专利名称：一种用生物酶提取石榴皮渣中鞣花酸的方法
技术领域：
本发明属于食品、医药、化工领域，具体涉及一种用生物酶提取石榴皮渣中鞣花酸
的方法。
背景技术：
革柔 花 酸 (2， 3， 7， 8-tet rahydroxy benzopyrano [5， 4， 3cde]benzopyran-5， 10-dione)是没食子酸的二聚衍生物，是一种广泛存在于各种软果、坚果等植物组织中的天 然多酚物质。在自然界，它不仅能以游离的形式存在，而且更多的是以易水解的鞣花单宁的 形式存在。鞣花酸的分子式是(:1411608，微溶于水、醇，溶于碱、吡啶，不溶于醚。纯鞣花酸是 一种黄色针状晶体，熔点(吡啶)大于36(TC。 鞣花酸的多羟基结构决定了它具有多种生理活性。研究表明，鞣花酸具有良好的
抑制肿瘤、抗氧化、凝血、抑制细菌和病毒、镇定、降压等作用。因而，它在食品、医药、化工等
领域被广泛应用。但受鞣花酸理化性质的限制，它的提取、纯化一直没有良好的技术突破，
限制了植物来源的鞣花酸的生产和应用。 根据文献报道鞣花酸的制备方法主要有以下几种 —种是从植物组织中利用化学溶剂进行提取，通过这种方法可以利用石榴、草莓 等原料生产纯度比较高的产品，目前国际上约有四五家工厂以草莓、石榴为原料可生产出 含量约为5%的天然鞣花酸提取物。但由于受到原料中鞣花酸含量的限制，无法进行大规模 的生产，且化学溶剂会对环境造成不良影响，故实际应用价值不大。 —种是通过酸解鞣花单宁得到鞣花酸。将鞣花单宁在酸性条件下加热和葡萄糖反 应可以得到鞣花酸，这种方法产率相对较高，但酸解过程需要在高温下进行，且耐酸设备价 格昂贵，尚未展开工业化生产。 微生物降解法是利用能够产生单宁酶的微生物主要有黑曲霉、木曲霉、黄青霉、木 青霉、白腐菌和假丝酵母等作用于单宁分子中的酯键，将鞣花单宁降解为鞣花酸。但是鞣花 酸不溶于水，发酵过程也有大量菌丝体产生，并且这种方法反应时间长，为后续的分离纯化 带来了很大困难，不易得到高纯度的鞣花酸。 另外，还可以通过化学合成的方法获得鞣花酸。鞣花酸是没食子酸的二聚衍生物， 以没食子酸为主要原料，选用适当的氧化剂，控制一定的条件进行氧化偶合可以得到鞣花 酸，此过程中，鞣花酸的产率约为20% _30%。在没食子酸甲酯的甲醇溶液中加入饱和氢氧 化钡溶液，通空气2. 5h后用稀酸酸化，即可得到鞣花酸。产率约为30%;将没食子酸甲酯溶 于10%的氨水中，持续导入空气对其进行氧化，也能得到鞣花酸。但由于使用了有机试剂， 对环境会造成不良影响。 所以，发明一种简单可行、不造成环境污染的鞣花酸的提取方法具有很好的现实意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种用生物酶提取石榴皮渣中鞣花酸的方法。本发明方法的CN 101701234 A 原理为以石榴皮渣为原料，以水为提取溶剂，采用生物复合酶酶解鞣花单宁后，用碱液终止 酶解反应，同时形成碱水体系提取鞣花酸。实现降低成本，废物利用，环境友好，提高鞣花酸 产量的目的。 —种用生物酶提取石榴皮渣中鞣花酸的方法，按照如下操作步骤进行
(1)鞣花单宁的提取 将烘干并粉碎的石榴皮渣置于水中，其中，石榴皮渣与水的质量比为 1 : 15-1 : 30，然后将其在功率为300-350W的超声波作用下超声处理2-3次，每次20-45 分钟，得到鞣花单宁水溶液；
(2)酶解反应 调节步骤(1)得到的鞣花单宁水溶液的pH至5. 0-5. 5，然后将生物复合酶加入到 上述鞣花单宁水溶液中，在40-5(TC下酶解反应1-2小时；
(3)鞣花酸的提取 酶解反应后，调节步骤(2)的酶解液pH至10-14，然后进行离心，得到的上清液即 为鞣花酸粗产品。 所述生物复合酶用量以降解上述鞣花单宁水溶液中每克鞣花单宁需要的酶量计， 其组分和用量为:纤维素酶A :1. 56-15. 6U/g，纤维素酶B :0. 05-0. 5U/g，水解酶0. 2-2U/ g。 所述纤维素酶A为木聚糖酶。 所述纤维素酶B为戊聚糖酶或/和植物精提复合酶SPE-007。
所述水解酶为单宁酶和/或复合植物水解酶。
所述步骤(2)和(3)中均使用NaOH调节溶液pH值。 使用步骤(1)的方法得到的鞣花单宁水溶液的鞣花单宁含量为5. 62-13. 28g/L。
所述步骤(3)得到的鞣花酸粗产品中，以步骤(1)中得到的鞣花单宁含量计，鞣花 酸含量为12. 69-24%。 本发明的优点包括如下三个方面(1)生物复合酶的催化效率高，选择性强，縮短 了生产时间；(2)用碱液终止酶解反应，同时形成碱水体系提取鞣花酸，过程连续，工艺简 单；(3)提取过程完全以水为溶剂，实现了生产过程的环境友好，三废排放少，适合大规模 工业生产。 我国是石榴种植大国，其果皮除部分用于中药药材外，大部分被人们抛弃，造成很 大的浪费。本发明以石榴皮渣为原料，原料成本低，可提高农产品的附加值。
具体实施例方式
下面通过实施例进一步说明本发明以石榴皮渣为原料，用生物复合酶制备鞣花酸 的方法，但并不将本发明限制在所述的实施例范围中。
以下实施例中使用的生物复合酶中各酶用量以降解步骤(1)得到的鞣花单宁水
溶液中每克鞣花单宁需要的量计。原料石榴皮渣采用超声仪进行超声波处理。
实施例1 : (1)鞣花单宁的提取 将烘干的石榴皮粉碎后，加入到水中，其中石榴皮渣与水的质量比为1 : 15，置于功率为300W的超声波作用下超声处理3次，每次45分钟，得到鞣花单宁的水溶液。采用福 林-酚比色法(Foline-Phenol)测定上述鞣花单宁水溶液中鞣花单宁含量。得到的鞣花单 宁水溶液中鞣花单宁的含量为10. 19g/L。 [OO32] (2)酶解反应 将步骤(1)得到的鞣花单宁水溶液，用NaOH水溶液调节pH至5. 0，然后依次向其 中加入木聚糖酶158. 96U(即降解每克鞣花单宁的酶用量为15. 6U)、戊聚糖酶5. 1U(即降解 每克鞣花单宁的酶用量为0. 5U)和单宁酶20. 4U(即降解每克鞣花单宁的酶用量为2U)，在 5(TC下水浴震荡，酶解反应2小时。
(3)鞣花酸的提取 将步骤(2)得到的酶解液用NaOH水溶液调节pH至10，进行离心，5000r/min离心
20分钟，得到的上清液即为鞣花酸粗产品，经高效液相色谱测定鞣花酸含量，得到鞣花酸的
提取率为7.89% (以步骤(1)中得到的鞣花单宁水溶液中鞣花单宁含量计)。 实施例2 : (1)鞣花单宁的提取 将烘干的石榴皮粉碎后，加入到水中，其中石榴皮渣的质量与水的体积比为 1 : 20，置于功率为330W的超声波作用下超声处理3次，每次35分钟，得到鞣花单宁的水 溶液。采用福林-酚比色法(Foline-Phenol)测定上述鞣花单宁水溶液中鞣花单宁含量。 得到的鞣花单宁水溶液中鞣花单宁的含量为8. 90g/L。 [OO39] (2)酶解反应 将步骤(1)得到的鞣花单宁水溶液，用NaOH水溶液调节pH至5. 3，然后依次向其 中加入木聚糖酶92. 56U(即降解每克鞣花单宁的酶用量为10. 4U) 、SPE-007 0. 89U(即降解 每克鞣花单宁的酶用量为O. 1U)和复合植物水解酶2. 848U(即降解每克鞣花单宁的酶用量 为0. 32U)，在45t:下水浴震荡，酶解反应1小时。
(3)鞣花酸的提取 将步骤(2)得到的酶解液用NaOH水溶液调节pH至13，进行离心，5000r/min离心
20分钟，得到的上清液即为鞣花酸粗产品，经高效液相色谱测定鞣花酸含量，得到鞣花酸的
提取率为15.76% (以步骤(1)中得到的鞣花单宁水溶液中鞣花单宁含量计)。 实施例3 : (1)鞣花单宁的提取 将烘干的石榴皮粉碎后，加入到水中，其中石榴皮渣的质量与水的体积比为 1 : 30，置于功率为350W的超声波作用下超声处理2次，每次30分钟，得到鞣花单宁的水 溶液。采用福林-酚比色法(Foline-Phenol)测定上述鞣花单宁水溶液中鞣花单宁含量。 得到的鞣花单宁水溶液中鞣花单宁的含量为5. 62g/L。 [OO46] (2)酶解反应 将步骤(1)得到的鞣花单宁水溶液，用NaOH水溶液调节pH至5. 5，然后依次向 其中加入木聚糖酶8. 767U(即降解每克鞣花单宁的酶用量为1. 56U) 、 SPE-0070. 281U(即 降解每克鞣花单宁的酶用量为0. 05U)和单宁酶1. 124U(即降解每克鞣花单宁的酶用量为 0. 2U)，在4(TC下水浴震荡，酶解反应1小时。 [OO48] (3)鞣花酸的提取
将步骤(2)得到的酶解液用NaOH水溶液调节pH至14，进行离心，5000r/min离心
20分钟，得到的上清液即为鞣花酸粗产品，经高效液相色谱测定鞣花酸含量，得到鞣花酸的
提取率为24% (以步骤(1)中得到的鞣花单宁水溶液中鞣花单宁含量计)。 以上实施例所用酶，木聚糖酶购自北京挑战生物技术有限公司，酶活为13000U/g，
SPE-007和复合植物水解酶购自诺维信公司，酶活为100U/g，单宁酶购自南宁东恒华道生
物科技有限责任公司，酶活为200U/g。
权利要求
一种用生物酶提取石榴皮渣中鞣花酸的方法，其特征在于，按照如下操作步骤进行(1)鞣花单宁的提取将烘干并粉碎的石榴皮渣置于水中，其中，石榴皮渣与水的质量比为1∶15-1∶30，然后将其在功率为300-350W的超声波作用下超声处理2-3次，每次20-45分钟，得到鞣花单宁水溶液；(2)酶解反应调节步骤(1)得到的鞣花单宁水溶液的pH至5.0-5.5，然后将生物复合酶加入到上述鞣花单宁水溶液中，在40-50℃下酶解反应1-2小时；(3)鞣花酸的提取酶解反应后，调节步骤(2)的酶解液pH至10-14，然后进行离心，得到的上清液即为鞣花酸粗产品。
2. 根据权利要求1所述的用生物酶提取石榴皮渣中鞣花酸的方法，其特征在于，所述 生物复合酶的用量以降解上述鞣花单宁水溶液中每克鞣花单宁需要的酶量计，其组分和用 量为:纤维素酶A :1. 56-15. 6U/g，纤维素酶B :0. 05-0. 5U/g，水解酶0. 2-2U/g。
3. 根据权利要求2所述的用生物酶提取石榴皮渣中鞣花酸的方法，其特征在于，所述 纤维素酶A为木聚糖酶。
4. 根据权利要求2所述的用生物酶提取石榴皮渣中鞣花酸的方法，其特征在于，所述 纤维素酶B为戊聚糖酶和/或植物精提复合酶SPE-007。
5. 根据权利要求2所述的用生物酶提取石榴皮渣中鞣花酸的方法，其特征在于，所述 水解酶为单宁酶和/或复合植物水解酶。
全文摘要
本发明公开了属于食品、医药、化工领域的一种用生物酶提取石榴皮渣中鞣花酸的方法，该方法以石榴皮渣为原料，以水为溶剂，用生物酶制备鞣花酸的方法。通过可降解鞣花单宁的生物复合酶对鞣花单宁进行酶解反应，用碱液终止酶解反应，同时形成碱水体系提取鞣花酸，得到鞣花酸粗产品，鞣花酸提取率达到12.69-24％，以步骤(1)得到的鞣花单宁含量计。本发明工艺简单、连续，制作过程绿色化，对环境友好，三废排放少，适合大规模工业化生产。
文档编号C12P17/18GK101701234SQ20091023694
公开日2010年5月5日 申请日期2009年10月29日 优先权日2009年10月29日
发明者姜斌, 廖小军, 张燕, 胡小松 申请人:中国农业大学