一种从玫瑰茄中提取高纯度花青素的制备方法
【专利摘要】一种从玫瑰茄中提取高纯度花青素的制备方法，涉及一种花青素的提取方法。依次包含如下具体步骤：原料的预处理、提取、酶解、离心、超滤、纳滤、浓缩、微波干燥、粉碎。本发明的有益效果是：本发明能够将玫瑰茄花青素提取物纯度从2～3%提升到30%以上，节约能源，工艺简单，成本低廉，可适用于大规模生产。
【专利说明】
一种从玫瑰茄中提取高纯度花青素的制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种花青素的提取方法，具体涉及一种从玫瑰茄中提取花青素的方法。
【背景技术】
[0002]玫瑰茄，别名洛神花、洛神葵、山茄等。原产西非、印度，目前我国广东、广西、福建、云南、台湾等地均有栽培。玫瑰茄一般11月中、下旬采摘，花萼常用作提取部位。玫瑰茄中含有丰富的蛋白质、果胶、有机酸、VC、氨基酸、矿质元素、多酚及花色苷，主要有效成分为花色苷及多酚。医学研究证明，玫瑰茄花青素主要具有保护视力、抗氧化、抗肿瘤和抑菌等药理作用。
[0003]目前玫瑰茄花青素的提取方式主要有溶剂浸提、连续逆流提取、亚临界水提取、超临界流体辅助提取、超声波辅助提取、微波辅助提取及酶解提取等。溶剂浸提法是最广泛使用的一种方法，操作简单，设备投入小，但缺点是花青素的提取率较低，提取杂质较多，不利于连续化生产。亚临界水提取、超临界流体辅助提取虽然提取成本较低，提取率较高，但设备前期投入较大。
[0004]目前玫瑰茄花青素的纯化方法主要有溶剂萃取结晶法、柱层析法、制备色谱及高速逆流色谱(HSCCC)等。其中运用最广泛的是柱层析法，使用最多的是大孔吸附树脂分分离纯化，树脂型号如HP-20、HP2MGL等，但大孔树脂分离纯化操作繁琐，花青素收率较低，纯化的程度有限。溶剂萃取结晶法操作简便，但存在产品收率低，有机溶剂使用量大，污染环境等问题。制备色谱及高速逆流色谱(HSCCC)虽然能获得高含量的花青素产品，但设备的一次性投入较大。
[0005]CN102813686A公开了一种提取玫瑰茄花萼中有效成分的方法，是将玫瑰茄花萼用亚临界水提取，后过滤浓缩，冷冻干燥获得产品。主要缺陷为设备一次性投入较大，产品的纯度不高。
[0006]CN105272956A公开了一种从玫瑰茄中制备玫瑰茄花青素的工业方法，是将玫瑰茄采用高压辅助提取，提取液用微滤、超滤过滤除杂，后用打孔吸附树脂纯化，浓缩喷雾干燥得到花青素产品。但是由于其采用高压辅助提取，虽然能花青素的提高提取率，但安全系数较低，而且大孔吸附树脂纯化也存在收率较低问题。
[0007]CN104961783A公开了一种有效提取花青素和花色苷的方法，是将新鲜花青素原料用70%?90%乙醇浸提，提取液减压回收乙醇，离心过滤，过滤液用CAD#40大孔吸附树脂纯化，最后喷雾干燥得到产品。由于使用有机溶剂提取，虽然提取液中花青素纯度会较高，但溶剂用量较大，溶剂损耗比较大。
【发明内容】
[0008]本发明目的是针对上面所述缺陷，提供一种玫瑰茄花青素含量大于30%的从玫瑰前中提取尚纯度花青素的制备方法。[0009 ]本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的。
[0010]—种从玫瑰茄中提取高纯度花青素的制备方法，其特征在于，依次包含如下具体步骤:
(1)原料的预处理:将原料用破碎机适当破碎，以大部分过20?40目筛为标准；
(2)提取:将步骤(I)所得原料以水为溶剂，采用连续逆流的提取方法，先用冷水浸泡除杂，然后用热水连续逆流提取花青素;将冷水和热水提取液分开单独收集，过200?400目滤布袋，得滤液；
(3)酶解:将步骤(2)所得热水提取液加复合酶进行酶解；
(4)离心:将步骤(3)所得酶解液离心过滤，得离心液；
(5)超滤:将步骤(4)所得离心液先过超滤膜，后加水赶洗超滤膜，直到超滤液颜色较浅为止，得超滤液；
(6)纳滤:将步骤(5)所得超滤液用纳滤膜进行分离纯化浓缩，得纳滤液；
(7)浓缩:将步骤(6)所得纳滤液真空浓缩，真空压力控制-0.1?0.06MPa，温度控制40?50 °C，浓缩至固形物为40?60%，得浓缩液；
(8 )微波干燥、粉碎:将步骤(7 )浓缩液进行微波干燥，粉碎过筛，装袋。
[0011 ]进一步，步骤(I)中，所述的原料为玫瑰前的红色花萼，无其他杂质，所述的破碎程度，为破碎至90-95%过20?40目筛。
[0012]进一步，步骤(2)中，所述提取方式为连续逆流提取，先用8?10质量倍O?5°C冷水浸泡除杂，浸泡时间为0.5?lh，然后用10?20质量倍45?55°C热水连续逆流提取，提取时间I?2h。
[0013]进一步，步骤(3)中，所述酶解采用的酶为含纤维素酶、果胶酶、蛋白酶的复合酶，纤维素:果胶酶:蛋白酶添加比例为2?3:1-2:0.5?I，复合酶添加量为提取料液体积的0.01?0.05%，酶解温度30?50 0C，酶解时间2_4h，酶解最佳PH为2?4。
[0014]进一步，步骤(4)中，所述离心机方式为卧式离心机+碟式离心机或者卧式离心机+管式离心机的组合方式，离心转速控制10000?50000r/min。
[0015]进一步，步骤(5)中，所述超滤膜分子量有3?5万和8?10万道尔顿两种，膜的压力控制I.0?2.0MPa，温度控制1?30 °C。
[0016]进一步，步骤(6)中，所述纳滤膜分子量范围为600?1000和2000?5000道尔顿，膜的压力控制2.0?4.0MPa，温度控制10?30°C，纳滤浓缩至料液固形物10?30%。
[0017]进一步，步骤(7)中，所述浓缩器可采用单效、双效或三效浓缩器。
[0018]进一步，步骤(8)中，所述微波干燥控制真空压力-0.1?0.06MPa，干燥温度40?500C，最终产品水分控制< 5%。
[0019]本发明的有益效果是:
I)本发明提取溶剂为水，采用连续逆流的提取方法，相比提取罐提取的方式，不仅用水量小，提取时间缩短，而且也节约能耗，实现连续化规模化生产。
[0020]2)本发明纳滤膜分离纯化的透过液以及浓缩回收出的水，可以返回作为提取溶剂，不仅节约了水资源，而且几乎没有污水排放，起到很好的环保效果。
[0021]3)本发明采用了先进的膜技术，相比其他纯化方式，比如大孔树脂吸附纯化，不仅分离纯化效果明显，而且操作工艺简单，能够实现连续化大规模工业生产，生产成本低廉，产品质量稳定。
[0022]4)本发明能够将玫瑰茄花青素提取物纯度从2?3%提升到30%以上，节约能源，工艺简单，成本低廉，可适用于大规模生产。
【具体实施方式】
[0023]实施例1。
[0024]I)原料的预处理:将100Kg原料用破碎机适当破碎，大部分过20?40目筛为标准。
[0025]2)提取:以水为溶剂，采用连续逆流的提取方法，先用8?1T冷水浸泡除杂，然后用10T45?55°C热水连续逆流提取;将冷水和热水提取液分开单独收集，过200目滤布袋，得滤液。
[0026]3)酶解:将热水提取液使用纤维素酶、果胶酶、蛋白酶复合酶进行酶解，复合酶为一种进口液体酶，其中纤维素:果胶酶:蛋白酶复合比例为2?3:1?2:0.5?I，复合酶添加量为提取液体积的0.0I?0.02%，酶解温度控制30?40 0C，酶解时间控制2h，酶解PH控制为2
?3ο
[0027]4)离心:将酶解液先过卧式离心机再过碟式离心机，得离心液。
[0028]5)超滤:将1T左右离心液先过超滤膜，超滤膜分子量8?10万道尔顿，膜的压力控制1.0-2.0MPa，温度控制10?30°C ；超滤至一定程度，加2?4Τ水赶超滤膜，直到超滤液颜色较浅为止，得超滤液。
[0029]6)纳滤:将12-14Τ超滤液用纳滤膜进行分离纯化，纳滤膜分子量600?1000道尔顿，膜的压力控制2.0-4.0MPa，温度控制10-30°C，纳滤浓缩至2?4Τ，料液固形物20?30%，得纳滤液。
[0030]7)浓缩:纳滤液使用单效浓缩器真空浓缩，真空压力控制-0.1?0.06MPa，温度控制40?50°C，浓缩至固形物为55.6%，得浓缩液183.5Kg。
[0031 ] 8)微波干燥:将浓缩液进行微波干燥，控制真空压力-0.1?0.06MPa，干燥温度40?50 °C，最终控制产品水分< 5%。
[0032]9)粉碎过筛:将微波干燥物，进行粉碎过80筛，得最终产品96.38Kg，花青素含量32.1%(UV)o
[0033]实施例2。
[0034]I)原料的预处理:将100Kg原料用破碎机适当破碎，大部分过20?40目筛为标准。
[0035]2)提取:以水为溶剂，采用连续逆流的提取方法，先用8?1T冷水浸泡除杂，然后用10T45?55°C热水连续逆流提取;将冷水和热水提取液分开单独收集，过200目滤布袋，得滤液。
[0036]3)酶解:将热水提取液使用纤维素酶、果胶酶、蛋白酶复合酶进行酶解，复合酶为进口液体酶，其中纤维素:果胶酶:蛋白酶复合比例为2?3:1?2:0.5?I，复合酶添加量为提取液体积的0.03?0.05%，酶解温度控制40?45°C，酶解时间控制2h，酶解PH控制为2?3。
[0037]4)离心:将酶解液先过卧式离心机再过管式离心机，得离心液。
[0038]5)超滤:将1T左右离心液先过超滤膜，超滤膜分子量3?5万道尔顿，膜的压力控制1.0-2.0MPa，温度控制10-30°C ；超滤至一定程度，加2?4T水赶超滤膜，直到超滤液颜色较浅为止，得超滤液。
[0039]6)纳滤:将12-14T超滤液用纳滤膜进行分离纯化，纳滤膜分子量600?1000道尔顿，膜的压力控制2.0-4.0MPa，温度控制10-30°C，纳滤浓缩至2-4T，料液固形物20_30%，得纳滤液。
[0040]7)浓缩:纳滤液使用双效浓缩器真空浓缩，真空压力控制-0.1?0.06MPa，温度控制40?50 °C，浓缩至固形物为49.2%，得浓缩液190.6Kg。
[0041 ] 8)微波干燥:将浓缩液进行微波干燥，控制真空压力-0.1?0.06MPa，干燥温度40?50 °C，最终控制产品水分< 5%。
[0042]9)粉碎过筛:将微波干燥物，进行粉碎过80筛，得最终产品92.9Kg，花青素含量37.5%(UV)o
[0043]实施例3。
[0044]I)原料的预处理:将100Kg原料用破碎机适当破碎，大部分过20?40目筛为标准。
[0045]2)提取:以水为溶剂，采用连续逆流的提取方法，先用8?1T冷水浸泡除杂，然后用10T45?55°C热水连续逆流提取;将冷水和热水提取液分开单独收集，过200目滤布袋，得滤液。
[0046]3)酶解:将热水提取液使用纤维素酶、果胶酶、蛋白酶复合酶进行酶解，复合酶为进口液体酶，其中纤维素:果胶酶:蛋白酶复合比例为2?3:1?2:0.5?I，复合酶添加量为提取液体积的0.02?0.04%，酶解温度控制40?45°C，酶解时间控制2h，酶解PH控制为2?3。
[0047]4)离心:将酶解液先过卧式离心机再过管式离心机，得离心液。
[0048]5)超滤:将1T左右离心液先过超滤膜，超滤膜分子量3?5万道尔顿，膜的压力控制1.0-2.0MPa，温度控制10-30°C ；超滤至一定程度，加2?4T水赶超滤膜，直到超滤液颜色较浅为止，得超滤液。
[0049]6)纳滤:将12-14T超滤液用纳滤膜进行分离纯化，纳滤膜分子量2000?5000道尔顿，膜的压力控制2.0-4.0MPa，温度控制10-30°C，纳滤浓缩至2-4T，料液固形物20_30%，得纳滤液。
[0050]7)浓缩:纳滤液使用三效浓缩器真空浓缩，真空压力控制-0.1?0.06MPa，温度控制40?50 °C，浓缩至固形物为45.2%，得浓缩液216.9Kg。
[0051 ] 8)微波干燥:将浓缩液进行微波干燥，控制真空压力-0.1?0.06MPa，干燥温度40?50 °C，最终控制产品水分< 5%。
[0052]9)粉碎过筛:将微波干燥物，进行粉碎过80筛，得最终产品97.6Kg，花青素含量35.7%(UV)o
【主权项】
1.一种从玫瑰茄中提取高纯度花青素的制备方法，其特征在于，依次包含如下具体步骤: (1)原料的预处理:将原料用破碎机适当破碎，以大部分过20?40目筛为标准； (2)提取:将步骤(I)所得原料以水为溶剂，采用连续逆流的提取方法，先用冷水浸泡除杂，然后用热水连续逆流提取花青素;将冷水和热水提取液分开单独收集，过200?400目滤布袋，得滤液； (3)酶解:将步骤(2)所得热水提取液加复合酶进行酶解； (4)离心:将步骤(3)所得酶解液离心过滤，得离心液； (5)超滤:将步骤(4)所得离心液先过超滤膜，后加水赶洗超滤膜，直到超滤液颜色较浅为止，得超滤液； (6)纳滤:将步骤(5)所得超滤液用纳滤膜进行分离纯化浓缩，得纳滤液； (7)浓缩:将步骤(6)所得纳滤液真空浓缩，真空压力控制-0.1?0.06MPa，温度控制40?50 °C，浓缩至固形物为40?60%，得浓缩液； (8 )微波干燥、粉碎:将步骤(7 )浓缩液进行微波干燥，粉碎过筛，装袋。2.根据权利要求1中所述的一种从玫瑰茄中提取高纯度花青素的制备方法，其特征在于;步骤(I)中，所述的原料为玫瑰茄的红色花萼，无其他杂质，所述的破碎程度，为破碎至90-95%过20?40目筛。3.根据权利要求1中所述的一种从玫瑰茄中提取高纯度花青素的制备方法，其特征在于;步骤(2)中，所述提取方式为连续逆流提取，先用8?10质量倍O?5°C冷水浸泡除杂，浸泡时间为0.5?I h，然后用1?20质量倍45?55 °C热水连续逆流提取，提取时间I?2h。4.根据权利要求1中所述的一种从玫瑰茄中提取高纯度花青素的制备方法，其特征在于；步骤(3)中，所述酶解采用的酶为含纤维素酶、果胶酶、蛋白酶的复合酶，纤维素:果胶酶:蛋白酶添加比例为2?3:1-2:0.5?I，复合酶添加量为提取料液体积的0.01?0.05%，酶解温度30?50 0C，酶解时间2-4h，酶解最佳PH为2?4。5.根据权利要求1中所述的一种从玫瑰茄中提取高纯度花青素的制备方法，其特征在于;步骤(4)中，所述离心机方式为卧式离心机+碟式离心机或者卧式离心机+管式离心机的组合方式，离心转速控制10000?50000r/min。6.根据权利要求1中所述的一种从玫瑰茄中提取高纯度花青素的制备方法，其特征在于；步骤(5)中，所述超滤膜分子量有3?5万和8?10万道尔顿两种，膜的压力控制1.0?2.0MPa，温度控制1?30 °C。7.根据权利要求1中所述的一种从玫瑰茄中提取高纯度花青素的制备方法，其特征在于；步骤(6)中，所述纳滤膜分子量范围为600?1000和2000?5000道尔顿，膜的压力控制2.0?4.0MPa，温度控制10?30°C，纳滤浓缩至料液固形物10?30%。8.根据权利要求1中所述的一种从玫瑰茄中提取高纯度花青素的制备方法，其特征在于;步骤(7)中，所述浓缩器可采用单效、双效或三效浓缩器。9.根据权利要求1中所述的一种从玫瑰茄中提取高纯度花青素的制备方法，其特征在于;步骤(8)中，所述微波干燥控制真空压力-0.I?0.06MPa，干燥温度40?50°C，最终产品水分控制<5%。
【文档编号】C07D311/62GK105859675SQ201610328775
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年5月18日
【发明人】陈钱, 龙伟岸, 黄华学
【申请人】江西海富生物工程有限公司