CN115057899B - 一种从桑葚酒渣中提取花色苷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种从桑葚酒渣中提取花色苷的方法：（1）将桑葚酒渣加水粉碎，获得浆料；（2）按照体积比1:2‑1:8将浆料和提取溶剂混合，超声提取，然后固液分离，获得提取液；（3）将提取液以D101型大孔吸附树脂吸附，然后以90%v/v乙醇溶液为解吸液进行解吸，收集解吸液，去除解吸液后获得花色苷。本发明通过针对提取溶剂筛选提高了有效成分的释放量；还通过包埋的方式，解决储藏和运输过程中花色苷的不稳定问题该方法。该方法以加工剩余的桑葚酒渣为原料，提取了其中的花色苷，一方面降低了固体废渣总量，另一方面提高了桑葚利用率和附加值，为桑葚酒渣的深加工和再利用提供基础。
Description
技术领域
本发明属于食品领域，涉及一种从桑葚酒渣中提取花色苷的方法。
背景技术
桑葚，又名桑椹子、桑蔗、桑枣、桑果、桑泡儿、乌椹等，是桑树的成熟果实。桑葚果实较小、多汁的一类水果，其资源丰富，种类多，含有丰富的氨基酸、维生素、膳食纤维等营养成分，还含有大量的鞣花酸、花青素、类黄酮等生物活性物质，被称为“第三代黄金水果”。近几年全世界桑葚的种植面积和产量逐年增加，近些年来人们对桑葚的鲜食及加工利用逐年呈增强趋势，山东省已成为桑葚等特色浆果种植大省。
近几年桑葚果酒的加工量逐渐加大，加工过程中产生大量的酒渣，目前通常将作为废弃物扔掉，不仅造成果品资源的浪费，也造成了环境污染。因此，资源化利用桑葚酒渣称为亟需解决的问题。
发明内容
针对目前桑葚酒渣处理困难、利用率低的问题，本发明提供一种从桑葚酒渣中提取花色苷的方法，操作工艺简单，适于工厂规模化生产；所得的多糖纯度较高。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。
一种从桑葚酒渣中提取花色苷的方法，包括以下步骤：
（1）将桑葚酒渣加水粉碎，获得浆料；
（2）按照体积比1:2-1:8将浆料和提取溶剂混合，超声提取，然后固液分离，获得提取液；
（3）将提取液以D101型大孔吸附树脂吸附，然后分离出大孔吸附树脂以水冲洗，然后以90%v/v乙醇溶液为解吸液进行解吸，分离出大孔吸附树脂，收集解吸液，去除解吸液后获得花色苷。
步骤（1）中，浆料中颗粒的平均粒径为低于50μm；在该粒径范围内，降低平均粒径能够提高花色苷提取率，尤其是粒径在20μm-45μm范围内；但细度超过一定范围，提升效果不再显著，因此，优选的平均粒径为20μm-30μm。
进一步地，粉碎的方式可以为机械剪切打浆，如采用胶体磨、打浆机，也可以采用高压均质打浆，还可以采用几种方式的组合。
步骤（1）中，浆料的固含量为30g/L。
步骤（2）中，提取溶剂为摩尔比为2:1的氯化胆碱和异丙醇的溶液。
步骤（2）中，固液分离的方式可以是过滤、离心等常规方法，并不影响目标物的提取率。
步骤（2）中，超声的条件可以根据花色苷的提取率进行筛选，优选地，超声的功率为300-800W；超声的温度为35-55℃；超声的时间为40min-90min。
步骤（3）中，D101型大孔树脂和提取液的质量体积比为3:1g/mL；D101型大孔树脂和乙醇溶液的质量体积比为5:3g/mL。
优选地，为了降低花色苷的降解，步骤（3）中还包括花色苷包埋步骤：称取花色苷2份，加入麦芽糊精1.5-2份、β-环糊精1-1.5份，羧甲基纤维素钠0.01份，卡拉胶0.01份，加入7-8份水混合，在45℃下均匀搅拌2h，通过喷雾干燥，获得花色苷包埋粉。
一种上述制备方法获得的花色苷或花色苷包埋粉。所述花色苷的纯度不低于85%ww。
一种上述花色苷或花色苷包埋粉在制备抗氧化剂、保健食品或药品中的应用。
本发明具有以下优点：
本发明以加工剩余的桑葚酒渣为原料，提取了其中的花色苷，一方面降低了固体废渣总量，另一方面提高了桑葚利用率和附加值，为桑葚酒渣的深加工和再利用提供基础。本发明中，桑葚酒渣大多含有一定量的水分，因此采用湿法超细粉碎技术，可提高原料的溶解性、分散性以及有效成分的提取率；酒渣中膳食纤维、多酚、多糖等成分含量丰富，会影响花色苷的提取，通过针对花色苷的高效提取溶剂筛选，提高了有效成分的释放量；本发明还通过包埋的方式，解决储藏和运输过程中花色苷的不稳定问题。
附图说明
图1是不同浓度桑葚酒渣中提取的花色苷对DPPH的清率除；
图2是不同时间点花色苷和花色苷包埋粉中花色苷的含量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但本发明不受下述实施例的限制。
实施例1 桑葚酒渣中花色苷的提取
（1）将含水量为30%w/w的桑葚酒渣（花色苷含量为4.65mg/g）按照质量比1:4加水，依次打浆、过胶体磨、然后高压均质粉碎，获得平均粒径25μm左右的浆料；
（2）取等量的几份浆料，按照体积比1:5分别加入摩尔比为2:1的氯化胆碱-丙三醇（H1）、氯化胆碱-尿素（H2）、氯化胆碱-葡萄糖（H3）、氯化胆碱-异丙醇（H4）、氯化胆碱-柠檬酸（H5）和乳酸-葡萄糖（H6）混合，以80%v/v乙醇溶液为对照（C），以功率500W、温度45℃超声提取60min，然后以4000rpm离心20min，获得上清液；
（3）在提取液中按照质量体积比3:1g/mL加入D101型大孔吸附树脂静态吸附4h，然后过滤分离出大孔吸附树脂以水冲洗，然后按照质量体积比为5:3g/mL加入90%v/v乙醇溶液解吸6h，分离出大孔吸附树脂，收集解吸液进行浓缩，浓缩液冻干获得花色苷。
采用pH示差法测定花色苷总含量：将花色苷配制一定浓度的溶液，取0.1mL溶液，向其中加入4.9mL的HCl（pH=1），摇匀后避光静置50min，分别测定510nm、700 nm波长处的吸光度（A510，A700）；再取0.1mL提取液，向其中加入4.9mL的NaAc-HCl缓冲液（pH=4.5），摇匀后避光静置50min，分别测定510nm、700 nm波长处的吸光度（A’510，A’700）；按照以下公式计算花色苷总含量X（mg/g）：
式中：
M：矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的摩尔质量，449.2g/mol；
ε：矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的摩尔消光系数，26900；
V：溶液体积（mL）；
N：稀释倍数；
m：桑葚酒渣的干质量（g）。
表1 不同提取溶剂的花色苷提取率
注：数据以平均值±标准偏差表示；与对照组相比，*p<0.05，**p<0.01。
不同提取溶剂从桑葚酒渣中提取花色苷的提取量，如表1所示。根据表1可知，与对照相比，H4的提取率最高，即氯化胆碱-异丙醇组合溶剂提取的效果最好，因此选择H4作为最优的提取溶剂。
实施例2 桑葚酒渣中花色苷的提取
（1）将含水量为30%的桑葚酒渣（花色苷含量为4.65mg/g）按照质量比1:4加水，采用打浆、过胶体磨、高压均质等方式进行粉碎，获得不同平均粒径的浆料；
（2）取等量的几份不同粒径的浆料，按照体积比1:4分别加入摩尔比为2:1的摩尔比为2:1的氯化胆碱和异丙醇的溶液，以功率800W、温度55℃超声提取40min，然后以4000rpm离心20min，获得上清液；
（3）在提取液中按照质量体积比3:1g/mL加入D101型大孔吸附树脂静态吸附4h，然后过滤分离出大孔吸附树脂以水冲洗，然后按照质量体积比为5:3g/mL加入90%v/v乙醇溶液解吸6h，分离出大孔吸附树脂，收集解吸液，喷雾干燥获得花色苷。按照实施例1的方式测定花色苷的含量，结果如表2所示。
表2 不同细度浆料的花色苷提取率
注：数据以平均值±标准偏差表示，不同字母表示p=0.05水平差异显著。
通过表2可以看出，不同的粉碎细度对桑葚酒渣中花色苷提取有着显著的影响，平均粒径低于50μm后，花色苷的提取量明显提高；当平均粒径下降至45μm左右时，观察到了更明显的提取量的提高；当粒径继续减小，提取量增加变化不再大幅变化；然而当平均粒径小于30μm后，提取量又大幅增加；过细小的粒径会增加粉碎成本和后续固液分离的难度，而且23μm相较于27μm，花色苷的提取量并没有显著增加，因此20-30μm的浆料细度更有利于花色苷提取。
实施例3 桑葚酒渣中花色苷提取、包埋及抗氧化性
（1）将含水量为30%w/w的桑葚酒渣（花色苷含量为4.65mg/g）按照质量比1:4加水，依次打浆、过胶体磨、然后高压均质粉碎，获得平均粒径25μm左右的浆料；
（2）将浆料按照体积比1:5分别加入摩尔比为2:1的氯化胆碱-异丙醇混合，以功率600W、温度45℃超声提取40min，然后以4000rpm离心20min，获得上清液；
（3）在提取液中按照质量体积比3:1g/mL加入D101型大孔吸附树脂静态吸附4h，然后过滤分离出大孔吸附树脂以水冲洗，然后按照质量体积比为5:3g/mL加入90%v/v乙醇溶液解吸6h，分离出大孔吸附树脂，收集解吸液进行浓缩，浓缩液冻干获得花色苷样品；
按重量称取花色苷2份，加入麦芽糊精1.5份、β-环糊精1.5份，羧甲基纤维素钠0.01份，卡拉胶0.01份，加入7份水混合，在45℃下均匀搅拌2h，然后喷雾干燥，获得花色苷包埋粉；
按照实施例1中的方法进行测定，并按照以下公式计算花色苷样品和包埋粉中花色苷的含量（%）：
式中：
M：矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的摩尔质量，449.2g/mol；
ε：矢车菊素-3-O-葡萄糖苷的摩尔消光系数，26900；
V：溶液体积（mL）；
N：稀释倍数；
m’：称取花色苷的质量（mg）；
经计算，花色苷样品的纯度为（87.92±0.557）%，花色苷包埋粉中花色苷的含量为（35.29±0.297）%。
称取花色苷样品配制成约20μg/mL、40μg/mL、60μg/mL、80μg/mL、100μg/mL的溶液，以同浓度的Vc为对照进行DPPH自由基清除实验。结果见图1，自由基清除能力与花色苷质量浓度成正相关性；当花色苷的质量浓度在20-80μg/mL范围内，清除能力显著性增强。Vc对DPPH自由基一直保持着较高的清除率。
将花色苷样品和花色苷包埋粉存放于45℃的烘箱内，每隔24h测定其花色苷的含量，计算花色苷的保留率：花色苷保留率= 储存后花色苷的总含量/花色苷原始含量×100%。结果如图2所示，在45℃的条件下，未包埋的花色苷浓缩物中花色苷含量下降较为明显，从刚开始100%的保留率，到第五天保留率仅有（27.67±0.23）%，花色苷含量损失较大；通过包埋后花色苷的保存率从刚开始的100%降至（96.68±3.10）%，花色苷含量损失较少。
Claims (4)
1.一种从桑葚酒渣中提取花色苷的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将桑葚酒渣加水粉碎，获得浆料；
（2）按照体积比1:2-1:8将浆料和提取溶剂混合，超声提取，然后固液分离，获得提取液；（3）将提取液以D101型大孔吸附树脂吸附，然后分离出大孔吸附树脂以水冲洗，然后以90%v/v乙醇溶液为解吸液进行解吸，分离出大孔吸附树脂，收集解吸液，去除解吸液后获得花色苷；
步骤（2）中，提取溶剂为摩尔比为2:1的氯化胆碱和异丙醇的溶液；
步骤（1）中，浆料中颗粒的平均粒径为20μm-30μm；
步骤（2）中，超声的功率为300-800W；超声的温度为35-55℃；超声的时间为40min-90min；
步骤（3）中，D101型大孔树脂和提取液的质量体积比为3:1g/mL；D101型大孔树脂和乙醇溶液的质量体积比为5:3g/mL。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，浆料的固含量为30g/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，粉碎的方式为机械剪切或高压均质或两者的组合；步骤（2）中，固液分离的方式为过滤或离心。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中还包括花色苷包埋步骤：称取花色苷2份，加入麦芽糊精1.5-2份、β-环糊精1-1.5份，羧甲基纤维素钠0.01份，卡拉胶0.01份，加入7-8份水混合，在45℃下均匀搅拌2h，通过喷雾干燥，获得花色苷包埋粉。
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