数据分析图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：一种超声辅助提取阳荷中游离氨基酸的工艺，包括以下步骤：
（1）原料预处理：将购买的新鲜阳荷洗净，切成片，放在恒温干燥箱中60℃条件下烘干30min，多功能型粉碎机粉碎，过60目筛放入干燥密封的容器中，干燥阴凉处保存，以便取用；
（2）游离氨基酸浸提：
a、将步骤（1）中制得的原料加入浓度为50%的乙醇溶液搅拌均匀，其中阳荷粉状原料与乙醇溶液的比即料液比1:20g/mL；
b、 将步骤a中得到的固液混合物置于超声功率为200W浸提20min后即得到阳荷中游离氨基酸浸提取液，其中，浸提温度20℃。
（3）将步骤（2）中得到的提取液真空抽滤，取溶液；
（4）脱色：将步骤（3）中得到的溶液经活性炭进行脱色，并按1:20的比例加入活性炭；
（5）制备游离氨基酸溶液：将步骤（4）中处理后的样品，真空抽滤，取溶液，工艺完成。
实施例二：一种超声辅助提取阳荷中游离氨基酸的工艺，包括以下步骤：
（1）原料预处理：将购买的新鲜阳荷洗净，切成片，放在恒温干燥箱中60℃条件下烘干30min，多功能型粉碎机粉碎，过60目筛放入干燥密封的容器中，干燥阴凉处保存，以便取用；
（2）游离氨基酸浸提：
a、将步骤（1）中制得的原料加入浓度为50%的乙醇溶液搅拌均匀，其中阳荷粉状原料与乙醇溶液的比即料液比1:30g/mL；
b、 将步骤a中得到的固液混合物置于超声功率为300W浸提30min后即得到阳荷中游离氨基酸浸提取液，其中，浸提温度30℃。
（3）将步骤（2）中得到的提取液真空抽滤，取溶液；
（4）脱色：将步骤（3）中得到的溶液经活性炭进行脱色，并按1:20的比例加入活性炭；
（5）制备游离氨基酸溶液：将步骤（4）中处理后的样品，真空抽滤，取溶液，工艺完成。
实施例三：一种超声辅助提取阳荷中游离氨基酸的工艺，包括以下步骤：
（1）原料预处理：将购买的新鲜阳荷洗净，切成片，放在恒温干燥箱中60℃条件下烘干30min，多功能型粉碎机粉碎，过60目筛放入干燥密封的容器中，干燥阴凉处保存，以便取用；
（2）游离氨基酸浸提：
a、将步骤（1）中制得的原料加入浓度为50%的乙醇溶液搅拌均匀，其中阳荷粉状原料与乙醇溶液的比即料液比1:40g/mL；
b、 将步骤a中得到的固液混合物置于超声功率为400W浸提40min后即得到阳荷中游离氨基酸浸提取液，其中，浸提温度40℃。
（3）将步骤（2）中得到的提取液真空抽滤，取溶液；
（4）脱色：将步骤（3）中得到的溶液经活性炭进行脱色，并按1:20的比例加入活性炭；
（5）制备游离氨基酸溶液：将步骤（4）中处理后的样品，真空抽滤，取溶液，工艺完成。
本发明核心工艺的实验方法
1.1.1 游离氨基酸的提取工艺流程
原料预处理(将阳荷作为原料切成片，干燥后粉碎备用)→游离氨基酸浸提(50%醇浸提，制得游离氨基酸提取液)→真空抽滤，取溶液→脱色（活性炭脱色，并按1:20的比例加入活性炭)→抽滤洗涤取溶液，制得游离氨基酸溶液。
1.1.2 游离氨基酸的单因素实验
1.1.2.1 料液比对提取率的影响
称取5份预处理后的阳荷粉各0.5g，料液比分别是1:10、1:20、1:30、1:40、1:50(g/mL)，乙醇体积分数为50%, 超声时间为50min, 超声温度为50℃，超声功率为200 W，按照1.1.1的方法进行实验，探讨不同料液比对其提取率的影响。
1.1.2.2 超声时间对提取率的影响
称取5份预处理后的阳荷粉各0. 5g, 超声时间比分别为20、30、40、50、60（min）, 乙醇体积分数为50%, 料液比为1:30，超声温度为50℃，超声功率为200 W，按照1.1.1的方法进行实验，探讨不同超声时间对其提取率的影响。
1.1.2.3 超声温度对提取率的影响
称取5份预处理后的阳荷粉各0.5g, 超声温度分别为20、30、40、50、60（℃）, 料液比为1:30g/mL，超声时间为30min，乙醇体积分数为50%，超声功率为200 W，按照1.1.1的方法进行实验，探讨不同超声温度对其提取率的影响。
1.1.2.4 超声功率对提取率的影响
称取5份预处理后的阳荷粉各0.5g, 超声功率分别为150、200、250、300、350、400（W）,乙醇体积分数为50%，料液比为1:30g/mL，超声时间为30min，按照1.1.1的方法进行实验，探讨不同超声功率对其提取率的影响。
1.1.3 正交实验
根据单因素实验结果, 以料液比、超声时间、超声温度、超声功率四个因素为变量, 以阳荷中游离氨基酸的提取率为考察对象进行优化，采用4因素3水平的正交实验方法求取优化的工艺参数, 实验因素和水平设计见表1. 正交实验设计及实验结果见表2。
结果与分析
2.1 单因素实验
2.1.1料液比对提取率的影响
按照1.1.1中的实验方法，探讨料液比对阳荷中游离氨基酸提取率的影响，结果如图1所示。由图1可知， 随着料液比的增大, 提取率不断增大, 在料液比达到1:30 g/mL前, 游离氨基酸提取率变化较为明显。当料液比为1:30 g/mL时, 提取率达到最大，但当料液比过大时，游离氨基酸提取率降低。因此, 选择料液比1:30 g/mL左右较为适宜。
2.2.2超声时间对提取率的影响
按照1.1.1中的实验方法，探讨不同超声时间对游离氨基酸提取率的影响，结果如图2所示。当超声时间在20~30min之间随着料液比的增加, 提取率略微升高, 在30min处达到最大, 之后随着时间的增加, 提取率呈下降趋势。因此, 选择超声时间30min左右较为适宜。
2.2.3超声温度对提取率的影响
按照1.1.1中的实验方法，探讨超声温度对游离氨基酸提取率的影响，结果如图3所示。由图3可知，开始时随着温度的升高游离氨基酸提取率呈上升趋势，在温度达到30℃后，游离氨基酸提取率呈下降趋势。因此, 选择温度在30℃左右较为适宜。
2.2.4超声功率对提取率的影响
按照1.1.1中的实验方法，探讨不同超声功率对提取率的影响，结果如图4所示。超声功率在150~200W之间时游离氨基酸提取率随着功率的升高而降低，但是在200~250W之间时随着功率对升高而升高，在250~350W之间随着功率的升高而降低，降低幅度比在150~200W间快；所以选择功率在250W左右时较为适宜。
正交及验证性实验
为了研究不同条件对阳荷中游离氨基酸提取率的影响和确定最佳游离氨基酸提取工艺，根据以上单因素实验选择了对提取率影响较大的料液比、超声时间、提取温度、超声功率4个因素水平（表1），采用正交实验方法进行实验，以游离氨基酸提取率（%）为指标，结果见表2。
表1 正交因素水平表
| 水平 | A料液比（g/mL） | B超声时间(min) | C 超声温度（℃） | D超声功率(W) |
| 1 | 1: 20 | 20 | 20 | 200 |
| 2 | 1:30 | 30 | 30 | 250 |
| 3 | 1:40 | 40 | 40 | 300 |
表2 正交实验设计及结果
| 实验号 | A料液比（g/mL） | B超声时间(min) | C超声温度(℃) | D超声功率(W) | 提取率/% |
| 1 | 1:20 | 20 | 20 | 200 | 3.16 |
| 2 | 1:20 | 30 | 30 | 250 | 3.71 |
| 3 | 1:20 | 40 | 40 | 300 | 2.86 |
| 4 | 1:30 | 20 | 30 | 300 | 3.12 |
| 5 | 1:30 | 30 | 40 | 200 | 3.54 |
| 6 | 1:30 | 40 | 20 | 250 | 3.27 |
| 7 | 1:40 | 20 | 40 | 250 | 4.13 |
| 8 | 1:40 | 30 | 20 | 300 | 3.06 |
| 9 | 1:40 | 40 | 30 | 200 | 3.55 |
| K<sub>1</sub> | 3.240 | 3.470 | 3.163 | 3.417 | |
| K<sub>2</sub> | 3.310 | 3.437 | 3.460 | 3.703 | |
| K<sub>3</sub> | 3.580 | 3.223 | 3.507 | 3.010 | |
| R | 0.340 | 0.247 | 0.344 | 0.693 |
表3验证性实验
| 试验号 | 阳荷粉质量/g | 提取率/% | 平均提取率/% | RSD/% |
| 1 | 0.5001 | 4.53 | ||
| 2 | 0.5000 | 4.47 | ||
| 3 | 0.5001 | 4.63 | 4.52 | 1.55 |
| 4 | 0.5001 | 4.45 | ||
| 5 | 0.5001 | 4.52 |
由表3可知，在此条件下，重复实验5次，氨基酸的平均提取率为4.52%，比正交实验中的提取率高，以及相对标准偏差为1.55%，说明该工艺条件下提取阳荷中游离氨基酸的工艺稳定可行。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (4)
1.一种超声辅助提取阳荷中游离氨基酸的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）原料预处理：将购买的新鲜阳荷洗净，切成片，于60℃的恒温箱中烘干30min，多功能型粉碎机粉碎，过60目筛放入干燥密封的容器中保存备用；
（2）游离氨基酸的浸提：将粉碎后的阳荷粉用50%的乙醇溶液在超声波清洗机中提取；
（3）真空抽滤，取溶液；
（4）脱色：将步骤（3）中得到的溶液加入粉末状活性炭进行脱色；
（5）制备游离氨基酸溶液：将步骤（4）中处理后的样品，真空抽滤，沉淀（洗
涤），得游离氨基酸溶液，工艺完成。
2.根据权利要求1所述的一种超声辅助提取阳荷中游离氨基酸的工艺，其特征在于，步骤（2）中阳荷原料与乙醇溶液的料液比1:30g/mL。
3.根据权利要求1所述的一种超声辅助提取阳荷中游离氨基酸的工艺，其特征在于，步骤（2）中超声时间为20min。
4.根据权利要求1所述的一种超声辅助提取阳荷中游离氨基酸的工艺，其特征在于，步骤（2）中按1:20 g/mL的比例加入活性炭脱色。
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