一種黑果腺肋花楸果渣中花青素的提取純化方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種黑果腺肋花楸果渣中花青素提取純化的新方法，具體包括超微粉碎、酶解及浸提、低速離心、高速離心、超濾去雜、大孔樹脂純化、納濾、冷凍干燥等步驟。將果渣采用振動(dòng)式超微粉碎機(jī)粉碎至物料的平均顆粒度大于300目后，加入果膠酶及纖維素酶酶解。得到的酶解溶液依次采用分離臥螺離心機(jī)及自清式碟式分離機(jī)，低速及高速離心。澄清溶液用超濾裝置超濾。超濾的流出液用大孔樹脂層析柱吸附，用60%～90%的乙醇洗脫花青素。得到的花青素乙醇溶液用納濾膜納濾，去除溶劑乙醇?；ㄇ嗨厝芤河美鋬稣婵崭稍锓ɑ驀婌F干燥法干燥截留液，至成品水分含量≤5%。獲得紫紅色的黑果腺肋花楸花青素粉末，其中花青素的含量為60%?90%。
【專利說明】
一種黑果腺肋花楸果渣中花青素的提取純化方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種黑果腺肋花楸果渣中花青素的提取純化方法，屬于農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]黑果腺肋花楸屬薔薇科，是多年生落葉灌木，其果實(shí)為紫黑色漿果。該植物原產(chǎn)于美國東北部，現(xiàn)在我國吉林、黑龍江、遼寧、內(nèi)蒙、甘肅、江蘇等省市均有種植。該樹種適應(yīng)性強(qiáng)，生長迅速，樹形美觀，耐寒耐旱，適合作為觀賞樹木。另外，其果實(shí)富含多種維生素、氨基酸、礦物質(zhì)、有機(jī)酸、萜類、胡蘿卜素多種營養(yǎng)及功效成分。值得一提的是，該果實(shí)還含有多酚類物質(zhì)高達(dá)2.5%以上，其中花色素含量達(dá)約I %。近幾年，研究表明，該果實(shí)有改善視力及睡眠，緩解老年癡呆癥，治療心臟病、高血壓及癌癥等疾病功效。尤其是，該功效與其富含的多酚類物質(zhì)尤其是花青素有關(guān)，且該花青素的生物活性高于紫薯等植物中提取的花青素。目前，在歐洲花楸及其提取物已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥及化妝品中。
[0003]我國從國外成功地引進(jìn)黑果腺肋花楸種苗，經(jīng)過十余年的技術(shù)推廣，目前已大面積種植。該樹木不僅作為一種觀賞樹木，而且還作為一種經(jīng)濟(jì)作物。部分企業(yè)利用其果實(shí)開發(fā)出花楸果汁、果酒及果醋等深加工產(chǎn)品，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，且滿足多樣化的市場需求。然而，目前這些果實(shí)深加工后，果渣僅僅作為飼料或者肥料。該果渣沒有被深加工，其附加值有限。值得一提的是，該果渣中含有豐富的花青素。因此，利用花楸果渣提取花青素，不僅提高相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，提高果渣的附加值，而且滿足國內(nèi)外市場對高生物活性的花楸花青素相關(guān)產(chǎn)品的需求。
[0004]在過去的30余年時(shí)間內(nèi)，人類已成功地從植物中提取及純化出多種花青素。到目前為止，這些方法普遍存在環(huán)境污染、提取純化效率低及得率低、方法煩瑣、溶劑無法回收等缺點(diǎn)，在實(shí)際生產(chǎn)中難以得到應(yīng)用。尤其是，在純化過程中雜質(zhì)沒有被有效去除，造成花青素的純度低，嚴(yán)重制約產(chǎn)品的價(jià)格，影響其在相關(guān)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0005]花青素還是一種安全的水溶性天然色素，在酸性條件下，其呈現(xiàn)鮮紅色或紫紅色。可替代現(xiàn)有的莧菜紅、胭脂紅等對人體有害的人工合成色素。因此，大量開發(fā)花青素尤其是花楸花青素，不僅可滿足人們對其作為藥物、保健食品及化妝品的需求，而且可替代對人工合成色素的使用，必將給人類的身體健康的改善帶來福音。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明目的是提供一種黑果腺肋花楸果渣中花青素的提取純化方法。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種黑果腺肋花楸果渣中花青素的提取純化方法，包括下列步驟:
(1)將黑果腺肋花楸打漿得到果漿；
(2)將所述果漿中的果汁與果渣分離；
(3)將所述果渣加入振動(dòng)式超微粉碎機(jī)中，然后添加體積為所述果渣2?10倍的去離子水后，超微粉碎30-40分鐘至物料的平均顆粒度大于或等于300目；
(4)將超微粉碎后的果渣加入酶解罐中，用檸檬酸調(diào)節(jié)溶液的pH值至2.5?4.5;接下來在溫度為25?55 °C條件下，加入溶液質(zhì)量濃度為0.01?0.3%的果膠酶及溶液質(zhì)量濃度為
0.01?0.2%的纖維素酶，混合均勻，至溶液中沒有果膠被檢測出為止，得到酶解溶液；
(5)將所述酶解溶液在3000-5000r/min轉(zhuǎn)速下離心分離，得到粗澄清溶液；
(6)將所述粗澄清溶液在5000-13000r/min轉(zhuǎn)速下離心分離，得到澄清溶液；
(7)將所述澄清溶液加入截留分子量為3-10kDa的超濾裝置中進(jìn)行超濾，去除殘存的雜質(zhì);控制壓力為0.1?0.7MPa，溫度為10?50°C，直至沒有花青素流出為止；
(8)將步驟(7)的流出液加入苯乙烯型非極性大孔樹脂或者苯乙烯型弱極性大孔樹脂層析柱中，先用純凈水或者去離子水洗脫，去除不被大孔樹脂吸附的雜質(zhì);再用體積濃度為60%?90%的乙醇洗脫，使得花青素被洗脫下來，洗脫液即為花青素乙醇溶液；
(9)將花青素乙醇溶液加入截留分子量為200-300Da的納濾膜，進(jìn)行納濾，去除溶劑乙醇，操作壓力為0.1?0.7MPa、溫度為10?50°C ;當(dāng)花青素乙醇溶液體積減少至原來體積的十分之一，停止納濾操作得到花青素溶液；
(10)采用真空冷凍干燥法或噴霧干燥法干燥花青素溶液即得產(chǎn)品。
[0008]優(yōu)選的技術(shù)方案為:所述黑果腺肋花楸為新鮮的黑果腺肋花楸或者冷凍保藏后解凍的黑果腺肋花楸。
[0009]優(yōu)選的技術(shù)方案為:采用漿渣分離機(jī)或者離心機(jī)將所述果漿中的果汁與果渣分離。
[0010]優(yōu)選的技術(shù)方案為:在步驟(7)中，當(dāng)仍然有花青素流出時(shí)，補(bǔ)加去離子水繼續(xù)超濾。
[0011]優(yōu)選的技術(shù)方案為:所述真空冷凍干燥法是指將花青素溶液預(yù)冷凍至(TC以下，然后在真空度小于或等于50kPa，-20?-40°c條件下，冷凍干燥至成品水分含量<5%。
[0012]優(yōu)選的技術(shù)方案為:所述噴霧干燥法是指在110?120°C條件，將花青素溶液噴霧干燥至成品水分含量<5%。獲得紫紅色的黑果腺肋花楸花青素粉末，其中花青素的含量為60-90%。
[0013]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)和效果:
1、本發(fā)明采用超微粉碎技術(shù)將花楸果渣充分粉碎，有效地實(shí)現(xiàn)果渣的細(xì)微化;添加果膠酶及纖維素酶解溶液，有效地實(shí)現(xiàn)果膠大分子膠體中所含花青素的釋放;依次采用低速離心、高速離心及超濾法過濾，將溶液中所含的雜質(zhì)大部分被有效地去除;通過大孔樹脂吸附花青素，將其他水溶性雜質(zhì)用水洗脫出，保證產(chǎn)品有較高的純度(大于或等于60)。
[0014]2、本發(fā)明使得黑果腺肋花楸果渣中花青素資源得到有效利用。本發(fā)明采用水提取法，能有效地提取黑果腺肋花楸果渣中的花青素，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。黑果腺肋花楸花青素可直接食用，也可作為輔料或者天然色素添加到飲料、食品、藥物及化妝品中，提高黑果腺肋花楸果渣的附加值。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
實(shí)施例:一種黑果腺肋花楸果渣中花青素的提取純化方法 (I)將冷凍保藏解凍的黑果腺肋花楸打漿，得到果漿。
[0016](2)將果漿采用漿渣分離機(jī)或者離心機(jī)將果汁與黑渣分離。
[0017](3)將果渣加入振動(dòng)式超微粉碎機(jī)中，添加2倍體積的去離子水后，超微粉碎30分鐘，至物料的平均顆粒度大于300目為止。
[0018](4)將超微粉碎后的果渣加入酶解罐中，用檸檬酸調(diào)節(jié)溶液的pH至2.5;溫度25°C條件下，加入溶液質(zhì)量0.01%的果膠酶及0.01%纖維素酶，混合均勻，酶解2小時(shí)，至溶液中沒有果膠被檢測出為止，得到酶解溶液。
[0019](5)將酶解溶液采用分離臥螺離心機(jī)，在3000r/min轉(zhuǎn)速下離心分離，去除大部分殘?jiān)玫酱殖吻迦芤骸?br>[0020](6)將澄清溶液采用自清式碟式分離機(jī)，在5000r/min轉(zhuǎn)速下離心分離，去除殘余的少量殘?jiān)?，得到澄清溶液?br>[0021](7)將澄清溶液加入截留分子量為3kDa的超濾裝置中，進(jìn)行超濾，進(jìn)一步去除殘存少量的多糖、蛋白質(zhì)、纖維素、果膠等大分子雜質(zhì)?？刂茐毫?.1MPa，溫度為10°C，直至沒有花青素流出為止;如仍然有花青素流出，補(bǔ)加去離子水繼續(xù)超濾。
[0022](8)將步驟(7)的流出液加入苯乙烯型弱極性大孔樹脂層析柱中，先用純凈水或者去離子水洗脫，去除不被大孔樹脂吸附的雜質(zhì);再用60%的乙醇洗脫，使得花青素被洗脫下來，洗脫液即為花青素乙醇溶液。
[0023](9)將花青素乙醇溶液加入截留分子量為200Da的納濾膜，進(jìn)行納濾，去除溶劑乙醇，操作壓力為0.1MPa、溫度為10°C。當(dāng)花青素乙醇溶液體積減少至原來體積的十分之一，停止納濾操作，分別得到截留液(花青素溶液)和乙醇，乙醇可循環(huán)使用。
[0024](10)采用冷凍真空干燥法或噴霧干燥法干燥截留液。首先，將溶液預(yù)冷凍至O °C以下。然后，在真空度小于或等于50kPa，-20°C條件下，冷凍干燥至成品水分含量<5%?；蛘咴?10 °C條件，將溶液噴霧干燥，至成品水分含量< 5%。獲得紫紅色的黑果腺肋花楸花青素粉末，其中花青素的含量為60%。
[0025]本發(fā)明的分離方法不僅能耗低而且具有良好的環(huán)境友好性。本發(fā)明主要采用水作為提取劑，生物酶解，離心分離去除溶液中大顆粒雜質(zhì)，超濾去雜，大孔樹脂純化，乙醇作為洗脫劑，納濾截留技術(shù)分離出乙醇。本方法能有效地節(jié)省能源消耗，并且不產(chǎn)生任何有毒有害物質(zhì)，采用的洗脫劑一一乙醇可循環(huán)使用。
[0026]本發(fā)明的提取及純化過程較好地保護(hù)花青素不被破壞。本發(fā)明整個(gè)過程中，采用超微粉碎；中溫(20?50°C)酶解及浸提;高速離心去雜;超濾分離凈化;大孔樹脂純化;納濾濃縮及回收乙醇;冷凍干燥法干燥，最大程度地保留花青素不被破壞。
[0027]實(shí)施例二:一種黑果腺肋花楸果渣中花青素的提取純化方法
(I)將新鮮的黑果腺肋花楸打漿，得到果漿。
[0028](2)將果漿采用漿渣分離機(jī)或者離心機(jī)將果汁與黑渣分離。
[0029](3)將果渣加入振動(dòng)式超微粉碎機(jī)中，添加10倍體積的去離子水后，超微粉碎40分鐘，至物料的平均顆粒度大于300目為止。
[0030](4)將超微粉碎后的果渣加入酶解罐中，用檸檬酸調(diào)節(jié)溶液的pH至4.5;溫度25?55 °C條件下，加入溶液質(zhì)量0.3%的果膠酶及0.2%纖維素酶，混合均勻，酶解6小時(shí)，至溶液中沒有果膠被檢測出為止，得到酶解溶液。
[0031](5)將酶解溶液采用分離臥螺離心機(jī)，在5000r/min轉(zhuǎn)速下離心分離，去除大部分殘?jiān)?，得到粗澄清溶液?br>[0032](6)將澄清溶液采用自清式碟式分離機(jī)，在13000r/min轉(zhuǎn)速下離心分離，去除殘余的少量殘?jiān)?，得到澄清溶液?br>[0033](7)將澄清溶液加入截留分子量為1kDa的超濾裝置中，進(jìn)行超濾，進(jìn)一步去除殘存少量的多糖、蛋白質(zhì)、纖維素、果膠等大分子雜質(zhì)?？刂茐毫?.7MPa，溫度為50°C，直至沒有花青素流出為止;如仍然有花青素流出，補(bǔ)加去離子水繼續(xù)超濾。
[0034](8)將步驟(7)的流出液加入苯乙烯型非極性大孔樹脂層析柱中，先用純凈水或者去離子水洗脫，去除不被大孔樹脂吸附的雜質(zhì);再用90%的乙醇洗脫，使得花青素被洗脫下來，洗脫液即為花青素乙醇溶液。
[0035](9)將花青素乙醇溶液加入截留分子量為300Da的納濾膜，進(jìn)行納濾，去除溶劑乙醇，操作壓力為0.7MPa、溫度為50°C。當(dāng)花青素乙醇溶液體積減少至原來體積的十分之一，停止納濾操作，分別得到截留液(花青素溶液)和乙醇，乙醇可循環(huán)使用。
[0036](10)采用冷凍真空干燥法或噴霧干燥法干燥截留液。首先，將溶液預(yù)冷凍至O °C以下。然后，在真空度小于或等于50kPa，-40°C條件下，冷凍干燥至成品水分含量<5%?；蛘咴?20 0C條件，將溶液噴霧干燥，至成品水分含量< 5%。獲得紫紅色的黑果腺肋花楸花青素粉末，其中花青素的含量為90%。
[0037]上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種黑果腺肋花楸果渣中花青素的提取純化方法，其特征在于:包括下列步驟: (1)將黑果腺肋花楸打漿得到果漿； (2)將所述果漿中的果汁與果渣分離； (3)將所述果渣加入振動(dòng)式超微粉碎機(jī)中，然后添加體積為所述果渣2?10倍的去離子水后，超微粉碎30-40分鐘至物料的平均顆粒度大于或等于300目； (4)將超微粉碎后的果渣加入酶解罐中，用檸檬酸調(diào)節(jié)溶液的pH值至2.5?4.5;接下來在溫度為25?55 °C條件下，加入溶液質(zhì)量濃度為0.01?0.3%的果膠酶及溶液質(zhì)量濃度為0.01?0.2%的纖維素酶，混合均勻，至溶液中沒有果膠被檢測出為止，得到酶解溶液； (5)將所述酶解溶液在3000-500(^/1^11轉(zhuǎn)速下離心分離，得到粗澄清溶液； (6)將所述粗澄清溶液在5000-13000r/min轉(zhuǎn)速下離心分離，得到澄清溶液； (7)將所述澄清溶液加入截留分子量為3-10kDa的超濾裝置中進(jìn)行超濾，去除殘存的雜質(zhì);控制壓力為0.1?0.7MPa，溫度為10?50°C，直至沒有花青素流出為止； (8)將步驟(7)的流出液加入苯乙烯型非極性大孔樹脂或者苯乙烯型弱極性大孔樹脂層析柱中，先用純凈水或者去離子水洗脫，去除不被大孔樹脂吸附的雜質(zhì);再用體積濃度為60%?90%的乙醇洗脫，使得花青素被洗脫下來，洗脫液即為花青素乙醇溶液； (9)將花青素乙醇溶液加入截留分子量為200-300Da的納濾膜，進(jìn)行納濾，去除溶劑乙醇，操作壓力為0.1?0.7MPa、溫度為10?50°C ;當(dāng)花青素乙醇溶液體積減少至原來體積的十分之一，停止納濾操作得到花青素溶液； (10)采用真空冷凍干燥法或噴霧干燥法干燥花青素溶液即得產(chǎn)品。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑果腺肋花楸果渣中花青素的提取純化方法，其特征在于:所述黑果腺肋花楸為新鮮的黑果腺肋花楸或者冷凍保藏后解凍的黑果腺肋花楸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑果腺肋花楸果渣中花青素的提取純化方法，其特征在于:采用漿渣分離機(jī)或者離心機(jī)將所述果漿中的果汁與果渣分離。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑果腺肋花楸果渣中花青素的提取純化方法，其特征在于:在步驟(7)中，當(dāng)仍然有花青素流出時(shí)，補(bǔ)加去離子水繼續(xù)超濾。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑果腺肋花楸果渣中花青素的提取純化方法，其特征在于:所述真空冷凍干燥法是指將花青素溶液預(yù)冷凍至(TC以下，然后在真空度小于或等于50kPa，_20?-40 0C條件下，冷凍干燥至成品水分含量< 5%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的黑果腺肋花楸果渣中花青素的提取純化方法，其特征在于:所述噴霧干燥法是指在110?120 °C條件，將花青素溶液噴霧干燥至成品水分含量< 5%;獲得紫紅色的黑果腺肋花楸花青素粉末，其中花青素的含量為60-90%。
【文檔編號】C09B61/00GK105949163SQ201610342698
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年5月23日
【發(fā)明人】徐惠群, 祝遵崚, 仲秀林, 徐世杰, 徐峰
【申請人】江蘇紫藤園藝綠化工程有限公司