本發(fā)明涉及農(nóng)產(chǎn)品的深加工領(lǐng)域，具體而言，涉及一種從板栗殼中提取鞣質(zhì)、多糖和板栗殼色素的方法。
背景技術(shù)：
：板栗(castaneamollissimablume)屬山毛櫸科(fagacene)植物，其果實(shí)俗稱(chēng)栗子，是我國(guó)的主要特產(chǎn)植物，世界上重要的干果之一。因其富含糖、淀粉、蛋白質(zhì)及多種維生素和礦物質(zhì)，而且脂肪含量少。味甘性溫，無(wú)毒，具有補(bǔ)脾健胃、補(bǔ)腎強(qiáng)筋之功效。故一直是人們十分喜愛(ài)的一種保健食品。近年隨著板栗種植面積增加和板栗深加工的不斷深入，占板栗近20％的板栗殼的數(shù)量也急劇增加。目前對(duì)板栗殼的主要處理方法是作為垃圾焚燒，不但造成浪費(fèi)還污染環(huán)境。雖然板栗殼不能直接食用或者使用，但板栗殼中富含鞣質(zhì)、多糖和板栗殼色素。其中，鞣質(zhì)，又名鞣酸或單寧，含鞣質(zhì)6％以上的植物水提取液所得濃縮產(chǎn)品為“栲膠”，工業(yè)用途廣泛，可用作鞣皮劑、釀酒工業(yè)的澄清劑、工業(yè)用作木材粘膠劑、墨水原料、染色劑以及除垢劑。板栗多糖，具有清除氧自由基和抗氧化等多種功能，可以申報(bào)健康食品原料。板栗殼色素，為天然棕色素，屬于黃酮類(lèi)色素，可用作食用色素。因此，如果能夠從廢棄的板栗殼材料中高效地提取鞣質(zhì)、多糖和板栗殼色素，可以產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。目前，已經(jīng)存在一些從板栗殼中提取鞣質(zhì)、多糖或板栗殼色素的方法。但上述方法只能單獨(dú)提取鞣質(zhì)、多糖或板栗殼色素中的一種，并且存在提取效率不高、純度差或成本過(guò)高的缺陷。同時(shí)，板栗殼中容易富集重金屬，因此提取物還容易出現(xiàn)重金屬超標(biāo)的現(xiàn)象。有鑒于此，特提出本發(fā)明。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的第一目的在于提供一種從板栗殼中提取鞣質(zhì)、多糖和板栗殼色素的方法，該方法能夠同時(shí)高效提取鞣質(zhì)、多糖和板栗殼色素。本發(fā)明的第二目的在于提供一種上述方法制備而成的鞣質(zhì)提取物或含多糖和板栗殼色素的提取物，該鞣質(zhì)提取物或含多糖和板栗殼色素的提取物具有純度高的優(yōu)點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述目的，特采用以下技術(shù)方案：一種從板栗殼中提取鞣質(zhì)、多糖和板栗殼色素的方法，所述方法包括以下步驟：(1)浸提：用氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液對(duì)板栗殼進(jìn)行浸提，獲得浸提液，其中，所述氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液的ph值為12.8～13.5；(2)調(diào)ph值：用酸性溶液將浸提液的ph值調(diào)節(jié)至6.5～7；(3)反滲透過(guò)濾：對(duì)浸提液進(jìn)行兩級(jí)反滲透過(guò)濾，其中，第一級(jí)過(guò)濾的精度為0.4～0.7μm，過(guò)濾后獲得含鞣質(zhì)的溶液；第二級(jí)過(guò)濾的精度為0.05～0.2μm，過(guò)濾后獲得含多糖和板栗殼色素的溶液。本發(fā)明上述提取方法通過(guò)堿液浸提結(jié)合反滲透過(guò)濾，能夠在一次提取過(guò)程中同時(shí)分別獲得鞣質(zhì)提取物和含多糖和板栗殼色素的提取物。同時(shí)，本發(fā)明上述提取方法還對(duì)氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液的ph值進(jìn)行優(yōu)化，提升產(chǎn)物的收率。另外，本發(fā)明所述方法還通過(guò)酸性溶液調(diào)節(jié)浸提液的ph值，將食品工業(yè)中禁用的氫氧化鈉和氫氧化鉀轉(zhuǎn)化為可實(shí)用的氯化鈉、檸檬酸鈉等物質(zhì)，使得提取物能夠直接用于食品工業(yè)。在一些實(shí)施方式中，所述氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液的ph值為13～13.5，或13.2～13.5；優(yōu)選地，所述氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液的ph值為12.8、13.2或13.5。在一些實(shí)施方式中，所述板栗殼與氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液的質(zhì)量體積比為1：8～12，或1:9～11，或1:10～11；優(yōu)選地，1:8，或1:10，或1：12。本發(fā)明上述方法對(duì)氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液的ph值、以及板栗殼與氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液的質(zhì)量體積比進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步提高產(chǎn)物的收率。在一些實(shí)施方式中，第一級(jí)過(guò)濾的精度為0.4～0.6μm，或0.5～0.6μm；優(yōu)選地，第一級(jí)過(guò)濾的精度為0.5μm。在一些實(shí)施方式中，第二級(jí)過(guò)濾的精度為0.05～0.15μm，或0.1～0.15μm；優(yōu)選地，第二級(jí)過(guò)濾的精度為0.1μm。在一些實(shí)施方式中，所述步驟(1)包括兩次浸提步驟，其中第二次浸提的板栗殼為第一次浸提后產(chǎn)生的板栗殼渣，第二次浸提的條件與第一次浸提相同。本發(fā)明上述方法對(duì)板栗殼進(jìn)行兩次浸提，可以促進(jìn)板栗殼中有效物質(zhì)的充分溶解和釋放。在一些實(shí)施方式中，所述酸性溶液為檸檬酸或鹽酸溶液，優(yōu)選地，為檸檬酸溶液。本發(fā)明所述方法優(yōu)選以檸檬酸溶液調(diào)節(jié)浸提液的ph值；除調(diào)節(jié)ph值外，檸檬酸還能夠與板栗殼中析出的重金屬形成配位化合物，產(chǎn)生沉淀，從而去除板栗殼提取物中的重金屬離子。在一些實(shí)施方式中，在步驟(2)之后，步驟(3)之前還包括在浸提液中加入吸附重金屬離子的絮凝劑并沉降除雜的步驟。板栗殼本身容易富集重金屬離子，板栗自身在加工工程中也容易被設(shè)備污染而產(chǎn)生重金屬離子。本發(fā)明上述方法特意包括添加絮凝劑的步驟，能夠去除板栗殼提取物中的重金屬離子，避免給人體帶來(lái)危害。在一些實(shí)施方式中，所述吸附重金屬離子的絮凝劑選自海藻酸、海藻酸鈉、殼聚糖、交聯(lián)的羧甲基淀粉中的一種或多種；優(yōu)選地，所述吸附重金屬離子的絮凝劑為海藻酸鈉。在一些實(shí)施方式中，所述方法還包括對(duì)所述含鞣質(zhì)的溶液和/或所述含多糖和板栗殼色素的溶液進(jìn)行濃縮的步驟。在一些實(shí)施方式中，所述濃縮方式為反滲透濃縮。在一些實(shí)施方式中，所述方法還包括對(duì)所述含鞣質(zhì)的溶液和/或所述含多糖和板栗殼色素的溶液進(jìn)行干燥的步驟，優(yōu)選地，所述干燥的方式為冷凍干燥。本發(fā)明所述方法優(yōu)選采用膜濃縮和冷凍干燥的方式對(duì)提取物進(jìn)行濃縮和干燥，還可以避免溶液中的敏感物質(zhì)被破壞。本發(fā)明還涉及根據(jù)上述方法制備而成的鞣質(zhì)提取物或含多糖和板栗殼色素的提取物。本發(fā)明上述提取物中鞣質(zhì)或多糖和板栗殼色素的含量高，同時(shí)，不含重金屬或食品中禁用的氫氧化鈉等物質(zhì)，能夠直接用于食品工業(yè)生產(chǎn)。另外，所述含多糖和板栗殼色素的提取物在食品工業(yè)中不但能夠作為食用色素，還同時(shí)能增加食品的保健功效。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：1)、本發(fā)明所述提取方法能夠在一次提取過(guò)程中同時(shí)分別獲得鞣質(zhì)提取物和含多糖和板栗色素的提取物，且提取效率高，產(chǎn)品色度好。2)、本發(fā)明所述方法采用酸溶液、特別是檸檬酸溶液調(diào)節(jié)浸提液的ph值，將氫氧化鈉等食品中禁用的堿轉(zhuǎn)化為食品級(jí)的氯化鈉或檸檬酸鈉等，同時(shí)，所述方法還優(yōu)選地包括加入吸附重金屬離子的絮凝劑，能夠去除板栗殼自身富集的以及在加工過(guò)程被設(shè)備污染而產(chǎn)生的重金屬離子。3)、本發(fā)明采用膜濃縮和冷凍干燥的方式對(duì)提取液進(jìn)行進(jìn)一步加工，能夠有效保持提取物的活性。4)、本發(fā)明所述鞣質(zhì)提取物具有鞣質(zhì)含量高、無(wú)重金屬污染等優(yōu)點(diǎn)。5)、本發(fā)明所述含多糖和板栗殼色素的提取物具有多糖、板栗色素含量高、無(wú)重金屬污染、無(wú)氫氧化鈉或氫氧化鉀殘留、可直接用于食品工業(yè)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)，所述提取物在作為食用色素使用的同時(shí)，還具有保健功能。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)描述，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，下列實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠(chǎng)商者，均為可以通過(guò)市售購(gòu)買(mǎi)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。實(shí)施例1按照以下方式從板栗殼中提取鞣質(zhì)、多糖和板栗殼色素：1、選料：選用剝殼機(jī)剝下的新鮮未發(fā)霉的板栗殼原料，剔除發(fā)霉原料。2、烘干：原料選好后，用95℃熱風(fēng)將板栗殼烘干，之后妥善存放。3、浸提：將粉碎至80目的板栗殼10kg投入到提取罐中，加入ph值為12.8的氫氧化鈉溶液80l，浸提2h，過(guò)濾，得到第一次浸提液。按質(zhì)量體積比1:8的比例，將過(guò)濾后的板栗殼濾渣和ph值為12.8的氫氧化鈉溶液投入到提取罐中，浸提2h，過(guò)濾，得到第二次浸提液，合并兩次浸提液。4、粗過(guò)濾：浸提液用300目袋式過(guò)濾器過(guò)濾，除去大顆粒物質(zhì)。5、中和：加入檸檬酸溶液調(diào)節(jié)浸提液的ph值至6.5，沉降2h，過(guò)濾。6、絮凝：按0.1g：1l的質(zhì)量體積比在濾液中加入海藻酸鈉，沉降2h，用10μm的精濾器對(duì)溶液進(jìn)行過(guò)濾。7、反滲透過(guò)濾：用二級(jí)反滲透過(guò)濾器對(duì)溶液進(jìn)行過(guò)濾，其中第一級(jí)反滲透過(guò)濾的濾膜孔徑為0.5μm，通過(guò)第一級(jí)反滲透過(guò)濾獲得含鞣質(zhì)的溶液；第二級(jí)反滲透過(guò)濾的濾膜孔徑為0.1μm，通過(guò)第二級(jí)反滲透過(guò)濾獲得含多糖和板栗殼色素的溶液。8、濃縮：采用反滲透膜濃縮的方式，濃縮含鞣質(zhì)的溶液和含多糖和板栗殼色素的溶液。9、冷凍干燥：在-24℃下進(jìn)行冷凍干燥，之后成品入庫(kù)。實(shí)施例2參照實(shí)施例1所述方法提取鞣質(zhì)、多糖和板栗殼色素，區(qū)別僅在于，按以下方式進(jìn)行浸提：將粉碎至80目的板栗殼10kg投入到提取罐中，加入ph值為13.2的氫氧化鈉溶液100l，浸提2h，過(guò)濾，得到第一次浸提液。按質(zhì)量體積比1:10的比例，將過(guò)濾后的板栗殼濾渣和ph值為13.2的氫氧化鈉溶液投入到提取罐中，浸提2h，過(guò)濾，得到第二次浸提液，合并兩次浸提液。實(shí)施例3參照實(shí)施例1所述方法提取鞣質(zhì)、多糖和板栗殼色素，區(qū)別僅在于，按以下方式進(jìn)行浸提：將粉碎至80目的板栗殼10kg投入到提取罐中，加入ph值為13.5的氫氧化鈉溶液120l，浸提2h，過(guò)濾，得到第一次浸提液。按質(zhì)量體積比1:12的比例，將過(guò)濾后的板栗殼濾渣和ph值為13.5的氫氧化鈉溶液投入到提取罐中，浸提2h，過(guò)濾，得到第二次浸提液，合并兩次浸提液。對(duì)比例1參照實(shí)施例2所述方法提取鞣質(zhì)、多糖和板栗殼色素，區(qū)別僅在于，按以下方式進(jìn)行浸提：將粉碎至80目的板栗殼10kg投入到提取罐中，加入ph值為11的氫氧化鈉溶液100l，浸提2h，過(guò)濾，得到第一次浸提液。按質(zhì)量體積比1:10的比例，將過(guò)濾后的板栗殼濾渣和ph值為11的氫氧化鈉溶液投入到提取罐中，浸提2h，過(guò)濾，得到第二次浸提液，合并兩次浸提液。對(duì)比例2參照實(shí)施例2所述方法提取鞣質(zhì)、多糖和板栗殼色素，區(qū)別僅在于，按以下方式進(jìn)行浸提：將粉碎至80目的板栗殼10kg投入到提取罐中，加入ph值為12的氫氧化鈉溶液100l，浸提2h，過(guò)濾，得到第一次浸提液。按質(zhì)量體積比1:10的比例，將過(guò)濾后的板栗殼濾渣和ph值為12的氫氧化鈉溶液投入到提取罐中，浸提2h，過(guò)濾，得到第二次浸提液，合并兩次浸提液。對(duì)比例3參照實(shí)施例2所述方法提取鞣質(zhì)、多糖和板栗殼色素，區(qū)別僅在于，按以下方式進(jìn)行浸提：將粉碎至80目的板栗殼10kg投入到提取罐中，加入ph值為13.8的氫氧化鈉溶液100l，浸提2h，過(guò)濾，得到第一次浸提液。按質(zhì)量體積比1:10的比例，將過(guò)濾后的板栗殼濾渣和ph值為13.8的氫氧化鈉溶液投入到提取罐中，浸提2h，過(guò)濾，得到第二次浸提液，合并兩次浸提液。對(duì)比例4參照實(shí)施例2所述方法提取鞣質(zhì)、多糖和板栗殼色素，區(qū)別僅在于，所述提取方法不包括步驟5。對(duì)比例5參照實(shí)施例2所述方法提取鞣質(zhì)、多糖和板栗殼色素，區(qū)別僅在于，所述提取方法不包括步驟6。對(duì)比例6參照實(shí)施例2所述方法提取鞣質(zhì)、多糖和板栗殼色素，區(qū)別僅在于，所述提取方法不包括步驟5和步驟6。實(shí)驗(yàn)例1檢測(cè)實(shí)施例1～3以及對(duì)比例1～3所述方法制備的鞣質(zhì)提取物的成品率和純度(具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1)：1、按以下公式計(jì)算鞣質(zhì)提取物的成品率：成品率＝凍干粉的質(zhì)量/板栗殼的質(zhì)量×100％；2、按以下步驟測(cè)定凍干粉中鞣質(zhì)含量：①用10ml蒸餾水溶解鞣質(zhì)凍干粉0.1g，之后稀釋100倍，備用；②吸取0、10、20、30、50、100mg/l沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)使用液各1.0ml，分別加入5.0ml水、1.0ml鎢酸鈉-鉬酸鈉混合溶液和3.0ml碳酸鈉溶液，混勻，顯色，放置2h，在765nm波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，以沒(méi)食子酸濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。③吸取1.0ml樣品稀釋液，用測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)系列的操作條件測(cè)定樣品溶液。④根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)測(cè)定樣品溶液中鞣質(zhì)的含量，從而計(jì)算鞣質(zhì)凍干粉的純度：純度＝鞣質(zhì)提取物中鞣質(zhì)的質(zhì)量/鞣質(zhì)提取物的質(zhì)量。表1鞣質(zhì)提取物的成品率和純度成品率(％)純度(％)實(shí)施例112.161.8實(shí)施例214.365.1實(shí)施例312.959.4對(duì)比例18.149.2對(duì)比例27.542.0對(duì)比例37.943.4實(shí)驗(yàn)例2檢測(cè)實(shí)施例1～3以及對(duì)比例1～3所述方法制備的含多糖和板栗殼色素提取物的成品率，具體檢測(cè)方法如下所示，檢測(cè)結(jié)果參加表2。1、按以下公式計(jì)算含多糖和板栗殼色素的提取物的成品率：成品率＝凍干粉的質(zhì)量/板栗殼的質(zhì)量×100％；2、按以下步驟測(cè)定凍干粉中多糖的含量：①用10ml去離子水溶解0.1g凍干粉，之后稀釋100倍，備用；②吸取葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液(100mg/l)0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml依次置于6個(gè)試管中，再分別加入去離子水至1.0ml，搖勻后，按順序向試管中加入新配置的0.5ml蒽酮的乙酸乙酯試劑和5ml濃硫酸，立即將試管放入沸水浴中，準(zhǔn)確保溫10min，取出后自然冷卻至室溫，以空白作對(duì)照，在620nm波長(zhǎng)下測(cè)其吸光度，以吸光度為縱坐標(biāo)，以質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，并求出標(biāo)準(zhǔn)線(xiàn)性方程。③取1ml待測(cè)樣品液于比色管中，加入0.5ml蒽酮乙酸乙酯試劑盒5ml濃硫酸，充分震蕩，立即將試管放入沸水浴中，準(zhǔn)確保溫10min，取出后自然冷卻至室溫，并在620nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光值。④根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)測(cè)定樣品溶液中多糖的含量，從而計(jì)算凍干粉中多糖的含量：多糖含量＝提取物中多糖的質(zhì)量/提取物的質(zhì)量。3、按照以下步驟測(cè)定凍干粉中板栗殼色素的含量：①用10ml去離子水溶解0.1g凍干粉，之后稀釋10倍，備用；②采用硝酸鋁-亞硝酸鈉比色法，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)：準(zhǔn)確吸取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液0、0.25、0.5、1.0、1.5、2ml(相對(duì)于蘆丁0、75、150、300、450、600μg/ml)，加蒸餾水相應(yīng)補(bǔ)足至2ml，各加入30％乙醇溶液4ml和5％亞硝酸鈉溶液0.5ml，搖勻后放置6min，加入1.0mol/l氫氧化鈉溶液4ml，搖勻，放置15min，于510nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度，以零管為空白，以蘆丁含量(μg/ml)為橫坐標(biāo)，以吸光度為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)。③樣品測(cè)定：取2ml樣品按照標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)繪制操作步驟于510nm處進(jìn)行吸光度的測(cè)定。④根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)測(cè)定樣品溶液中板栗殼色素的含量，從而計(jì)算凍干粉中板栗殼色素的含量：板栗殼色素含量＝提取物中板栗殼色素的質(zhì)量/提取物的質(zhì)量。表2提取物的成品率和多糖、板栗殼色素的含量成品率(％)多糖含量(％)板栗殼色素含量(％)實(shí)驗(yàn)例123.241.951.2實(shí)驗(yàn)例229.840.249.8實(shí)驗(yàn)例325.342.050.2對(duì)比例115.335.841.7對(duì)比例212.638.242.1對(duì)比例313.739.443.2實(shí)施例3檢測(cè)實(shí)施例1～3以及對(duì)比例4～6所述方法提取得到的鞣質(zhì)提取物、含多糖和板栗殼色素的提取物中重金屬含量的情況，具體檢測(cè)方法如下，檢測(cè)結(jié)果參見(jiàn)表3：取鞣質(zhì)提取物或含多糖和板栗殼色素的提取物0.5g，置于三角瓶中，加5ml硝酸和高氯酸(3:1)混合液，置于電熱板上加熱至出現(xiàn)大量白煙，然后繼續(xù)加熱至溶液近干，加0.5％硝酸轉(zhuǎn)移至50ml容量瓶中，并定容至刻度。在原子吸收光譜儀上測(cè)試。表3重金屬含量檢測(cè)結(jié)果其中表1中的“1”代表鞣質(zhì)提取物，“2”代表含多糖和板栗殼色素的提取物，“/”代表未檢測(cè)到。根據(jù)表1所示數(shù)據(jù)，比較實(shí)施例1～3與對(duì)比例4～6可知，在板栗殼的浸提液中加入檸檬酸鈉和絮凝劑可以有效地去除浸提液中的pb、cd和cu離子，使最終的提取產(chǎn)物滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)gb2762-2005關(guān)于食品中重金屬的限量標(biāo)準(zhǔn)：pb0.1mg/kg，cd0.1mg/kg，as0.05mg/kg。最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12