一種桑葉有效成分的統(tǒng)籌提取方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬桑葉提取技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種桑葉有效成分的統(tǒng)籌提取方法，是一種分步高效提取桑葉中多種有效成分的方法，也即是通過(guò)高濃度醇提，將桑葉以目標(biāo)產(chǎn)物為對(duì)象拆解開(kāi)來(lái)，再實(shí)施后一步針對(duì)性提取工藝，而制得桑葉多糖、桑葉黃酮、桑葉葉綠素、桑葉膳食纖維和桑葉I脫氧野尻霉素多種產(chǎn)品的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]桑葉為桑科植物桑(Morus alba L.)的干燥葉，是傳統(tǒng)桑蠶的主飼料，果桑的副產(chǎn)品，在我國(guó)大部分地區(qū)均有生產(chǎn)，一年四季均可采集；其來(lái)源廣泛易得、資源豐富、價(jià)格便宜。其味苦、甘，性寒，據(jù)《本草綱目》記載:“?；侵褚玻s食之稱文章，人食之老翁為小童?！彼赜小叭藚⒀a(bǔ)熱，桑葉清補(bǔ)”之美譽(yù)，不僅富含人體17種氨基酸，粗蛋白、粗脂肪，同時(shí)因其含有占桑葉干重2% -3%的桑葉黃酮、0.5%桑葉γ-氨基丁酸、0.15%桑葉1-脫氧野尻霉素(1-deoxynojirimycin，簡(jiǎn)稱DNJ)、2% -4%的桑葉多糖、4% -8%的桑葉蛋白，記憶20% -30%的桑葉粗纖維等具有藥用保健作用成分，是國(guó)家衛(wèi)生部確認(rèn)的“藥食同源”植物。
[0003]目前國(guó)內(nèi)外對(duì)從桑葉中提取并制備單一或有種混合成分的產(chǎn)品做了一些研究:
[0004]中國(guó)專利:CN03101988.9公開(kāi)了一種桑葉總堿浸膏的制劑及其制備方法，其主要步驟為:干桑葉粉碎，用水或親水溶劑提取，濃縮，調(diào)節(jié)PH =3-5，加絮凝劑，靜置，上清液離子交換，洗至無(wú)色，倒出樹(shù)脂加堿浸泡，再用親水溶劑回流樹(shù)脂，收集餾出液濃縮制浸膏。該方法不足之處在于，只利用了親水溶劑提取的桑葉部分有效成分，未考慮桑葉中醇溶性物質(zhì)及不容物的利用，造成原料的嚴(yán)重浪費(fèi)。同時(shí)將桑葉親水性提取物混合在一起，經(jīng)離子交換后，回流提取離子樹(shù)脂，對(duì)樹(shù)脂的耗費(fèi)巨大，不利于生產(chǎn)，經(jīng)回流所得混合組分成分復(fù)雜，只是初級(jí)產(chǎn)品，附加值低，不利于產(chǎn)品獲利。
[0005]中國(guó)專利:CN200810122998.7公開(kāi)了一種從桑葉總生物堿中分離1_脫氧野尻霉素單體的方法，其主要步驟為:將桑葉生物堿提取物溶于水，離子交換樹(shù)脂處理后，濕法裝柱，吸附后洗脫，分布收集洗脫液，并對(duì)洗脫液定性檢測(cè)，與1-脫氧野尻霉素對(duì)照品進(jìn)行比較，合并單一相同組分洗脫液，減壓濃縮，真空干燥，多次重結(jié)晶，得1-脫氧野尻霉素單體。該方法不足之處在于，只利用了桑葉生物堿中極少部分成分(占桑葉含量0.1% -0.3%),造成原料的嚴(yán)重浪費(fèi)。
[0006]中國(guó)專利:CN200810236144.1公開(kāi)了一種聯(lián)產(chǎn)桑葉黃酮、多糖和生物堿的復(fù)合提取工藝，其主要步驟為:原料處理、水提取、大孔樹(shù)脂吸附分離，其中采用氯仿作為萃取劑，有毒，在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中很難除去，不適宜工業(yè)化生產(chǎn)。
[0007]中國(guó)專利:CN200710027588.X公開(kāi)了一種桑葉提取物及其制備方法與應(yīng)用工藝，其主要步驟為:桑葉通過(guò)超聲波處理、經(jīng)水提與薄膜濃縮得到，含有多糖類(純度12%以下)、黃酮及黃酮苷(純度5 %以下)、生物堿(純度0.8 %以上)、留醇類、維生素類、氨基酸類等多種功能物質(zhì)。該方法不足之處在于，獲得的多種成分提取物含量過(guò)低，且未經(jīng)分離商業(yè)收益少。
[0008]中國(guó)專利:CN201010216512.3公開(kāi)了一種桑葉黃酮、生物堿復(fù)合物的提取分離方法，其主要步驟為:用酸化的去離子水對(duì)桑葉浸提；乙酸乙酯萃?。簧Ｈ~黃酮采用大孔樹(shù)脂DlOl吸附分離，洗脫液為70?90%乙醇溶液；桑葉生物堿用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂進(jìn)行分離。該方法不足之處在于，用酸化去離子水提取，獲得的有效成分不高，最終產(chǎn)品種類少，未能將桑葉資源充分利用，所獲的單一產(chǎn)品純度較低。
[0009]中國(guó)專利:CN201210190238.6公開(kāi)了一種利用濾膜和樹(shù)脂制備桑葉1_脫氧野尻霉素提取物的方法，其主要步驟為:將桑葉水提物浸膏用水溶解后，依次進(jìn)行微濾、超濾處理，透過(guò)液進(jìn)行大孔吸附樹(shù)脂、強(qiáng)酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂柱和強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂柱處理，獲得所述桑葉1-脫氧野尻霉素提取物。該方法不足之處在于，使用微濾、超濾技術(shù)獲得提取物，速度慢，成本高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的是提供一種桑葉有效成分的統(tǒng)籌提取方法，是一種通過(guò)簡(jiǎn)潔統(tǒng)籌的工藝，獲得多種桑葉產(chǎn)品(色素、多糖、黃酮、1-脫氧野尻霉素、桑葉粗蛋白、桑葉膳食纖維)的方法；解決了桑資源在制取成提取物的過(guò)程中存在的大量浪費(fèi)，充分高效的利用了桑葉的所有部分，獲得多種產(chǎn)品，各產(chǎn)品經(jīng)精制還可制得高純度的單類物質(zhì)，靈活可調(diào)，對(duì)桑葉綜合利用生產(chǎn)提升了附加值，具有良好的商業(yè)前景，適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0011]本發(fā)明的一種桑葉有效成分的統(tǒng)籌提取方法，包括以下步驟:
[0012](I)將桑葉粉與乙醇-水溶液混合均勻，并在30-50°C條件下超聲萃取后，離心分離得濾渣Cl和醇提濾液Al ;在加熱條件下，將桑葉干粉通過(guò)高速剪切攪拌均勻地分散在乙醇溶劑中，通過(guò)超聲的機(jī)械和空化效應(yīng)使桑葉細(xì)胞中的有效成分透過(guò)細(xì)胞快速的溶解在溶劑中縮短反應(yīng)時(shí)間，提高提取效率；其使用的乙醇-水溶液濃度為70-90v/v%。
[0013](2)將所述濾渣Cl與乙醇-水溶液混合均勻，在30-50°C條件下超聲萃取后離心分離得濾渣C2和濾液A2 ;經(jīng)一次萃取，原乙醇溶劑中所溶出的有效成分含量較高，需更換新的萃取液，重新形成低濃度環(huán)境，拉動(dòng)桑葉細(xì)胞內(nèi)殘留的有效成分再次分散溶解在乙醇萃取液中，從而獲得較高的提取得率。其使用的乙醇-水溶液的濃度為60-80v/v%。
[0014](3)合并醇提濾液Al和濾液A2，得濾液A3 ;將兩次醇提液混合均勻，使桑葉中的有效成分在乙醇液中的含量適中便于后續(xù)工藝統(tǒng)一處理。
[0015](4)將濾渣C2減壓蒸發(fā)脫去乙醇，至無(wú)醇味后，與水混合均勻，在40_60°C條件下超聲萃取，離心分離得濾渣C3和濾液BI ;為避免醇提后濾渣吸附的乙醇抑制下步工藝提取要獲得的多糖及蛋白在去離子水中的溶解，同時(shí)帶入其他醇溶性成分污染水提液，需脫去濾渣中的乙醇再進(jìn)行水提；在加熱條件下，將桑葉干粉通過(guò)高速剪切攪拌均勻地分散在去離子水中，通過(guò)超聲的機(jī)械和空化效應(yīng)使桑葉細(xì)胞中的多糖等成分透過(guò)細(xì)胞快速的溶解在溶劑中縮短反應(yīng)時(shí)間，提高提取效率。其使用的水為去離子水。
[0016](5)再將濾渣C3與水混合均勻，在40-60°C條件下超聲萃取，離心分離得濾渣C4和濾液B2 ;經(jīng)一次萃取，原去離子水中所溶出的目標(biāo)成分含量較高，需更換新的萃取液，重新形成低濃度環(huán)境，拉動(dòng)桑葉細(xì)胞內(nèi)殘留的目標(biāo)成分再次分散溶解在萃取液中，從而獲得較高的提取得率。其使用的水為去離子水。
[0017](6)合并濾液BI和濾液B2，并濃縮至原體積的1/10-1/20，得濃縮液B3 ;將兩次水提液合并，濃縮至小體積便于后續(xù)工藝處理。
[0018](7)濾渣C4依次用堿液和酸液在加熱和高速攪拌及超聲條件下處理，離心過(guò)濾；濾出的酸洗后濾渣經(jīng)漂白和去殘余脂溶性物后制備得到高溶脹性膳食纖維；所述高溶脹性膳食纖維的溶脹性多9.0ml/g，持水率多250% ;在加熱條件下，桑葉殘?jiān)ㄟ^(guò)高速剪切攪拌均勻地分散在熱的堿液和酸液中，堿液使纖維骨架膨脹、疏散，并在超聲的穿透作用下使OH-與纖維上的蛋白、多糖、脂肪、鞣質(zhì)等接觸反應(yīng)，加速雜質(zhì)組分脫除；酸液使纖維收縮，將經(jīng)堿洗未脫除的小分子糖類及色素、無(wú)機(jī)鹽暴露于纖維表面，在超聲的機(jī)械作用下，從纖維中脫除；漂白使纖維中的色素類物質(zhì)氧化，改善產(chǎn)品外觀；再利用乙醇的脂溶性將酸堿洗及漂白氧化過(guò)程中新產(chǎn)生的小分子物質(zhì)及色素溶解并通過(guò)離心作用脫除，制得高溶脹性膳食纖維。其使用的堿可為NaOH、KOH等中的一種或其混合的試劑；使用的酸可為鹽酸、醋酸、檸檬酸等中的一種或其混合的試劑；使用的漂白劑為過(guò)氧化氫、次氯酸鈉等中的一種或幾種。
[0019](8)在所述濃縮液B3中加入乙醇，于2-4°C下沉淀6_8小時(shí)，過(guò)濾得濾渣C5，濾液回收乙醇；溶解在濃縮液中的多糖及蛋白在乙醇溶液中溶解度降低，在2-4°C低溫靜置過(guò)程中析出，除去濃縮液中其它小分子雜質(zhì)，獲得目標(biāo)物質(zhì)。其使用的乙醇濃度80-100v/v%。
[0020](9)所述濾渣C5用去離子水重新溶解，并依次加入ZTC1+1澄清劑A和B組分，在45-50°C下，每隔20分鐘攪拌一次，保溫5-6小時(shí)，過(guò)濾得粗多糖濾液Tl和蛋白濾渣Dl ;將所得濾渣重新溶解在去離子水，配制成適合濃度的工藝液體，通過(guò)澄清劑的絮凝作用將其中含有蛋白成分從多糖中分離。其使用的澄清劑為ZTC1+1。
[0021 ] (10)粗多糖濾液Tl經(jīng)噴霧干燥，即得桑葉粗多糖；將得到的粗多糖濾液噴霧干燥制成粉劑便于包裝和儲(chǔ)存。
[0022](11)將蛋白濾渣Dl加去離子水配置成懸浮液，加入Alcalase蛋白酶，調(diào)節(jié)pH =7-7.5，在45-50°C水解4_5小時(shí)；將水解液滅除酶活性冷卻至室溫后再加入Papain蛋白酶，調(diào)節(jié)pH = 6-6.5，在30-35°C水解2_3h，過(guò)濾得蛋白水解液D2 ;將蛋白水解液D2滅除酶活性后冷卻至室溫過(guò)大孔樹(shù)脂，流出的過(guò)柱液冷凍干燥，得桑葉低聚肽；將得到的蛋白濾渣通過(guò)兩種蛋白酶分別對(duì)蛋白的側(cè)鏈及肽鍵剪切，使大分子蛋白斷裂分解，從而得到小分子的低聚肽，再通過(guò)高溫作用滅除蛋白酶活性終止反應(yīng)，防止過(guò)度水解，即可獲得桑葉低聚肽。為防止高溫干燥使低聚肽中有效成分分解，采取低溫冷凍干燥，干燥后便于包裝和儲(chǔ)存。其使用的蛋白酶為Alcalase蛋白酶和Papain蛋白酶。
[0023](12)將所述濾液A3在溫度50-70°C真空度0.06-0.08MPa下減壓濃縮到原體積的1/10-1/20，形成色素糊漿的水狀液，經(jīng)低速離心分離，得到色素糊漿和離心分離掉的下層液體；取離心分離掉的下層液體與石油醚按I?2:1的體積比混合，萃取2-4次，至石油醚層基本無(wú)顏色即完成脫色過(guò)程，得下層萃余液A4和萃取的上層色素液；在萃取的色素液中加入0.2-0.5w/w%碳酸鈉溶液，經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收石油醚后，與所述色素糊漿合并為混合色素糊漿SI ;將桑葉醇提液濃縮，溶液極性減小，使溶于其中的色素析出懸浮在溶液中，再通過(guò)低速離心分離得到上層色素糊漿；離心分離掉的下層液體中仍含有部分色素未析出，再經(jīng)石油醚萃取，使醇提液完全脫色，為下步工藝做準(zhǔn)備；得到的色素中加入碳酸鈉溶液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，防止蒸發(fā)時(shí)酸濃度過(guò)高對(duì)葉綠素造成破壞，同時(shí)回收溶劑。
[0024](13)所述混合色素糊漿SI制成桑葉葉綠素銅鈉鹽產(chǎn)品的具體步驟如下:
[0025](a)將所述混合色素糊漿SI置于乙醇水溶液、丙酮、氫氧化鈉水溶液和石油醚的混合溶劑中，調(diào)節(jié)水層pH值至11?12，在溫度45?50 °C下，攪拌阜化反應(yīng)30?45min ；皂化反應(yīng)是可逆的，石油醚與乙醇、丙酮部分混溶形成有機(jī)層，NaOH水溶液與部分乙醇、丙酮混合形成堿水層。反應(yīng)開(kāi)始時(shí)堿水層中無(wú)原料部分，原料存在于有機(jī)層中，通過(guò)乙醇起到物質(zhì)傳遞作用，將NaOH帶入有機(jī)層與原料皂化，同時(shí)將得到皂化產(chǎn)物水溶性葉綠素及時(shí)帶出，立刻溶解在堿水層中，移走反應(yīng)產(chǎn)物使平衡向生成產(chǎn)物方向偏移，加快反應(yīng)速度。反應(yīng)結(jié)束后有機(jī)層轉(zhuǎn)為吸附不皂化脂溶性部分及反應(yīng)產(chǎn)生的有機(jī)碎片，使之與水溶性葉綠素分離，達(dá)到便于產(chǎn)物分離的目的。其使用的混合溶劑中，乙醇水溶液、丙酮、氫氧化鈉水溶液和石油醚的體積比為5?10:8?10:5?7:15?20 ;所述混合色素糊漿SI與乙醇水溶液的質(zhì)量體積比為1:10?15 ;
[0026](b)分離除去上層的石油醚層液，留用下層的堿水層液；將含有水溶性葉綠素的堿水層與有機(jī)層分離，便于下步工藝進(jìn)行。
[0027](c)將所述堿水層液濃縮至原體積的1/2?1/3，冷卻至室溫，即得含水溶性葉綠素的混合液；將反應(yīng)后堿水層還溶的丙酮、乙醇、葉留醇等其他反應(yīng)產(chǎn)物及溶劑，通過(guò)加熱濃縮蒸發(fā)帶走，保留水溶性葉綠素，縮小總體積易于后續(xù)工藝處理。
[0028](d)將所述含水溶性葉綠素的混合液加入稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值至5?7，加入飽和硫酸銅溶液，加熱銅代，過(guò)濾后得銅代母液；將PH值至5?7使Cu2+離子在偏酸性的條件下取代葉綠素吡咯環(huán)中的H+及Mg2+離子生成葉綠素銅酸，避免濃縮后在強(qiáng)堿性水溶性中直接加入硫酸銅生成氫氧化銅沉淀，使反應(yīng)不完全；其中所使用的鹽酸為:3?5wt%濃度的鹽酸水溶液；其飽和硫酸銅溶液與水溶性葉綠素溶液的體積比為2-5:1。
[0029](e)所述銅代母液加入稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值至2.0?2.2，靜置結(jié)晶后過(guò)濾得濾渣；生成的葉綠素銅酸在pH = 2.0?2.2，在溶液中溶解度最小，從而易于從溶液中析出，達(dá)到分離葉綠素銅酸的目的；其使用的鹽酸為:3?5wt%濃度的鹽酸水溶液。
[0030](f)將所述濾渣分別通過(guò)如下三次次洗滌過(guò)程:
[0031]①用50?60°C去離子水淋洗I?2次，潷去水液；
[0032]②用30?40v/v%的乙醇水溶液淋洗I?2次，至乙醇層剛出現(xiàn)綠色，