CN113440445A - 一种人参细胞水的制备方法以及得到的人参细胞水的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人参细胞水的制备方法，采用低温真空提取技术与酶解技术的结合，不需要添加任何溶剂，在较低的温度条件下能得到纯天然、高品质的人参细胞水。通过本发明方法得到的人参细胞水含有50多种易挥发活性成分，澄清透明、气味浓郁怡人。
Description
技术领域
本发明涉及农产品处理技术领域，特别是涉及一种人参细胞水的制备方法和得到的人参细胞水的应用。
背景技术
人参(Panax ginseng C.A.Mey)为多年生草本植物，人参为多年生宿根草本，人参主根高30-60厘米，肥厚，肉质，黄白色，圆柱形或纺锤形，下面稍有分枝；根状茎(芦头)短，直立。生长于北纬33度-48度之间的海拔数百米的以红松为主的针阔混交林或落叶阔叶林下，产于中国东北、朝鲜、韩国、日本、俄罗斯东部。人参的别称为黄参、地精、神草、百草之王，是闻名遐迩的“东北三宝”之一。
人参的主要功效性成分有挥发油和人参皂苷。根中含人参皂甙0.4％，少量挥发油。油中主要成份为人参烯0.072％。人参皂苷类：人参皂甙A、B、C、D、E和F等。此外人参含有单糖类、人参酸、多种维生素，多种氨基酸、胆碱、，精胺及胆胺。人参的地上部分含黄酮类化合物，人称人参黄甙、三叶甙、山柰醇、人参皂甙、β-谷甾醇及糖类。
现有技术对人参细胞水的提取主要在于冷榨。溶剂萃取法。通过溶剂萃取法萃取后需要将溶液进行减压蒸馏，在蒸馏的过程中即使控制温度低于60℃，也会造成沸点交底的芳类物质大量蒸发，得到的产品几乎没有清香。并且，萃取法需要针对目标物质选用不同的溶解：如水、乙醇、石油醚等，乙醇和石油醚中会含有极少量的其他物质，这些物质极有可能会在减压浓缩过程中保留，对于服用者的健康带来一定的隐患。通过冷榨提取法提取后续溶液颜色难以脱除；植物体内芳香类物质提取量少；并且高沸点的芳香类物质难以提取出来。
酶解法也常用于植物细胞液的提取中。中国专利申请CN109730948A公开了一种采用超声低温旋蒸法和酶法相结合制备牡丹鲜花细胞水的方法：首先通过压榨法得到榨汁和残渣1，再将残渣1旋蒸得到细胞水1和残渣2，最后将残渣2进行酶解再旋蒸得到细胞水3。将榨汁、细胞水1/2混合后得到高收率牡丹花细胞水。该方法具有较高的提取效率，但是具有如下缺陷：(1)采用压榨法，后与真空提取法得到的液体混合，这样会带入多糖、色素和刺激气味，导致防腐和脱色问题；(2)工艺后期配合其他植物一起蒸馏，解决防腐问题，但是容易改变原有的牡丹花细胞水成分和气味！后期生产也无法控制品质。
发明内容
本发明的目的在于，克服上述技术缺陷，提供一种人参细胞水的制备方法，通过本发明的方法得到的人参细胞水具有50多种挥发性成分、清香怡人，澄清透明，适用于食品、保健品、药品及化妆品领域。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种人参细胞水的制备方法，包括以下步骤：不加入溶剂，将块状或片状人参在30℃-65℃、压力-60kPa～-101kPa下初步提取，人参细胞水形成蒸气并冷凝收集液体，提取1.5-3小时，得到初提液体和初提人参残渣；在初提液体中加入初始人参总质量为基准的0.2-0.4％的纤维素酶和0-0.1％果胶酶，再将初提液体加入初提人参残渣中，在35℃-50℃、压力-80kPa～-101kPa条件下再次提取，3-7小时提取结束，冷凝收集得到人参细胞水。
所述的人参切片为1mm-10mm。
优选的，所述的初提阶段的温度为40℃-50℃，压力为-80kPa～-101kPa。
初步提取时间是关键参数之一，如果时间太短，提取出的人参细胞水过少，加入酶后细胞水很难湿润人参表面，导致酶解不能正常进行。如果初步提取时间过长，细胞水流出过多，降低了后续提取效率，也增加了酶解时间带来过度酶解的风险。本发明通过在初提细胞水中加入一定量的酶，再次投入容器中对人参残渣进行提取，具有如下有益优点。第一、初提细胞水表面张力低，渗透性好；第二、初提细胞水pH为3-7，无需额外调节pH，有利于提高酶活性；第三、酶解能够加速破壁；第四、低温真空技术。通过四种效应的协同，能够在较低温度(35-50℃)下控制酶解速度，加快细胞液流出速度。再次提取步骤中的前1小时左右会蒸除掉倒回容器内的初提细胞水，加快酶解速度，缩短酶解的时长(此时初提液体的多少就至关重要，多了会延长酶解时间，少了会缩短酶解时间)，也避免了传统酶解法需要加入大量的水稀释细胞液以及酶解过度带来的刺激气味。
关于初提液体的渗透性，通过实验发现，当采用细胞液作为溶剂法的溶剂提取人参残渣时，能够带出大量的黄酮和多糖等大分子物质以及易挥发活性成分。相比采用纯水作为溶剂，细胞水作为溶剂能够提取出更多的黄酮和多糖等活性成分。
本发明的方法相比于纯低温真空提取技术，不仅提取速度更快，收率更高，而且得到的活性成分更多。
优选的，再次提取时间为4小时-5小时。
在提取过程中进行搅拌，搅拌速度为1-150转/分钟。
收集过程中进行冷凝，温度为-10～8℃。
优选的，本发明采用新鲜的人参，新鲜的人参不含有霉变、鲜嫩(并非晒干品)。一般的，新鲜的人参是采摘不超过2个月，未经烤干或晒干。优选采摘后少于1个月的人参。也可以是通过冷冻等保鲜手段长时间贮存的。
通过本发明制备方法得到的人参细胞水应用，用于护肤品、食品、保健品等。得到的人参细胞水中含有50多种挥发性成分(主要通过气质联用GC-MS)，并且无毒，无色透明并且具有一定的保湿效果。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明先通过低温真空提取技术，先提取一定量的细胞液，然后利用初提细胞液的高渗透性，加入酶后再次提取人参残渣。能够加速细胞水的提取效率，避免了传统酶解法带来的酶解过度问题，相比于低温真空提取技术能够得到更多的活性成分以及更多的细胞液。通过本发明得到的人参细胞水，纯度高，具有浓郁的人参香味，保湿性好、安全性高等特点，无需添加任何外来防腐剂，也能起到自身防腐作用。
附图说明
图1：实施例1人参细胞水安全性测试结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例和对比例所用人参为新鲜无霉变的，将人参洗净沥干水分后进行提取实验。
实施例1：将50kg人参切2mm片投入容器中，不加入任何溶剂，在50℃、-90kPa条件下初步提取，人参细胞水形成蒸气并冷凝收集液体，提取2.5小时，得到初提液体和初提人参残渣；在初提液体中加入100g纤维素酶和50g果胶酶，再将初提液体加入初提人参残渣中，在40℃、压力-90kPa条件下再次提取，5小时提取结束，全程搅拌60转/分，冷凝温度为-8℃，收集得到人参细胞水。38.5kg，细胞水澄清透明，味道浓郁。
实施例2：将50kg人参切2mm片投入容器中，不加入任何溶剂，在40℃、-85kPa条件下初步提取，人参细胞水形成蒸气并冷凝收集液体，提取3小时，得到初提液体和初提人参残渣；在初提液体中加入120g纤维素酶和25g果胶酶，再将初提液体加入初提人参残渣中，在45℃、压力-100kPa条件下再次提取，4小时提取结束，全程搅拌60转/分，冷凝温度为-8℃，收集得到人参细胞水。37.3kg，细胞水澄清透明，味道浓郁。
实施例3：将50kg人参切2mm片投入容器中，不加入任何溶剂，在55℃、-80kPa条件下初步提取，人参细胞水形成蒸气并冷凝收集液体，提取2小时，得到初提液体和初提人参残渣；在初提液体中加入150g纤维素酶和30g果胶酶，再将初提液体加入初提人参残渣中，在50℃、压力-100kPa条件下再次提取，6小时提取结束，全程搅拌60转/分，冷凝温度为-8℃，收集得到人参细胞水。40.2kg，细胞水澄清透明，味道浓郁。
对比例1：将50kg人参切2mm片投入容器中，不加入任何溶剂，在55℃、-80kPa条件下提取，人参细胞水形成蒸气并冷凝收集液体，提取7.5小时，全程搅拌60转/分，冷凝温度为-8℃，得到人参细胞水。35.0kg，澄清透明，味道清新但是不够浓郁。
对比例2：将50kg人参切2mm片投入容器中，与5kg水、200g纤维素酶和50g果胶酶混合后在50℃搅拌45分钟，后再50℃、压力-100kPa下提取，人参细胞水形成蒸气并冷凝收集液体(冷凝温度为-8℃)，提取6小时，全程搅拌60转/分，收集得到46.1kg人参细胞水(含5kg水)，液体浅色透明、有明显异味。
对比例3：将50kg人参切2mm片投入容器中，与5kg水、200g纤维素酶和80g果胶酶混合后子在60℃下提取，提取6小时，过滤(双重过滤：先离心机过滤，在采用0.22um滤膜过滤)后收集得到45.9kg人参细胞水(含有5kg水)，液体有细小悬浮并且异味重。
对比例4：将50kg人参切2mm片投入容器中，不加入任何溶剂，在50℃、-90kPa条件下初步提取，人参细胞水形成蒸气后冷凝收集液体，提取0.5小时，得到初提液体和初提人参残渣；在初提液体中加入100g纤维素酶和50g果胶酶，再将初提液体加入初提人参残渣中，在40℃、压力-90kPa条件下再次提取，5小时提取结束，全程搅拌60转/分，冷凝温度为-8℃，收集得到人参细胞水。35.1kg，澄清透明，味道较淡。
实施例和对比例工艺结果分析：
由对比例1可知，仅采用低温真空提取技术，提取到的细胞液重量低，而且成分较少，气味较淡。由对比例2可知，先加入一定量的酶与水先进行酶解再采用真空提取技术提取，但是由于水的渗透性差，并且额外加入了5kg的水，导致了得到的细胞水中活性成分较少，细胞水气味清淡等缺陷。由对比例3可知，由现有技术的酶提取法，得到的人参细胞水中含有大量的多糖和黄酮以及其它有色杂质，含有较重的异味，同时由于额外加入了5kg水倒在细胞液浓度低，价值不高。由对比例4可知，由于初提时间过短导致初提细胞液少，再倒回容器能再次提取时不到30分钟初提细胞水全部蒸发，导致酶解程度过低，相对于实施例1提取的细胞水收率不高，并且活性成分少导致气味较为清淡。
表1：实施例和对比例所提取人参细胞液检测结果
各项测试方法：
(1)人参细胞水活性成分分析：在80℃进样温度下进行顶空气质检测：
1.仪器信息：
Agilent 7980A GC；
MS:5975C；
50/30μm CAR/PDMS/DVB萃取纤维头，美国SUPELCO公司。
2.GC-MS条件：
色谱柱为HP-INNOWAX毛细管柱子(30m×0.25mm×0.25μm)；载气为He，流速1mL/min，分离比5:1；进样温度为250℃；升温程序为起始温度为40℃，保持5min，以8℃/min，升至250℃，保持5min。
质谱条件：EI电离源，能量70eV；离子源温度230℃，四极杆温度150℃，接口温度250℃，扫描范围30-400m/z。
3.样品前处理：
将5mL样品、1g NaCl置于20ml顶空瓶中，拧紧瓶盖。于搅拌模式80℃下平衡5min后，用固相微萃取针80℃下萃取5min，然后于进样口解析5min。
表2：实施例1人参细胞水活性成分表
(2)人参细胞水保湿功效测试
测试方案：对参加测试的受试者筛选合格后，对受试部位先用清水清洗测试部位，统一用干的面巾纸擦试干净。用3cm*3cm的定位卡片做好测试部位标识，在恒温恒湿的环境休息20min后开始测试使用样品前的皮肤角质层含水量和经皮水分流失量的数据，然后用移液枪分别吸取30μL的样品于相应的测试部位，再用手指打圈按摩60s后在恒温恒湿室里静坐，最后测试涂抹样品后1h、2h、3h的角质层含水量和经皮水分流失量数据。
受试者筛选条件：皮肤健康成年人；工作环境有空调；受试者对常用化妆品不敏感；现在或最近三个月受试部位未参加其他临床试验者。
限制事项：试用期间，禁止对被测试部位进行影响测试的治疗；试用期间，禁止对测试使用其他护肤产品及其他影响测试的产品；使用期间，沐浴露、香皂、洗发水等日用品类要跟试用开始前一致，禁止更换。
表3：实施例1和对比例3皮肤角质层含水量测试和含水量改善率数据平均值
可见，通过对比例3的方法得到的人参细胞水对于皮肤的改善效果不足。
(3)人参细胞水安全性测试
HaCaT细胞为人永生表皮细胞系，对HaCaT细胞的细胞毒性，可作为对皮肤安全性的参考数据。正常细胞代谢旺盛，其线粒体内的琥珀酸脱氢酶，可将四唑盐类物质还原为带颜色的结晶状物质，沉积在细胞周围，该变化可通过酶标仪读取OD值，通过OD值与空白对照组的比较，可以得知细胞的相对生长情况。实施例1人参细胞水测试结果见附图1.
(4)防腐挑战测试：将制备得到的人参细胞水，添加到如下喷雾配方中。接种一定数量的细菌和真菌，间隔0天、7天、14天、21天、28天按照美国药典USP32<51>微生物防腐功效测试的检测方法检测微生物数量变化情况，判断防腐性能是否合格。
表1：实验喷雾配方
| 原料 | 含量 |
| 丁二醇 | 2.4％ |
| 甜菜碱 | 0.04％ |
| 甘草酸二钾 | 0.05％ |
| 可溶性蛋白多糖 | 0.05％ |
| 蜂王浆提取物 | 0.05％ |
| 人参细胞水 | 余量 |
| 柠檬酸 | 调节PH＝6-7 |
Claims (7)
1.一种人参细胞水的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：不加入溶剂，将块状或片状人参在30℃-65℃、压力-60kPa~ -101kPa下初步提取，人参细胞水形成蒸气并冷凝收集液体，提取1.5-3小时，得到初提液体和初提人参残渣；在初提液体中加入初始人参总质量为基准的0.2-0.4%的纤维素酶和0-0.1%果胶酶，再将初提液体加入初提人参残渣中，在35℃-50℃、压力-80kPa~ -101kPa条件下再次提取，3-7小时提取结束，冷凝收集得到人参细胞水。
2.根据权利要求1所述的人参细胞水的制备方法，其特征在于，所述的人参切片为1mm-10mm。
3.根据权利要求1所述的人参细胞水的制备方法，其特征在于，所述的初提阶段的温度为40℃-50℃，压力为-80kPa~ -101kPa。
4.根据权利要求1所述的人参细胞水的制备方法，其特征在于，再次提取时间为4小时-5小时。
5.根据权利要求1所述的人参细胞水的制备方法，其特征在于，在提取过程中进行搅拌，搅拌速度为1-150转/分钟。
6.根据权利要求1所述的人参细胞水的制备方法，其特征在于，收集过程中进行冷凝，温度为-10~8℃。
7.权利要求1-6任一项所述的人参细胞水应用，其特征在于，用于护肤品、食品、保健品等。
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