技术领域:
本发明涉及米糠副产品技术领域,具体涉及一种从米糠中提取多酚类抗氧化物质的方法。
背景技术:
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米糠是大米加工的副产物,是糙米碾白过程中被碾下的皮层及少量米胚和碎米的混合物,其总重约占大米总重的5-5.5%。最新研究证明米糠含有稻米64%的营养成分及90%以上的人体所需元素,具有预防心血管疾病、调节血糖、预防肿瘤、抗疲劳、减肥、美容等多种功能,被誉为“天赐营养源”。但在我国米糠通常作为饲料饲喂禽畜,其所具有的营养价值和药理作用未得到开发利用,造成资源的极大浪费。
多酚是植物的次级代谢产物,不仅具有很强的清除自由基能力,还可以通过抑制氧化酶和络合过渡金属离子等起到抗氧化作用。多酚主要以游离、可溶共价结合和不溶共价结合态的形式存在于植物体内。而米糠中含有不同形态的多酚物质,具有较好的抗氧化活性。为了提高米糠的经济价值,本发明提供了一种从米糠中提取多酚类抗氧化物质的方法,该方法操作简单,避免了低沸点有毒溶剂和强碱性提取条件的使用,在保证多酚类抗氧化物质提取率的同时增强提取环境的操作安全性。
技术实现要素:
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本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作简便易行、产品提取率高且纯度高的从米糠中提取多酚类抗氧化物质的方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:
一种从米糠中提取多酚类抗氧化物质的方法,包括以下步骤:
(1)筛分除杂:将新鲜米糠于55~60℃脱水温度下脱水至含水量降为5%,并于-10~-5℃下密封冷冻3-5h,再经粉碎机制成30-50目的粗粉;
(2)回流脱脂:向所制米糠粉中加入75%乙醇,并加热至回流状态保温搅拌,15-30min后抽滤,补加等量75%乙醇,继续于回流状态下保温搅拌,15-30min后再次抽滤,所得滤渣于60~70℃下干燥至恒重,即得脱脂米糠;
(3)复合酶解:向经脱脂处理后的米糠粉中加入水和复合酶,复合酶由质量比2:1的胰蛋白酶和绿色木霉,并于35~45℃下保温酶解,再加热至回流状态保温搅拌10-15min,离心,取上层酶解液;
(4)分离纯化:将所得酶解液用大孔吸附树脂混合床吸附5-8h,吸附温度35~45℃,再利用蒸馏水洗涤大孔吸附树脂,然后用70%乙醇解吸3-5h,解吸温度40~50℃,将所得乙醇解吸液经减压浓缩以回收乙醇,待乙醇回收完毕后自然冷却至室温,剩余物送入冷冻干燥机中,干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉,即得多酚类抗氧化物质。
所述步骤(2)中米糠粉、75%乙醇的质量比为10:20-30。
所述步骤(3)中米糠粉与水、复合酶的质量比为10:30-50:0.01-0.05。
所述步骤(4)中大孔吸附树脂混合床所用大孔吸附树脂选自d312、xda-8、lsa-21、lsa-30、ls-46、xda-6、ls-300、ls-306、d101、dm130中的任意两种。
所述步骤(4)中大孔吸附树脂混合床所用大孔吸附树脂优选xda-8和dm130。
所述步骤(2)中在加入75%乙醇时一并加入脱脂助剂,米糠粉与脱脂助剂质量比为10:0.1-0.5。
所述脱脂助剂由如下重量的原料制成:食品级多聚谷氨酸5-10g、羟丙基-β-环糊精5-10g、氢化蓖麻油酸0.5-2g、棕榈酸异辛酯0.5-2g、水解聚马来酸酐0.1-0.5g,其制备方法为:向羟丙基-β-环糊精中滴加35-40℃水配成饱和溶液,再加入氢化蓖麻油酸和水解聚马来酸酐,加热至回流状态保温搅拌1h,即得改性环糊精溶液;然后向所制改性环糊精溶液中加入食品级多聚谷氨酸和棕榈酸异辛酯,充分混合后利用微波处理器微波处理5min,再次充分混合,并继续微波处理5min,所得混合物送入喷雾干燥机中,干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉,即得脱脂助剂。
所述微波处理器的工作条件为微波频率2450mhz、输出功率700w。
本发明的有益效果是:
(1)本发明在多酚类抗氧化物质提取前先对米糠进行脱脂处理,以脱除米糠中所含脂肪;并通过脱脂助剂的添加,增强脱脂效果,缩短脱脂所需时间;同时以75%乙醇作为脱脂溶剂,相比常规以己烷作为脱脂溶剂,降低了脱脂溶剂的使用毒性并能轻松实现乙醇的回收再利用;
(2)本发明以复合酶解法来提取米糠中所含多酚类抗氧化物质,以胰蛋白酶和绿色木霉作为复合酶,显著加快多酚类抗氧化物质的浸出速度,并且提取条件温和,能耗投入成本小,同时避免长时间高温提取对多酚类抗氧化物质的结构破坏,从而提高多酚类抗氧化物质的提取率;
(3)本发明采用大孔吸附树脂混合床对多酚类抗氧化物质进行分离纯化,在提高所得多酚类抗氧化物质纯度的同时大大缩短纯化所需时间,减少在纯化过程中多酚类抗氧化物质的损失量。
具体实施方式:
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。
实施例1
(1)筛分除杂:将新鲜米糠于55~60℃脱水温度下脱水至含水量降为5%,并于-10~-5℃下密封冷冻5h,再经粉碎机制成30目的粗粉;
(2)回流脱脂:向10g所制米糠粉中加入20g75%乙醇,并加热至回流状态保温搅拌,30min后抽滤,补加等量75%乙醇,继续于回流状态下保温搅拌,15min后再次抽滤,所得滤渣于60~70℃下干燥至恒重,即得脱脂米糠;
(3)复合酶解:向10g经脱脂处理后的米糠粉中加入30g水和0.05g复合酶,复合酶由质量比2:1的胰蛋白酶和绿色木霉,并于35~45℃下保温酶解,再加热至回流状态保温搅拌10min,离心,取上层酶解液;
(4)分离纯化:将所得酶解液用大孔吸附树脂混合床吸附6h,吸附温度35~45℃,再利用蒸馏水洗涤大孔吸附树脂,然后用70%乙醇解吸4h,解吸温度40~50℃,将所得乙醇解吸液经减压浓缩以回收乙醇,待乙醇回收完毕后自然冷却至室温,剩余物送入冷冻干燥机中,干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉,即得多酚类抗氧化物质。其中,大孔吸附树脂混合床所用大孔吸附树脂为xda-8和dm130。
实施例2
(1)筛分除杂:将新鲜米糠于55~60℃脱水温度下脱水至含水量降为5%,并于-10~-5℃下密封冷冻5h,再经粉碎机制成30目的粗粉;
(2)回流脱脂:向10g所制米糠粉中加入30g75%乙醇,并加热至回流状态保温搅拌,30min后抽滤,补加等量75%乙醇,继续于回流状态下保温搅拌,15min后再次抽滤,所得滤渣于60~70℃下干燥至恒重,即得脱脂米糠;
(3)复合酶解:向10g经脱脂处理后的米糠粉中加入40g水和0.05g复合酶,复合酶由质量比2:1的胰蛋白酶和绿色木霉,并于35~45℃下保温酶解,再加热至回流状态保温搅拌10min,离心,取上层酶解液;
(4)分离纯化:将所得酶解液用大孔吸附树脂混合床吸附6h,吸附温度35~45℃,再利用蒸馏水洗涤大孔吸附树脂,然后用70%乙醇解吸4h,解吸温度40~50℃,将所得乙醇解吸液经减压浓缩以回收乙醇,待乙醇回收完毕后自然冷却至室温,剩余物送入冷冻干燥机中,干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉,即得多酚类抗氧化物质。其中,大孔吸附树脂混合床所用大孔吸附树脂为xda-8和dm130。
实施例3
(1)筛分除杂:将新鲜米糠于55~60℃脱水温度下脱水至含水量降为5%,并于-10~-5℃下密封冷冻5h,再经粉碎机制成30目的粗粉;
(2)回流脱脂:向10g所制米糠粉中加入20g75%乙醇和0.5g脱脂助剂,并加热至回流状态保温搅拌,30min后抽滤,补加等量75%乙醇,继续于回流状态下保温搅拌,15min后再次抽滤,所得滤渣于60~70℃下干燥至恒重,即得脱脂米糠;
(3)复合酶解:向10g经脱脂处理后的米糠粉中加入30g水和0.05g复合酶,复合酶由质量比2:1的胰蛋白酶和绿色木霉,并于35~45℃下保温酶解,再加热至回流状态保温搅拌10min,离心,取上层酶解液;
(4)分离纯化:将所得酶解液用大孔吸附树脂混合床吸附6h,吸附温度35~45℃,再利用蒸馏水洗涤大孔吸附树脂,然后用70%乙醇解吸4h,解吸温度40~50℃,将所得乙醇解吸液经减压浓缩以回收乙醇,待乙醇回收完毕后自然冷却至室温,剩余物送入冷冻干燥机中,干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉,即得多酚类抗氧化物质。其中,大孔吸附树脂混合床所用大孔吸附树脂为xda-8和dm130。
脱脂助剂的制备:向5g羟丙基-β-环糊精中滴加35-40℃水配成饱和溶液,再加入0.5g氢化蓖麻油酸和0.3g水解聚马来酸酐,加热至回流状态保温搅拌1h,即得改性环糊精溶液;然后向所制改性环糊精溶液中加入10g食品级多聚谷氨酸和0.5g棕榈酸异辛酯,充分混合后利用微波频率2450mhz、输出功率700w的微波处理器微波处理5min,再次充分混合,并继续微波处理5min,所得混合物送入喷雾干燥机中,干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉,即得脱脂助剂。
实施例4
(1)筛分除杂:将新鲜米糠于55~60℃脱水温度下脱水至含水量降为5%,并于-10~-5℃下密封冷冻5h,再经粉碎机制成30目的粗粉;
(2)回流脱脂:向10g所制米糠粉中加入20g75%乙醇和0.5g脱脂助剂,并加热至回流状态保温搅拌,30min后抽滤,补加等量75%乙醇,继续于回流状态下保温搅拌,15min后再次抽滤,所得滤渣于60~70℃下干燥至恒重,即得脱脂米糠;
(3)复合酶解:向10g经脱脂处理后的米糠粉中加入30g水和0.05g复合酶,复合酶由质量比2:1的胰蛋白酶和绿色木霉,并于35~45℃下保温酶解,再加热至回流状态保温搅拌10min,离心,取上层酶解液;
(4)分离纯化:将所得酶解液用大孔吸附树脂混合床吸附6h,吸附温度35~45℃,再利用蒸馏水洗涤大孔吸附树脂,然后用70%乙醇解吸4h,解吸温度40~50℃,将所得乙醇解吸液经减压浓缩以回收乙醇,待乙醇回收完毕后自然冷却至室温,剩余物送入冷冻干燥机中,干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉,即得多酚类抗氧化物质。其中,大孔吸附树脂混合床所用大孔吸附树脂为xda-8和dm130。
脱脂助剂的制备:向10g羟丙基-β-环糊精中滴加35-40℃水配成饱和溶液,再加入1g氢化蓖麻油酸和0.5g水解聚马来酸酐,加热至回流状态保温搅拌1h,即得改性环糊精溶液;然后向所制改性环糊精溶液中加入5g食品级多聚谷氨酸和0.5g棕榈酸异辛酯,充分混合后利用微波频率2450mhz、输出功率700w的微波处理器微波处理5min,再次充分混合,并继续微波处理5min,所得混合物送入喷雾干燥机中,干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉,即得脱脂助剂。
对照例1
(1)筛分除杂:将新鲜米糠于55~60℃脱水温度下脱水至含水量降为5%,并于-10~-5℃下密封冷冻5h,再经粉碎机制成30目的粗粉;
(2)回流脱脂:向10g所制米糠粉中加入20g75%乙醇和0.5g脱脂助剂,并加热至回流状态保温搅拌,30min后抽滤,补加等量75%乙醇,继续于回流状态下保温搅拌,15min后再次抽滤,所得滤渣于60~70℃下干燥至恒重,即得脱脂米糠;
(3)复合酶解:向10g经脱脂处理后的米糠粉中加入30g水和0.05g复合酶,复合酶由质量比2:1的胰蛋白酶和绿色木霉,并于35~45℃下保温酶解,再加热至回流状态保温搅拌10min,离心,取上层酶解液;
(4)分离纯化:将所得酶解液用大孔吸附树脂混合床吸附6h,吸附温度35~45℃,再利用蒸馏水洗涤大孔吸附树脂,然后用70%乙醇解吸4h,解吸温度40~50℃,将所得乙醇解吸液经减压浓缩以回收乙醇,待乙醇回收完毕后自然冷却至室温,剩余物送入冷冻干燥机中,干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉,即得多酚类抗氧化物质。其中,大孔吸附树脂混合床所用大孔吸附树脂为xda-8和dm130。
脱脂助剂的制备:向10g羟丙基-β-环糊精中滴加35-40℃水配成饱和溶液,再加入1g氢化蓖麻油酸和0.5g水解聚马来酸酐,加热至回流状态保温搅拌1h,即得改性环糊精溶液;然后向所制改性环糊精溶液中加入5g食品级多聚谷氨酸,充分混合后利用微波频率2450mhz、输出功率700w的微波处理器微波处理5min,再次充分混合,并继续微波处理5min,所得混合物送入喷雾干燥机中,干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉,即得脱脂助剂。
对照例2
(1)筛分除杂:将新鲜米糠于55~60℃脱水温度下脱水至含水量降为5%,并于-10~-5℃下密封冷冻5h,再经粉碎机制成30目的粗粉;
(2)回流脱脂:向10g所制米糠粉中加入20g75%乙醇和0.5g脱脂助剂,并加热至回流状态保温搅拌,30min后抽滤,补加等量75%乙醇,继续于回流状态下保温搅拌,15min后再次抽滤,所得滤渣于60~70℃下干燥至恒重,即得脱脂米糠;
(3)复合酶解:向10g经脱脂处理后的米糠粉中加入30g水和0.05g复合酶,复合酶由质量比2:1的胰蛋白酶和绿色木霉,并于35~45℃下保温酶解,再加热至回流状态保温搅拌10min,离心,取上层酶解液;
(4)分离纯化:将所得酶解液用大孔吸附树脂混合床吸附6h,吸附温度35~45℃,再利用蒸馏水洗涤大孔吸附树脂,然后用70%乙醇解吸4h,解吸温度40~50℃,将所得乙醇解吸液经减压浓缩以回收乙醇,待乙醇回收完毕后自然冷却至室温,剩余物送入冷冻干燥机中,干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉,即得多酚类抗氧化物质。其中,大孔吸附树脂混合床所用大孔吸附树脂为xda-8和dm130。
脱脂助剂的制备:向10g羟丙基-β-环糊精中滴加35-40℃水配成饱和溶液,加热至回流状态保温搅拌1h,即得环糊精溶液;然后向所制环糊精溶液中加入5g食品级多聚谷氨酸和0.5g棕榈酸异辛酯,充分混合后利用微波频率2450mhz、输出功率700w的微波处理器微波处理5min,再次充分混合,并继续微波处理5min,所得混合物送入喷雾干燥机中,干燥所得颗粒经超微粉碎机制成微粉,即得脱脂助剂。
对照例3
(1)筛分除杂:将新鲜米糠于55~60℃脱水温度下脱水至含水量降为5%,并于-10~-5℃下密封冷冻5h,再经粉碎机制成30目的粗粉;
(2)回流脱脂:向10g所制米糠粉中加入30g75%乙醇,并加热至回流状态保温搅拌,30min后抽滤,补加等量75%乙醇,继续于回流状态下保温搅拌,15min后再次抽滤,所得滤渣于60~70℃下干燥至恒重,即得脱脂米糠;
(3)酶解:向10g经脱脂处理后的米糠粉中加入40g水和0.05g胰蛋白酶,并于35~45℃下保温酶解,再加热至回流状态保温搅拌10min,离心,取上层酶解液;
(4)分离纯化:将所得酶解液用大孔吸附树脂混合床吸附6h,吸附温度35~45℃,再利用蒸馏水洗涤大孔吸附树脂,然后用70%乙醇解吸4h,解吸温度40~50℃,将所得乙醇解吸液经减压浓缩以回收乙醇,待乙醇回收完毕后自然冷却至室温,剩余物送入冷冻干燥机中,干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉,即得多酚类抗氧化物质。其中,大孔吸附树脂混合床所用大孔吸附树脂为xda-8和dm130。
对照例4
(1)筛分除杂:将新鲜米糠于55~60℃脱水温度下脱水至含水量降为5%,并于-10~-5℃下密封冷冻5h,再经粉碎机制成30目的粗粉;
(2)回流脱脂:向10g所制米糠粉中加入30g75%己烷,并加热至回流状态保温搅拌,30min后抽滤,补加等量75%己烷,继续于回流状态下保温搅拌,15min后再次抽滤,所得滤渣于60~70℃下干燥至恒重,即得脱脂米糠;
(3)复合酶解:向10g经脱脂处理后的米糠粉中加入40g水和0.05g复合酶,复合酶由质量比2:1的胰蛋白酶和绿色木霉,并于35~45℃下保温酶解,再加热至回流状态保温搅拌10min,离心,取上层酶解液;
(4)分离纯化:将所得酶解液用大孔吸附树脂混合床吸附6h,吸附温度35~45℃,再利用蒸馏水洗涤大孔吸附树脂,然后用70%乙醇解吸4h,解吸温度40~50℃,将所得乙醇解吸液经减压浓缩以回收乙醇,待乙醇回收完毕后自然冷却至室温,剩余物送入冷冻干燥机中,干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉,即得多酚类抗氧化物质。其中,大孔吸附树脂混合床所用大孔吸附树脂为xda-8和dm130。
对照例5
(1)筛分除杂:将新鲜米糠于55~60℃脱水温度下脱水至含水量降为5%,并于-10~-5℃下密封冷冻5h,再经粉碎机制成30目的粗粉;
(2)回流脱脂:向10g所制米糠粉中加入30g75%乙醇,并加热至回流状态保温搅拌,30min后抽滤,补加等量75%乙醇,继续于回流状态下保温搅拌,15min后再次抽滤,所得滤渣于60~70℃下干燥至恒重,即得脱脂米糠;
(3)复合酶解:向10g经脱脂处理后的米糠粉中加入40g水和0.05g复合酶,复合酶由质量比2:1的胰蛋白酶和绿色木霉,并于35~45℃下保温酶解,再加热至回流状态保温搅拌10min,离心,取上层酶解液;
(4)分离纯化:将所得酶解液用大孔吸附树脂xda-8吸附6h,吸附温度35~45℃,再利用蒸馏水洗涤大孔吸附树脂,然后用70%乙醇解吸4h,解吸温度40~50℃,将所得乙醇解吸液经减压浓缩以回收乙醇,待乙醇回收完毕后自然冷却至室温,剩余物送入冷冻干燥机中,干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉,即得多酚类抗氧化物质。
对照例6
(1)筛分除杂:将新鲜米糠于55~60℃脱水温度下脱水至含水量降为5%,并于-10~-5℃下密封冷冻5h,再经粉碎机制成30目的粗粉;
(2)回流脱脂:向10g所制米糠粉中加入30g75%乙醇,并加热至回流状态保温搅拌,30min后抽滤,补加等量75%乙醇,继续于回流状态下保温搅拌,15min后再次抽滤,所得滤渣于60~70℃下干燥至恒重,即得脱脂米糠;
(3)复合酶解:向10g经脱脂处理后的米糠粉中加入40g水和0.05g复合酶,复合酶由质量比2:1的胰蛋白酶和绿色木霉,并于35~45℃下保温酶解,再加热至回流状态保温搅拌10min,离心,取上层酶解液;
(4)分离纯化:将所得酶解液用大孔吸附树脂dm130吸附6h,吸附温度35~45℃,再利用蒸馏水洗涤大孔吸附树脂,然后用70%乙醇解吸4h,解吸温度40~50℃,将所得乙醇解吸液经减压浓缩以回收乙醇,待乙醇回收完毕后自然冷却至室温,剩余物送入冷冻干燥机中,干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉,即得多酚类抗氧化物质。
实施例5
分别利用实施例1-4、对照例1-6所述方法对同批等量米糠进行多酚类抗氧化物质的提取,提取结果如表1所示,并以专利cn107050325a实施例最佳碱水解条件粉碎粒度60目、料液比1:8,naoh浓度2.5mol/l、水解时间2h作为对照例7。
表1本发明米糠中多酚类抗氧化物质的提取结果
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。