專利名稱：一種從藍(lán)莓果渣中提取分離花青素和多糖的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從藍(lán)莓果渣中提取分離花青素和多糖的方法，屬于天然產(chǎn)物和食品領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
藍(lán)莓(Blueberry)為杜鵑花科越橘屬多年生落葉或常綠果樹，是地球上少有的藍(lán)色食品之一。果實(shí)為小漿果，成熟后為藍(lán)紫色，球形或橢圓形，果皮有白霜，我國主要產(chǎn)在大興安嶺和小興安嶺林區(qū)尤其是大興安嶺中部，而且都是純野生的。果實(shí)中含有豐富的黃酮類、多酚類和多糖類化合物等多種功能因子，具有較高的保健價(jià)值所以風(fēng)靡世界，是世界糧農(nóng)組織推薦的五大健康水果之一?；ㄇ嗨厥且环N天然水溶性色素，屬于類黃酮類。美國農(nóng)業(yè)部(USDA)人類營養(yǎng)研究中心和美國國家醫(yī)學(xué)研究院(NIH)等研究機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)藍(lán)莓是果蔬中花青素含量最高、抗氧化能力最強(qiáng)的水果。藍(lán)莓花青素主要是由飛燕草色素、矢車菊色素、牽?；ㄉ?、芍藥色素和錦葵色素5種色素與葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖各自結(jié)合形成的花色苷和乙?；ㄉ剀战M成。其保健功能尤其突出，具有抗菌活性和很強(qiáng)的抗氧化活性，并可以改善大腦記憶，減少人體膽固醇積累，促進(jìn)視黃素再合成等(楊磊，2009)。日木科學(xué)家的研究成果表明藍(lán)莓花青素提取物對(duì)改進(jìn)人的弱視及提高夜間視力有非常專一的功效；歐美一些國家已將藍(lán)莓列為學(xué)生保護(hù)視力的營養(yǎng)配餐食品，并有藍(lán)莓花青素制劑出售。多糖無甜味，在水中不能形成真溶液，只能形成膠體，無還原性，無變旋性，但有旋光性。20世紀(jì)50年代發(fā)現(xiàn)真菌多糖具有抗癌作用，后來又發(fā)現(xiàn)地衣、花粉及許多植物均含有多糖類化合物，并進(jìn)行分離提純，確定了其化學(xué)結(jié)構(gòu)和藥理活性，尤其對(duì)多糖類化合物的抗腫瘤和免疫增強(qiáng)作用進(jìn)行了深入研究。國外對(duì)于藍(lán)莓中活性成分的研究主要集中在花青素上，對(duì)其多糖的研究較少。孟憲軍關(guān)于藍(lán)莓多糖的活性研究表明，藍(lán)莓多糖對(duì)羥自由基和DPPH自由基有較強(qiáng)的清除作用 ，且對(duì)枯草芽孢桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、啤酒酵母均有一定的抑制作用(孟憲軍，2010)。我國的藍(lán)莓果實(shí)除少量被鮮食外，一部分冷凍出口，經(jīng)濟(jì)效益不高。對(duì)于加工方面多數(shù)是初加工產(chǎn)品，藍(lán)莓飲料和藍(lán)莓酒。這個(gè)過程產(chǎn)生的大量藍(lán)莓果渣中仍含有大量花青素和多糖，如不能對(duì)這部分加以充分合理利用，勢必造成藍(lán)莓果的大量浪費(fèi)，因此對(duì)這部分副產(chǎn)物綜合利用從中提取分離花青素和多糖是很有意義的。目前，藍(lán)莓中花青素的提取方法有水提取、有機(jī)溶劑提取、超臨界流體提取和酶輔助提取等方法。單純水提法成本低，但提取率差，原料利用率不高，資源浪費(fèi)嚴(yán)重；有機(jī)溶劑易對(duì)環(huán)境及操作者產(chǎn)生危害；超臨界流體法雖提取率高，但因設(shè)備昂貴，普及受限制；藍(lán)莓果含有大量的纖維素和果膠，它們會(huì)阻礙花青素和多糖的提取。所以利用纖維素酶和果膠酶對(duì)其進(jìn)行生物降解，將有助于花青素和多糖從胞內(nèi)到胞外的快速傳質(zhì)。雖然酶輔助提取藍(lán)莓果中的花青素和多糖已有報(bào)道，但是所采用的方法耗時(shí)、費(fèi)力或不適于放大應(yīng)用。初步提取得到的花青素產(chǎn)品，通常品質(zhì)較低、穩(wěn)定性較差，因此有必要進(jìn)一步對(duì)其分離純化。為了獲得高純度的花青素，往往需要兩次甚至多次分離純化，工藝比較復(fù)雜，投入較大，難以規(guī)?；a(chǎn)，這也使得高純度花青素產(chǎn)品價(jià)格極其昂貴。本發(fā)明旨在建立一種傳質(zhì)速度快，提取率高，低成本，綠色環(huán)保，適于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的方法，達(dá)到提取分離藍(lán)莓果渣中的花青素和多糖的目的。該方法綜合利用副產(chǎn)物，有效成分提效率高，減少有機(jī)試劑使用，設(shè)備簡單，節(jié)約環(huán)保，適合產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出一種以水為提取溶劑從藍(lán)莓果渣中提取分離花青素和多糖的方法，工藝操作簡單、成本低、提取率高、環(huán)境友好、適于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為深度開發(fā)利用藍(lán)莓加工副產(chǎn)物奠定基礎(chǔ)。本發(fā)明技術(shù)方案為:以藍(lán)莓果渣為原料，酶水溶液為提取溶劑，利用負(fù)壓空化技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)化提取，提取液濃縮后經(jīng)大孔吸附樹脂富集分離，得到花青素洗脫液和多糖洗脫液，經(jīng)濃縮干燥，最后獲得花青素產(chǎn)品和多糖產(chǎn)品。上述的從藍(lán)莓果渣中提取分離花青素和多糖方法，其特征在于:所述的提取溶劑為pHl.5 5.5的酶水溶液，酶為纖維素酶、果膠酶或兩者按照質(zhì)量比1: 2 8: I組成的復(fù)合酶，酶與藍(lán)莓果渣用量比為1.0 7.0mg/g,調(diào)節(jié)pH值所用酸為鹽酸、冰乙酸或檸檬酸。上述的從藍(lán)莓果渣中提取分離花青素和多糖方法，其特征在于:所述的負(fù)壓空化提取技術(shù)，酶水溶液與果渣的液固比為7 20mL/g，提取溫度室溫 55°C，連續(xù)提取I 3次，每次10 30min提取壓力-0.02MPa -0.09MPa,所得提取液減壓濃縮至所用提取溶劑總體積的1/7。上述的從藍(lán)莓果渣中提取分離花青素和多糖方法，其特征在于:所述的大孔吸附樹脂富集分離過程，所用樹脂包括 ADS-5、ADS-8、NKA-9、D3520, D4020, ADS-17、D14、D16、HPD-100, HPD-300、HPD-400和HPD-700型大孔吸附樹脂，層析樹脂柱的徑高比為1: 5 1: 30，上樣體積為3 8BV，流速為2 5BV/h，吸附平衡后以4 10BV/h的流速用2 4BV水洗脫多糖，3 9BV10 % 30 %乙醇洗脫花青素，所得洗脫溶液經(jīng)減壓濃縮，冷凍干燥后得藍(lán)莓果渣多糖和花青素產(chǎn)品。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):(I)采用酶輔助負(fù)壓空化強(qiáng)化水提取方法，節(jié)約有機(jī)試劑，傳質(zhì)速度快，提取效率高，達(dá)到花青素和多糖的同時(shí)提??；(2)所用材料為藍(lán)莓加工廢棄物，成本低，環(huán)境友好；(3)產(chǎn)品附加值高，可用于功能性食品開發(fā)；(4)工藝操作簡單，適于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
取藍(lán)莓果洛50g,加入纖維素酶300mg和用鹽酸調(diào)至pH3.0的蒸懼水500mL,在-0.07MPa負(fù)壓和40°C下進(jìn)行負(fù)壓空化強(qiáng)化提取兩次，每次15min，過濾，合并濾液，減壓濃縮至所用提取溶劑總體積的1/7，以3BV/h流速流經(jīng)徑高比為1: 20的NKA-9大孔吸附樹脂柱進(jìn)行吸附上樣，上樣量為5BV，吸附平衡后以4BV/h的流速用3BV蒸餾水沖洗樹脂柱，6BV 10%乙醇溶液洗脫花青素。未吸附部分溶液與蒸餾水沖洗部分合并得多糖溶液，收集10 %乙醇溶液洗脫部分得花青素溶液，分別減壓濃縮，冷凍干燥，得藍(lán)莓果渣多糖和花青素。多糖和花青素提取率為23.51和5.1011^/^，在浸膏中含量為12.3(%和2.67(%。富集純化后多糖和花青素含量分別提高到13.7%和38.3%，回收率分別為95.3%和72.9%。實(shí)施例2取藍(lán)莓果渣50g，加入纖維素酶與果膠酶按照質(zhì)量比1:1組成的復(fù)合酶200mg和用檸檬酸調(diào)至PH4.5的蒸餾水350mL，在-0.03MPa負(fù)壓和45°C下進(jìn)行負(fù)壓空化強(qiáng)化提取兩次，每次lOmin，過濾，合并濾液，減壓濃縮至所用提取溶劑總體積的1/7，以1.5BV/h流速流經(jīng)徑高比為1: 15的D14大孔吸附樹脂柱進(jìn)行吸附上樣，上樣量為3BV，吸附平衡后以6BV/h的流速用2BV蒸餾水沖洗樹脂柱，5BV 20%乙醇溶液洗脫花青素。未吸附部分溶液與蒸餾水沖洗部分合并得多糖溶液，收集20%乙醇溶液洗脫部分得花青素溶液，分別減壓濃縮，冷凍干燥，得藍(lán)莓果渣多糖和花青素。多糖和花青素提取率為20.84和4.16mg/g，在浸膏中含量為11.8%和2.35%。富集純化后多糖和花青素含量分別提高到13.3%和26.6%，回收率分別為92.2%和79 .9%。
權(quán)利要求
1.一種從藍(lán)莓果渣中提取分離花青素和多糖的方法，其特征在于:藍(lán)莓果渣先經(jīng)負(fù)壓空化提取技術(shù)提取，將得到的提取液濃縮，然后經(jīng)大孔吸附樹脂富集分離技術(shù)分離，所得花青素洗脫液和多糖洗脫液再經(jīng)減壓濃縮，冷凍干燥，最后獲得藍(lán)莓花青素產(chǎn)品和多糖產(chǎn)品。
2.按照權(quán)利要求1所述的從藍(lán)莓果渣中提取分離花青素和多糖的方法，其特征在于:所述的提取液為pH為1.5 5.5的酶水溶液，酶為纖維素酶、果膠酶或兩者按照質(zhì)量比1: 2 8:1組成的復(fù)合酶，酶與藍(lán)莓果渣用量比為1.0 7.0mg/g，調(diào)節(jié)pH值所用酸為鹽酸、冰乙酸或檸檬酸。
3.按照權(quán)利要求1所述的從藍(lán)莓果渣中提取分離花青素和多糖的方法，其特征在于:所述的負(fù)壓空化提取技術(shù)，酶水溶液與果渣的液固比為7 20mL/g，提取溫度室溫 55°C，連續(xù)提取I 3次，每次10 30min，提取壓力-0.02MPa -0.09MPa,所得提取液減壓濃縮至所用提取溶劑總體積的1/7。
4.按照權(quán)利要求1所述的從藍(lán)莓果渣中提取分離花青素和多糖的方法，其特征在于:所述的大孔吸附樹脂富集分離技術(shù)，所用樹脂包括ADS-5、ADS-8、NKA-9、D3520, D4020,ADS-17、D14、D16、HPD-100, HPD-300、HPD-400 和 HPD-700 型大孔吸附樹脂，層析樹脂柱的徑高比為1: 5 1: 30，上樣體積為3 8BV，上樣流速為2 5BV/h，吸附平衡后以4 10BV/h的流速用2 4BV水洗脫多糖，3 9BV10% 30%乙醇洗脫花青素，所得洗脫溶液經(jīng)減壓濃縮，冷凍干燥 后得藍(lán)莓果渣多糖和花青素產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種從藍(lán)莓果渣中提取分離花青素和多糖的綠色方法。該方法以藍(lán)莓果渣為原料，酶水溶液為提取溶劑，利用負(fù)壓空化強(qiáng)化提取技術(shù)和大孔吸附樹脂富集分離技術(shù)，獲得藍(lán)莓花青素產(chǎn)品和多糖產(chǎn)品。該技術(shù)獲得的產(chǎn)品花青素含量26％～40％，多糖含量12.6％～13.8％。木發(fā)明綜合利用藍(lán)莓副產(chǎn)物，設(shè)備簡單，節(jié)約環(huán)保，符合當(dāng)今發(fā)展潮流，適合產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
文檔編號(hào)C08B37/00GK103159727SQ201110424918
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者付玉杰, 魏作富, 高暢, 王微, 祖元?jiǎng)?申請(qǐng)人:東北林業(yè)大學(xué), 付玉杰