一种小麦麸皮中天然维生素E的提取方法与流程

本申请属于小麦深加工
技术领域：
，具体涉及一种小麦麸皮中天然维生素e的提取方法。
背景技术：
：维生素e，也称生育酚，有α、β、γ、δ共4种类型，通常情况下α型居多，是人体所必须的维生素之一。维生素e在医疗中用途广泛，在提高人体的免疫力、保护皮肤抗氧化、以及心脑血管疾病的治疗和糖尿病的预防等方面均有较为广泛的应用。天然维生素e作为一种从天然产物中的提取产物，因其安全性、环保性等原因，在食品、化妆品等领域广受青睐。但现有技术中天然维生素e主要来源于植物油精炼过程馏分，因而使得其产量相对有限。各种农副产品中，也普遍含有天然维生素e组分，针对这些农副产品，天然维生素e的提取工艺主要有：萃取法、分子蒸馏法、真空蒸馏法、化学处理法、超临界二氧化碳法等等。但因为不同农副产品成分不同，单一提取方法往往存在提取率低、纯度低等缺陷，而且针对不同农副产品，其对应的最适提取方法也往往不同。麸皮是小麦籽粒加工后副产品，以往主要作为动物饲料或者发酵应用，但近年来研究认为，小麦麸皮中维生素含量丰富，营养价值较高，其中天然维生素e的含量可达60mg/公斤，加上麸皮来源广泛、产量巨大且价格低廉，因此如能开发一套针对小麦麸皮中天然维生素e的提取方法，对于提高小麦麸皮附加值、提高小麦深加工产业水平具有较为重要的技术意义。技术实现要素：本申请以小麦麸皮为原料，目的在于提供一种小麦麸皮中天然维生素e的提取方法，从而为提高小麦麸皮附加值奠定一定技术基础。本申请所采取的技术方案详述如下。一种小麦麸皮中天然维生素e的提取方法，包括如下步骤：（一）浸提对小麦麸皮中杂质进行清除等预处理后，用有机溶剂进行浸提处理；具体而言：按10g小麦麸皮、30~70ml有机溶剂比例，混合均匀后，40~65℃保温1~4h；优选比例为，10g小麦麸皮、50ml有机溶剂比例，50℃保温2h；所述有机溶剂优选无水乙醇；有机溶剂中优选加入少量浓硫酸作为催化剂；浸提完成后，将小麦麸皮与有机溶剂分离（例如可采用抽滤机抽滤方式进行分离）得滤液；（二）析出甾醇将步骤（1）所得滤液调节ph至中性后，阴凉（优选置于4℃条件下）避光处静置不少于10h，以将溶液中的甾醇析出（甾醇的存在会降低天然维生素e的纯度，且给后续的纯化过程带来麻烦，而由于甾醇易冷却析出，因此适当低温有利于甾醇析出）；析出完成后离心、过滤，留上清液、去沉淀，以去除析出的甾醇；（三）制备成品将步骤（2）中所得上清液进行旋转蒸发以去除无水乙醇、脂肪酸甲酯等杂质，此时即为天然维生素e粗品；向天然维生素e粗品中加入一定量的丙酮，以溶解天然维生素e，滤除杂质后再次旋转蒸发以蒸出丙酮；为进一步提高成品纯度，可将蒸出丙酮后成品溶解后利用活性炭进行脱色，再将活性炭分离（例如利用抽滤方式分离）后，即可得到精制的天然维生素e溶液，可进一步干燥获得精制的天然维生素e固体成品。本申请中以小麦麸皮为原料，通过对相关提取工艺参数进行优化，获得了具有较高纯度的天然维生素e成品。对所制备天然维生素e成品的初步实验检测表明，其具有较好的抗氧化能力，对小鼠亚硝酸盐中毒具有一定保护作用。基于这些成果，可为小麦深加工技术发展、以及提高小麦麸皮附加值奠定一定技术基础。附图说明图1为维生素e标准品吸光度-浓度标准曲线；图2为维生素e标准品色谱峰；图3为甲醇提取维生素e的色谱峰；图4为乙醇提取维生素e的色谱峰；图5为正己烷提取维生素e的色谱峰；图6为不同料液比所提取维生素e的吸光度，图中横坐标1、2、3、4、5分别表示料液比1:3、1:4、1:5、1:6、1:7；图7为醇提时间与维生素e的吸光度关系；图8为醇提温度与维生素e的吸光度关系；图9为维生素e的抗氧化测试结果。具体实施方式下面结合附图和实施例对本申请做进一步的解释说明。在介绍具体实施例前，就下述实施例中部分实验材料、实验试剂及实验方法等背景情况简要说明如下。实验材料：小麦麸皮，购自郑州金苑面业有限公司；实验试剂：无水乙醇（分析纯）、无水甲醇（分析纯）、无水甲醇（色谱纯）、正己烷（分析纯）、丙酮（分析纯）、浓硫酸、浓硝酸等，国药集团化学试剂有限公司产品；抗坏血酸，sigma公司，纯度≥98%；维生素e标准品，美国harvey，hplc级，≥98%；实验测定方法：天然维生素e含量测定首先以维生素e（标准品）的浓度为横坐标、吸光度为纵坐标，绘制天然维生素e的标准曲线，随后通过对从小麦麸皮中提取的维生素e浓缩液的吸光度值，间接计算获得从麸皮中所提取获得的天然维生素e的提取量。绘制标准曲线时，可参考如下操作：将20mg维生素e标准品溶于无水乙醇中，定容至10ml（采用棕色容量瓶，并加入少量抗坏血酸标准品，以避免天然维生素e的氧化），制备2mg/ml母液；然后利用母液制备一系列浓度为0、10、20、30、40、50μg/ml的维生素e标准工作溶液，分别加1ml硝酸显色，70℃避光水浴15min，328nm波长下扫描测量吸光度。标准曲线如图1所示。可以看出，维生素e溶液的吸光度随着维生素e浓度的增加而增大，回归曲线的回归系数为0.9919，y=0.0021x+1.4826。实施例本申请所提供的小麦麸皮中天然维生素e的提取方法，具体包括如下步骤（一）浸提对小麦麸皮中杂质进行清除等预处理后，用有机溶剂进行浸提处理；有机溶剂中加入少量浓硫酸作为催化剂；浸提完成后，将小麦麸皮与有机溶剂分离（采用抽滤机抽滤方式进行分离）得滤液。（二）析出甾醇将步骤（1）所得滤液调节ph至中性后，4℃避光处静置10h，以将溶液中的甾醇析出；析出完成后离心（8000g，10min）、过滤，留上清液、去沉淀，以去除析出的甾醇；（三）制备成品将步骤（2）中所得上清液进行旋转蒸发以去除无水乙醇、脂肪酸甲酯等杂质，此时即为天然维生素e粗品；向天然维生素e粗品中加入丙酮，以溶解天然维生素e，滤除杂质后再次旋转蒸发以蒸出丙酮；再将蒸出丙酮后成品溶解后利用活性炭进行脱色，脱色完成后抽滤将活性炭分离，即可得到精制的天然维生素e溶液，进一步干燥获得精制的天然维生素e固体成品。针对提取天然维生素e过程中的有机溶剂、料液比等影响因素，发明人进行了进一步实验优化，具体过程简介如下。（1）浸提过程中有机溶剂影响发明人分别以无水甲醇、无水乙醇、正己烷作为浸提溶剂（即，有机溶剂），参考上述操作，以小麦麸皮10g、有机溶剂10ml比例（有机溶剂中加有少量浓硫酸作催化剂），50℃浸提2h（浸提过程中，充分振荡、混匀，确保浸提充分）。对不同浸提溶剂所提取制备的天然维生素e成品进行高效液相色谱分析，结果如图3、图4、图5所示。作为参考和对照，2mg/ml维生素e母液标准品的高效液相色谱结果如图2所示。可以看出：维生素e标准品的出峰时间大概为第16min，峰值为16.767。对比可以看出，无论是出峰时间，还是峰值或者是峰面积，无水乙醇提取结果与维生素e标准品的结果最为接近，因此可以判定无水乙醇提取天然维生素e的效果最好。（2）料液比对天然维生素e提取影响参考前述操作，将小麦麸皮10g分别采用30ml、40ml、50ml、60ml、70ml无水乙醇（即，料液比分别为：1:3、1:4、1:5、1:6、1:7）作为浸提溶剂（均加有少量浓硫酸作催化剂），50℃浸提2h（浸提过程中，充分振荡、混匀，确保浸提充分）。最终吸光度测定结果如图6所示。可以看出，随着麸皮与液体的比例增加，溶液的吸光度增加，麸皮与无水乙醇的比例超过1:3时，溶液的吸光度增加的很快，在料液比超过1:5（小麦麸皮为10g，无水乙醇50ml）时，吸光度增加缓慢。从标准曲线中已知溶液的吸光度随着天然维生素e浓度的增加而增加，因此在料液比小于1:5时，随着料液比的增加天然维生素e的得率增加，但当料液比超过1:5时，随着料液比的增加天然维生素e的得率增加不明显，考虑到经济因素而言，料液比1:5较为合适，此时天然维生素e的得率为0.0383%。（3）浸提时间对维生素e产量的影响参考前述操作，将小麦麸皮10g采用50ml无水乙醇作为浸提溶剂（加有少量浓硫酸作催化剂），50℃分别浸提1.5、2、2.5、3和3.5小时。最终吸光度测定结果如图7所示。可以看出，当时间小于2h时，溶液的吸光度随提取时间的增加而增加，即维生素e的产量随时间增加而增加。但当时间超过2h时，天然维生素e提取液的吸光随着时间增加而增加缓慢。考虑到省时的因素，醇提时间为2小时最为合适，此时天然维生素e的得率为0.0383%。（4）提取温度对维生素e提取率的影响参考前述操作，将小麦麸皮10g采用50ml无水乙醇作为浸提溶剂（加有少量浓硫酸作催化剂），分别采用45℃、50℃、55℃、60℃、65℃浸提2h。最终吸光度测定结果如图8所示。可以看出，当温度低于50℃时，溶液的吸光度随温度的升高而增加，即天然维生素e的得率随温度的增加而增加；当温度高于50℃时，吸光度随温度的升高而逐渐降低，即天然维生素e的得率随温度的增加而减少，分析这是由于温度的升高导致天然维生素e的结构发生变化以及随着温度的升高天然维生素e逐渐被氧化的结果。因此综合考虑浸提的温度为50℃时最好，而且不能超过60℃。（5）正交设计基于上述实验结果，进一步地，发明人以料液比、浸提温度、浸提时间作为三因素,进行三因素三水平的正交实验设计，以探索最佳提取条件的组合。具体正交设计实验因素水平及实验结果分别如下表1、表2所示。表1，正交设计实验因素水平表水平浸提时间（h）料液比（g/ml）浸提温度（℃）11.51:345221:45032.51:555表2，正交设计和结果表（实验序号）浸提时间（t）料液比浸提温度（℃）吸光度11111.20521221.29831331.30242121.32152231.43662311.54973131.55383211.55693321.567均值k11.2681.3601.437均值k21.4351.4301.395均值k31.5591.4731.430r0.2910.1130.042从上述正交实验结果可以看出，天然维生素e提取的最佳工艺为提取时间为2.5h，料液比为1:5（小麦麸皮为10g，无水乙醇50ml），提取温度为50℃。进一步实验验证，在此最佳参数条件下，可从10g小麦麸皮中提取到天然维生素e402µg，即天然维生素e的得率为0.00445%。检验例以上述最佳参数所提取天然维生素e为例，发明人利用动物实验对其抗氧化能力进行了实际检测，具体实验简介如下。临床当中，由于亚硝酸盐中毒较为典型和直观，因此发明人以小鼠（昆明小鼠）亚硝酸盐中毒方式来评价本申请所提取天然维生素e的抗氧化能力。实验过程中，参考试剂盒说明书，利用谷胱甘肽（gsh）试剂盒测定组织中谷胱甘肽含量，利用分光光度计通过谷胱甘肽含量来计算总抗氧化能力（t-aoc）。实验过程中，适应性喂养后，实验组别设置如下：表3，分组及灌胃量实验结束后（灌胃给予生理盐水或者亚硝酸钠，待实验动物出现中毒症状后，灌胃给予生理盐水或维生素e或者维生素c，接着禁食24小时），部分实验结果如下表4所示。表4小鼠主要脏器指数（‰，n=6）组别心脏脑肝脾空白对照组5.4±0.213.9±0.445.1±0.15.1±0.1模型组5.5±0.513.7±0.747.6±0.65.4±0.4维生素e组7.3±0.314.7±0.744.6±0.63.2±0.2维生素c组5.4±0.413.7±0.745.3±0.33.4±0.4脏器指数是是毒理学实验中常用的指标，其变化一定程度上反映了机体脏器受损的程度。模型组的心脏都或多或少大于正常对照组的心脏指数，而服用了维生素e的维生素e组小鼠的心脏指数明显高于对照组和其他实验组，由此可以基本明确服用维生素e对心脏有较大的影响。具体谷胱甘肽含量及总抗氧化能力结果如下表5所示。表5，肝脏中gsh含量、t-aoc变化（n=6）组别gsh/（μg/g）t-aoc（单位/ml）空白对照组1660±9415.29±0.46模型组782±455.92±0.68维生素e组819±427.85±0.92维生素c组791±356.19±0.56分析可以看出，天然维生素e组和维生素c组的gsh、t-aoc都比模型组高，且维生素e组又比维生素c组高，说明维生素e对体内亚硝酸盐中毒具有保护作用，且效果比维生素c好。进一步地，发明人对所提取天然维生素e的dpph自由基清除能力进行了测定，具体情况简要介绍如下。配置浓度为0.1mm的dpph-甲醇溶液备用，将所提取的天然维生素e用无水乙醇稀释，分别得到1、2、3μg/ml溶液备用；用移液枪吸取1ml的dpph-甲醇溶液加入到1ml的维生素e溶液中，室温下反应半小时，依次吸取0.2ml的反应液在517nm下测定吸光值，记为a1；以甲醇代替维生素e溶液，相同条件下测定吸光值，记为a0；用无水甲醇代替dpph测定吸光值记为a2；计算公式为：对相同浓度的抗坏血酸作阳性对照。具体结果如图9所示。从图中可以看出，相同浓度的维生素e和维生素c相比，维生素e的抗氧化能力较好。综上结果可以看出，本申请通过对相关提取工艺参数优化，较为适合小麦麸皮中天然维生素e的提取，且提取纯度较高、得率较高；而对于所提取天然维生素e的进一步实验应用结果表明，其具有较好的抗氧化性能。基于这些结果，可为小麦深加工以及提高麸皮的加工值奠定一定技术基础。当前第1页12