微波辅助超声提取枸杞中绿原酸的方法与流程

本发明涉及一种枸杞中绿原酸的提取工艺，特别涉及一种微波辅助超声提取枸杞中绿原酸的方法，属于生物活性物质提取
技术领域：
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背景技术：
：宁夏枸杞是我国传统名贵药材，具有增强免疫力、抗氧化、抗肿瘤等多方面的药理作用。张自萍(宁夏大学教授)等在“宁夏枸杞黄酮类化合物HPLC指纹图谱研究”表明了宁夏枸杞绿原酸峰面积较高。该学术论文发表在《中草药》2008第39卷第1期上。山永凯(研究员)在“枸杞中绿原酸的提取工艺研究”中测定出1000g枸杞子中可提到7.1g提取物中绿原酸含量为32％。企业在生产枸杞加工时，会产生大量的枸杞残次品(下角料)，利用残次品枸杞可提取枸杞多糖，提取枸杞多糖后的残渣还可提取绿原酸。绿原酸(Chlorogenicacid，以下简称CA)，是由咖啡酸(Caffeicacid)与奎尼酸(Quinicacid，1-羟基六氢没食子酸)缩合脱水生成的缩酚酸，是植物体在有氧呼吸过程中经莽草酸途径产生的一种苯丙素类化合物，分子式为C16H18O9,分子量345.30。绿原酸是抗菌、止血、消炎、利胆、增高白血球、抗病毒药物的重要原料，具有肾上腺素类似的作用；绿原酸对人有致敏作用，吸人含有绿原酸的植物尘埃后，可发生气喘、皮炎等，但食人后可经小肠分泌物作用，变为无致敏性物质；绿原酸具有降压及抗肿瘤作用：蔬菜、水果中的多酚类如绿原酸、咖啡酸等可通过抑制活化酶来抑制致癌物黄曲霉毒素B和苯并[a]芘的变异原性；绿原酸还可通过降低致癌物的利用率及其在肝脏中的运输来达到防癌、抗癌的效果；绿原酸具有补肾、利尿、增强机体免疫作用。绿原酸对DDPH自由基清除作用比维生素E、维生素C和咖啡酸要强，可有效清除DDPH自由基、羟基自由基和超氧阴离子自由基。在由过氧化氢诱发的小鼠血红细胞的溶血抑制实验中，比较几种有机多酚酸的抑制作用，以绿原酸的抑制作用最强。绿原酸对自由基的有效清除，能维持机体细胞正常的结构和功能，防止和延缓诸如肿瘤、突变、衰老等病理生理现象的发生。绿原酸是由咖啡酸与奎尼酸形成的酯，其分子结构中有酯键、不饱和双键及多元酚3个不稳定部分。在从植物提取过程中，往往通过水解和分子内酯基迁移而发生异构化。由于绿原酸的特殊结构，决定了其可以利用乙醇、丙酮、甲醇等极性溶剂从植物中提取出来，但是由于绿原酸本身的不稳定性，提取时不能高温、强光及长时间加热。山永凯《枸杞中绿原酸的提取工艺研究》(食品与机械，2012-9-18)对提取枸杞中绿原酸的工艺进行全面的分析和研究，采用超声波提取法,以乙醇为溶剂,通过试验,确定乙醇体积分数、料液比、提取时间、提取次数及pH值,得出绿原酸最佳提取参数:乙醇体积分数为74％、料液比为1∶35(m∶V)、提取时间70min、提取次数为3次、pH值为4.2。提取液经大孔树脂纯化,1000g枸杞子中可提到7.1g提取物,提取物中绿原酸含量为32％。专利申请200910216294.0公布了《一种枸杞中提取绿原酸的方法》，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：1)枸杞果前处理步骤枸杞子首先置烘箱进行干燥，取出后放入干燥室中静置24h，粉碎后置普通回流装置中回流脱脂，滤出溶剂，残渣风干备用。2)提取枸杞多糖步骤以乙醇为溶剂，采用超声波辅助法，提取液经过浓缩、醇沉、干燥，得到枸杞多糖粗粉；其工艺条件为：乙醇体积分数为60％，料液比为1:30，提取时间为60min，提取次数为3次。3)提取枸杞绿原酸步骤提取枸杞多糖后的残渣，以乙醇为溶剂，超声波辅助法提取枸杞中绿原酸，大孔树脂对所提取绿原酸进行分离纯化，反相高效液相色谱对枸杞中绿原酸进行分析：其工艺条件为：乙醇体积分数为55％～85％，料液比为1:25～1:40，溶液的pH值为3！5，提取时间为30～110min，提取次数为2～4次。专利申请201410528464.X公布了《一种从提油后枸杞渣粕中提取分离绿原酸的方法》，其特征在于，它包括如下操作步骤：(1)取提油后的枸杞渣粕，以乙醇为夹带剂进行超临界二氧化碳萃取，提取物备用；(2)将超临界二氧化碳萃取提取物上大孔吸附树脂，优选使用D101型大孔树脂(另外大孔树脂D140、HPD100、HPD300AB-8、DM130、DM130和ADS-17也可以适用)，依次用水、10～15％(v/v)乙醇洗脱，分别收集各乙醇洗脱部位，浓缩，干燥，即得绿原酸。技术实现要素：针对现有技术中枸杞绿原酸在提取过程中工艺复杂、原料含量低、提取产物活性不易保留、提取得率低等技术问题，本发明提供一种利用微波辅助超声提取技术，缩短提取时间，不使用化学溶剂，避免高温导致绿原酸分解的枸杞绿原酸提取新工艺。该工艺提取的枸杞绿原酸具有得率高、成本低、产品质量稳定的显著优势。为了解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案。一种微波辅助超声提取枸杞中绿原酸的工艺方法，包括如下步骤：1)原料预处理：原料为枸杞鲜果榨汁后的皮渣和枸杞干果生产中的下脚料，烘干至水分≤12％，除杂，低温粉碎机粉碎，粗细度达到≥40目即可。2)提取：粉碎后的枸杞原料在微波辅助超声波提取罐中进行枸杞绿原酸的提取，提取溶剂为纯净水，料液比1:5-1:30(m/v)，pH4-5，微波频率800-1500MHz，超声波频率30-50kHz，微波提取时间5-30min，超声波提取时间60-90min，温度30-50℃，提取1次。3)后处理：提取液经过过滤浓缩，低温真空冷冻升华干燥，粉粹，包装，即得枸杞绿原酸成品。进一步地，所述原料中至少80％为枸杞干果生产中的下脚料，包括枸杞果的破碎粒、粘连果、落地果、油果等。进一步地，所述除杂包括：将烘干后原料经静电毛发去处机、金属探测仪进行除杂。进一步地，粉碎后的原料在提取之前可以先在纯净水中浸泡1-2h，浸泡温度控制在30-50℃。进一步地，所述过滤浓缩包括：经板框式过滤机进行粗滤，然后经分子膜过滤浓缩；更进一步地，所述分子膜优选为透过量200-500分子当量的PS超滤膜。上述工艺方法生产的枸杞绿原酸成品按照企业生产标准检验合格后贴签，合格产品各项理化指标如下。1、感官指标：产品感官指标应符合表1要求。表1感官指标项目指标色泽灰白色滋味与气味具有枸杞绿原酸应有的滋味与气味，无异味性状粉末状杂质无肉眼可见的外来杂质2、微生物指标：产品微生物指标应符合表2要求。表2微生物指标3、产品标志性成分：绿原酸≥30％。本发明提取工艺生产枸杞绿原酸产品符合企业标准，产品质量稳定，具有降压、抗肿瘤、补肾、增强机体免疫力、抗衰老、抗肌肉骨骼老化、抗菌、抗病毒、抗菌消炎等作用，可在食品、保健品、医药等领域广泛应用。有益效果：1、本发明首次采用微波辅助超声波提取技术应用于枸杞绿原酸的提取，提取效率高，枸杞绿原酸的提取得率达85％以上；2、提取溶剂为纯净水，无溶剂污染，节约环保；3、提取温度低，有效保留枸杞果中绿原酸的生理活性物质。4、工艺成本低，生产效率高，产品质量稳定，经济效益高，已形成年产1000公斤的枸杞绿原酸产业化生产线。附图说明图1：具体实施方式中枸杞绿原酸提取工艺流程图；图2：料液比对绿原酸得率的影响；图3：提取时间对绿原酸得率的影响；图4：pH对绿原酸得率的影响。具体实施方式下面通过具体的实施方案，进一步叙述本发明。除非特别说明，实施方式中未描述的技术手段均可以用本领域技术人员所公知的方式实现。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分、用量、尺寸、形状进行的各种修改、替换、改进也属于本发明的保护范围，并且本发明所限定的具体参数应有可允许的误差范围。实施例1一种微波辅助超声提取枸杞中绿原酸的工艺方法，包括如下步骤：1)原料预处理：原料为枸杞鲜果榨汁后的皮渣和枸杞干果生产中的下脚料，烘干至水分≤12％，除杂，低温粉碎机粉碎，粗细度达到≥40目即可。2)提取：粉碎后的枸杞原料在微波辅助超声波提取罐中进行枸杞绿原酸的提取，提取溶剂为纯净水，料液比1:5-1:30(m/v)，pH4-5，微波频率800-1500MHz，超声波频率30-50kHz，微波提取时间5-30min，超声波提取时间60-90min，温度30-50℃。3)后处理：提取液经经板框式过滤机进行粗滤，然后经分子膜过滤浓缩，低温真空冷冻升华干燥，粉粹，无菌包装，即得枸杞绿原酸成品。进一步地，所述原料中至少80％为枸杞干果生产中的下脚料，包括枸杞果的破碎粒、粘连果、落地果、油果等。进一步地，粉碎后的原料在提取之前可以先在纯净水中浸泡1-2h，浸泡温度控制在30-50℃。本实施方式中提取枸杞绿原酸的得率达85％。检测成品中有效成分绿原酸含量达30％。实施例2在本发明提供的一个较佳的实施方式中(参考图1工艺流程图)，一种微波辅助超声提取枸杞中绿原酸的工艺方法，包括如下步骤：1)原料预处理：原料为枸杞鲜果榨汁后的皮渣和枸杞干果生产中的下脚料(至少占80％)，烘干至水分≤12％，经静电毛发去处机、金属探测仪进行除杂，低温粉碎机粉碎，粗细度达到≥40目即可。2)提取：粉碎后的枸杞原料先在纯净水中浸泡1h，浸泡温度控制在30-50℃；然后在微波辅助超声波提取罐中进行枸杞绿原酸的提取，提取溶剂为纯净水，优选的工艺条件：微波提取功率为900MHz，超声波提取功率为40kHz，料液比1:15(m/v)，提取温度45℃，pH值4-5，微波提取时间20min，超声波提取时间90min，提取次数1次。3)后处理：提取液经经板框式过滤机进行粗滤，然后经透过量200-500分子当量的PS超滤膜过滤浓缩，低温真空冷冻升华干燥，粉粹，无菌包装，即得枸杞绿原酸成品。本实施方式工艺条件下提取绿原酸得率为86.3％。检测成品中有效成分绿原酸含量为30.2％。实施例3绿原酸提取工艺条件的优化分析。(1)料液比对绿原酸得率的影响由图2可知，料液比对绿原酸得率有较大的影响。当料液比小于1:20(m/v)时，绿原酸得率一直处于上升的趋势，当料液比大于1:20(m/v)时，得率最高，之后呈缓慢的下降趋势。说明水溶剂添加量增大时，有效成分有利于在溶剂中溶出，提高了得率。当料液比达到1:20(m/v)时，可能绿原酸的溶解能力达到了最大，因此选择料液比为1:15(m/v)，这样浓缩、干燥比较经济。(2)提取时间对绿原酸得率的影响由图3可知，绿原酸在提取40-100min时，得率呈缓慢的增长趋势，但增长幅度不大，因此认为提取时间对绿原酸得率影响较小。综合提取效率、经济成本等因素考虑，选择提取时间为90min较好。(3)pH对绿原酸得率的影响由图4可知，pH值的变化对绿原酸的提取影响较大，这与绿原酸本身为一种有机酸有关。酸性条件较有利于绿原酸的提取，碱性条件下一部分绿原酸可能发生电离、水解，可能导致绿原酸的得率下降。溶液的pH值约为4～5时，绿原酸得率相对较高。(4)PS、PAN、PVDF超滤效果比较截留分子量为10000的PS、PAN、PVDF(聚偏氯乙烯)膜对100kg料液超滤lh，测定超滤前和超滤后可溶性固性物含量，实验证明PS膜衰减较慢，抗污能力强，PVDF膜衰减较快，工艺中优选使用PS膜。当前第1页1 2 3