TW201313260A - 一種從火龍果莖萃取多醣物質、製備方法及其利用 - Google Patents

Abstract

本發明係利用火龍果莖部作為原料，包含莖部及其附屬之葉部、皮部、梗部，以水萃取得莖部植物性多醣體粗萃液，或添加酒精萃取得莖部植物性多醣體精萃液。該等萃取液可直接，或經過冷凍乾燥、冷風乾燥、噴霧乾燥或減壓濃縮等步驟，作為化妝品原料、食品、飲品、食品添加劑、飼料、植物培養基質、微生物培養基質。本發明符合現代減少能資源使用、免除工安疑慮、減少廢液處理問題且具經濟效益。

Description

一種從火龍果莖萃取多醣物質、製備方法及其利用

本發明係關於一種植物性多醣體(polysaccharide)之萃取，並應用於食品及飲品。

多醣體是由多個單糖分子組成，而單醣是由5或6個碳水化合物的結構。由於單醣中組合和鍵結方式不同，使得多醣體具有不同理化性質與廣泛的應用性，為高分子性聚合物。多醣體在消費性產品上扮演許多角色，具有性質穩定、安全無毒、容易形成凝膠、可生物降解，以及容易在其結構上進行化學或生化方面調整等優點，從增加食品黏度到防止污染物在清潔劑中再沉澱等。大部分多醣體功能為改變水溶液或分散液的性質。商業中的應用性如增稠劑、凝膠劑、安定劑、懸浮劑、藥物稀釋、藥物載體等。然而，目前多醣體之來源，多為刻意栽培獲得，多醣體原料具有環保且可靠的料源難尋。

『火龍果』又名紅龍果(pitaya)，白肉種學名Hylocereus undatus Britt. & Rose；紅肉種學名Hylocereus polyrhizus(Weber) Britton & Rose。火龍果果肉中糖度為10°Birx~11°Birx，以果心最高，而且所含醣類幾乎為還原糖，其中以葡萄糖最多，有7.8%左右；果糖含量次多，亦有2.6%~2.8%；其他醣類，如蔗糖、麥芽糖和乳糖含量極少。因果實中含有高量的轉化酵素活性，使蔗糖受其活性作用大多轉變葡萄糖及果糖。其莖部尚有多種有效化學成分待進一步利用，多醣體即是其一。然，火龍果採摘後，其莖部常作為農業廢棄物或製成堆肥。

萃取多醣體的方法，大多以熱水萃取法、酸鹼萃取等方法初步處理後，再藉由有機溶劑，進行沉澱純化。這些程序不僅未減少能源資源使用，反而增加酸鹼使用量、能源投入量、廢酸鹼液、二氧化碳排放，產品亦有化學物質殘留疑慮，且設備耐高溫、耐高壓、耐酸、鹼蝕等門檻高。這些萃取法皆為高耗能、高危險性之操作，不但於製備過程有工安之疑慮、且所需之產製設備，亦須有更高之維護等級，亦涉及環保問題。

上述多醣體原料來源及萃取方法，不適於取得火龍果莖部之多醣體，方法亟待改良。本案發明人結合農業廢棄物再利用及適合農業廢棄物之萃取技術，創新研發為本發明案。

本發明目的在於提供一種環保、節能減碳、安全、具經濟性之含多醣體物質製備方法、其產物及其各類應用。

本發明之目的在於提供一種火龍果莖產物之利用方法及其可應用之用途，如：可從中製備出含多醣體物質等具經濟效應之主要產物、次級產物。

本發明係從火龍果莖體類之農業資材與其產物中，經去皮、去梗、破碎/磨泥、水萃、離心、去除渣滓等步驟後，以水萃取或酒精萃取得到含多醣體之物質。此多醣體物質可直接使用，或進一步加工後，進行化妝品原料、食品、飲品、食品添加劑、飼料、植物培養基質、微生物培養基質。此外，於本發明過程中所獲得之次產物，如：濾出之水、泡過之酒精、離心過濾水及渣滓，皆可進一步回收再利用。

本發明提供一種萃取火龍果莖內多醣體之方法，流程圖如圖一。

進行步驟敘述如下：

(1)火龍果莖為農業廢棄物，為促進資源再利用，作為本發明資材。

(2)洗淨植物莖以利萃取，並符合衛生。

(3)以利器或剝除方式去除外皮及皮上物。

(4)以利器去除植物莖中間硬梗。

(5)以利器將植物莖切塊或切片。

(6)以攪碎機或研磨機絞碎植物莖成泥狀物。

(7)利用絞碎之泥狀物以高速離心方式進行固液分離。

(8)將預處理後之火龍果莖添加入水並混合，使多醣體溶解於水。

(9)分離雜質及去除渣滓。

(10)獲得多醣體及含部份雜質之粗萃液。

(11)添加酒精於含多醣體之溶液中混合。

(12)將已添加酒精之溶液進行離心。

(13)分離雜質及去除渣滓。

(14)獲得多醣體含量高之精萃液。

本發明所述火龍果莖，包括紅肉火龍果莖、白肉火龍果莖及其改良品種之火龍果莖類。

其中，上述(3)、(4)、(5)所提利器，係藉由工具以切、剪、削、刨等方式破壞植物莖部。

其中，上述(8)水萃取之步驟，係以水於1℃至40℃間、於常壓至5大氣壓力間，將水與預處理後之火龍果莖部以人力或機械混合，萃取時間介於5分鐘至24小時間，一般為1小時。

其中，上述(11)添加酒精萃取之步驟，係以酒精於1℃至40℃間、於常壓至5大氣壓力間，添加於植物莖部水萃後之混合液中，以人力或機械混合，萃取時間介於2分鐘至1小時間，一般為10小時。

其中，(9)及(13)之分離雜質及去除渣滓程序，係藉由離心、過濾、沉澱、層析、電凝、吸取等習用方法進行之。其雜質及渣滓可進一步做堆肥、農業資材、工業燃料、食品添加、美容護膚品。

由(10)獲得多醣體及含部份雜質之粗萃液，可直接作為食品、飲品、食品添加劑、飼料、植物培養基質、微生物培養基質。

由(14)獲得多醣體含量高之精萃液，可作為化妝品原料、食品、飲品、食品添加劑、飼料、植物培養基質、微生物培養基質。或經由冷凍乾燥、冷風乾燥、噴霧乾燥、減壓濃縮等步驟，製成片狀或粉狀原料。

本發明所提供之由植物莖體類資材與其產物中萃取之多醣體物質、製備方法與其應用，與其他技術、產品相互比較時，更具下列之優點：

(1)　本發明係以農業廢棄之火龍果莖類產物與資材做為發明原料，製備含多醣體物質，其製備過程不僅安全、簡單，並以人工或機械剝皮方式，使製備過程達到無使用化學性質。因此所取得之多醣萃取物，相較以往技術，將無化學農藥殘留物之顧慮。

(2)　本發明於常溫、常壓下以水萃取多醣體，取代以往技術之高溫、高壓、熱水、酸鹼萃取法。其優點除符合現代減少能資源使用、免除工安疑慮、減少廢液處理問題且具經濟效益，亦可避免大量生產時大量用水及高溫破壞多醣體。

(3)　本發明所得之多醣萃取物，其應用性廣，主因免除安全、衛生、無化學農藥殘留污染之可能，所製得之多醣萃取物質，可直接提供使用者之廣泛利用，例如化妝品原料、食品、飲品、食品添加劑、飼料、植物培養基質、微生物培養基質等。

綜合上述說明，本發明之製配方法及技術所萃取之多醣體，相較以往先例，更可廣泛應用於工業、食品量產之利用，且應用及附加價值皆高。

下述實施例示範說明，但本發明不受下述實施例限制。下列詳細說明之案例皆針對本發明之一可實施按例具體說明，凡未脫離本發明技藝之精神所為之實施或變更，均應包含於本專利範圍中。

實施例一：萃取火龍果莖多醣體

火龍果莖打成泥狀後，萃得多醣體粗萃液及多醣體精萃液，步驟如下：

(1)　將火龍果莖清洗乾淨，秤重為219.5065公克。

(2)　利用刀具剝除火龍果莖表皮的防水層，並去除中間硬梗後，秤重為110.1225克。

(3)　利用絞碎機將已去皮的火龍果莖之果肉打碎，果肉與水的比例約為1：2(w/v)，亦即加入水量220毫升。

(4)　將打碎之果泥，以離心機5,000 rpm、5 min超高速離心後取上層液重87.3336克，即為多醣體粗萃液。

(5)　將上層液以1：2(w/v)加入95%酒精進行沉澱，藉此取得植物性多醣體。

實施例二：萃取火龍果莖多醣體

火龍果莖削成片狀後，萃得多醣體粗萃液及多醣體精萃液，步驟如下：

(1)　將火龍果莖清洗乾淨，秤重為300.797公克。

(2)　利用刀具剝除火龍果莖表皮的防水層，並去除中間硬梗後，秤重為137.9203克。

(3)　利用刀具將已去皮的火龍果莖之果肉切成薄片，果肉與水的比例約為1：2(w/v)，亦即加入水量275毫升，浸泡30分鐘。

(4)　取出溶於水之多醣體，共重269.37克。

(5)　溶於水之多醣體：酒精以1：2(w/v)比例加入95%酒精，亦即添加538毫升酒精。

(6)　移除上層渣滓，並取出沉澱之含水多醣體，即為多醣體精萃液，計4.21克。經冷凍乾燥後，純粹之多醣體為0.1454克。

實施例三：萃取液製成飲品

(1)　以不同體積之泥狀粗萃取液及片狀萃取液，互相調配。

(2)　以果糖調整粗萃液糖度為8°Brix及10°Brix，並分裝於10 mL小杯，供男女試飲(男性16名、女性14名)。

(3)　結果發現，泥狀萃取液與片狀萃取液之體積比例為2:1、糖度8°Brix，受測者之平均接受度最高。

實施例四：細菌性纖維素敷材添加例

(1)　取用0.5公厘厚、20公分長乘20公分寬之細菌性纖維素敷材。

(2)　將此敷材浸於200毫升之粗萃液，30分鐘後取出，即成為內含火龍果多醣體萃取物之敷材。

(1)火龍果莖為農業廢棄物，為促進資源再利用，作為本發明資材。

(2)洗淨植物莖以利萃取，並符合衛生。

(3)以利器或剝除方式去除外皮及皮上物。

(4)以利器去除植物莖中間硬梗。

(5)以利器將植物莖切塊或切片。

(6)以攪碎機或研磨機絞碎植物莖成泥狀物。

(7)利用絞碎之泥狀物以高速離心方式進行固液分離。

(8)將預處理後之火龍果莖添加入水並混合，使多醣體溶解於水。

(9)分離雜質及去除渣滓。

(10)獲得多醣體及含部份雜質之粗萃液。

(11)添加酒精於含多醣體之溶液中混合。

(12)將已添加酒精之溶液進行離心。

(13)分離雜質及去除渣滓。

(14)獲得多醣體含量高之精萃液。

Claims (10)

1. 一種從火龍果莖資材與其產物中萃取含多醣體物質之製備方法，包含：(1)火龍果莖為農業廢棄物，為促進資源再利用，作為本發明資材。(2)洗淨植物莖以利萃取，並符合衛生。(3)以利器或剝除方式去除外皮及皮上物。(4)以利器去除植物莖中間硬梗。(5)以利器將植物莖切塊或切片。(6)以攪碎機或研磨機絞碎植物莖成泥狀物。(7)利用絞碎之泥狀物以高速離心方式進行固液分離。(8)將預處理後之火龍果莖添加入水並混合，使多醣體溶解於水。(9)分離雜質及去除渣滓。(10)獲得多醣體及含部份雜質之粗萃液。(11)添加酒精於含多醣體之溶液中混合。(12)將已添加酒精之溶液進行離心。(13)分離雜質及去除渣滓。(14)獲得多醣體含量高之精萃液。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中火龍果莖類資材包括紅肉火龍果莖、白肉火龍果莖及其改良品種與其產物包含該植物之莖類、莖類之葉部、皮部、梗部。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中最初處理方法以人工或機械方式清洗、去除外皮、去除硬梗之方法，並藉由工具以切、剪、削、刨等方式破壞植物莖部。
4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中內容所述之操作溫度包含1℃至40℃間之溫度範圍。
5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其萃取液進行冷凍乾燥、冷風乾燥、噴霧乾燥或減壓濃縮等步驟，製成片狀或粉狀原料。
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其萃取物及渣滓可作為化妝品原料、食品、飲品、食品添加劑、飼料、植物培養基質、微生物培養基質。
7. 一種利用火龍果莖所得之多醣萃取物，調製成之飲品之方法，包含添加水份、添加糖類及纖維素添加物。
8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其糖度於5°Brix及20°Brix之間。纖維素添加物包含細菌性纖維素、蔬果纖維及其汁液。
9. 一種利用火龍果莖所得之多醣萃取物，浸泡或添加於生醫敷材之表面或其中。
10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，其生醫敷材添加包括細菌性纖維素、不織布、天然材質布類、人工材質布類。