一种双水相体系及其分离红星苹果皮中黄酮的应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于食品科学与工程领域，具体涉及一种双水相体系及其分离红星苹果皮 中黄酮的应用。
【背景技术】
[0002] 近年来，由于自由基生命科学的进展，使具有很强的抗氧化和消除自由基作用的 总黄酮受到空前的重视。总黄酮参与了磷酸与花生四烯酸的代谢、蛋白质的磷酸化、钙离子 的转移、自由基的清除、抗氧化活力的增强、氧化还原作用、螯合作用和基因的表达。天然来 源的生物黄酮分子量小，能通过血脑屏障，进入脂肪组织，被人体迅速吸收。它们对健康的 好处有：（1)抗炎症(2)抗过敏(3)抑制细菌(4)抑制寄生虫(5)抑制病毒(6)防治肝病(7)抗 脂肪氧化、抗衰老(8)扩张毛细血管，疏通微循环，防治血管栓塞(9)活化大脑及其他脏器细 胞的功能，防治心与脑血管疾病(10)抗肿瘤(11)抗辐射和化学毒物等。
[0003] 鉴于天然总黄酮对人体健康的多种益处，分离天然总黄酮具有十分重大的意义。 根据已有的研究，苹果中具有丰富的黄酮，而果肉和果核中的黄酮量远远小于果皮中黄酮 量，因此本发明对萃取苹果皮中黄酮进行了研究。本发明中选取的红星苹果皮相对于美国 八号，皇家嘎啦，富士，国光等品种，苹果皮更厚。选用红星苹果皮，更易获得苹果皮，同时更 易获得苹果皮研磨液，在萃取中获得更多的黄酮。目前提取黄酮的方法主要为有机溶剂提 取法，但该法更适于提取苷元，对苹果皮中的黄酮提取效果不太理想。另一种萃取黄酮的技 术为超临界C0 2萃取法，然而由于设备投资用度大，设计基础数据缺乏，设计经验不足等，其 实际应用还很有限。
[0004] 离子液体双水相作为近几年来出现的一种新型绿色分离体系，其本身具有毒性 小，不可燃、不挥发、不易氧化等性质。经研究发现离子液体一方面对无机和有机材料的溶 解具有选择性，另一方面与某些有机溶剂互不相溶，这一特点可应用到液液萃取、液相微萃 取、固相微萃取、离子液体/超临界C0 2萃取等方面。又因其具有分相时间短、萃取率高、萃取 过程不易乳化且离子液体可以回收利用等优点而受到越来越多的关注。此外，离子液体双 水相体系两相的主要成分都是水，使得其具有生物活性分子所需要的温和环境，在萃取分 离生物物质上具有广阔的应用前景。但是到目前为止，关于离子液体双水相体系作为萃取 体系的数据资料还较为缺乏，同时，关于咪唑类离子液体双水相萃取体系萃取红星苹果皮 中黄酮的研究还未见报道，因而对该类体系的研究探讨具有理论和现实意义。
【发明内容】
[0005] 针对现有的黄酮的萃取方法中存在萃取时间长，设备昂贵，操作复杂，萃取率低等 缺点，本发明的目的在于，提供一种咪唑类离子液体双水相体系分离红星苹果皮中黄酮的 新方法。该方法可以获得红星苹果皮中绝大多数的，高纯度的黄酮，缩短黄酮的分离时间， 同时具有操作简便，不使用大型仪器，减少使用传统有机挥发性溶剂以避免带来二次污染 的特点。
[0006] 为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：
[0007] 一种双水相体系，包括1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐离子液体、正丁醇和水。
[0008] 具体的，按质量百分数计，双水相体系中1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐离子液 体的质量分数为24.5~35.0%，正丁醇的质量分数为27.5~43.0%，其余为水，三者的质量 百分数总和为100%。
[0009] 优选的，按质量百分数计，双水相体系中1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐离子液 体的质量分数为30%，正丁醇的质量分数为31.3%，其余为水，三者的质量百分数总和为 100%〇
[0010] 所述的双水相体系分离苹果皮中黄酮的应用。
[0011] 所述的双水相体系分离红星苹果皮、美国8号苹果皮、皇家嘎啦苹果皮、富士苹果 皮及国光苹果皮中黄酮的应用。
[0012] 所述的双水相体系分离红星苹果皮中黄酮的应用。
[0013] 优选的，具体的富集过程包括：
[0014] 按质量比为5:1，将所述的双水相体系与红星苹果皮混合进行黄酮的萃取，萃取温 度为35°0，萃取?11值为5.5。
[0015] 本发明的优点如下：
[0016] 1、本发明的双水相体系集合了离子液体与双水相的优点，克服了聚合物双水相体 系的易乳化、分相时间长等缺点，且通过对离子液体种类的筛选和气体配合溶剂的筛选，得 到了对苹果皮中黄酮的提取具有良好效果的双水相体系；
[0017] 2、通过对提取目标的筛选，本发明的双水相体系尤其对红星苹果皮中的黄铜的提 取的提取效果最好；
[0018] 3、本发明在萃取过程中使用的离子液体双水相体系可方便实现耦合集成，缩短了 萃取时间，提尚萃取率；
[0019] 4、本发明具有萃取时间短、不使用大型仪器、操作简便、纯度高、且试剂绿色无二 次污染等优点，为保健医学等多个领域的研究提供高纯度的黄酮提取的新途径，无需高温， 避免了传统方法萃取过程中因高温而导致的黄酮分解。
【附图说明】
[0020]图1是正丁醇浓度对萃取率的影响关系图；
[0021 ]图2是离子液体浓度对萃取率的影响关系图；
[0022] 图3是温度对萃取率的影响关系图；
[0023] 图4是pH对萃取率的影响关系图；
[0024]以下结合说明书附图和【具体实施方式】对本发明做具体说明。
【具体实施方式】
[0025]本发明的双水相体系富集红星苹果皮中黄酮包括:将2.45~3.50gl-乙基-3-甲基 咪唑磷酸二甲酯盐离子液体，2.75~4.30g正丁醇和水混合均匀，得到10g双水相萃取体系； 向2g待测红星苹果皮研磨液中加入上述双水相萃取体系，在35°C温度和pH值为5.5的条件 下，在恒温振荡器中震荡30min，分相后静置萃取24h。
[0026]本发明中采用的1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐离子液体购于上海成捷化学有 限公司，其纯度为0.99。
[0027]本发明通过一系列的实验，采用以1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐离子液体和 正丁醇形成的双水相体系作为萃取溶剂，萃取红星苹果皮中的黄酮。为了实现高萃取率，本 发明设计了一系列实验以得到较优的工艺参数：
[0028] 1、分别取3.00g 1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸 盐、N-丁基-4-甲基吡啶四氟硼酸盐、聚乙烯吡咯烷酮k30、聚乙二醇400于离心管中，加入 3.13g正丁醇及适量蒸馏水使离心管内总质量为10g。再加入2g待测红星苹果皮研磨液(此 处红星苹果皮研磨液即将红星苹果皮剪碎后通过研钵进行充分研磨即可）充分混匀。于35 °C^PpH5.5下在恒温振荡30min后静置萃取24h。待分相清晰后，测定有机相中剩余黄酮的浓 度，由萃取前后有机相中黄酮的含量计算黄酮的萃取率。结果如表1所示。
[0029] 表1不同种类离子液体或聚合物与正丁醇形成双水相体系对黄酮的萃取率
[0030]
[0031]表1是不同种类离子液体或聚合物与正丁醇形成双水相体系对黄酮的萃取率，由 表中数据可以看出，1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐对苹果皮中黄酮的萃取率最高，高达 97.2%，其他几种离子液体或聚合物对黄酮的萃取率较低。
[0032] 2、取3.00g的1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐离子液体于离心管中，再分别加入 3.13g的正丁醇、异丁醇、丙酮、乙酸乙酯、碳酸钾及适量蒸馏水使离心管内总质量为10g。再 加入2g待测红星苹果皮研磨液充分混匀。于35°C和pH5.5下在恒温振荡30min后静置萃取 24h。待分相清晰后，测定有机相/盐相中剩余黄酮的浓度，由萃取前后有机相/盐相中黄酮 的含量计算黄酮的萃取率。结果如表2所示。
[0033]表2 1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐与不同种类的有机物或盐形成的双水相体 系对黄酮的萃取率
[0035] 表2是不同种类的有机物或盐与1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐形成双水相体 系对黄酮的萃取率，由表中数据可知1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐/正丁醇双水相体系 对黄酮的萃取率最大，为97.2%。因为正丁醇与1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐分相程度 最好、最彻底，因此对黄酮的萃取率最大。而其他几种有机物或盐均存在分相不彻底等现 象，因此萃取率低。
[0036] 3、取3.00g的1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐离子液体于离心管中，加入3.13g 的正丁醇及适量蒸馏水使离心管内总质量为l〇g。再分别加入2g待测红星、美国8号、皇家嘎 啦、富士、国光苹果皮研磨液充分混勾。于35°C和pH5.5下在恒温振荡30min后静置萃取24h。 待分相清晰后，测定有机相中剩余黄酮的浓度，由萃取前后有机相中黄酮的含量计算黄酮 的萃取率。结果如表3所示。
[0037]表3体系用于不同品种苹果皮的萃取率
[0039] 表3是不同品种苹果对萃取率的影响关系表。从表中可以看出1-乙基-3-甲基咪唑 磷酸二甲酯盐/正丁醇双水相体系对不同品种苹果皮中黄酮的萃取率都达到90%以上，其 中，红星苹果皮中黄酮的萃取率最高，为97.2%。可见，本专利所述体系适用于苹果皮中黄 酮的萃取分离。
[0040] 4、取3.00g的1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二甲酯盐离子液体于离心管中，分别加入 0.87g、1.54g、2.16g、2.75g、3.13g、3.52g、4.30g、4.82g、5.25g 的正丁醇及适量蒸馏水使离 心管内总质量为l〇g。再分别加入2g待测红星苹果皮研磨液充分混匀。于35°C和pH5.5下在 恒温振荡30min后静置萃取24h。待分相清晰后，测定有机相中剩余黄酮的浓度，由萃取前后 有机相中黄酮的含量计算黄酮的萃取率。结果如图1所示。
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