CN110437197B

CN110437197B - 一种从蝶豆花中提取花青素的方法

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Publication number: CN110437197B
Application number: CN201910702407.1A
Authority: CN
Inventors: 何安乐; 李伟; 黄华学
Original assignee: Hunan Huacheng Biotech Inc
Current assignee: Hunan Huacheng Biotech Inc
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2019-07-31
Publication date: 2021-04-13
Anticipated expiration: 2039-07-31
Also published as: CN110437197A

Abstract

一种从蝶豆花中提取花青素的方法，包括以下步骤：（1）将蝶豆花用有机溶剂进行回流脱脂，并减压回收有机溶剂；（2）将脱脂蝶豆花置于酸性冷水浸提，浸提液离心取清液；（3）将清液过超滤膜，收集透过液；（4）将透过液进行反渗透膜浓缩，得浓缩液；（5）向浓缩液中加入乙醇，并冷藏，离心，取清液；（6）将清液稀释后上大孔树脂进行吸附；（7）分别用含天然抗氧化剂的梯度乙醇洗脱并单独收集解吸液；（8）解吸液进行浓缩并干燥，即得花青素产品。本发明可从蝶豆花中同时提取多种含量的花青素产品，花青素产品含量高；且整个提取工艺条件温和，具有收率高，环境友好等特点。

Description

一种从蝶豆花中提取花青素的方法

技术领域

本发明涉及一种提取花青素的方法，具体涉及一种从蝶豆花中提取花青素的方法。

背景技术

蝶豆别名蓝花豆、蝴蝶花豆，是一种属于豆科蝶豆属的草本植物。蝶豆花又名蓝蝴蝶，最初记载于《神农本草经》里面，其性味辛、苦。蝶豆花富含大量的花青素，花青素具有降脂降压、抗氧化、抗炎抑菌和抗癌等生理功能，同时花青素能够增强血管的弹性，保护血管的内壁组织，并具有抗过敏等功能。目前国内外学者对蝶豆花的功能性开发价值还没有进行系统研究，所以对蝶豆花的深入研究具有非常深远意义。

CN109400569公开了一种蝶豆花中提取纯化花青素的方法，该方法将原料蝶豆花进行酶解、浓缩、树脂吸附、梯度解吸、浓缩、干燥后得到产品。该工艺虽较为简单，提取液上柱前简单处理后就进行树脂吸附，但也由此导致产品含量和收率较低。且真空干燥的高温条件也可能导致具有热敏性的花青素降解。

CN1596730公开了一种蝶豆花提取物和糖类成分提取物的制造方法，通过将蝶豆花、叶、茎或根用水、酸溶液或醇溶液进行浸提，再通过倾析、离心、过滤、浓缩等去渣，而后大孔树脂吸附、水洗、乙醇水溶液解吸、浓缩、粉末化，即得产品。该工艺较为简单，但提取液上柱前的前处理较为粗糙，绝大部分杂质都随之进入到吸附树脂上，不利于产品含量的提高。部分工艺步骤采用了高温干燥，也会直接影响产品含量。且使用了有毒有害试剂，如丙酮。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服上述缺陷，提供一种从蝶豆花中提取花青素的方法，利用本发明，可从蝶豆花中同时提取多种含量的花青素产品，提取工艺条件温和，具有收率高，环境友好等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种从蝶豆花中提取花青素的方法，包括以下步骤：

（1）脱脂：将蝶豆花用石油醚回流脱脂，并减压回收石油醚；

（2）浸提：将脱脂蝶豆花置于酸性冷水中浸提，浸提液离心取清液；

（3）超滤；将清液过超滤膜，收集透过液；

（4）浓缩：将透过液进行浓缩，得浓缩液；

（5）醇沉：向浓缩液中加入乙醇，并冷藏，离心，取清液并回收乙醇；

（6）树脂吸附：将清液稀释后上大孔树脂进行吸附；

（7）梯度解吸：分别用含天然抗氧化剂的梯度乙醇洗脱并单独收集解吸液；

（8）浓缩干燥：将解吸液进行浓缩并干燥，即得花青素产品。

优选地，步骤（1）中，所述的蝶豆花为新鲜蝶豆花、冷冻蝶豆花或脱水蝶豆花中的一种，优选新鲜蝶豆花。

优选地，步骤（2）中，所述的酸为醋酸、柠檬酸、酒石酸、抗坏血酸、苹果酸、乳酸、苯甲酸、山梨酸中的一种或多种组合（更优选醋酸、抗坏血酸、山梨酸），酸性冷水pH值为2.5～6.5（更优选4.0～6.0），冷水温度为0～40℃（更优选4～20℃）。

优选地，步骤（3）中，所述的超滤膜为截留分子量1K～20KDa（更优选4K～10KDa）的超滤膜。超滤可以有效去除大量大分子物质。

优选地，步骤（4）（8）中，所述浓缩为反渗透膜浓缩，膜浓缩操作温度不高于60℃（更优选30℃以下），浓缩至浓缩液的Brix值为20～60%（更优选40～50%）。

低温膜浓缩可以有效避免花青素降解，步骤（4）将浓缩液进行浓缩，可以降低浓缩液的体积，便于步骤（5）醇沉，且节省乙醇用量。步骤（8）将浓缩液进行浓缩是为了便于干燥，缩短干燥时间。

优选地，步骤（5）中，所述醇沉的溶剂为乙醇，醇沉时乙醇体积分数为60～95%（更优选80～90%），温度为-4～20℃（更优选0～10℃），时间为2～24h（更优选4～10h）。

加入一定浓度的乙醇溶液进行醇沉，可以有效的将膜过滤残留的蛋白、果胶、鞣质等其他杂质进行沉淀析出并通过离心过滤而除去。

优选地，步骤（6）中，所述清液稀释为用纯水稀释至Brix值为2～20%（更优选4～10%）；树脂类型为XAD-7HP、HP-50、D3520、DM-130中的一种，吸附柱的高径比为10～3:1（更优选6～4:1），上柱流速为0.5～4BV/h（更优选1.0～2.5BV/h）。

经过不同方法除杂后，得到纯度较高的上柱液，再进行树脂吸附，未被吸附的糖类、小肽、盐等杂质随流出液及水洗而被除去。

优选地，步骤（7）中，所述天然抗氧化剂为抗坏血酸、维生素E、β胡萝卜素或辅酶Q中的一种或多种组合（更优选抗坏血酸或β胡萝卜素）。

抗氧化剂可以保护花青素，阻碍花青素降解，选择性质柔和且可食用的天然抗氧化剂有利于环境友好。

优选地，步骤（7）中，所述梯度洗脱为：先用体积为2～5BV（更优选2.5～3.5BV）、以0.3～3BV/h（更优选0.7～1.5BV/h）流速、乙醇体积分数为6～20%（更优选8～14%）、抗氧化剂质量分数为0.01～0.1%（更优选0.04～0.07%）的乙醇水溶液解吸，而后再用体积为2～5BV（更优选2.5～3.5BV）、以0.3～3BV/h（更优选0.7～1.5BV/h）流速、乙醇体积分数为60～80%（更优选65～75%）、抗氧化剂质量分数为0.01～0.1%（更优选0.04～0.07%）的乙醇水溶液解吸，且单独收集。

优选地，步骤（7）中，所述干燥为真空冷冻干燥，温度为-10～-70℃，真空度为5～15Pa。真空冷冻干燥的温度低，对花青素的影响小。

本发明的有益效果：（1）利用本发明可从蝶豆花中同时提取多种含量的花青素产品，且花青素产品含量高、收率高；

（2）本发明整个提取工艺条件温和，环境友好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

本发明实施例中花青素含量的检测方法为植物提取物越橘提取物SW/T-2013 附录A.2测定方法。

本发明实施例所使用的原料或化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。

本发明实施例所使用的大孔树脂在使用前先进行活化，具体的方法为：将新鲜树脂用体积分数95%的乙醇溶液浸泡24h后，用蒸馏水冲洗至无醇味，然后，用2.5BV、质量分数2.5%的盐酸溶液浸泡5.5h，用蒸馏水冲洗至中性，再用2.5BV、质量分数3.5%的NaOH溶液浸泡5.5h，再用蒸馏水冲洗至中性，即成。

实施例1

（1）脱脂：将2000g新鲜蝶豆花，置于回流装置中，加入5000ml的石油醚进行回流脱脂5h，将回流的蝶豆花过滤网后，置于温度为60℃、真空度为-0.09MPa条件下挥干石油醚，得脱脂蝶豆花；

（2）浸提：将脱脂蝶豆花置于质量比为1：30、温度为15℃的pH为4.0的酒石酸冷水浴中，分三次浸提，每次搅拌浸提2h，然后过滤布后离心取清液；

（3）超滤：将清液过截留分子量为10KDa的超滤膜，收集透过液；

（4）浓缩：将透过液进行反渗透膜浓缩至Brix值为36%，得浓缩液A；

（5）醇沉：向浓缩液A中加入乙醇至乙醇体积百分比为65%，并置于-4℃冷藏20h后，离心取清液，并将清液进行低温真空浓缩回收酒精至无醇味，得浓缩液B；

（6）树脂吸附：将浓缩液用纯水稀释至Brix值为4.0%后，以0.5BV/h的流速上高径比为3:1的XAD-7HP型大孔树脂，然后水洗3BV；

（7）梯度解吸：先以流速为0.4BV/h、体积为2.5BV、含有辅酶Q质量比为0.02%、乙醇体积比为6%的乙醇水溶液进行解吸并单独收集得解吸液A，然后以流速为0.3BV/h、体积为3BV、含有辅酶Q质量比为0.02%、乙醇体积比为75%的乙醇水溶液进行解吸并单独收集得解吸液B；

（8）浓缩干燥：将解吸液A和解吸液B分别单独反渗透膜浓缩至Brix值为65%和45%，进行真空冷冻干燥后，即分别得两种含量的花青素产品。

花青素质量含量采用高效液相色谱法检测，解吸液A的花青素质量含量检测高效液相色谱测得质量含量为15.25%，解吸液B的花青素质量含量检测高效液相色谱测得质量含量为77.52%。经计算，得到花青素的总收率为91.27%。

实施例2

（1）脱脂：将2000g冷冻蝶豆花，置于回流装置中，加入5000ml的石油醚进行回流脱脂5h，将回流的蝶豆花过滤网后，置于温度为55℃、真空度为-0.1MPa条件下挥干石油醚，得脱脂蝶豆花；

（2）浸提：将脱脂蝶豆花置于质量比为1：30、温度为30℃的pH为3.0的柠檬酸冷水浴中，分三次浸提，每次搅拌浸提2h，然后过滤布后离心取清液；

（3）超滤：将清液过截留分子量为5KDa的超滤膜，收集透过液；

（4）浓缩：将透过液进行反渗透膜浓缩至Brix值为44%，得浓缩液A；

（5）醇沉：向浓缩液A中加入乙醇至乙醇体积百分比为80%，并置于5℃冷藏15h后，离心取清液，并将清液进行低温真空浓缩回收酒精至无醇味，得浓缩液B；

（6）树脂吸附：将浓缩液用纯水稀释至Brix值为10.0%后，以1.5BV/h的流速上高径比为5:1的HP-50型大孔树脂，然后水洗2BV；

（7）梯度解吸：先以流速为1.0BV/h、体积为4.0BV、含有β胡萝卜素质量比为0.04%、乙醇体积比为12%的乙醇水溶液进行解吸并单独收集得解吸液A，然后以流速为1.5BV/h、体积为4BV、含有β胡萝卜素质量比为0.04%、乙醇体积比为70%的乙醇水溶液进行解吸并单独收集得解吸液B；

（8）浓缩干燥：将解吸液A和解吸液B分别单独反渗透膜浓缩至Brix值为46%和59%后，进行真空冷冻干燥后，即分别得两种含量的花青素产品。

经高效液相色谱检测，本发明实施例所得花青素产品中花青素的质量含量分别为21.10%、74.10%。经计算，得到的花青素的总收率为86.03%。

实施例3

（1）脱脂：将2000g新鲜蝶豆花，置于回流装置中，加入8000ml的石油醚进行回流脱脂4h，将回流的蝶豆花过滤网后，置于温度为60℃、真空度为-0.09MPa条件下挥干石油醚，得脱脂蝶豆花；

（2）浸提：将脱脂蝶豆花置于质量比为1：30、温度为4℃的pH为6.0的山梨酸冷水浴中，分三次浸提，每次搅拌浸提5h，然后过滤布后离心取清液；

（3）超滤：将清液过截留分子量为2KDa的超滤膜，收集透过液；

（4）浓缩：将透过液进行反渗透膜浓缩至Brix值为58%，得浓缩液A；

（5）醇沉：向浓缩液A中加入乙醇至乙醇体积百分比为90%，并置于15℃冷藏4h后，离心取清液，并将清液进行低温真空浓缩回收酒精至无醇味，得浓缩液B；

（6）树脂吸附：将浓缩液用纯水稀释至Brix值为15%后，以3BV/h的流速上高径比为9:1的DM-130型大孔树脂，然后水洗1.5BV；

（7）梯度解吸：先以流速为2.0BV/h、体积为5.0BV、含有维生素C和维生素E（1:1）质量比为0.08%、乙醇体积比为18%的乙醇水溶液进行解吸并单独收集得解吸液A，然后以流速为2.0BV/h、体积为5.0BV、含有维生素C和维生素E（1:1）质量比为0.07%、乙醇体积比为65%的乙醇水溶液进行解吸并单独收集得解吸液B；

（8）浓缩干燥：将解吸液A和解吸液B分别单独反渗透膜浓缩至Brix值为65%和45%后，进行真空冷冻干燥后，即分别得两种含量不同的花青素产品。

经高效液相色谱检测，本发明实施例所得花青素产品中花青素的质量含量分别为17.81%、78.76%。经计算，得到的花青素的总收率为85.72%。

Claims

1.一种从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（3）超滤；将清液过超滤膜，收集透过液；

（4）浓缩：将透过液进行浓缩，得浓缩液；

（6）树脂吸附：将清液稀释后上大孔树脂进行吸附；

（7）梯度解吸：分别用含天然抗氧化剂的乙醇进行梯度洗脱并单独收集解吸液；

（8）浓缩干燥：将解吸液进行浓缩并干燥，即得花青素产品；

步骤（2）中，酸性冷水pH值为2.5～6.5，冷水温度为0～40℃；

步骤（3）中，所述超滤膜为截留分子量1K～20KDa的超滤膜；

步骤（4）（8）中，浓缩至浓缩液的Brix值为20～60%；

步骤（6）中，所述清液稀释为纯水稀释至Brix值2～20%；树脂类型为XAD-7HP、HP-50、D3520、DM-130中的一种，吸附柱的高径比为10～3:1，上柱流速为0.5～4BV/h；

步骤（7）中，所述天然抗氧化剂为抗坏血酸、维生素E、β胡萝卜素或辅酶Q中的一种或多种组合；

步骤（7）中，所述梯度洗脱的方法为：先用体积为2～5BV，以0.3～3BV/h流速，乙醇体积分数为6～20%，抗氧化剂质量分数为0.01～0.1%的乙醇水溶液解吸，而后再用体积为2～5BV，以0.3～3BV/h流速，乙醇体积分数为60～80%，抗氧化剂质量分数为0.01～0.1%的乙醇水溶液解吸，且单独收集。

2.根据权利要求1所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述蝶豆花为新鲜蝶豆花、冷冻蝶豆花或脱水蝶豆花中的一种。

3.根据权利要求1所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（2）中，所述酸性冷水的酸为醋酸、柠檬酸、酒石酸、抗坏血酸、苹果酸、乳酸、苯甲酸、山梨酸中的一种或多种组合，酸性冷水pH值为4.0～6.0，冷水温度为4～20℃。

4.根据权利要求1所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（3）中，所述超滤膜为截留分子量4K～10KDa的超滤膜。

5.根据权利要求1所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（4）（8）中，所述浓缩为反渗透膜浓缩，浓缩至浓缩液的Brix值为40～50%。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（5）中，所述醇沉的溶剂为乙醇，醇沉时乙醇体积分数为60～95%，温度为-4～20℃，时间为2～24h。

7.根据权利要求6所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（5）中，所述醇沉的溶剂为乙醇，醇沉时乙醇体积分数为80～90%，温度为0～10℃，时间为4～10h。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（6）中，所述清液稀释为纯水稀释至Brix值4～10%；吸附柱的高径比为6～4:1，上柱流速为1.0～2.5BV/h。

9.根据权利要求6所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（6）中，所述清液稀释为纯水稀释至Brix值4～10%；吸附柱的高径比为6～4:1，上柱流速为1.0～2.5BV/h。

10.根据权利要求7所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（6）中，所述清液稀释为纯水稀释至Brix值4～10%；吸附柱的高径比为6～4:1，上柱流速为1.0～2.5BV/h。

11.根据权利要求1-5中任一项所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（7）中，所述梯度洗脱的方法为：先用体积为2.5～3.5BV，以0.7～1.5BV/h流速，乙醇体积分数为8～14%，抗氧化剂质量分数为0.04～0.07%的乙醇水溶液解吸，而后再用体积为2.5～3.5BV，以0.7～1.5BV/h流速，乙醇体积分数为65～75%，抗氧化剂质量分数为0.04～0.07%的乙醇水溶液解吸，且单独收集。

12.根据权利要求6所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（7）中，所述梯度洗脱的方法为：先用体积为2.5～3.5BV，以0.7～1.5BV/h流速，乙醇体积分数为8～14%，抗氧化剂质量分数为0.04～0.07%的乙醇水溶液解吸，而后再用体积为2.5～3.5BV，以0.7～1.5BV/h流速，乙醇体积分数为65～75%，抗氧化剂质量分数为0.04～0.07%的乙醇水溶液解吸，且单独收集。

13.根据权利要求7所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（7）中，所述梯度洗脱的方法为：先用体积为2.5～3.5BV，以0.7～1.5BV/h流速，乙醇体积分数为8～14%，抗氧化剂质量分数为0.04～0.07%的乙醇水溶液解吸，而后再用体积为2.5～3.5BV，以0.7～1.5BV/h流速，乙醇体积分数为65～75%，抗氧化剂质量分数为0.04～0.07%的乙醇水溶液解吸，且单独收集。

14.根据权利要求8所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（7）中，所述梯度洗脱的方法为：先用体积为2.5～3.5BV，以0.7～1.5BV/h流速，乙醇体积分数为8～14%，抗氧化剂质量分数为0.04～0.07%的乙醇水溶液解吸，而后再用体积为2.5～3.5BV，以0.7～1.5BV/h流速，乙醇体积分数为65～75%，抗氧化剂质量分数为0.04～0.07%的乙醇水溶液解吸，且单独收集。

15.根据权利要求1-5中任一项所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（8）中，所述干燥为真空冷冻干燥。

16.根据权利要求6所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（8）中，所述干燥为真空冷冻干燥。

17.根据权利要求7所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（8）中，所述干燥为真空冷冻干燥。

18.根据权利要求8所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（8）中，所述干燥为真空冷冻干燥。

19.根据权利要求11所述的从蝶豆花中提取花青素的方法，其特征在于：步骤（8）中，所述干燥为真空冷冻干燥。