一种从苹果渣中吸附多酚的方法与流程

本发明涉及纳米材料技术领域，特别涉及一种从苹果渣中吸附多酚的方法。

背景技术：

苹果渣是苹果果汁生产的副产品，其绝大部分会被当成废弃物丢弃，这一方面对生态环境造成污染，另一方面是一种极大的资源浪费。实际上苹果渣中含有的多酚类化合物具有抑制癌细胞、助消化、降血压和抗氧化等功能，对人体健康非常有利。所以寻找一种高效提取苹果渣中多酚类化合物的方法是极为必要的。

现有的苹果渣中提取多酚的方法主要是：超声波提取法、溶剂提取法、离子交换法等，它们都存在一定的缺点。例如：超声波提取法工作时间一般较长，天然成分提取后需过滤和浓缩，过程中多酚可能被破坏，不利于连续化生产；溶剂提取法存在溶剂用量大，溶剂回收困难及残留难去除干净等问题；离子交换法在调节溶液酸碱度的时容易造成多酚的氧化破坏，且操作过程较严格，因此我们需要一种新的方法来克服以上的不足。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种从苹果渣中吸附多酚的方法，利用制备的丙烯酰胺纳米材料吸附苹果渣中存在的多酚，既可以保持多酚结构的完整、提高目标成分含量，又便于回收处理，能够进行大规模应用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种从苹果渣中吸附多酚的方法，包括以下步骤；

步骤一，制备含多酚的苹果渣提取液：

取一定质量干燥的苹果渣，加入到50％浓度的乙醇水溶液中，无光静止一段时间，提取后进行超滤，超滤后的提取液含有多酚；

步骤二，制备丙烯酰胺纳米材料：

向装有10～60ml乙腈溶液的试管中固定加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯0.5～3.5mmol，丙烯酰胺0.5～3.5mmol，然后加入引发剂偶氮二异丁腈0.25～1.5mmol，充分溶解混匀后，超声除空气，向试管中通入氩气再次除净空气，恒温水浴搅拌，反应后进行离心，所得的纳米材料沉淀用甲醇清洗，以除去未反应完全的其他物质，清洗后的纳米材料在真空干燥，最终得到所需的粉末状丙烯酰胺纳米材料；

步骤三，纳米材料吸附多酚：

将步骤一中得到的苹果渣提取液稀释10倍，然后加入5～10g步骤二中得到的丙烯酰胺纳米材料，在恒温摇床上回旋振摇，之后过滤掉液体，得到吸附有多酚的丙烯酰胺纳米材料；

步骤四，多酚回收处理：

将步骤三中得到的吸附有多酚的丙烯酰胺粉体真空加热，然后快速取出、缓慢冷却，得到干燥的苹果多酚。

所述的步骤一中的苹果渣与乙醇水溶液的比值关系为：每1克苹果渣对应6～7毫升乙醇水溶液。

所述的步骤一中提取条件为45～60min，提取温度40℃，按照0.142w/g的功率进行超声波提取。

所述的步骤一中选取的苹果渣过100目的筛子。

所述的步骤二中的离心条件为11000r/min。

所述的步骤二中超声除空气10min，向试管中通入氩气5min再次除净空气，在60℃条件下恒温水浴搅拌12h，反应后进行离心，所得的纳米材料沉淀用甲醇清洗3次，每次3h以除去未反应完全的其他物质，清洗后的纳米材料在60℃条件下真空干燥。

所述的步骤三中恒温摇床上回旋振摇条件为振摇1～3h，振荡频率280r/min，振荡幅度20mm，温度为40℃。

所述的步骤四中在130℃条件下真空加热1～2h。

本发明的有益效果：

首先利用超声波法初步提取出了苹果渣中的多酚物质，然后使用制备出的丙烯酰胺纳米材料，通过沉淀法将粗提取液中的多酚吸附。由于丙烯酰胺纳米材料的比表面积大，而且表面通常含有大量氨基，因此能够有效与苹果多酚中的羟基相互作用，对提取非常有利。这既保证了多酚结构的完整和高含量，同时也便于物质的分离，可以进行连续、快速生产。另外，在一定温度下干燥吸附有多酚的丙烯酰胺粉体，可以最大程度上降低丙烯酰胺的含量，减少其对人体、环境的负面影响。

附图说明

图1为乙腈溶液10ml，乙二醇二甲基丙烯酸酯2.5mmol，丙烯酰胺2.5mmol，偶氮二异丁腈1.0mmol制备的纳米材料fesem图。

图2为乙腈溶液20ml，乙二醇二甲基丙烯酸酯2.5mmol，丙烯酰胺2.5mmol，偶氮二异丁腈0.25mmol制备的纳米材料fesem图。

图3为乙腈溶液20ml，乙二醇二甲基丙烯酸酯2.5mmol，丙烯酰胺2.5mmol，偶氮二异丁腈1.0mmol制备的纳米材料fesem图。

图4为乙腈溶液60ml，乙二醇二甲基丙烯酸酯2.5mmol，丙烯酰胺2.5mmol，偶氮二异丁腈1.0mmol制备的纳米材料fesem图。

图5为乙腈溶液20ml，乙二醇二甲基丙烯酸酯3.5mmol，丙烯酰胺2.5mmol，偶氮二异丁腈1.0mmol制备的纳米材料fesem图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例1

步骤一，制备含多酚的苹果渣提取液：

取150g干燥的苹果渣(苹果渣过100目的筛子)加入到1l50％浓度的乙醇水溶液中，无光静止12h，按照0.142w/g的功率进行超声波提取，提取45min，提取温度40℃，提取后进行超滤，超滤后的提取液含有多酚。

步骤二，制备丙烯酰胺纳米材料：

向装有10ml乙腈溶液的试管中固定加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯2.5mmol，丙烯酰胺2.5mmol，然后加入引发剂偶氮二异丁腈1.0mmol。充分溶解混匀后，超声除空气10min，向试管中通入氩气5min再次除净空气，在60℃条件下恒温水浴搅拌12h，反应后进行离心(11000r/min)，所得的纳米材料沉淀用甲醇清洗3次，每次3h以除去未反应完全的其他物质，清洗后的纳米材料在60℃条件下真空干燥，最终得到所需的粉末状丙烯酰胺纳米材料。图1为该纳米材料的fesem图，从中可以看出当乙腈用量为10ml时，材料粘连成块状，分散性极差，不利于使用。

步骤三，纳米材料吸附多酚：

将步骤一中得到的苹果渣提取液取10ml并稀释10倍，然后加入5g步骤二中得到的丙烯酰胺纳米材料。在恒温摇床上回旋振摇1h，振荡频率280r/min，振荡幅度20mm，温度为40℃，之后过滤掉液体，得到吸附有多酚的丙烯酰胺纳米材料。

步骤四，多酚回收处理：

将步骤三中得到的吸附有多酚的丙烯酰胺粉体在130℃条件下真空加热1h，然后快速取出、缓慢冷却，得到干燥的苹果多酚。

实施例2

步骤一，制备含多酚的苹果渣提取液：

与实施例1中相同。

步骤二，制备丙烯酰胺纳米材料：

向装有20ml乙腈溶液的试管中固定加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯2.5mmol，丙烯酰胺2.5mmol，然后加入引发剂偶氮二异丁腈0.25mmol。充分溶解混匀后，超声除空气10min，向试管中通入氩气5min再次除净空气，在60℃条件下恒温水浴搅拌12h，反应后进行离心(11000r/min)，所得的纳米材料沉淀用甲醇清洗3次，每次3h以除去未反应完全的其他物质，清洗后的纳米材料在60℃条件下真空干燥，最终得到所需的粉末状丙烯酰胺纳米材料。从图2中可以看出当偶氮二异丁腈的加入量为0.25mmol时，微球尺寸较大且分散性良好。

步骤三，纳米材料吸附多酚：

将步骤一中得到的苹果渣提取液取10ml并稀释10倍，然后加入5g步骤二中得到的丙烯酰胺纳米材料。在恒温摇床上回旋振摇1h，振荡频率280r/min，振荡幅度20mm，温度为40℃，之后过滤掉液体，得到吸附有多酚的丙烯酰胺纳米材料。

步骤四，多酚回收处理：

将步骤三中得到的吸附有多酚的丙烯酰胺粉体在130℃条件下真空加热2h，然后快速取出、缓慢冷却，得到干燥的苹果多酚。

实施例3

步骤一，制备含多酚的苹果渣提取液：

取150g干燥的苹果渣(苹果渣过100目的筛子)加入到1l50％浓度的乙醇水溶液中，无光静止12h，按照0.142w/g的功率进行超声波提取，提取60min，提取温度40℃，提取后进行超滤，超滤后的提取液含有多酚。

步骤二，制备丙烯酰胺纳米材料：

向装有20ml乙腈溶液的试管中固定加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯2.5mmol，丙烯酰胺2.5mmol，然后加入引发剂偶氮二异丁腈1.0mmol。充分溶解混匀后，超声除空气10min，向试管中通入氩气5min再次除净空气，在60℃条件下恒温水浴搅拌12h，反应后进行离心(11000r/min)，所得的纳米材料沉淀用甲醇清洗3次，每次3h以除去未反应完全的其他物质，清洗后的纳米材料在60℃条件下真空干燥，最终得到所需的粉末状丙烯酰胺纳米材料。图3说明了当偶氮二异丁腈的加入量为1.0mmol时，微球尺寸减小并存在一定粘连，但实验表明该情况对使用性能无太大负面影响。

步骤三，纳米材料吸附多酚：

将步骤一中得到的苹果渣提取液取10ml并稀释10倍，然后加入5g步骤二中得到的丙烯酰胺纳米材料。在恒温摇床上回旋振摇3h，振荡频率280r/min，振荡幅度20mm，温度为40℃，之后过滤掉液体，得到吸附有多酚的丙烯酰胺纳米材料。

步骤四，多酚回收处理：

将步骤三中得到的吸附有多酚的丙烯酰胺粉体在130℃条件下真空加热1.5h，然后快速取出、缓慢冷却，得到干燥的苹果多酚。

实施例4

步骤一，制备含多酚的苹果渣提取液：

与实施例3中相同。

步骤二，制备丙烯酰胺纳米材料：

向装有60ml乙腈溶液的试管中固定加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯2.5mmol，丙烯酰胺2.5mmol，然后加入引发剂偶氮二异丁腈1.0mmol。充分溶解混匀后，超声除空气10min，向试管中通入氩气5min再次除净空气，在60℃条件下恒温水浴搅拌12h，反应后进行离心(11000r/min)，所得的纳米材料沉淀用甲醇清洗3次，每次3h以除去未反应完全的其他物质，清洗后的纳米材料在60℃条件下真空干燥，最终得到所需的粉末状丙烯酰胺纳米材料。图4说明了当乙腈用量为60ml时材料成型较差，粒径较大且分布不均匀。将其与图1、图3结合分析，表明溶剂乙腈对材料的成型影响较大。

步骤三，纳米材料吸附多酚：

将步骤一中得到的苹果渣提取液取10ml并稀释10倍，然后加入5g步骤二中得到的丙烯酰胺纳米材料。在恒温摇床上回旋振摇3h，振荡频率280r/min，振荡幅度20mm，温度为40℃，之后过滤掉液体，得到吸附有多酚的丙烯酰胺纳米材料。

步骤四，多酚回收处理：

将步骤三中得到的吸附有多酚的丙烯酰胺粉体在130℃条件下真空加热1.5h，然后快速取出、缓慢冷却，得到干燥的苹果多酚。

实施例5

步骤一，制备含多酚的苹果渣提取液：

与实施例3中相同。

步骤二，制备丙烯酰胺纳米材料：

向装有20ml乙腈溶液的试管中固定加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯3.5mmol，丙烯酰胺2.5mmol，然后加入引发剂偶氮二异丁腈1.0mmol。充分溶解混匀后，超声除空气10min，向试管中通入氩气5min再次除净空气，在60℃条件下恒温水浴搅拌12h，反应后进行离心(11000r/min)，所得的纳米材料沉淀用甲醇清洗3次，每次3h以除去未反应完全的其他物质，清洗后的纳米材料在60℃条件下真空干燥，最终得到所需的粉末状丙烯酰胺纳米材料。图5说明了当乙二醇二甲基丙烯酸酯的量为3.5mmol时，纳米材料存在一定的粘连，分散性较差。与图3结合分析，表明乙二醇二甲基丙烯酸酯的添加量对材料的成型影响不是很大。

步骤三，纳米材料吸附多酚：

将步骤一中得到的苹果渣提取液取10ml并稀释10倍，然后加入10g步骤二中得到的丙烯酰胺纳米材料。在恒温摇床上回旋振摇3h，振荡频率280r/min，振荡幅度20mm，温度为40℃，之后过滤掉液体，得到吸附有多酚的丙烯酰胺纳米材料。

步骤四，多酚回收处理：

将步骤三中得到的吸附有多酚的丙烯酰胺粉体在130℃条件下真空加热2h，然后快速取出、缓慢冷却，得到干燥的苹果多酚。

本发明的各项技术参数除上述实例中提到的以外，也可以在一定范围内选用其他数值。实验表明，当乙腈20ml、乙二醇二甲基丙烯酸酯2.5mmol、丙烯酰胺2.5mmol、偶氮二异丁腈1mmol时，材料的多酚吸附量达最大值，为4.89mg/g。

纳米材料具有高分子微球良好的表面特性、良好的分散性、小尺寸效应和广泛应用性，主要应用于药物载体释放、重金属离子的吸收、作为缓释肥料以及电池材料等诸多领域，其在苹果渣中多酚物质的吸附提取方面也能发挥巨大的作用。