一种阳离子花青素苷元的提取方法
【专利摘要】本发明涉及天然花青素活性苷元的提取方法。它属生物工程【技术领域】。它是由下列步骤组成的：含花青素植物的分类粉碎、吸水、冰冻、加热解冻、压榨、过滤制汁，以裂解花色苷糖苷键的生物酶对花色苷进行裂解和降解，以阴离子表面活性剂进行化合反应，使其沉淀或悬浮，再到以盐酸置换反应，分离水不溶物，花青素水溶液冷冻干燥。本发明技术可得到真实含量在67％的阳离子花青素活性苷元而非花色苷。本发明制得的阳离子花青素不需人体肠道微生物降解，而直接被人体吸收利用或直接进入人体血液。其医疗保健价值远远高于花色苷。
【专利说明】一种阳离子花青素苷元的提取方法
所属【技术领域】:
[0001]本发明涉及生物工程【技术领域】的一种植物阳离子花青素活性苷元的提取方法，尤其是一种阳离子花青素苷元的提取方法。
【背景技术】:
[0002]随着人们生活水平的提高和对天然植物性来源的无毒无害的有利于保护人们身体健康、防病治病的天然有机物质的追求，同时由于人工合成花青素对人体有较大的毒副作用，已被世界卫生组织所禁止使用；而花青素工业合成技术投资大、技术复杂不稳定、产品质量差，而无法为人类服务。因此高效无毒的天然阳离子花青素活性苷元及其提取方法已成为21世纪新兴前沿研究课题。
[0003]但是现有的分离提取技术一般只是得到含花青素的花色苷，且含量太低，杂质太多，因此其大多用在食品染色和化妆品的着色，医疗保健价值低。花色苷较花青素活性苷元稳定，但那是以牺牲花青素活性苷元的生物活性为代价的。花色苷与花青素是本质上完全不同的概念。即使花色苷能进入人体血液，但人体血液不可能提供酸性环境使花色苷的糖苷键得到降解而得到花青素，花青素中的在人体血液中可解离出氢离子的活性羟基在花色苷中是不存在的。现有的超声波、微生物降解破坏植物组织细胞壁，萃取等分离纯化技术提取得到的花色苷与真正对人体有保健、防病治病作用的阳离子花青素有着本质的区别。花色苷是植物体内阳离子花青素即活性苷元与各种单糖通过糖苷键结合形成的糖苷，它生物活性低，在人体内只有通过人体肠道菌降解脱糖形成阳离子花青素即活性苷元才能被人体吸收利用，消除人体 内有害的自由基，防病治病，但这种中性的花色苷在人体中降解、代谢率很低，生物利用率低，因而人体对其吸收率也很低。天然植物中游离的花青素极少见。
[0004]再加上人的个体生物转化功能差异很大，特别是中老年人和病人的肠道对花色苷的降解吸收程度更低。因而人体外工业化植物花色苷的降解和阳离子花青素活性苷元的分离提取就显得特别重要。这对于从根本上保护人们的身体健康、防病治病具有重大的现实意义。现有工业化生产技术，只有中国专利申请，申请号:200910185829.2、申请日:2009.12.07、公开(公告)H:2010.06.30、公开(公告)号:CN101760497A、主分类号:(:12?39/00(2006.01)1、发明创造名称:植物花青素的微生物或/和生物酶提取方法，是花青素即活性苷元的工业化提取技术。但其用微生物将花青素从水不溶性的花青素盐化合物中分离出来，其生产流程长、花费时间长、生产设备较复杂、生产成本较高、生产效率较低，还可能会有微生物对空气环境造成的污染，危害人体健康。
【发明内容】
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[0005]为有效地克服目前现有花青素(活性苷元)分离提取技术的缺陷，确实有力保护人们的身体健康、防病治病，并保护环境、大幅度提高生产效率，本发明提供一种更简单可靠、技术可操作性更强、生产成本更低、效果好、生产效率最高的一种阳离子花青素苷元的提取方法。本发明的阳离子花青素活性苷元、阳离子花青素、阳离子花青素苷元、花青素活性苷元、花青素，其概念意义相同。对含花青素的黑米原材料，用水直接浸泡，不需粉碎，以代替技术方案的第一步骤。
[0006]本发明利用阴离子表面活性剂的盐在常温及其以下温度条件下难以在水中电离而呈水不溶性的沉淀物或悬浮物这一性质，实现花青素与水及其其中的杂质的高选择定向分离，再以盐酸与水不溶性的花青素盐式化合物置换反应，而得到水溶性的游离的阳离子花青素活性苷元(花青素)水溶液。水不溶性的花青素与阴离子表面活性剂的盐，水的温度越低，其在水中的沉淀或悬浮效果越好。阴离子表面活性剂不耐酸，其在酸性条件下易与氢(H)离子化合成水不溶性的酸式沉淀物或悬浮物而被分离。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0008]1、本发明提取方法包括以下步骤:
[0009]一、原材料预处理:新鲜含植物花青素的原材料，如葡萄皮、胡萝卜、蓝靛果，进行分类一粉碎一食用软水浸泡吸水一冰冻破坏植物组织细胞壁一加热解冻一压榨一过滤制汁备用(I)—残渣适当加水一浸泡搅拌一压榨一过滤制汁备用(2)；[0010]二、将上述压榨过滤水溶液(I)和(2)合在一起，并将其水温调节到下述降解生物酶的最适范围；
[0011]三、将上述产物以可裂解花色苷糖苷键的β-葡萄糖苷酶进行生物降解，先低速搅拌，50-200转/分，后静置，使花色苷中的糖苷键被降解而得到阳离子花青素活性苷元；
[0012]裂解和降解时间10-24小时，温度25°C _50°C、PH2.5-6.9 ;此步降解前需要先用微生物或/和生物酶降解蛋白质，并破坏水溶液中多酚氧化酶的活性；
[0013]四、将上述产物再加入相对于阳离子花青素稍微过量的阴离子表面活性剂，如十六烷基硫酸铵(C16H33OSO3NH4)、十八烷基硫酸钠、脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐、直链烷基苯磺酸钠，上述阴离子表面活性剂及其钠盐、钾盐和铵盐在本发明的应用功能/效果相同；以中速搅拌，600-1400转/分，化合反应温度30°C -50°C，使之充分反应后静置，再降温，使水溶液温度为1°C _25°C，使阳离子花青素大多被化合沉淀或悬浮为止；这有利于反应物的快速完全沉淀或悬浮；
[0014]五、取出上述离子键结合的水不溶性的盐式化合物，再向其加入5% -10%的食品级盐酸，立即搅拌，搅拌速度100-200转/分，搅拌温度5°C _30°C，搅拌时间10-30分钟；使上述盐式化合物与盐酸发生置换反应；恢复花青素的阳离子活性和水溶性；注意盐酸使用量要相对于上述盐式化合物稍微过量，使反应结束时水溶液呈弱酸性，反应式:A+HCL =B+C
[0015]A表示阳离子花青素与阴离子表面活性剂的水不溶性的盐式化合物，B表示阳离子花青素与CL离子化合的水溶性的盐，C表示阴离子表面活性剂中的阴离子基团与H离子化合的水不溶性的酸式化合物；
[0016]六、将上述含C水溶液过滤，得阳离子花青素活性苷元的水溶液；
[0017]七、将上述水溶液冷冻干燥，回收过量的HCL气体，得阳离子花青素活性苷元干品；干燥温度_40°C —10°C，干燥压力不大于15pa，干燥时间24小时
[0018]2、所述提取方法优选为:
[0019]它是由下列步骤组成的:
[0020]一、原材料预处理:新鲜含植物花青素的原材料，如蓝靛果，进行粉碎一食用软水浸泡吸水一冰冻破坏植物组织细胞壁一加热解冻一压榨一过滤制汁备用(1)—残渣适当加水一浸泡搅拌一压榨一过滤制汁备用(2)；
[0021]二、将上述压榨过滤水溶液(1)和(2)合在一起，并将其水温调节到下述降解生物酶的最适范围；
[0022]三、将上述产物以可裂解花色苷糖苷键的葡萄糖苷酶进行生物降解，先低速搅拌，50转/分，后静置，使花色苷中的糖苷键被降解而得到阳离子花青素活性苷元；
[0023]裂解和降解时间10小时，温度50°C、PH5 ;此步降解前需要先用微生物或/和生物酶降解蛋白质，并破坏水溶液中多酚氧化酶的活性；
[0024]四、将上述产物再加入相对于阳离子花青素稍微过量的十六烷基硫酸铵(C16H33OSO3NH4)，以中速搅拌，600转/分，化合反应温度40°C，使之充分反应后静置，将水溶液温度降温至5°C，使阳离子花青素大多被化合沉淀或悬浮为止；这有利于反应物的快速完全沉淀或悬浮；
[0025]五、取出上述离子键结合的水不溶性的盐式化合物，再向其加入5%的食品级盐酸，立即搅拌，搅拌速度150转/分，搅拌温度5°C，搅拌时间20分钟；使上述盐式化合物与盐酸发生置换反应；注意盐酸使用量要相对于上述盐式化合物稍微过量，使反应结束时水溶液呈酸性，反应式:A+HCL = B+C [0026]A表示阳离子花青素与阴离子表面活性剂的水不溶性的盐式化合物，B表示阳离子花青素与CL离子化合的水溶性的盐，C表示阴离子表面活性剂中的阴离子基团与H离子化合的水不溶性的酸式化合物；
[0027]六、将上述含C水溶液过滤，得阳离子花青素活性苷元的水溶液；
[0028]七、将上述水溶液冷冻干燥，回收过量的HCL气体，得阳离子花青素活性苷元干品;
[0029]干燥温度-20°C，干燥压力15pa，干燥时间24小时
[0030]本发明的有益效果是:
[0031]1、本发明最大限度地避免了生产过程中一些有害微生物可能对空气环境造成的污染，保护环境和人体健康；也省略了必要的杀菌步骤。
[0032]2、本发明技术方案更简单，更易于操作，生产成本更低，更易于产业化，生产效率最闻。
[0033]3、本发明的酶降解产物阳离子花青素以阴离子表面活性剂化合反应步骤及其与盐酸置换反应步骤的有序组合是本发明的核心技术即创新必要技术特征。
[0034]4、本发明需在无有害微生物的环境中进行。
[0035]5、本发明所采用的阴离子表面活性剂的选择要求:
[0036](一 )对阳离子物质或阳离子化学基团敏感，(二)碳链较短(Cltl-C22)含直链亲油基，(三)生物好氧降解性好或可完全燃烧，(四)只含C、H、O、S、N、P这些可转化为气态物质和水的元素或维持微生物生命活动所必需的元素。
【具体实施方式】:
[0037]下面就实施例对本发明作进一步说明:
[0038]实施例:[0039]提取时按如下步骤进行:
[0040]一、原材料预处理:新鲜含植物花青素的原材料，如胡萝卜，进行粉碎一食用软水浸泡吸水一冰冻破坏植物组织细胞壁一加热解冻一压榨一过滤制汁备用(I)—残渣适当加水一浸泡搅拌一压榨一过滤制汁备用(2)；
[0041]二、将上述压榨过滤水溶液(I)和(2)合在一起，并将其水温调节到下述降解生物酶的最适范围；
[0042]三、将上述产物以可裂解花色苷糖苷键的葡萄糖苷酶进行生物降解，先低速搅拌，50转/分，后静置，使花色苷中的糖苷键被降解而得到阳离子花青素活性苷元；
[0043]裂解和降解时间24小时，温度50 V、ΡΗ4.5 ；
[0044]此步降解前需要先用微生物或/和生物酶降解蛋白质，并破坏水溶液中多酚氧化酶的活性；
[0045]四、将上述产物再加入相对于阳离子花青素稍微过量的脂肪酸钠盐(C16-C18烷基)，以中速搅拌，600转/分，化合反应温度50°C，使之充分反应后静置，将水溶液降温至25°C，使阳离子花青素大多被化合沉淀或悬浮为止；这有利于反应物的快速完全沉淀或悬浮;
[0046]五、取出上述离子键结合的水不溶性的盐式化合物，再向其加入10%的食品级盐酸，立即搅拌，搅拌速度200转/分，搅拌温度10°C，搅拌时间15分钟；使上述盐式化合物与盐酸发生置换反应；注意盐酸使用量要相对于上述盐式化合物稍微过量，使反应结束时水溶液呈酸性，反应式 :A+HCL = B+C
[0047]A表示阳离子花青素与阴离子表面活性剂的水不溶性的盐式化合物，B表示阳离子花青素与CL离子化合的水溶性的盐，C表示阴离子表面活性剂中的阴离子基团与H离子化合的水不溶性的酸式化合物；
[0048]六、将上述含C水溶液过滤，得阳离子花青素活性苷元的水溶液；
[0049]七、将上述水溶液冷冻干燥，回收过量的HCL气体，得阳离子花青素活性苷元干品；干燥温度_20°C,干燥压力15pa，干燥时间24小时。
【权利要求】
1.一种阳离子花青素苷元的提取方法，其特征在于: 一、原材料预处理:新鲜含植物花青素的原材料，如葡萄皮、胡萝卜、蓝靛果，进行分类—粉碎一食用软水浸泡吸水一冰冻破坏植物组织细胞壁一加热解冻一压榨一过滤制汁备用(I)—残渣适当加水一浸泡搅拌一压榨一过滤制汁备用(2)； 二、将上述压榨过滤水溶液(I)和(2)合在一起，并将其水温调节到下述第三步降解生物酶的最适范围； 三、将上述第二步产物以可裂解花色苷糖苷键的葡萄糖苷酶进行生物降解，先低速搅拌，50-200转/分，后静置，使花色苷中的糖苷键被降解而得到阳离子花青素活性苷元; 裂解和降解时间10-24小时，温度250C -50°C，ΡΗ2.5-6.9 ； 四、将上述第三步产物再加入相对于阳离子花青素稍微过量的十六烷基硫酸铵或十八烷基硫酸钠或脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐或直链烷基苯磺酸钠，以中速搅拌，600-1400转/分，化合反应温度30°C -500C,使之充分反应后静置,再降温,使水溶液温度为1°C -250C,使阳离子花青素大多被化合沉淀或悬浮为止；这有利于反应物的快速完全沉淀或悬浮； 五、取出上述第四步离子键结合的水不溶性的盐式化合物，再向其加入5%-10%的食品级盐酸，立即搅拌，搅拌速度100-200转/分，搅拌温度5°C -30°C，搅拌时间10-30分钟；使上述盐式化合物与盐酸发生置换反应；恢复花青素的阳离子活性和水溶性；注意盐酸使用量要相对于上述盐式化合物稍微过量，使反应结束时水溶液呈弱酸性， 反应式:A+HCL = B+C ； A表示阳离子花青素与阴离子表面活性剂的水不溶性的盐式化合物，B表示阳离子花青素与CL离子化合的水溶性的盐，C表示阴离子表面活性剂中的阴离子基团与H离子化合的水不溶性的酸式化合物； 六、将上述含C水溶液过滤，得阳离子花青素活性苷元的水溶液； 七、将上述水溶液冷冻干燥，回收过量的HCL气体，得阳离子花青素活性苷元干品；干燥温度_40°C 10°C，干燥压力不大于15pa，干燥时间24小时。
【文档编号】C12P17/06GK103834702SQ201210516999
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2012年11月25日 优先权日:2012年11月25日
【发明者】耿兆翔 申请人:耿兆翔