CN110520435A - 一种葡萄多酚的树脂分离纯化方法 - Google Patents

一种葡萄多酚的树脂分离纯化方法 Download PDF

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Abstract

一种葡萄多酚的树脂分离纯化方法,属于食品工业技术领域。该方法首先使用碱溶液浸提酒泥获得多酚碱提液,随后通过利用NKA‑9型或HPD600型大孔树脂,吸附碱提液中的多酚成分,最后用乙醇洗脱,回收葡萄多酚。本发明充分利用葡萄酿酒过程中产生的废弃物(葡萄酒泥),有利于酿酒产业废弃物资源的充分利用。提取方法条件温和,提取效率高,通过减少多酚的提取步骤和时间,降低了多酚在空气中暴露的时间和频率,保护了多酚成分的还原活性。树脂材料经再生后可重复利用,降低提取成本。另外,浸提过程中只使用低浓度的NaOH溶液,不使用其他有机溶剂、无机酸或护色剂等,同时多酚吸附纯化过程只使用乙醇,所以本方法是一种安全环保高效的酒泥多酚类成分的提取方法。

Description

一种葡萄多酚的树脂分离纯化方法
技术领域
本发明提供了一种食品工业中,从液体酒泥中提取纯化多酚类成分的方法。
背景技术
近年来,随着社会经济的发展,保健食品的消费需求急剧增长,以天然成分为原料的保健品因为其副作用小更是广受人们的青睐。葡萄多酚具有较强的自由基清除能力,能够抑制由自由基诱导的疾病。同时葡萄多酚在消炎、抗心脑血管疾病、抗突变和抗肿瘤等方面也均具有显著功效。每生产100吨葡萄酒大约会产生2.5-4吨的酒泥。我国常年来由于葡萄酒生产集中、生产季节性强,导致酿酒葡萄废弃物被随意抛弃或作为肥料、饲料或者烧材等废料处理掉,利用率极低。国内对于酿酒葡萄废弃物的提取仍以溶剂萃取法为主,同时对多酚的提取主要集中在葡萄皮籽,对于酒泥的提取较少,主要原因为液体酒泥含水量较大,其中多酚类物质浓度较低。为了增大多酚提取液浓度,降低生产运行成本,同时提高液体酒泥中多酚的提取率,有必要对液体酒泥提取纯化多酚进行深入研究,优化提取纯化过程的工艺参数。本发明提供了一种从液体酒泥中提取多酚类成分的方法,提取过程安全无污染,为液体酒泥中多酚类成分的提取提供了有益参考。
发明内容
本发明提供了一种葡萄多酚的树脂高效提取纯化方法,基于酒泥固液混合的物质特性以及多酚成分低含量的特点,本方法首先使用碱溶液浸提酒泥获得多酚碱提液,随后通过利用NKA-9型或HPD600型大孔树脂,吸附碱提液中的多酚成分,最后用乙醇洗脱,回收葡萄多酚。
本发明采用的技术方案为:
一种葡萄多酚的树脂分离纯化方法,包括如下步骤:
(1)酒泥按料液比1:0.5-1:2(w/v)加入浸提剂,于提取罐中20-40℃充分均匀搅拌20min-60min,离心收集上清液获得多酚碱提液备用。
(2)通过树脂材料,采用静态吸附法或动态吸附法吸附提取多酚成分。
若使用静态吸附法,则将NKA-9型或HPD600型大孔树脂与多酚碱提液按照1:8-1:12(w/v)的固液比混合,在20-40℃条件下混合搅拌15min-30min,静置沉降,过率或离心回收树脂;
若使用动态吸附法,则将大孔树脂填加入层析柱中,每克树脂形成0.7-0.9mL柱体积,按照10-15倍柱体积上样,即将多酚提取液以不高于1mL/min的速度流经树脂填料,并且循环此操作3次,让树脂充分吸附碱提液中的多酚成分,接近吸附饱和。
(3)通过解吸附方法,从树脂填料上回收多酚成分。
若吸附过程使用静态吸附法,则解吸附过程为:将过滤或离心获得的树脂材料,按照固液比1:1-1:3(w/v)加入洗脱剂,室温下充分摇匀15min-30min,进行解吸附,随后静置沉降,过滤或离心回收洗脱液,将洗脱液减压旋转蒸馏,除去洗脱剂后,得到多酚提取物。
若使用动态吸附法,则使用2-5倍柱体积的洗脱液,以不高于1mL/min的速度流经树脂填料,回收洗脱液,减压蒸馏去除洗脱剂后,得到多酚提取物。
所述的步骤(1)中浸提剂为NaOH水溶液,NaOH溶液浓度为0.04-0.08mol/L,最优浓度为0.06mol/L。每克液体酒泥对应加入0.5-2ml浸提剂,优选为1mL浸提剂。浸提的温度与时间条件优选为,搅拌温度30℃,搅拌时间35min。
所述的步骤(2)中,静态吸附法的优选条件是固液比1:10(w/v),搅拌温度30℃,搅拌时间20min。动态吸附法的优选条件是,12.5倍柱体积的多酚碱提液上样。
所述的步骤(3)中,静态吸附法的优选条件是,按照固液比1:2(w/v)加入洗脱剂,室温下充分摇匀25min。动态吸附法的优选条件是,3倍柱体积洗脱液,洗脱回收多酚。当选NKA-9型大孔树脂时,洗脱液为90%-100%的乙醇水溶液,优选为95%;当选HPD600型大孔树脂时,洗脱液为100%的乙醇溶液。
本发明的有益效果为:本发明的方法充分利用葡萄酿酒过程中产生的废弃物(葡萄酒泥),有利于酿酒产业废弃物资源的充分利用。本提取方法条件温和,操作简洁快速,提取效率高,通过减少多酚的提取步骤和时间,降低了多酚在空气中暴露的时间和频率,保护了多酚成分的还原活性。树脂材料经再生后可重复利用,降低提取成本。本方法浸提过程中只使用低浓度的NaOH溶液,不使用其他有机溶剂、无机酸或护色剂等,同时多酚吸附纯化过程只使用乙醇,提取试剂无毒无害无污染,是一种安全环保高效的酒泥多酚类成分的提取方法。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
首先称取酒泥10g,按料液比1:2(w/v)加入20mL浸提剂,于提取罐中20℃充分均匀搅拌60min,离心收集上清液获得多酚提取液。随后按固液比1:8(w/v)加入1g活化后的NKA-9型大孔树脂,及8mL液体酒泥多酚提取液,40℃充分摇匀15min。离心弃去上清液,按料液比1:1(w/v)加入1mL洗脱液进行解吸附,室温下充分摇匀30min,解吸附结束后离心收集上清液,减压旋转蒸馏分离去除乙醇,得到多酚提取物,提取多酚产量为0.0635g(GAE)/kg。(GAE为没食子酸缩写,所提取多酚以同等质量的没食子酸计)
所述的浸提剂为0.04mol/L的NaOH水溶液,洗脱液为90%的乙醇溶液。
实施例2
首先称取酒泥30g,按料液比1:0.5(w/v)加入15mL浸提剂,于提取罐中40℃充分均匀搅拌20min,离心收集上清液获得多酚提取液。随后按固液比1:12(w/v)加入1g活化后的NKA-9型大孔树脂,及12mL液体酒泥多酚提取液,20℃充分摇匀30min。离心弃去上清液,按料液比1:3(w/v)加入3mL洗脱液进行解吸附,室温下充分摇匀15min,解吸附结束后离心收集上清液,减压旋转蒸馏分离去除乙醇,得到多酚提取物,提取多酚产量为0.1033g(GAE)/kg。
所述的浸提剂为0.08mol/L的NaOH水溶液,洗脱液为95%的乙醇溶液。
实施例3
首先称取酒泥10g,按料液比1:1(w/v)加入10mL浸提剂,于提取罐中30℃充分均匀搅拌35min,离心收集上清液获得多酚提取液。随后按固液比1:10(w/v)加入1g活化后的NKA-9型大孔树脂,及10mL液体酒泥多酚提取液,30℃充分摇匀20min。离心弃去上清液,按料液比1:2(w/v)加入2mL洗脱液进行解吸附,室温下充分摇匀20min,解吸附结束后离心收集上清液,减压旋转蒸馏分离去除乙醇,得到多酚提取物,提取多酚产量为0.1411g(GAE)/kg。
所述的浸提剂为0.06mol/L的NaOH水溶液,洗脱液为100%的乙醇溶液。
实施例4
首先称取酒泥100g,按料液比1:2(w/v)加入200mL浸提剂,于提取罐中20℃充分均匀搅拌60min,离心收集上清液获得多酚提取液。以10g活化后的NKA-9型大孔树脂填装10mL层析柱,柱体积8mL,将150mL多酚提取液,以不高于1mL/min的速度流经层析柱,且循环3次,使树脂吸附多酚达到饱和,再用40mL的洗脱液,以不高于1mL/min的速度流经层析柱,洗脱多酚,回收洗脱液,减压旋转蒸馏,去除乙醇后,得到多酚提取物,提取多酚产量为0.0725g(GAE)/kg。
所述的浸提剂为0.04mol/L的NaOH水溶液,洗脱液为90%的乙醇溶液。
实施例5
首先称取酒泥30g,按料液比1:0.5(w/v)加入15mL浸提剂,于提取罐中40℃充分均匀搅拌20min,离心收集上清液获得多酚提取液。以10g活化后的NKA-9型大孔树脂填装10mL层析柱,柱体积8mL,将80mL多酚提取液,以不高于1mL/min的速度流经层析柱,且循环3次,使树脂吸附多酚达到饱和,再用24mL的洗脱液,以不高于1mL/min的速度流经层析柱,洗脱多酚,回收洗脱液,减压旋转蒸馏,去除乙醇后,得到多酚提取物,提取多酚产量为0.1214g(GAE)/kg。
所述的浸提剂为0.08mol/L的NaOH水溶液,洗脱液为95%的乙醇溶液。
实施例6
首先称取酒泥10g,按料液比1:1(w/v)加入10mL浸提剂,于提取罐中30℃充分均匀搅拌35min,离心收集上清液获得多酚提取液。以10g活化后的NKA-9型大孔树脂填装10mL层析柱,柱体积8mL,将125mL多酚提取液,以不高于1mL/min的速度流经层析柱,且循环3次,使树脂吸附多酚达到饱和,再用16mL的洗脱液,以不高于1mL/min的速度流经层析柱,洗脱多酚,回收洗脱液,减压旋转蒸馏,去除乙醇后,得到多酚提取物,提取多酚产量为0.1511g(GAE)/kg。
所述的浸提剂为0.06mol/L的NaOH水溶液,洗脱液为100%的乙醇溶液。
实施例7
首先称取酒泥10g,按料液比1:2(w/v)加入20mL浸提剂,于提取罐中20℃充分均匀搅拌60min,离心收集上清液获得多酚提取液。随后按固液比1:8(w/v)加入1g活化后的HPD600型大孔树脂,及8mL液体酒泥多酚提取液,40℃充分摇匀15min。离心弃去上清液,按料液比1:1(w/v)加入1mL洗脱液进行解吸附,室温下充分摇匀30min,解吸附结束后离心收集上清液,减压旋转蒸馏分离去除乙醇,得到多酚提取物,提取多酚产量为0.0714g(GAE)/kg。(GAE为没食子酸缩写,所提取多酚以同等质量的没食子酸计)
所述的浸提剂为0.04mol/L的NaOH水溶液,洗脱液为100%的乙醇溶液。
实施例8
首先称取酒泥30g,按料液比1:0.5(w/v)加入15mL浸提剂,于提取罐中40℃充分均匀搅拌20min,离心收集上清液获得多酚提取液。随后按固液比1:12(w/v)加入1g活化后的HPD600型大孔树脂,及12mL液体酒泥多酚提取液,20℃充分摇匀30min。离心弃去上清液,按料液比1:3(w/v)加入3mL洗脱液进行解吸附,室温下充分摇匀15min,解吸附结束后离心收集上清液,减压旋转蒸馏分离去除乙醇,得到多酚提取物,提取多酚产量为0.1025g(GAE)/kg。
所述的浸提剂为0.08mol/L的NaOH水溶液,洗脱液为100%的乙醇溶液。
实施例9
首先称取酒泥10g,按料液比1:1(w/v)加入10mL浸提剂,于提取罐中30℃充分均匀搅拌35min,离心收集上清液获得多酚提取液。随后按固液比1:10(w/v)加入1g活化后的HPD600型大孔树脂,及10mL液体酒泥多酚提取液,30℃充分摇匀20min。离心弃去上清液,按料液比1:2(w/v)加入2mL洗脱液进行解吸附,室温下充分摇匀20min,解吸附结束后离心收集上清液,减压旋转蒸馏分离去除乙醇,得到多酚提取物,提取多酚产量为0.1543g(GAE)/kg。
所述的浸提剂为0.06mol/L的NaOH水溶液,洗脱液为100%的乙醇溶液。
实施例10
首先称取酒泥100g,按料液比1:2(w/v)加入200mL浸提剂,于提取罐中20℃充分均匀搅拌60min,离心收集上清液获得多酚提取液。以10g活化后的HPD600型大孔树脂填装10mL层析柱,柱体积8mL,将150mL多酚提取液,以不高于1mL/min的速度流经层析柱,且循环3次,使树脂吸附多酚达到饱和,再用40mL的洗脱液,以不高于1mL/min的速度流经层析柱,洗脱多酚,回收洗脱液,减压旋转蒸馏,去除乙醇后,得到多酚提取物,提取多酚产量为0.0825g(GAE)/kg。
所述的浸提剂为0.04mol/L的NaOH水溶液,洗脱液为100%的乙醇溶液。
实施例11
首先称取酒泥30g,按料液比1:0.5(w/v)加入15mL浸提剂,于提取罐中40℃充分均匀搅拌20min,离心收集上清液获得多酚提取液。以10g活化后的HPD600型大孔树脂填装10mL层析柱,柱体积8mL,将80mL多酚提取液,以不高于1mL/min的速度流经层析柱,且循环3次,使树脂吸附多酚达到饱和,再用24mL的洗脱液,以不高于1mL/min的速度流经层析柱,洗脱多酚,回收洗脱液,减压旋转蒸馏,去除乙醇后,得到多酚提取物,提取多酚产量为0.1314g(GAE)/kg。
所述的浸提剂为0.08mol/L的NaOH水溶液,洗脱液为100%的乙醇溶液。
实施例12
首先称取酒泥10g,按料液比1:1(w/v)加入10mL浸提剂,于提取罐中30℃充分均匀搅拌35min,离心收集上清液获得多酚提取液。以10g活化后的HPD600型大孔树脂填装10mL层析柱,柱体积8mL,将125mL多酚提取液,以不高于1mL/min的速度流经层析柱,且循环3次,使树脂吸附多酚达到饱和,再用16mL的洗脱液,以不高于1mL/min的速度流经层析柱,洗脱多酚,回收洗脱液,减压旋转蒸馏,去除乙醇后,得到多酚提取物,提取多酚产量为0.1522g(GAE)/kg。
所述的浸提剂为0.06mol/L的NaOH水溶液,洗脱液为100%的乙醇溶液。

Claims (8)

1.一种葡萄多酚的树脂分离纯化方法,其特征在于,该分离纯化方法包括如下步骤:
(1)酒泥按料液比1:0.5-1:2(w/v)加入浸提剂,于提取罐中20-40℃充分均匀搅拌20min-60min,离心收集上清液获得多酚碱提液备用;所述的浸提剂为NaOH水溶液,NaOH溶液浓度为0.04-0.08mol/L,每克液体酒泥对应加入0.5-2ml浸提剂;
(2)通过树脂材料,采用静态吸附法或动态吸附法吸附提取多酚成分;
若使用静态吸附法,则将NKA-9型或HPD600型大孔树脂与多酚碱提液按照1:8-1:12(w/v)的固液比混合,在20-40℃条件下混合搅拌15min-30min,静置沉降,过率或离心回收树脂;
若使用动态吸附法,则将大孔树脂填加入层析柱中,每克树脂形成0.7-0.9mL柱体积,按照10-15倍柱体积上样,即将多酚提取液以不高于1mL/min的速度流经树脂填料,并且循环此操作,让树脂充分吸附碱提液中的多酚成分,接近吸附饱和;
(3)通过解吸附方法,从树脂填料上回收多酚成分;
若吸附过程使用静态吸附法,则解吸附过程为:将过滤或离心获得的树脂材料,按照固液比1:1-1:3(w/v)加入洗脱液,室温下充分摇匀15min-30min,进行解吸附,随后静置沉降,过滤或离心回收洗脱液,将洗脱液减压旋转蒸馏,除去洗脱剂后,得到多酚提取物;
若使用动态吸附法,则使用2-5倍柱体积的洗脱液,以不高于1mL/min的速度流经树脂填料,回收洗脱液,减压蒸馏去除洗脱剂后,得到多酚提取物。
2.根据权利要求1所述的一种葡萄多酚的树脂分离纯化方法,其特征在于,所述的步骤(1)中优选的,浸提剂NaOH水溶液浓度为0.06mol/L。
3.根据权利要求1所述的一种葡萄多酚的树脂分离纯化方法,其特征在于,所述的步骤(1)中,优选的,每克液体酒泥对应加入1mL浸提剂。
4.根据权利要求1所述的一种葡萄多酚的树脂分离纯化方法,其特征在于,所述的步骤(1)中,优选的,浸提温度为30℃,搅拌时间为35min。
5.根据权利要求1所述的一种葡萄多酚的树脂分离纯化方法,其特征在于,所述的步骤(2)中,静态吸附法的优选条件是,固液比1:10(w/v),搅拌温度30℃,搅拌时间20min;动态吸附法的优选条件是,12.5倍柱体积的多酚碱提液上样。
6.根据权利要求1所述的一种葡萄多酚的树脂分离纯化方法,其特征在于,所述的步骤(3)中,静态吸附法的优选条件是,按照固液比1:2(w/v)加入洗脱剂,室温下充分摇匀25min;动态吸附法的优选条件是,3倍柱体积洗脱液,洗脱回收多酚。
7.根据权利要求1所述的一种葡萄多酚的树脂分离纯化方法,其特征在于,所述的步骤(3)中,当选NKA-9型大孔树脂时,洗脱液为90%-100%的乙醇水溶液;当选HPD600型大孔树脂时,洗脱液为100%的乙醇溶液。
8.根据权利要求7所述的一种葡萄多酚的树脂分离纯化方法,其特征在于,所述的步骤(3)中,当选NKA-9型大孔树脂时,洗脱液优选为95%的乙醇水溶液。
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