CN112057376A - 提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法 - Google Patents

提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法 Download PDF

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Abstract

一种提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法，包含步骤(a)至步骤(d)。在该步骤(a)中，对山芙蓉花进行碎化处理及干燥处理，形成干燥粉体。在该步骤(b)中，将干燥粉体与萃取剂混合，形成混合物。在该步骤(c)中，使用一台超声波震荡装置对该混合物进行超声波循环萃取处理，形成经处理的混合物。在该步骤(d)中，于该经处理的混合物中，加入碳源、氮源与菌，形成待发酵混合物，并对该待发酵混合物进行发酵处理。通过超声波循环萃取处理搭配发酵处理，能够有效地获得含有大量多酚类或黄烷酮类(Flavanones)的抗氧化物质的山芙蓉花抗氧化萃取物。

Description

提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法
技术领域
本发明涉及一种萃取方法，特别是涉及一种提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法。
背景技术
抗氧化物，例如多酚类化合物等，具有抑制自由基生成，及消除自由基等的特性，而被广泛地应用于食品、保健品或保养品中。长期以来，人工合成的抗氧化物具有毒性及副作用，以至于广泛地倾向于用天然抗氧化物来取代。因此，如何有效地获得天然的抗氧化物，甚至是具有还原力的天然的抗氧化物，成为研究的重点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法。
本发明提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法包含步骤(a)至步骤(d)。在该步骤(a)中，对山芙蓉花进行碎化处理及干燥处理，形成干燥粉体。在该步骤(b)中，将干燥粉体与萃取剂混合，形成混合物。在该步骤(c)中，使用一台超声波震荡装置对该混合物进行超声波循环萃取处理，形成经处理的混合物。在该步骤(d)中，于该经处理的混合物中，加入碳源、氮源与菌，形成待发酵混合物，并对该待发酵混合物进行发酵处理。
在本发明的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法中，该超声波震荡装置的操作功率为25瓦至45瓦，该超声波循环萃取处理的萃取时间为15分钟至50分钟、萃取温度为30℃至70℃，及循环流速为400毫升/分钟至950毫升/分钟。
在本发明的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法中，在该步骤(b)中，该萃取剂为水。
在本发明的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法中，在该步骤(d)中，该发酵处理是在摇晃状态下进行，该发酵处理的发酵温度为35℃至70℃。
在本发明的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法中，在该步骤(d)中，以该待发酵混合物的总量为100毫升计，该氮源的用量为3重量份至9重量份。
在本发明的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法中，在该步骤(d)中，该氮源选自于奶粉、酵母萃取物、黄豆粉、米糠，或上述任意的组合。
在本发明的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法中，在该步骤(d)中，该菌选自于副干酪乳酸杆菌(Lactobacillus paracasei ssp.paracasei)或凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)。
在本发明的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法中，在该步骤(d)中，以该待发酵混合物的总量为100毫升计，该碳源的用量为5重量份至18重量份。
在本发明的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法中，在该步骤(d)中，该碳源为葡萄糖。
在本发明的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法中，在该步骤(b)中，在该混合物中，该干燥粉体的浓度为0.1毫克/毫升至10毫克/毫升。
本发明的有益效果在于：通过该超声波循环萃取处理搭配该发酵处理，该山芙蓉花抗氧化萃取物的制备方法能够有效地获得含有大量多酚类或黄烷酮类(Flavanones)的抗氧化物质的山芙蓉花抗氧化萃取物，甚至能够获得具有优异的还原力的山芙蓉花抗氧化萃取物。
具体实施方式
本发明提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法包含步骤(a)至步骤(d)。在该步骤(a)中，对山芙蓉花进行碎化处理及干燥处理，形成干燥粉体。在该步骤(b)中，将干燥粉体与萃取剂混合，形成混合物。在该步骤(c)中，使用一台超声波震荡装置对该混合物进行超声波循环萃取处理，形成经处理的混合物。在该步骤(d)中，于该经处理的混合物中，加入碳源、氮源与菌，形成待发酵混合物，并对该待发酵混合物进行发酵处理。
以下将就本发明内容进行详细说明。
<步骤(a)>
山芙蓉花是来自山芙蓉(学名为Hibiscus taiwanensis S.Y.Hu)所开的花。山芙蓉是中国台湾原生植物，属于锦葵科(Malvaceae)木槿属(Hibiscus)。山芙蓉是一种高大灌木，且枝、叶及花萼均被毛。在本发明的一些实施例中，该山芙蓉花为中国台湾阿里山种植的大叶山芙蓉的白色花朵。
该碎化处理并无特别限制，只要能让该山芙蓉花变的细小即可。该碎化处理能够利用切叶机或辗碎机等机械器具来进行。该干燥处理并无特别的限制，且能够利用干燥机等机械器具来进行。该干燥机例如热风干燥机。在本发明的一些实施例中，使用热风干燥机，且该干燥处理的温度为35℃至45℃、风速为2m/s至4m/s，且时间为24小至48小时。该干燥处理条件并不以上述为限，依据该干燥粉体所需的含水率进行调整，大致上，将该干燥粉体的含水率控制在5％至10％。在该步骤(a)中，还包括对该干燥粉体进行灭菌处理的程序。该灭菌处理例如是利用紫外光来进行。该灭菌处理的时间并无特别限制，依据该干燥粉体的含菌数进行调整。在本发明的一些实施例中，该灭菌处理的时间为15分钟至30分钟。
<步骤(b)>
该萃取剂只要不会使该步骤(d)的菌种死亡或抑制该菌种的功能，则该萃取剂并无特别的限制，例如水或乙醇水溶液。该乙醇水溶液的乙醇浓度为20wt％至80wt％。在本发明的一些实施例中，该萃取剂为水。该萃取剂的用量是依据该干燥粉体所需浓度进行调整。在本发明的一些实施例的混合物中，该干燥粉体的浓度为0.1毫克/毫升至10毫克/毫升。
<步骤(c)>
该超声波循环萃取处理指的是通过该超声波震荡装置的一循环管路，使一预定量的混合物在该超声波震荡装置内不断地循环，以回流至该超声波震荡装置的一处理槽内而进行超声波萃取处理。在本发明的一些实施例中，该超声波震荡装置的操作功率为25瓦至45瓦，该超声波循环萃取处理的萃取时间为15分钟至50分钟、萃取温度为30℃至70℃，及循环流速为200毫升/分钟至950毫升/分钟。在本发明的一些实施例中，该超声波循环萃取处理的循环流速为400毫升/分钟至950毫升/分钟，在本发明的其他些实施例中，该超声波循环萃取处理的循环流速为800毫升/分钟至950毫升/分钟。
<步骤(d)>
在本发明的一些实施例中，该菌选自于Lactobacillus paracaseissp.paracasei(简称LPSP)或凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans，简称BC)。该lactobacillus paracasei ssp.paracasei为副干酪乳酸杆菌。该凝结芽孢杆菌例如以寄存编号BCRC10606被寄存于中国台湾的食品工业发展研究所(Food Industry Researchand Development Institute，FIRDI)的生物资源保存及研究中心(Biosource Collectionand Research Center，BCRC)。
该氮源并无特别的限制，依据该菌进行选择。该氮源可单独一种使用或混合多种使用，且该氮源例如奶粉、酵母萃取物、黄豆粉或米糠等。在本发明的一些实施例中，以该待发酵混合物的总量为100毫升计，该氮源的用量为3重量份至9重量份。
该碳源并无特别的限制，依据该菌进行选择。该碳源例如葡萄糖。在本发明的一些实施例中，该碳源为葡萄糖。在本发明的一些实施例中，以该待发酵混合物的总量为100毫升计，该碳源的用量为5重量份至18重量份。在本发明的一些实施例中，以该待发酵混合物的总量为100毫升计，该碳源的用量为15重量份至18重量份。
在本发明的一些实施例中，该发酵处理的发酵温度为35℃至70℃且发酵时间为48小时。在本发明的一些实施例中，该发酵处理的发酵温度为45℃至70℃且发酵时间为48小时。该发酵处理是在摇晃状态下进行。该摇晃状态是利用一台摇晃设备来产生圆周式摇晃。在本发明的一些实施例中，该摇晃状态的操作转速为100rpm。该摇晃设备例如往复式精密恒温振荡设备。
本发明将就以下实施例来作进一步说明，但应了解的是，所述实施例仅为例示说明用，而不应被解释为本发明实施的限制。
实施例1
步骤(a)：提供于8月份至10月份所采收的中国台湾阿里山种植的大叶山芙蓉的白色整朵花朵，并利用一台切叶机对所述花朵进行第一碎化处理，形成平均尺寸为7厘米至13厘米的碎花，然后，置于45℃的环境中进行32小时的干燥处理，接着，再以紫外线照射30分钟，以进行灭菌处理，最后，再进行第二碎化处理，并经网目数为80目的筛网过滤，获得干燥粉体。
步骤(b)：将该干燥粉体与水(萃取剂)混合，形成混合物。在该混合物中，该干燥粉体的浓度为0.88毫克/毫升。
步骤(c)：将该步骤(b)的混合物设置于一台高功率超声波震荡机(厂商：Qsonica；型号：Q700)的一处理槽内，并进行超声波循环萃取处理，形成经处理的混合物。该超声波震荡装置的操作功率设定为45瓦，且该超声波循环萃取处理的萃取时间为15分钟、萃取温度设定为70℃，且循环流速为851.61毫升/分钟。
步骤(d)：提供容置有第一混合液的第一锥形瓶、容置有第二混合液的第二锥形瓶，及第三混合液。以铝箔纸封住该第一锥形瓶及该第二锥形瓶的瓶口，并将该第一锥形瓶及该第二锥形瓶置于高压灭菌釜中，以121℃进行20分钟的灭菌处理，接着，将该第二混合液加入至该第一混合液中，然后，加入1毫升的第三混合液，形成待发酵混合物。将该待发酵混合物设置于一台往复式精密恒温振荡设备(厂商：Hipoint；型号：SB-9D)的一处理槽内，并于摇晃状态下进行发酵处理，形成含有抗氧化物的混合物。该往复式精密恒温振荡设备的操作转速设定为100rpm。该发酵处理的发酵温度为45℃且发酵时间为48小时。该第一混合液的配置是将8克的奶粉(作为氮源)置于该第一锥形瓶中并加入步骤(c)的经处理的混合物至总体积为60毫升。该第二混合液的配置是将17.9克的葡萄糖(做为碳源)置于该第二锥形瓶中并加入去离子水至总体积为39毫升。该第三混合液的配置是利用以下步骤来获得：以三角玻棒均匀地将0.2毫升包含LPSP的菌液涂抹在容置有MRS固态培养基的第一培养皿的MRS固态培养基上，以让该菌液被该MRS固态培养基吸收为止，接着，将该第一培养皿倒置并设置于37℃的培养箱中培养48小时，形成含有菌的第一培养物。利用接种环从该第一培养物中取适量菌，并置于容置有MRS固态培养基的第二培养皿中，其中，该MRS固态培养基的表面被划分为四个区域，接着，利用该接种环于该四个区域中划直线，而分离出单菌落，然后，将该第二培养皿倒置并设置于37℃的培养箱中培养48小时，形成含有菌的第二培养物。利用接种环从该第二培养物中取适量菌，并置于容置有MRS液态培养基中，然后，设置于37℃的培养箱中培养48小时，获得该第三混合液，其中，该MRS液态培养基的配置是将4克的MRS培养基置于含有磁石的锥形瓶中，接着，加入去离子水至总体积为500毫升，然后，以该磁石进行搅拌至均匀，最后，以铝箔纸封住该锥形瓶的瓶口。将该锥形瓶置于高压灭菌釜中，并以121℃进行20分钟的灭菌处理，然后，冷却至45℃。
步骤(e)：将该含有抗氧化物的混合物进行过滤处理，而获得滤液，即为山芙蓉花抗氧化萃取物。
实施例2、4至6
该实施例2、4至6与该实施例1的方法类似，不同在于：改变各步骤中的条件，参阅表1。
实施例3
该实施例3与该实施例1的方法类似，不同在于：步骤(d)。在该实施例3的步骤(d)中，提供容置有第一混合液的第一锥形瓶、容置有第二混合液的第二锥形瓶，及第三混合液。以铝箔纸封住该第一锥形瓶及该第二锥形瓶的瓶口，并将该第一锥形瓶及该第二锥形瓶置于高压灭菌釜中，以121℃进行20分钟的灭菌处理，接着，将该第二混合液加入至该第一混合液中，然后，加入1毫升的第三混合液，形成待发酵混合物。将该待发酵混合物设置于一台往复式精密恒温振荡设备(厂商：Hipoint；型号：SB-9D)的一处理槽内，并于摇晃状态下进行发酵处理，形成含有抗氧化物的混合物。该往复式精密恒温振荡设备的操作转速设定为100rpm。该发酵处理的发酵温度为45℃且发酵时间为48小时。该第一混合液的配置是将8克的奶粉(作为氮源)置于该第一锥形瓶中并加入步骤(c)的经处理的混合物至总体积为60毫升。该第二混合液的配置是将17.9克的葡萄糖(做为碳源)置于该第二锥形瓶中并加入去离子水至总体积为39毫升。该第三混合液的配置是利用以下步骤来获得：以三角玻棒均匀地将0.2毫升的包含凝结芽孢杆菌的菌液涂抹在容置有固态培养基的第一培养皿的固态培养基上，以让该菌液被该固态培养基吸收为止，接着，将该第一培养皿倒置并设置于37℃的培养箱中培养48小时，形成含有菌的第一培养物，其中，该固态培养基包含胰化蛋白(tryptone)、酵母萃取物(yeast extract)、MnSO4、KH2PO4及MnCl2。利用接种环从该第一培养物中取适量菌，并置于容置有上述固态培养基的第二培养皿中，其中，该固态培养基的表面被划分为四个区域，接着，利用该接种环于该四个区域中划直线，而分离出单菌落，然后，将该第二培养皿倒置并设置于37℃的培养箱中培养48小时，形成含有菌的第二培养物。利用接种环从该第二培养物中取适量菌，并置于容置有液态培养基中，然后，设置于37℃的培养箱中培养48小时，获得该第三混合液，其中，该液态培养基的配置是利用以下步骤来获得：将胰化蛋白、酵母萃取物、MnSO4、KH2PO4及MnCl2置于含有磁石的锥形瓶中，接着，加入去离子水至总体积为500毫升，然后，以该磁石进行搅拌至均匀，最后，以铝箔纸封住该锥形瓶的瓶口，而获得第一溶液。将葡萄糖置于含有磁石的锥形瓶中，接着，加入40毫升的去离子水并搅拌至透明清澈，然后，再加入去离子水至总体积为50毫升，最后，以铝箔纸封住该锥形瓶的瓶口，而获得第二溶液。将该第一溶液与该第二溶液置于高压灭菌釜中，并以121℃进行20分钟的灭菌处理，然后，冷却至45℃，接着，将该第二溶液倒入至该第一溶液中，并混合均匀。
比较例1
该比较例1与该实施例1的方法类似，不同在于：不进行步骤(d)，且在步骤(e)中，将步骤(c)的该经处理的混合物进行过滤处理，而获得滤液，即为山芙蓉花抗氧化萃取物。
比较例2
该比较例2与该实施例1的方法类似，不同在于：不进行步骤(c)。
比较例3及5
该比较例3及5与该比较例1的方法类似，不同在于：改变各步骤中的条件，参阅表2。
比较例4
该比较例4与该比较例2的方法类似，不同在于：改变各步骤中的条件，参阅表2。
比较例6
该比较例6与该实施例3的方法类似，不同在于：不进行该步骤(c)，参阅表2。
评价项目
[总多酚类含量量测]
为能够清楚描述量测过程，以下以实施例1的滤液进行说明，而其余实施例及比较例皆依照该过程进行量测。将实施例1的滤液与乙醇溶液(包含乙醇及水，且该乙醇的浓度为95wt％)以振荡摇晃方式混合均匀，接着，利用一台转速设定在3500rpm的离心机进行5分钟的离心处理。接着，吸取1毫升的上清液并与1mL的乙醇溶液(包含乙醇及去离子水，且该乙醇的浓度为95wt％)、5毫升的去离子水、0.5毫升的50％(v/v)的福林-西奥卡特(Folin-Ciocalteu)试剂(厂商：Merck)混合，然后，静置于35℃的恒温水槽中5分钟，再加入1毫升碳酸钠溶液(包含碳酸钠及去离子水，且该碳酸钠的浓度为5wt％)，接着，静置于35℃的恒温水槽中60分钟，形成待测物，最后，利用一台双光束紫外光可见光光谱仪(厂牌：Hitach；型号：U-2009)测定该待测物于波长为725nm的吸光值。提供不同浓度的没食子酸溶液[包含没食子酸(gallic acid)、乙醇、福林-西奥卡特(Folin-Ciocalteu)试剂、碳酸钠，及去离子水]与725nm的吸光值的关系坐标图，并获得标准曲线公式。将该待测物的吸光值带入该标准曲线公式，而求得该实施例1的滤液中总多酚类含量，且单位为mg/mL。
[黄烷酮类(Flavanones)含量量测]
为能够清楚描述量测过程，以下以实施例1的滤液进行说明，而其余实施例及比较例皆依照该过程进行量测。将实施例1的滤液与乙醇溶液(包含乙醇及水，且该乙醇的浓度为95wt％)以振荡摇晃方式混合均匀，形成混合液。将该混合液利用一台转速设定在3500rpm的离心机进行5分钟的离心处理。接着，吸取1毫升的上清液并与2mL的2,4-二硝基苯肼(2,4-Dinitrophenylhydrazine，简称DNP)溶液及2毫升的甲醇混合，然后，静置于50℃的恒温水槽中50分钟，接着，冷却并加入5毫升的氢氧化钾溶液(包含氢氧化钾及甲醇)，然后，静置2分钟，接着，取出1毫升并加入5毫升的甲醇，然后，利用转速设定在3500rpm的该离心机进行10分钟的离心处理，接着，取出1毫升的上清液并加入4毫升的甲醇，形成待测物，然后，以利用一台双光束紫外光可见光光谱仪(厂牌：Hitach；型号：U-2009)测定该待测物于波长为494nm的吸光值。提供不同浓度的橙皮素溶液[包含橙皮素(hesperetin)、DNP溶液、甲醇、氢氧化钾，及去离子水]与494nm的吸光值的关系坐标图，并获得标准曲线公式。将该待测物的吸光值带入该标准曲线公式，而求得该实施例1的滤液中黄烷酮类(Flavanones)含量，且单位为mg/mL。
[还原力量测]
提供pH为6.6的0.2M的磷酸缓冲液，是由0.2M的K2HPO4溶液及0.2M的KH2PO4溶液所配制而成。该0.2M的K2HPO4溶液是由0.7克的K2HPO4与20.023毫升的去离子水所形成。该0.2M的KH2PO4溶液是由0.5克的KH2PO4与18.37毫升的去离子水所形成。为能够清楚描述量测过程，以下以实施例1的滤液进行说明，而其余实施例及比较例皆依照该过程进行量测。将实施例1的滤液与甲醇混合均匀，形成2毫升的混合液。将该混合液与2mL的0.2M的磷酸缓冲液及1％(v/v)的赤血盐溶液以振荡摇晃方式混合均匀，然后，静置于50℃的恒温水槽中20分钟，接着，加入2毫升的10％(v/v)的三氯醋酸溶液，然后，利用一台转速设定在3000rpm的离心机进行10分钟的离心处理，接着，取出2毫升的上层液，并与2毫升的去离子水及0.4毫升的0.1％(v/v)的氯化铁溶液混合均匀，待10分钟后，形成待测物。然后，利用一台双光束紫外光可见光光谱仪(厂牌：Hitach；型号：U-2009)测定该待测物于波长为700nm的吸光值。提供不同浓度的2,6-二丁基羟基甲苯(简称BHT)溶液(包含BHT、甲醇、0.2M的磷酸缓冲液、赤血盐、三氯醋酸、氯化铁，及去离子水)与700nm的吸光值的关系坐标图，并获得标准曲线公式。将该待测物的吸光值带入该标准曲线公式，而求得该实施例1的滤液的还原力，且单位为mg/mL。
表1
Figure BDA0002247454310000091
Figure BDA0002247454310000101
Figure BDA0002247454310000111
表2
Figure BDA0002247454310000112
Figure BDA0002247454310000121
综上所述，通过该超声波循环萃取处理搭配该发酵处理，本发明山芙蓉花抗氧化萃取物的制备方法能够有效地获得含有大量总多酚类或黄烷酮类(Flavanones)的抗氧化物质的山芙蓉花抗氧化萃取物，甚至能够获得具有优异的还原力的山芙蓉花抗氧化萃取物，故确实能达成本发明的目的。

Claims (10)

1.一种提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法，其特征在于：包含：
步骤(a)，对山芙蓉花进行碎化处理及干燥处理，形成干燥粉体；
步骤(b)，将干燥粉体与萃取剂混合，形成混合物；
步骤(c)，使用一台超声波震荡装置对该混合物进行超声波循环萃取处理，形成经处理的混合物；及
步骤(d)，于该经处理的混合物中，加入碳源、氮源与菌，形成待发酵混合物，并对该待发酵混合物进行发酵处理。
2.根据权利要求1所述的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法，其特征在于：该超声波震荡装置的操作功率为25瓦至45瓦，该超声波循环萃取处理的萃取时间为15分钟至50分钟、萃取温度为30℃至70℃，及循环流速为400毫升/分钟至950毫升/分钟。
3.根据权利要求2所述的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法，其特征在于：在该步骤(b)中，该萃取剂为水。
4.根据权利要求2所述的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法，其特征在于：在该步骤(d)中，该发酵处理是在摇晃状态下进行，该发酵处理的发酵温度为35℃至70℃。
5.根据权利要求2所述的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法，其特征在于：在该步骤(d)中，以该待发酵混合物的总量为100毫升计，该氮源的用量为3重量份至9重量份。
6.根据权利要求5所述的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法，其特征在于：在该步骤(d)中，该氮源选自于奶粉、酵母萃取物、黄豆粉、米糠，或上述任意的组合。
7.根据权利要求2所述的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法，其特征在于：在该步骤(d)中，该菌选自于副干酪乳酸杆菌(Lactobacillus paracaseissp.paracasei)或凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)。
8.根据权利要求2所述的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法，其特征在于：在该步骤(d)中，以该待发酵混合物的总量为100毫升计，该碳源的用量为5重量份至18重量份。
9.根据权利要求8所述的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法，其特征在于：在该步骤(d)中，该碳源为葡萄糖。
10.根据权利要求2所述的提升山芙蓉花抗氧化萃取物的萃取率及抗氧化力的方法，其特征在于：在该步骤(b)中，在该混合物中，该干燥粉体的浓度为0.1毫克/毫升至10毫克/毫升。
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