CN111171596A - 一种棕榈粕中提取黑色素的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种棕榈粕中提取黑色素的方法，包括如下步骤：称取棕榈粕粉末加入水中进行浸泡形成混合液，加入复合酶制剂在第一预设温度下对混合液进行震荡酶解，对震荡酶解后的混合液进行过滤得到滤渣和滤液，用碱液浸泡滤渣后进行过滤并收集碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液，将碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液在第二预设温度下进行蒸发浓缩形成浓缩液，在浓缩液中加入盐酸溶液析出沉淀并进行过滤干燥。

Description

一种棕榈粕中提取黑色素的方法
【技术领域】
本发明涉及黑色素提取技术领域，尤其涉及一种从棕榈粕中提取黑色素的方法。
【背景技术】
黑色素的结构稳定，易溶于碱性溶液和乙醇中，不溶于水和酸性溶液；其具有抗氧化、防辐射、防紫外线和免疫调节等功能，且拥有极强的粘附性。目前已经有从黑豆、黑芝麻、茶叶、灵芝、乌木叶等中提取黑色素的方法，多为常规的溶剂法，缺点是化学试剂用量多，导致成本较高，提取工艺会影响黑色素分子的结构。
鉴于此，实有必要提供一种新型的棕榈粕中提取黑色素的方法以克服上述缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种棕榈粕中提取黑色素的方法，采用复合酶制剂对动植物细胞膜、与色素结合的蛋白、多糖进行降解，让黑色素游离出，利于后续提取。
为了实现上述目的，本发明提供一种棕榈粕中提取黑色素的方法，包括如下步骤：
称取棕榈粕粉末加入水中进行浸泡形成混合液，加入复合酶制剂在第一预设温度下对混合液进行震荡酶解，对震荡酶解后的混合液进行过滤得到滤渣和滤液，用碱液浸泡滤渣后进行过滤并收集碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液，将碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液在第二预设温度下进行蒸发浓缩形成浓缩液，在浓缩液中加入盐酸溶液析出沉淀并进行过滤干燥。
具体的，所述棕榈粕粉末的粒度为40-80目。
具体的，棕榈粕粉末与水的质量比为1：5-1：10。
具体的，所述复合酶制剂为β-甘露聚糖酶、木聚糖酶、纤维素酶、果胶酶、α-淀粉酶、脂肪酶以及蛋白酶的混合物，其中β-甘露聚糖酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.5％-5.0％，木聚糖酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.1％-1％，纤维素酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.1％-5.0％，果胶酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.1％-2％，α-淀粉酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.1％-1％，脂肪酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.5％-3.0％，蛋白酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.1％-1％。
具体的，β-甘露聚糖酶的活力范围在10000-80000U/mL，木聚糖酶的活力范围在50000-250000U/mL，纤维素酶的活力范围在5000-25000U/mL，果胶酶的活力范围在10000-50000U/mL，α-淀粉酶的活力范围在10000-50000U/mL，脂肪酶的活力范围在5000-30000U/mL蛋白酶的活力范围在50000-2000000 U/mL。
具体的，所述碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液中的任意一种。
具体的，所述第一预设温度的范围为：30-50℃；震荡酶解的时间为5-15h，所述第二预设温度的范围为60-70℃。
具体的，所述碱液的浓度为1-40g/L。
具体的，所述盐酸溶液的浓度为5-10mol/L。
与现有技术相比，本发明提供的一种棕榈粕中提取黑色素的方法，有益效果在于，通过采用复合酶制剂对动植物细胞膜、与色素结合的蛋白、多糖进行降解，让黑色素游离出，利于后续提取，且复合酶制剂的酶解高效，作用条件温和，不会破坏色素的分子结构。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
本发明提供一种棕榈粕中提取黑色素的方法，包括如下步骤：
称取棕榈粕粉末加入水中进行浸泡形成混合液，加入复合酶制剂在第一预设温度下对混合液进行震荡酶解，对震荡酶解后的混合液进行过滤得到滤渣和滤液，用碱液浸泡滤渣后进行过滤并收集碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液，将碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液在第二预设温度下进行蒸发浓缩形成浓缩液，在浓缩液中加入盐酸溶液析出沉淀并进行过滤干燥。
具体的，所述棕榈粕粉末的粒度为40-80目。
具体的，棕榈粕粉末与水的质量比为1：5-1：10。
具体的，所述复合酶制剂为β-甘露聚糖酶、木聚糖酶、纤维素酶、果胶酶、α-淀粉酶、脂肪酶以及蛋白酶的混合物，其中β-甘露聚糖酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.5％-5.0％，木聚糖酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.1％-1％，纤维素酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.1％-5.0％，果胶酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.1％-2％，α-淀粉酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.1％-1％，脂肪酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.5％-3.0％，蛋白酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.1％-1％。
具体的，β-甘露聚糖酶的活力范围在10000-80000U/mL，木聚糖酶的活力范围在50000-250000U/mL，纤维素酶的活力范围在5000-25000U/mL，果胶酶的活力范围在10000-50000U/mL，α-淀粉酶的活力范围在10000-50000U/mL，脂肪酶的活力范围在5000-30000U/mL蛋白酶的活力范围在50000-2000000 U/mL。
具体的，所述碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液中的任意一种。
具体的，所述第一预设温度的范围为：30-50℃；震荡酶解的时间为5-15h，所述第二预设温度的范围为60-70℃。
具体的，所述碱液的浓度为1-40g/L。
具体的，所述盐酸溶液的浓度为5-10mol/L。
实施例一：
将棕榈粕粉碎成粒度为60目的粉末加入水中浸泡形成混合液，棕榈粕粉末与水的质量比为1:10；加入复合酶制剂中的占棕榈粕粉末质量4.0％的β-甘露聚糖酶、占棕榈粕粉末质量1.0％的木聚糖酶、占棕榈粕粉末质量4.0％的纤维素酶、占棕榈粕粉末质量1.0％的果胶酶、占棕榈粕粉末质量1.0％的α-淀粉酶、占棕榈粕粉末质量3.0％的脂肪酶和占棕榈粕粉末质量1.0％的蛋白酶，在35℃下对混合液进行震荡酶解8h，对震荡酶解后的混合液进行过滤得到滤渣和滤液，用浓度为20g/L的氢氧化钠溶液浸泡滤渣后进行过滤并收集碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液，将碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液在65℃下蒸发浓缩形成浓缩液，在浓缩液中加入浓度为8mol/L的盐酸溶液，过滤干燥。
实施例二
将棕榈粕粉碎成粒度为80目的粉末加入水中浸泡形成混合液，棕榈粕粉末与水的质量比为1:10；加入复合酶制剂中的占棕榈粕粉末质量3.0％的β-甘露聚糖酶、占棕榈粕粉末质量0.5％的木聚糖酶、占棕榈粕粉末质量3.0％的纤维素酶、占棕榈粕粉末质量0.5％的果胶酶、占棕榈粕粉末质量1.0％的α-淀粉酶、占棕榈粕粉末质量2.0％的脂肪酶和占棕榈粕粉末质量1.0％的蛋白酶，在35℃下对混合液进行震荡酶解8h，对震荡酶解后的混合液进行过滤得到滤渣和滤液，用浓度为25g/L的氢氧化钠溶液浸泡滤渣后进行过滤并收集碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液，将碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液在65℃下蒸发浓缩形成浓缩液，在浓缩液中加入浓度为8mol/L的盐酸溶液，过滤干燥。
实施例三
将棕榈粕粉碎成粒度为80目的粉末加入水中浸泡形成混合液，棕榈粕粉末与水的质量比为1:10；加入复合酶制剂中的占棕榈粕粉末质量0.8％的β-甘露聚糖酶、占棕榈粕粉末质量0.2％的木聚糖酶、占棕榈粕粉末质量1.0％的纤维素酶、占棕榈粕粉末质量0.1％的果胶酶、占棕榈粕粉末质量0.5％的α-淀粉酶、占棕榈粕粉末质量1％的脂肪酶和占棕榈粕粉末质量0.5％的蛋白酶，在35℃下对混合液进行震荡酶解9h，对震荡酶解后的混合液进行过滤得到滤渣和滤液，用浓度为15g/L的氢氧化钠溶液浸泡滤渣后进行过滤并收集碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液，将碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液在65℃下蒸发浓缩形成浓缩液，在浓缩液中加入浓度为10mol/L的盐酸溶液，过滤干燥。
实施例四
将棕榈粕粉碎成粒度为60目的粉末加入水中浸泡形成混合液，棕榈粕粉末与水的质量比为1:10；加入复合酶制剂中的占棕榈粕粉末质量3.0％的β-甘露聚糖酶、占棕榈粕粉末质量0.5％的木聚糖酶、占棕榈粕粉末质量3.0％的纤维素酶、占棕榈粕粉末质量0.5％的果胶酶、占棕榈粕粉末质量1.0％的α-淀粉酶、占棕榈粕粉末质量2.0％的脂肪酶和占棕榈粕粉末质量1.0％的蛋白酶，在50℃下对混合液进行震荡酶解8h，对震荡酶解后的混合液进行过滤得到滤渣和滤液，用浓度为25g/L的氢氧化钠溶液浸泡滤渣后进行过滤并收集碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液，将碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液在65℃下蒸发浓缩形成浓缩液，在浓缩液中加入浓度为10mol/L的盐酸溶液，过滤干燥。
实施例五
将棕榈粕粉碎成粒度为80目的粉末加入水中浸泡形成混合液，棕榈粕粉末与水的质量比为1:10；加入复合酶制剂中的占棕榈粕粉末质量0.8％的β-甘露聚糖酶、占棕榈粕粉末质量0.2％的木聚糖酶、占棕榈粕粉末质量1.0％的纤维素酶、占棕榈粕粉末质量0.1％的果胶酶、占棕榈粕粉末质量0.5％的α-淀粉酶、占棕榈粕粉末质量1.0％的脂肪酶和占棕榈粕粉末质量0.5％的蛋白酶，在35℃下对混合液进行震荡酶解15h，对震荡酶解后的混合液进行过滤得到滤渣和滤液，用浓度为20g/L的氢氧化钠溶液浸泡滤渣后进行过滤并收集碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液，将碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液在65℃下蒸发浓缩形成浓缩液，在浓缩液中加入浓度为5mol/L的盐酸溶液，过滤干燥。
实施例六
将棕榈粕粉碎成粒度为60目的粉末加入水中浸泡形成混合液，棕榈粕粉末与水的质量比为1：6；加入复合酶制剂中的占棕榈粕粉末质量4.0％的β-甘露聚糖酶、占棕榈粕粉末质量1.0％的木聚糖酶、占棕榈粕粉末质量4.0％的纤维素酶、占棕榈粕粉末质量1.0％的果胶酶、占棕榈粕粉末质量1.0％的α-淀粉酶、占棕榈粕粉末质量3.0％的脂肪酶和占棕榈粕粉末质量1.0％的蛋白酶，在35℃下对混合液进行震荡酶解8h，对震荡酶解后的混合液进行过滤得到滤渣和滤液，用浓度为20g/L的氢氧化钠溶液浸泡滤渣后进行过滤并收集碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液，将碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液在65℃下蒸发浓缩形成浓缩液，在浓缩液中加入浓度为6mol/L的盐酸溶液，过滤干燥。
对比例
将棕榈粕粉碎成80目的粉末加入水中浸泡形成混合液，棕榈粕粉末与水的质量比为1：6；在35℃下对混合液进行震荡15h，对震荡后的混合液进行过滤得到滤渣和滤液，用浓度为20g/L的氢氧化钠溶液浸泡滤渣后进行过滤并收集碱液浸泡滤渣后产生的滤液，将碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液在65℃下蒸发浓缩形成浓缩液，在浓缩液中加入浓度为5mol/L的盐酸溶液，过滤干燥。
酶解后的混合液中水溶性总糖和水溶性粗蛋白的量，黑色素提取率＝黑色素提取物干重/[棕榈粕粉末质量*(1-水分含量)]*100％。
将棕榈粕粉末置于105℃下烘干3h，然后采用干燥器将烘干后的棕榈粕粉末冷却后进行称重，计算干燥后的棕榈粕粉末的水分。水分＝(样品质量-绝干质量)/样品质量*100％。
本发明的实施例一、二、三、四、五、六以及对比例的棕榈粕黑色素提取率结果如下表1，
表1：
Figure RE-GDA0002445262140000081
由于棕榈粕是棕榈果实榨油后的残粕，产量巨大、价格低廉，可减少成本，且棕榈粕细胞壁的主要成分有果胶质、β-甘露聚糖、木聚糖、纤维素、蛋白质等，同时棕榈粕中的黑色素和多糖、蛋白物质等结合，加入β-甘露聚糖酶、木聚糖酶、纤维素酶、果胶酶和蛋白酶等具有催化水解作用的复合酶制剂，能够水解破碎细胞壁、去除与色素结合的多糖和粗蛋白，使黑色素游离出来，提取游离的黑色素具有易溶于碱性溶液、不溶于酸性溶液且耐酸性好的特点。
通过表1可知，对比例与实施例一、二、三、四、五以及六相比较，对比例中没有添加复合酶制剂，实施例一、二、三、四、五以及六的黑色素提取率明显高于对比例的黑色素提取率；实施例一、四以及六中的复合酶制剂的用量较高，则棕榈粕的酶解程度也较高，故得到的黑色素提取率较高。这是因为复合酶制剂的β-甘露聚糖酶、木聚糖酶、纤维素酶、果胶酶、α-淀粉酶、脂肪酶和蛋白酶能降解细胞壁成分、降解与色素结合的多糖、粗蛋白，使色素游离出来易于后续提取。
实施例二和四的黑色素的提取率和酶解后的浓缩液中总糖和蛋白的含量均较高；酶解的时间越长则酶解的越充分，黑色素游离的越多，有利于后续提取。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的示例。

Claims (9)

1.一种棕榈粕中提取黑色素的方法，其特征在于，包括如下步骤：
称取棕榈粕粉末加入水中进行浸泡形成混合液，加入复合酶制剂在第一预设温度下对混合液进行震荡酶解，对震荡酶解后的混合液进行过滤得到滤渣和滤液，用碱液浸泡滤渣后进行过滤并收集碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液，将碱液浸泡滤渣过滤后产生的滤液在第二预设温度下进行蒸发浓缩形成浓缩液，在浓缩液中加入盐酸溶液析出沉淀并进行过滤干燥。
2.如权利要求1所述的棕榈粕中提取黑色素的方法，其特征在于，所述棕榈粕粉末的粒度为40-80目。
3.如权利要求1所述的棕榈粕中提取黑色素的方法，其特征在于，棕榈粕粉末与水的质量比为1：5-1：10。
4.如权利要求1所述的棕榈粕中提取黑色素的方法，其特征在于，所述复合酶制剂为β-甘露聚糖酶、木聚糖酶、纤维素酶、果胶酶、α-淀粉酶、脂肪酶以及蛋白酶的混合物，其中β-甘露聚糖酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.5％-5.0％，木聚糖酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.1％-1％，纤维素酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.1％-5.0％，果胶酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.1％-2％，α-淀粉酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.1％-1％，脂肪酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.5％-3.0％，蛋白酶的添加量占棕榈粕粉末质量的0.1％-1％。
5.如权利要求4所述的棕榈粕中提取黑色素的方法，其特征在于，β-甘露聚糖酶的活力范围在10000-80000U/mL，木聚糖酶的活力范围在50000-250000U/mL，纤维素酶的活力范围在5000-25000U/mL，果胶酶的活力范围在10000-50000U/mL，α-淀粉酶的活力范围在10000-50000U/mL，脂肪酶的活力范围在5000-30000U/mL蛋白酶的活力范围在50000-2000000U/mL。
6.如权利要求1所述的棕榈粕中提取黑色素的方法，其特征在于，所述碱液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、碳酸钠溶液、碳酸氢钠溶液中的任意一种。
7.如权利要求1所述的棕榈粕中提取黑色素的方法，其特征在于，所述第一预设温度的范围为：30-50℃；震荡酶解的时间为5-15h，所述第二预设温度的范围为60-70℃。
8.如权利要求1所述的棕榈粕中提取黑色素的方法，其特征在于，所述碱液的浓度为1-40g/L。
9.如权利要求1所述的棕榈粕中提取黑色素的方法，其特征在于，所述盐酸溶液的浓度为5-10mol/L。
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