專利名稱：桑椹花青素的提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及花青素的提取方法，屬于天然藥物提取技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
花青素一種水溶性植物色素，化學(xué)本質(zhì)是多酚類物質(zhì)，自從花青素能清除人體內(nèi)自由基的作用被發(fā)現(xiàn)后，被越來(lái)越多的人所認(rèn)識(shí)。目前花青素廣泛地被用于藥品、保健品、 化妝品等領(lǐng)域。花青素價(jià)格昂貴，而且其價(jià)格隨著純度的提高而成倍數(shù)增長(zhǎng)，因此開發(fā)出純度高的花青素具有極大的市場(chǎng)價(jià)值。傳統(tǒng)方法提取花青素不僅提取率低，純度低，而且無(wú)法去除糖份和蛋白質(zhì)，因此其用途也受到局限，只能作為果汁飲料的原料。公開號(hào)為 101153031A的發(fā)明專利公開了一種從桑葚中提取花青素的方法，它是以桑果為原料，將清洗后的桑果打成果漿，攪拌均勻，然后脫水脫糖，然后在_20°C以下干燥，至其含水率低于 5%，超微粉碎；然后用已知的提取手段提取。說明書中和權(quán)利要求書中也進(jìn)一步公開了已知提取手段可以是有機(jī)溶劑萃取法、水提醇沉樹脂吸附法、超臨界CO2萃取法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為解決上述技術(shù)問題，提供一種桑椹花青素的提取純化工藝。本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的 桑椹花青素的提取方法，包括以下步驟
①在超聲條件下，先采用含有纖維素酶和果膠酶的混合酶對(duì)桑椹進(jìn)行酶解，再以鹽酸溶于去氧水形成的鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1 0. 2wt%的溶液為提取劑，在70 80°C的溫度下， 控制料液比為1 5 8，對(duì)酶解后的桑葚進(jìn)行若干次提取，每次提取2 2. 5h，合并提取液；
②在上述花青素提取液中加入聚合硫酸鐵，并進(jìn)行過濾，除去絮凝沉淀物，得初級(jí)濾
液；
③將步驟②所得初級(jí)濾液經(jīng)超濾裝置進(jìn)行過濾處理，得次級(jí)濾液；
④用大孔樹脂對(duì)步驟③所得次級(jí)濾液進(jìn)行吸附，然后采用45 50%的乙醇水溶液對(duì)已經(jīng)吸附在大孔樹脂上的花青素有效成分進(jìn)行洗脫，得洗脫液；
⑤采用納濾裝置對(duì)步驟④所得洗脫液進(jìn)行過濾處理，得到透過液和截留液，實(shí)現(xiàn)對(duì)所需溶液和洗脫溶劑的分離，對(duì)所需溶液的濃縮?；ㄇ嗨仉y以提取，其一是它穩(wěn)定地存在于植物的細(xì)胞內(nèi)，受到細(xì)胞壁的保護(hù)；其二是它在細(xì)胞內(nèi)還與其他多種有機(jī)物形成高度共軛的體系，范德瓦耳斯力、氫鍵等作用高度協(xié)調(diào)。本發(fā)明采用超聲波、酶解、絮凝并且微酸水提的方法，從根本上解決花青素難以提取的問題。其原理是，超聲波能產(chǎn)生并傳遞強(qiáng)大的能量，穿透植物組織細(xì)胞，引起空化作用使植物細(xì)胞破裂，有利于植物中有效成分的轉(zhuǎn)移、擴(kuò)散及提取，具有縮短提取時(shí)間、提高收率等優(yōu)勢(shì)，被公認(rèn)為是一種經(jīng)濟(jì)、高效、省時(shí)、選擇性好的提取方法；酶解技術(shù)主要是由于花青素被包含在細(xì)胞壁內(nèi)，利用酶可以將細(xì)胞壁降解，從而使得達(dá)到最高的提取收率成為可能。傳統(tǒng)的方法通常是用物理破碎的方法使得植物細(xì)胞壁破碎，這種破碎相當(dāng)有限。一直以來(lái)，研究人員從植物中提取花青素都是采用有機(jī)溶劑或者有機(jī)溶劑-水作為提取劑。對(duì)于花青素，有機(jī)溶劑的提取能力順序?yàn)楸?< 乙醇 < 甲醇 < 丙酮 < 四氫呋喃， 因此應(yīng)用較多的是丙酮一水體系和甲醇一水體系為提取劑。由于甲醇毒性更大，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員通常采用丙酮占總體積的50% 70%的丙酮-水的復(fù)合體系為提取劑。確實(shí)， 用這種提取劑提取效果較好，但是由于花青素的特殊理化性質(zhì)，花青素極易被氧化，也因此使得剛被提取出來(lái)的花青素其中一部分馬上就損失了。這也是使用傳統(tǒng)花青素提取方法提取的花青素，花青素含量很難高于16%的重要原因。盡管花青素是一種易溶于水的色素，但是由于花青素在植物體內(nèi)通常與蛋白質(zhì)、 多糖等以氫鍵形成穩(wěn)定的分子復(fù)合物，因此就算細(xì)胞壁破除后，也很難直接用水提取。氫鍵的形成是由于H與電負(fù)性較大的基團(tuán)形成共價(jià)鍵，而導(dǎo)致共用電子對(duì)強(qiáng)烈地偏移至電負(fù)性較大的基團(tuán)附近從而使得H幾乎被裸露而表現(xiàn)出一定的吸引另一分子中的電子的能力。本發(fā)明人在水中添加了質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1 0. 2wt%的鹽酸，在有H+的情況下，氫鍵則容易被破壞。再加上花青素易溶于水，使得用鹽酸水溶液提取花青素成為可能。而且，經(jīng)本發(fā)明人研究得出，花青素在酸性環(huán)境中的穩(wěn)定性更好，如當(dāng)在偏堿性環(huán)境中，花青素在常溫下就會(huì)發(fā)生分解；當(dāng)在酸性環(huán)境中，花青素在高于常溫的溫度下也不見得會(huì)分解，但在酸性環(huán)境中更容易被氧化，因此本發(fā)明人對(duì)提取劑做了去氧的處理，通?？梢允峭ǖ?dú)獬芙庋酢｛}酸水提后，其提取液中還含有大量的其他有機(jī)物，這些物質(zhì)共同組成1 100納米的膠體分散體系。從動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)看，由于膠體粒子的布朗運(yùn)動(dòng)及其帶電性(以負(fù)電荷為主)，使膠體溶液建立沉降平衡的時(shí)間較長(zhǎng)。其后因膠粒的濃度梯度很小，使膠體溶液暫時(shí)保持穩(wěn)定；從熱力學(xué)觀點(diǎn)看，膠體分散體系自身存在巨大的表面能，為熱力學(xué)不穩(wěn)定體系， 膠體粒子自發(fā)向吉氏函數(shù)減小方向逐漸聚成大粒子而產(chǎn)生沉降的趨勢(shì)。只有當(dāng)分散度極高或有高分子化合物等保護(hù)劑保護(hù)時(shí)，才能相對(duì)穩(wěn)定。絮凝澄清劑則是通過絮凝劑高分子的電中和、吸附架橋、網(wǎng)捕和卷掃作用，使體系中粒度較大的顆粒及具有斯托克沉淀趨勢(shì)的懸浮顆粒絮凝沉淀，而保留有效的物質(zhì)等。本發(fā)明中，先利用聚合硫酸鐵的絮凝作用，去除絮凝沉淀物，再經(jīng)超濾裝置處理，可將蛋白質(zhì)、粘液質(zhì)、皂甙等雜質(zhì)除去。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述混合酶中纖維素酶和果膠酶以1 0. 1 0. 5的比例組成，并且在酶解時(shí)，控制溫度在40 50°C之間，PH在4. 5 5. 5之間。不同的植物細(xì)胞其細(xì)胞壁中纖維素和果膠的含量明顯不同，作用于桑葚時(shí)，纖維素酶和果膠酶以1 0. 1 0. 5配比成的混合酶，酶解細(xì)胞壁的效果作用更優(yōu)。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，步驟②所述的聚合硫酸鐵的使用量為200 800ppm。綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果
本發(fā)明方法提取花青素不采用有機(jī)溶劑，沒有溶劑殘留；而且本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單，提取率高；使用本發(fā)明方法提取的花青素還具有純度高的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式本具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，其并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。
實(shí)施例一
①在超聲條件下，先采用含有纖維素酶和果膠酶的混合酶對(duì)桑椹進(jìn)行酶解，所述混合酶中纖維素酶和果膠酶以1 0.1的比例組成，并且在酶解時(shí)，控制溫度在40°C左右，PH在
4.5左右；再以鹽酸溶于去氧水形成的鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. lwt%的溶液為提取劑，在70°C的溫度下，控制料液比為1 5，對(duì)酶解后的桑葚進(jìn)行3次提取，每次提取池，合并提取液；
②在上述花青素提取液中加入聚合硫酸鐵，并進(jìn)行過濾，除去絮凝沉淀物，得初級(jí)濾液；聚合硫酸鐵的使用量為200ppm ；
③將步驟②所得初級(jí)濾液經(jīng)超濾裝置進(jìn)行過濾處理，得次級(jí)濾液；
④用大孔樹脂對(duì)步驟③所得次級(jí)濾液進(jìn)行吸附，然后采用45%的乙醇水溶液對(duì)已經(jīng)吸附在大孔樹脂上的花青素有效成分進(jìn)行洗脫，得洗脫液；
⑤采用納濾裝置對(duì)步驟④所得洗脫液進(jìn)行過濾處理，得到透過液和截留液，實(shí)現(xiàn)對(duì)所需溶液和洗脫溶劑的分離，對(duì)所需溶液的濃縮。實(shí)施例二
①在超聲條件下，先采用含有纖維素酶和果膠酶的混合酶對(duì)桑椹進(jìn)行酶解，所述混合酶中纖維素酶和果膠酶以1 0.3的比例組成，并且在酶解時(shí)，控制溫度在45°C左右，PH在 5左右；再以鹽酸溶于去氧水形成的鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 15wt%的溶液為提取劑，在75°C的溫度下，控制料液比為1 7，對(duì)酶解后的桑葚進(jìn)行3次提取，每次提取池，合并提取液；
②在上述花青素提取液中加入聚合硫酸鐵，并進(jìn)行過濾，除去絮凝沉淀物，得初級(jí)濾液；聚合硫酸鐵的使用量為500ppm ；
③將步驟②所得初級(jí)濾液經(jīng)超濾裝置進(jìn)行過濾處理，得次級(jí)濾液；
④用大孔樹脂對(duì)步驟③所得次級(jí)濾液進(jìn)行吸附，然后采用45%的乙醇水溶液對(duì)已經(jīng)吸附在大孔樹脂上的花青素有效成分進(jìn)行洗脫，得洗脫液；
⑤采用納濾裝置對(duì)步驟④所得洗脫液進(jìn)行過濾處理，得到透過液和截留液，實(shí)現(xiàn)對(duì)所需溶液和洗脫溶劑的分離，對(duì)所需溶液的濃縮。實(shí)施例三
①在超聲條件下，先采用含有纖維素酶和果膠酶的混合酶對(duì)桑椹進(jìn)行酶解，所述混合酶中纖維素酶和果膠酶以1 0.5的比例組成，并且在酶解時(shí)，控制溫度在50°C左右，PH在
5.5左右；再以鹽酸溶于去氧水形成的鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 2wt%的溶液為提取劑，在80°C的溫度下，控制料液比為1 8，對(duì)酶解后的桑葚進(jìn)行3次提取，每次提取2. ，合并提取液；
②在上述花青素提取液中加入聚合硫酸鐵，并進(jìn)行過濾，除去絮凝沉淀物，得初級(jí)濾液；聚合硫酸鐵的使用量為SOOppm ；
③將步驟②所得初級(jí)濾液經(jīng)超濾裝置進(jìn)行過濾處理，得次級(jí)濾液；
④用大孔樹脂對(duì)步驟③所得次級(jí)濾液進(jìn)行吸附，然后采用50%的乙醇水溶液對(duì)已經(jīng)吸附在大孔樹脂上的花青素有效成分進(jìn)行洗脫，得洗脫液；
⑤采用納濾裝置對(duì)步驟④所得洗脫液進(jìn)行過濾處理，得到透過液和截留液，實(shí)現(xiàn)對(duì)所需溶液和洗脫溶劑的分離，對(duì)所需溶液的濃縮。對(duì)比例一
①桑葚凈洗后物理破碎；
②以丙酮-水體系對(duì)所述物理破碎的桑葚在10°c以下進(jìn)行低溫提取，提取時(shí)控制料液比為1 10，對(duì)桑葚果渣重復(fù)提取3次，每次提取5h，然后合并提取液，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的三氯醋酸進(jìn)行除蛋白，然后離心處理該提取液，取上清液，再經(jīng)濃縮制得桑葚粗提液；
③對(duì)所述桑葚粗提液用HP-2MG樹脂在10°C下進(jìn)行純化時(shí)，以乙醇和去氧水以體積比為7 3的比例制成的溶液做洗脫劑，然后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀除去洗脫液中的乙醇；最后采用噴霧干燥的方法制得花青素。對(duì)比例二
以桑果為原料，將清洗后的桑果打成果漿，攪拌均勻，然后脫水脫糖，然后在-20°C以下干燥，至其含水率低于5%，超微粉碎；以丙酮-水體系對(duì)所述物理破碎的桑葚在10°C以下進(jìn)行低溫提取，提取時(shí)控制料液比為1 10，對(duì)桑葚果渣重復(fù)提取3次，每次提取5h，然后合并提取液，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的三氯醋酸進(jìn)行除蛋白，然后離心處理該提取液，取上清液，再經(jīng)濃縮制得桑葚粗提液；對(duì)所述桑葚粗提液用HP-2MG樹脂在10°C下進(jìn)行純化時(shí)，以乙醇和去氧水以體積比為7 3的比例制成的溶液做洗脫劑，然后用反滲透法除去洗脫液中的乙醇；最后采用冷凍干燥的方法制得花青素。下表所示為本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)比
權(quán)利要求
1.桑椹花青素的提取方法，包括以下步驟①在超聲條件下，先采用含有纖維素酶和果膠酶的混合酶對(duì)桑椹進(jìn)行酶解，再以鹽酸溶于去氧水形成的鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 1 0. 2wt%的溶液為提取劑，在70 80°C的溫度下， 控制料液比為1 5 8，對(duì)酶解后的桑葚進(jìn)行若干次提取，每次提取2 2.證，合并提取液；②在上述花青素提取液中加入聚合硫酸鐵，并進(jìn)行過濾，除去絮凝沉淀物，得初級(jí)濾液；③將步驟②所得初級(jí)濾液經(jīng)超濾裝置進(jìn)行過濾處理，得次級(jí)濾液；④用大孔樹脂對(duì)步驟③所得次級(jí)濾液進(jìn)行吸附，然后采用45 50%的乙醇水溶液對(duì)已經(jīng)吸附在大孔樹脂上的花青素有效成分進(jìn)行洗脫，得洗脫液；⑤采用納濾裝置對(duì)步驟④所得洗脫液進(jìn)行過濾處理，得到透過液和截留液，實(shí)現(xiàn)對(duì)所需溶液和洗脫溶劑的分離，對(duì)所需溶液的濃縮。
2.桑椹花青素的提取方法，其特征在于所述混合酶中纖維素酶和果膠酶以1 0. 1 0. 5的比例組成，并且在酶解時(shí)，控制溫度在40 50°C之間，PH在4. 5 5. 5之間。
3.桑椹花青素的提取方法，其特征在于步驟②所述的聚合硫酸鐵的使用量為200 800ppmo
全文摘要
本發(fā)明涉及花青素的提取方法，屬于天然藥物提取技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明采用超聲波輔助酶法提取→絮凝→超濾→大孔徑樹脂吸附→納濾濃縮→噴霧干燥→高純度花青素的工藝，與原有工藝比，改進(jìn)了原有工藝不足，有效提高了產(chǎn)品的得率跟品質(zhì)，大大減少了有機(jī)溶劑的使用和損耗，減少能耗，降低生產(chǎn)成本，工藝具有實(shí)用性和先進(jìn)性，處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。
文檔編號(hào)C09B61/00GK102212053SQ20111009533
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月16日
發(fā)明者施佳, 柳秦橋, 蔣楓, 邊玲珍, 陶正升 申請(qǐng)人:湖州柳蔭生物科技有限公司