CN111718263B - 一种从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺 - Google Patents

一种从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于绿原酸提取技术领域，具体涉及一种从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺。本发明提供的从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺包括将绿咖啡豆粉碎，将绿咖啡豆微粉粉碎，将所得绿咖啡豆破壁粉球磨两次，将绿咖啡豆球磨破壁粉置于容器中，加水，浸泡，加入稳定剂，超声，加溴离子液体，加吐温‑20，搅匀，超声，抽滤，加入磷酸氢二钾，搅拌至溶解，离心，过滤，得滤液，将滤液减压蒸馏浓缩，将浓缩物洗脱，除杂，加入硫酸铵，萃取，加入活性炭除杂，减压蒸馏浓缩，将绿原酸粗品进行萃取，恒温干燥，得绿原酸成品。本发明提供的从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺提取率高，工艺简单，成本低，易于产业化实施，且所得产品质量佳。

Description

一种从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺
技术领域
本发明属于绿原酸提取技术领域，具体涉及一种从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺。
背景技术
绿咖啡豆是茜草科植物咖啡树的种子，我国咖啡豆种植主要集中在云南与海南两省。咖啡豆中含有丰富的活性物质，绿原酸及其同系物是咖啡豆主要的多酚类活性成分。绿原酸类物质具有抗氧化、抗病毒、抗癌、抑菌、消脂等多种生物活性。美国科学家最新研究认为，绿咖啡豆提取物具有良好的减肥、降血压等功能，目前以绿咖啡豆提取物为主要成分的多种保健品已大量推向市场。
咖啡豆中的绿原酸一般采用传统溶剂、微波法等提取方法。溶剂提取法需要消耗大量的有机试剂，污染环境，且产率较低；微波辅助提取法虽然速度快于溶剂提取法，但是产率仍然较低。目前，现有的从绿咖啡豆中提取绿原酸的方法存在提取率低，产品质量差等问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺。本发明提供的从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺提取率高，工艺简单，成本低，易于产业化实施，且利用本发明分离提取的绿原酸具有较强的抗氧化活性，所得产品质量佳。
本发明的技术方案是：
一种从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺，包括以下步骤：
S1将绿咖啡豆粉碎，过80-120目筛，得绿咖啡豆微粉；
S2将步骤S1所得绿咖啡豆微粉粉碎至10-30μm，得绿咖啡豆破壁粉；
S3将步骤S2所得绿咖啡豆破壁粉加入到球磨机中进行湿法球磨粉碎，绿咖啡豆破壁粉与水的质量比为1:4-7，球磨两次，得绿咖啡豆球磨破壁粉；
S4将步骤S3所得绿咖啡豆球磨破壁粉置于容器中，加水，水的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的9-12倍，浸泡1-2h，加入稳定剂，室温下以100W的功率超声7-10min，加溴离子液体，溴离子液体的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的1/3-2/3，加吐温-20，吐温-20的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的1/8-1/12，搅匀，室温下以100W的功率超声5-7min，抽滤，加入磷酸氢二钾，磷酸氢二钾的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的1-2倍，搅拌至溶解，离心，过滤，得滤液，将滤液减压蒸馏浓缩，得浓缩物；
S5将步骤S4所得浓缩物用乙酸乙酯洗脱，除杂，加入硫酸铵，用由乙酸乙酯和乙醇组成的混合溶剂作为萃取剂进行萃取，保留乙酸乙酯-乙醇层，在乙酸乙酯-乙醇层中按照100mL:2g的比例加入活性炭，将经活性炭除杂后的乙酸乙酯-乙醇层萃取液再经减压蒸馏浓缩，得绿原酸粗品，绿原酸粗品再经由乙酸乙酯和甲醇组成的混合溶剂作为萃取剂进行萃取，将萃取物在40℃恒温干燥，得绿原酸成品。
进一步地，所述步骤S2中将步骤S1所得绿咖啡豆微粉粉碎至20μm。
进一步地，所述步骤S3中第一次为快速球磨，快速球磨时球磨机的速度为2000-2500r/min，球磨时间为15-20min；第二次为慢速球磨，慢速球磨时球磨机的速度为300-400r/min，球磨时间为5-8min。
进一步地，所述步骤S3中第一次为快速球磨，快速球磨时球磨机的速度为2200r/min，球磨时间为17min；第二次为慢速球磨，慢速球磨时球磨机的速度为350r/min，球磨时间为6min。
进一步地，所述步骤S4中所述稳定剂由乙二胺四乙酸二钠和植酸钠按质量比10-15:2-3组成。
进一步地，所述步骤S4中所述稳定剂由乙二胺四乙酸二钠和植酸钠按质量比13:3组成。
进一步地，所述步骤S4中所述溴离子液体为溴化1-丁基-3-甲基咪唑。
本发明中，通过将绿咖啡豆微粉粉碎至一定粒径，可以极大地提高细胞组织破壁程度，有利于后续提取中绿原酸活性成分的大量溶出。本发明中，通过对绿咖啡豆破壁粉进行两次球磨，能够进一步促进后续提取中绿原酸活性成分的溶出。本发明中，通过加入由乙二胺四乙酸二钠和植酸钠按一定质量比组成的稳定剂，可以避免提取过程中生成的绿原酸发生水解，从而保证目标物的结构、性质的稳定。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
(1)本发明提供的从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺提取率高，工艺简单，成本低，易于产业化实施。
(2)通过本发明的工艺提取得到的产品品质好，具有良好的抗氧化性能。
具体实施方式
以下通过具体实施方式的描述对本发明作进一步说明，但这并非是对本发明的限制，本领域技术人员根据本发明的基本思想，可以做出各种修改或改进，但是只要不脱离本发明的基本思想，均在本发明的范围之内。
本发明中所用原料如无特殊说明均为市售。如绿咖啡豆可购自上海啡常享实业发展有限公司，货号：肯尼亚AA Kirinyaga。
实施例1、一种从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺
所述从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺，包括以下步骤：
S1将绿咖啡豆粉碎，过80目筛，得绿咖啡豆微粉；
S2将步骤S1所得绿咖啡豆微粉粉碎至10μm，得绿咖啡豆破壁粉；
S3将步骤S2所得绿咖啡豆破壁粉加入到球磨机中进行湿法球磨粉碎，绿咖啡豆破壁粉与水的质量比为1:4，球磨两次，第一次为快速球磨，快速球磨时球磨机的速度为2000r/min，球磨时间为1h；第二次为慢速球磨，慢速球磨时球磨机的速度为300r/min，球磨时间为20min，得绿咖啡豆球磨破壁粉；
S4将步骤S3所得绿咖啡豆球磨破壁粉置于容器中，加水，水的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的9倍，浸泡1h，加入稳定剂，所述稳定剂由乙二胺四乙酸二钠和植酸钠按质量比10:3组成，稳定剂的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的0.5％，室温下以100W的功率超声7min，加溴离子液体，所述溴离子液体为溴化1-丁基-3-甲基咪唑，溴离子液体的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的1/3，加吐温-20，吐温-20的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的1/8，搅匀，室温下以100W的功率超声5min，抽滤，加入磷酸氢二钾，磷酸氢二钾的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的1倍，搅拌至溶解，离心，过滤，得滤液，将滤液减压蒸馏浓缩，得浓缩物；
S5将步骤S4所得浓缩物用乙酸乙酯洗脱，除杂，加入硫酸铵，硫酸铵的加入量为浓缩物质量的5％，用由乙酸乙酯和乙醇组成的混合溶剂作为萃取剂进行萃取，混合溶剂中乙酸乙酯和乙醇的体积比为9:1，保留乙酸乙酯-乙醇层，在乙酸乙酯-乙醇层中按照100mL:2g的比例加入活性炭，将经活性炭除杂后的乙酸乙酯-乙醇层萃取液再经减压蒸馏浓缩，得绿原酸粗品，绿原酸粗品再经由乙酸乙酯和甲醇组成的混合溶剂作为萃取剂进行萃取，混合溶剂中乙酸乙酯和甲醇的体积比为5:2，将萃取物在40℃恒温干燥，得绿原酸成品。
实施例2、一种从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺
所述从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺，包括以下步骤：
S1将绿咖啡豆粉碎，过120目筛，得绿咖啡豆微粉；
S2将步骤S1所得绿咖啡豆微粉粉碎至30μm，得绿咖啡豆破壁粉；
S3将步骤S2所得绿咖啡豆破壁粉加入到球磨机中进行湿法球磨粉碎，绿咖啡豆破壁粉与水的质量比为1:7，球磨两次，第一次为快速球磨，快速球磨时球磨机的速度为2500r/min，球磨时间为2h；第二次为慢速球磨，慢速球磨时球磨机的速度为400r/min，球磨时间为30min，得绿咖啡豆球磨破壁粉；
S4将步骤S3所得绿咖啡豆球磨破壁粉置于容器中，加水，水的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的12倍，浸泡2h，加入稳定剂，所述稳定剂由乙二胺四乙酸二钠和植酸钠按质量比15:2组成，稳定剂的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的4％，室温下以100W的功率超声10min，加溴离子液体，所述溴离子液体为溴化1-丁基-3-甲基咪唑，溴离子液体的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的2/3，加吐温-20，吐温-20的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的1/12，搅匀，室温下以100W的功率超声7min，抽滤，加入磷酸氢二钾，磷酸氢二钾的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的2倍，搅拌至溶解，离心，过滤，得滤液，将滤液减压蒸馏浓缩，得浓缩物；
S5将步骤S4所得浓缩物用乙酸乙酯洗脱，除杂，加入硫酸铵，硫酸铵的加入量为浓缩物质量的5％，用由乙酸乙酯和乙醇组成的混合溶剂作为萃取剂进行萃取，混合溶剂中乙酸乙酯和乙醇的体积比为9:1，保留乙酸乙酯-乙醇层，在乙酸乙酯-乙醇层中按照100mL:2g的比例加入活性炭，将经活性炭除杂后的乙酸乙酯-乙醇层萃取液再经减压蒸馏浓缩，得绿原酸粗品，绿原酸粗品再经由乙酸乙酯和甲醇组成的混合溶剂作为萃取剂进行萃取，混合溶剂中乙酸乙酯和甲醇的体积比为5:2，将萃取物在40℃恒温干燥，得绿原酸成品。
实施例3、一种从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺
S1将绿咖啡豆粉碎，过120目筛，得绿咖啡豆微粉；
S2将步骤S1所得绿咖啡豆微粉粉碎至20μm，得绿咖啡豆破壁粉；
S3将步骤S2所得绿咖啡豆破壁粉加入到球磨机中进行湿法球磨粉碎，绿咖啡豆破壁粉与水的质量比为1:6，球磨两次，第一次为快速球磨，快速球磨时球磨机的速度为2200r/min，球磨时间为17min；第二次为慢速球磨，慢速球磨时球磨机的速度为350r/min，球磨时间为6min，得绿咖啡豆球磨破壁粉；
S4将步骤S3所得绿咖啡豆球磨破壁粉置于容器中，加水，水的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的10倍，浸泡1.5h，加入稳定剂，所述稳定剂由乙二胺四乙酸二钠和植酸钠按质量比13:3组成，稳定剂的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的1％，室温下以100W的功率超声8min，加溴离子液体，所述溴离子液体为溴化1-丁基-3-甲基咪唑，溴离子液体的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的1/2，加吐温-20，吐温-20的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的1/9，搅匀，室温下以100W的功率超声6min，抽滤，加入磷酸氢二钾，磷酸氢二钾的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的1.2倍，搅拌至溶解，离心，过滤，得滤液，将滤液减压蒸馏浓缩，得浓缩物；
S5将步骤S4所得浓缩物用乙酸乙酯洗脱，除杂，加入硫酸铵，硫酸铵的加入量为浓缩物质量的5％，用由乙酸乙酯和乙醇组成的混合溶剂作为萃取剂进行萃取，混合溶剂中乙酸乙酯和乙醇的体积比为9:1，保留乙酸乙酯-乙醇层，在乙酸乙酯-乙醇层中按照100mL:2g的比例加入活性炭，将经活性炭除杂后的乙酸乙酯-乙醇层萃取液再经减压蒸馏浓缩，得绿原酸粗品，绿原酸粗品再经由乙酸乙酯和甲醇组成的混合溶剂作为萃取剂进行萃取，混合溶剂中乙酸乙酯和甲醇的体积比为5:2，将萃取物在40℃恒温干燥，得绿原酸成品。
对比例1、一种从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺
所述从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺与实施例3类似。
与实施例3的不同在于，所述步骤S2为：将步骤S1所得绿咖啡豆微粉粉碎至50μm，得绿咖啡豆破壁粉。
对比例2、一种从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺
所述从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺与实施例3类似。
与实施例3的不同在于，所述步骤S3球磨一次，球磨时球磨机的速度为2200r/min，球磨时间为17min。
对比例3、一种从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺
所述从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺与实施例3类似。
与实施例3的不同在于，所述步骤S4中所述稳定剂为乙二胺四乙酸二钠。
对比例4、一种从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺
所述从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺与实施例3类似。
与实施例3的不同在于，所述步骤S4中未加入稳定剂。
试验例一、提取效果
1、试验材料：实施例3、对比例1、对比例2步骤S4离心，过滤后得到的滤液。
2、试验方法：
准确称取绿原酸标准样品10mg，用无水乙醇定容至100mL，分别准确量取0、1、2、3、4、5、6mL于7个25mL容量瓶中，用无水乙醇定容。用紫外-可见分光光度计在波长329nm处测定吸光度，并以吸光度为纵坐标，绿原酸质量浓度为横坐标绘制标准曲线。将实施例3、对比例1、对比例2步骤S4离心，过滤后得到的滤液稀释10倍过0.45μm滤膜，进样检测吸光度。然后由标准曲线计算出试验材料的绿原酸提取率。绿原酸的提取率(％)＝(C×n×V)/(m×10-6)×100。式中，C为标准曲线绿原酸质量浓度/(μg/mL)；n为稀释倍数；V为配成溶液体积/mL；m为绿咖啡豆的质量/g。
3、试验结果：
试验结果如表1所示。
表1：提取效果比较
组别 实施例3 对比例1 对比例2
绿原酸的提取率(％) 4.4 3.3 3.7
由表1可以看出，采用本发明实施例3的工艺绿原酸的提取率明显高于采用对比例1、对比例2的工艺绿原酸的提取率。由此可见，通过本发明提供的从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺能够将绿咖啡豆中的绿原酸提取的更加充分。
试验例二、抗氧化活性测定
1、试验材料：实施例3、对比例3、对比例4提取得到的绿原酸。
2、试验方法：
将实施例3、对比例3、对比例4提取得到的绿原酸用乙醇配制成浓度为0.05g/L的样品液，取2mL样品液加入试管中，另取一只试管设为空白对照组，加入等容积双蒸水。各试管再加入2mL0.16mmol/L DPPH乙醇溶液，2mL0.05mol/L Tris-HCl(pH＝7.4)缓冲液，25℃反应20min，在517nm处测定吸光度值。DPPH自由基的清除率计算公式：DPPH自由基清除率(％)＝(A1-A2)/A1×100；式中：A1为空白的平均吸光度；A2为试样的平均吸光度。上述实验重复六次，取平均值。
3、试验结果：
试验结果如表2所示。
表2：抗氧化性的测定结果
组别 实施例3 对比例3 对比例4
DPPH自由基清除率(％) 90 82 76
由表2可以看出，本发明实施例3提取得到的绿原酸的DPPH自由基清除率明显高于对比例3、对比例4提取得到的绿原酸的DPPH自由基的清除率。由此可见，通过本发明提供的从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺提取得到的绿原酸具有更为优异的抗氧化性。

Claims (6)

1.一种从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1将绿咖啡豆粉碎，过80-120目筛，得绿咖啡豆微粉；
S2将步骤S1所得绿咖啡豆微粉粉碎至10-30μm，得绿咖啡豆破壁粉；
S3将步骤S2所得绿咖啡豆破壁粉加入到球磨机中进行湿法球磨粉碎，绿咖啡豆破壁粉与水的质量比为1:4-7，球磨两次，得绿咖啡豆球磨破壁粉；
S4将步骤S3所得绿咖啡豆球磨破壁粉置于容器中，加水，水的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的9-12倍，浸泡1-2h，加入稳定剂，室温下以100W的功率超声7-10min，加溴离子液体，溴离子液体的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的1/3-2/3，加吐温-20，吐温-20的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的1/8-1/12，搅匀，室温下以100W的功率超声5-7min，抽滤，加入磷酸氢二钾，磷酸氢二钾的添加量为绿咖啡豆球磨破壁粉质量的1-2倍，搅拌至溶解，离心，过滤，得滤液，将滤液减压蒸馏浓缩，得浓缩物；
S5将步骤S4所得浓缩物用乙酸乙酯洗脱，除杂，加入硫酸铵，用由乙酸乙酯和乙醇组成的混合溶剂作为萃取剂进行萃取，保留乙酸乙酯-乙醇层，在乙酸乙酯-乙醇层中按照100mL:2g的比例加入活性炭，将经活性炭除杂后的乙酸乙酯-乙醇层萃取液再经减压蒸馏浓缩，得绿原酸粗品，绿原酸粗品再经由乙酸乙酯和甲醇组成的混合溶剂作为萃取剂进行萃取，将萃取物在40℃恒温干燥，得绿原酸成品；
所述步骤S4中所述稳定剂由乙二胺四乙酸二钠和植酸钠按质量比10-15:2-3组成。
2.如权利要求1所述的从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺，其特征在于，所述步骤S2中将步骤S1所得绿咖啡豆微粉粉碎至20μm。
3.如权利要求1所述的从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺，其特征在于，所述步骤S3中第一次为快速球磨，快速球磨时球磨机的速度为2000-2500r/min，球磨时间为15-20min；第二次为慢速球磨，慢速球磨时球磨机的速度为300-400r/min，球磨时间为5-8min。
4.如权利要求3所述的从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺，其特征在于，所述步骤S3中第一次为快速球磨，快速球磨时球磨机的速度为2200r/min，球磨时间为17min；第二次为慢速球磨，慢速球磨时球磨机的速度为350r/min，球磨时间为6min。
5.如权利要求1所述的从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺，其特征在于，所述步骤S4中所述稳定剂由乙二胺四乙酸二钠和植酸钠按质量比13:3组成。
6.如权利要求1所述的从绿咖啡豆中提取绿原酸的工艺，其特征在于，所述步骤S4中所述溴离子液体为溴化1-丁基-3-甲基咪唑。
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