一種陽離子花青素苷元的提取方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及天然花青素活性苷元的提取方法。它屬生物工程【技術(shù)領(lǐng)域】。它是由下列步驟組成的：含花青素植物的分類粉碎、吸水、冰凍、加熱解凍、壓榨、過濾制汁，以裂解花色苷糖苷鍵的生物酶對花色苷進行裂解和降解，以陰離子表面活性劑進行化合反應(yīng)，使其沉淀或懸浮，再到以鹽酸置換反應(yīng)，分離水不溶物，花青素水溶液冷凍干燥。本發(fā)明技術(shù)可得到真實含量在67％的陽離子花青素活性苷元而非花色苷。本發(fā)明制得的陽離子花青素不需人體腸道微生物降解，而直接被人體吸收利用或直接進入人體血液。其醫(yī)療保健價值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于花色苷。
【專利說明】一種陽離子花青素苷元的提取方法
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及生物工程【技術(shù)領(lǐng)域】的一種植物陽離子花青素活性苷元的提取方法，尤其是一種陽離子花青素苷元的提取方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]隨著人們生活水平的提高和對天然植物性來源的無毒無害的有利于保護人們身體健康、防病治病的天然有機物質(zhì)的追求，同時由于人工合成花青素對人體有較大的毒副作用，已被世界衛(wèi)生組織所禁止使用；而花青素工業(yè)合成技術(shù)投資大、技術(shù)復(fù)雜不穩(wěn)定、產(chǎn)品質(zhì)量差，而無法為人類服務(wù)。因此高效無毒的天然陽離子花青素活性苷元及其提取方法已成為21世紀(jì)新興前沿研究課題。
[0003]但是現(xiàn)有的分離提取技術(shù)一般只是得到含花青素的花色苷，且含量太低，雜質(zhì)太多，因此其大多用在食品染色和化妝品的著色，醫(yī)療保健價值低。花色苷較花青素活性苷元穩(wěn)定，但那是以犧牲花青素活性苷元的生物活性為代價的。花色苷與花青素是本質(zhì)上完全不同的概念。即使花色苷能進入人體血液，但人體血液不可能提供酸性環(huán)境使花色苷的糖苷鍵得到降解而得到花青素，花青素中的在人體血液中可解離出氫離子的活性羥基在花色苷中是不存在的。現(xiàn)有的超聲波、微生物降解破壞植物組織細(xì)胞壁，萃取等分離純化技術(shù)提取得到的花色苷與真正對人體有保健、防病治病作用的陽離子花青素有著本質(zhì)的區(qū)別。花色苷是植物體內(nèi)陽離子花青素即活性苷元與各種單糖通過糖苷鍵結(jié)合形成的糖苷，它生物活性低，在人體內(nèi)只有通過人體腸道菌降解脫糖形成陽離子花青素即活性苷元才能被人體吸收利用，消除人體 內(nèi)有害的自由基，防病治病，但這種中性的花色苷在人體中降解、代謝率很低，生物利用率低，因而人體對其吸收率也很低。天然植物中游離的花青素極少見。
[0004]再加上人的個體生物轉(zhuǎn)化功能差異很大，特別是中老年人和病人的腸道對花色苷的降解吸收程度更低。因而人體外工業(yè)化植物花色苷的降解和陽離子花青素活性苷元的分離提取就顯得特別重要。這對于從根本上保護人們的身體健康、防病治病具有重大的現(xiàn)實意義。現(xiàn)有工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)，只有中國專利申請，申請?zhí)?200910185829.2、申請日:2009.12.07、公開(公告)H:2010.06.30、公開(公告)號:CN101760497A、主分類號:(:12?39/00(2006.01)1、發(fā)明創(chuàng)造名稱:植物花青素的微生物或/和生物酶提取方法，是花青素即活性苷元的工業(yè)化提取技術(shù)。但其用微生物將花青素從水不溶性的花青素鹽化合物中分離出來，其生產(chǎn)流程長、花費時間長、生產(chǎn)設(shè)備較復(fù)雜、生產(chǎn)成本較高、生產(chǎn)效率較低，還可能會有微生物對空氣環(huán)境造成的污染，危害人體健康。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005]為有效地克服目前現(xiàn)有花青素(活性苷元)分離提取技術(shù)的缺陷，確實有力保護人們的身體健康、防病治病，并保護環(huán)境、大幅度提高生產(chǎn)效率，本發(fā)明提供一種更簡單可靠、技術(shù)可操作性更強、生產(chǎn)成本更低、效果好、生產(chǎn)效率最高的一種陽離子花青素苷元的提取方法。本發(fā)明的陽離子花青素活性苷元、陽離子花青素、陽離子花青素苷元、花青素活性苷元、花青素，其概念意義相同。對含花青素的黑米原材料，用水直接浸泡，不需粉碎，以代替技術(shù)方案的第一步驟。
[0006]本發(fā)明利用陰離子表面活性劑的鹽在常溫及其以下溫度條件下難以在水中電離而呈水不溶性的沉淀物或懸浮物這一性質(zhì)，實現(xiàn)花青素與水及其其中的雜質(zhì)的高選擇定向分離，再以鹽酸與水不溶性的花青素鹽式化合物置換反應(yīng)，而得到水溶性的游離的陽離子花青素活性苷元(花青素)水溶液。水不溶性的花青素與陰離子表面活性劑的鹽，水的溫度越低，其在水中的沉淀或懸浮效果越好。陰離子表面活性劑不耐酸，其在酸性條件下易與氫(H)離子化合成水不溶性的酸式沉淀物或懸浮物而被分離。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]1、本發(fā)明提取方法包括以下步驟:
[0009]一、原材料預(yù)處理:新鮮含植物花青素的原材料，如葡萄皮、胡蘿卜、藍(lán)靛果，進行分類一粉碎一食用軟水浸泡吸水一冰凍破壞植物組織細(xì)胞壁一加熱解凍一壓榨一過濾制汁備用(I)—殘渣適當(dāng)加水一浸泡攪拌一壓榨一過濾制汁備用(2)；[0010]二、將上述壓榨過濾水溶液(I)和(2)合在一起，并將其水溫調(diào)節(jié)到下述降解生物酶的最適范圍；
[0011]三、將上述產(chǎn)物以可裂解花色苷糖苷鍵的β-葡萄糖苷酶進行生物降解，先低速攪拌，50-200轉(zhuǎn)/分，后靜置，使花色苷中的糖苷鍵被降解而得到陽離子花青素活性苷元；
[0012]裂解和降解時間10-24小時，溫度25°C _50°C、PH2.5-6.9 ;此步降解前需要先用微生物或/和生物酶降解蛋白質(zhì)，并破壞水溶液中多酚氧化酶的活性；
[0013]四、將上述產(chǎn)物再加入相對于陽離子花青素稍微過量的陰離子表面活性劑，如十六烷基硫酸銨(C16H33OSO3NH4)、十八烷基硫酸鈉、脂肪酸鈉鹽或脂肪酸鉀鹽、直鏈烷基苯磺酸鈉，上述陰離子表面活性劑及其鈉鹽、鉀鹽和銨鹽在本發(fā)明的應(yīng)用功能/效果相同；以中速攪拌，600-1400轉(zhuǎn)/分，化合反應(yīng)溫度30°C -50°C，使之充分反應(yīng)后靜置，再降溫，使水溶液溫度為1°C _25°C，使陽離子花青素大多被化合沉淀或懸浮為止；這有利于反應(yīng)物的快速完全沉淀或懸浮；
[0014]五、取出上述離子鍵結(jié)合的水不溶性的鹽式化合物，再向其加入5% -10%的食品級鹽酸，立即攪拌，攪拌速度100-200轉(zhuǎn)/分，攪拌溫度5°C _30°C，攪拌時間10-30分鐘；使上述鹽式化合物與鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)；恢復(fù)花青素的陽離子活性和水溶性；注意鹽酸使用量要相對于上述鹽式化合物稍微過量，使反應(yīng)結(jié)束時水溶液呈弱酸性，反應(yīng)式:A+HCL =B+C
[0015]A表示陽離子花青素與陰離子表面活性劑的水不溶性的鹽式化合物，B表示陽離子花青素與CL離子化合的水溶性的鹽，C表示陰離子表面活性劑中的陰離子基團與H離子化合的水不溶性的酸式化合物；
[0016]六、將上述含C水溶液過濾，得陽離子花青素活性苷元的水溶液；
[0017]七、將上述水溶液冷凍干燥，回收過量的HCL氣體，得陽離子花青素活性苷元干品；干燥溫度_40°C —10°C，干燥壓力不大于15pa，干燥時間24小時
[0018]2、所述提取方法優(yōu)選為:
[0019]它是由下列步驟組成的:
[0020]一、原材料預(yù)處理:新鮮含植物花青素的原材料，如藍(lán)靛果，進行粉碎一食用軟水浸泡吸水一冰凍破壞植物組織細(xì)胞壁一加熱解凍一壓榨一過濾制汁備用(1)—殘渣適當(dāng)加水一浸泡攪拌一壓榨一過濾制汁備用(2)；
[0021]二、將上述壓榨過濾水溶液(1)和(2)合在一起，并將其水溫調(diào)節(jié)到下述降解生物酶的最適范圍；
[0022]三、將上述產(chǎn)物以可裂解花色苷糖苷鍵的葡萄糖苷酶進行生物降解，先低速攪拌，50轉(zhuǎn)/分，后靜置，使花色苷中的糖苷鍵被降解而得到陽離子花青素活性苷元；
[0023]裂解和降解時間10小時，溫度50°C、PH5 ;此步降解前需要先用微生物或/和生物酶降解蛋白質(zhì)，并破壞水溶液中多酚氧化酶的活性；
[0024]四、將上述產(chǎn)物再加入相對于陽離子花青素稍微過量的十六烷基硫酸銨(C16H33OSO3NH4)，以中速攪拌，600轉(zhuǎn)/分，化合反應(yīng)溫度40°C，使之充分反應(yīng)后靜置，將水溶液溫度降溫至5°C，使陽離子花青素大多被化合沉淀或懸浮為止；這有利于反應(yīng)物的快速完全沉淀或懸浮；
[0025]五、取出上述離子鍵結(jié)合的水不溶性的鹽式化合物，再向其加入5%的食品級鹽酸，立即攪拌，攪拌速度150轉(zhuǎn)/分，攪拌溫度5°C，攪拌時間20分鐘；使上述鹽式化合物與鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)；注意鹽酸使用量要相對于上述鹽式化合物稍微過量，使反應(yīng)結(jié)束時水溶液呈酸性，反應(yīng)式:A+HCL = B+C [0026]A表示陽離子花青素與陰離子表面活性劑的水不溶性的鹽式化合物，B表示陽離子花青素與CL離子化合的水溶性的鹽，C表示陰離子表面活性劑中的陰離子基團與H離子化合的水不溶性的酸式化合物；
[0027]六、將上述含C水溶液過濾，得陽離子花青素活性苷元的水溶液；
[0028]七、將上述水溶液冷凍干燥，回收過量的HCL氣體，得陽離子花青素活性苷元干品;
[0029]干燥溫度-20°C，干燥壓力15pa，干燥時間24小時
[0030]本發(fā)明的有益效果是:
[0031]1、本發(fā)明最大限度地避免了生產(chǎn)過程中一些有害微生物可能對空氣環(huán)境造成的污染，保護環(huán)境和人體健康；也省略了必要的殺菌步驟。
[0032]2、本發(fā)明技術(shù)方案更簡單，更易于操作，生產(chǎn)成本更低，更易于產(chǎn)業(yè)化，生產(chǎn)效率最聞。
[0033]3、本發(fā)明的酶降解產(chǎn)物陽離子花青素以陰離子表面活性劑化合反應(yīng)步驟及其與鹽酸置換反應(yīng)步驟的有序組合是本發(fā)明的核心技術(shù)即創(chuàng)新必要技術(shù)特征。
[0034]4、本發(fā)明需在無有害微生物的環(huán)境中進行。
[0035]5、本發(fā)明所采用的陰離子表面活性劑的選擇要求:
[0036](一 )對陽離子物質(zhì)或陽離子化學(xué)基團敏感，(二)碳鏈較短(Cltl-C22)含直鏈親油基，(三)生物好氧降解性好或可完全燃燒，(四)只含C、H、O、S、N、P這些可轉(zhuǎn)化為氣態(tài)物質(zhì)和水的元素或維持微生物生命活動所必需的元素。
【具體實施方式】:
[0037]下面就實施例對本發(fā)明作進一步說明:
[0038]實施例:[0039]提取時按如下步驟進行:
[0040]一、原材料預(yù)處理:新鮮含植物花青素的原材料，如胡蘿卜，進行粉碎一食用軟水浸泡吸水一冰凍破壞植物組織細(xì)胞壁一加熱解凍一壓榨一過濾制汁備用(I)—殘渣適當(dāng)加水一浸泡攪拌一壓榨一過濾制汁備用(2)；
[0041]二、將上述壓榨過濾水溶液(I)和(2)合在一起，并將其水溫調(diào)節(jié)到下述降解生物酶的最適范圍；
[0042]三、將上述產(chǎn)物以可裂解花色苷糖苷鍵的葡萄糖苷酶進行生物降解，先低速攪拌，50轉(zhuǎn)/分，后靜置，使花色苷中的糖苷鍵被降解而得到陽離子花青素活性苷元；
[0043]裂解和降解時間24小時，溫度50 V、ΡΗ4.5 ；
[0044]此步降解前需要先用微生物或/和生物酶降解蛋白質(zhì)，并破壞水溶液中多酚氧化酶的活性；
[0045]四、將上述產(chǎn)物再加入相對于陽離子花青素稍微過量的脂肪酸鈉鹽(C16-C18烷基)，以中速攪拌，600轉(zhuǎn)/分，化合反應(yīng)溫度50°C，使之充分反應(yīng)后靜置，將水溶液降溫至25°C，使陽離子花青素大多被化合沉淀或懸浮為止；這有利于反應(yīng)物的快速完全沉淀或懸浮;
[0046]五、取出上述離子鍵結(jié)合的水不溶性的鹽式化合物，再向其加入10%的食品級鹽酸，立即攪拌，攪拌速度200轉(zhuǎn)/分，攪拌溫度10°C，攪拌時間15分鐘；使上述鹽式化合物與鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)；注意鹽酸使用量要相對于上述鹽式化合物稍微過量，使反應(yīng)結(jié)束時水溶液呈酸性，反應(yīng)式 :A+HCL = B+C
[0047]A表示陽離子花青素與陰離子表面活性劑的水不溶性的鹽式化合物，B表示陽離子花青素與CL離子化合的水溶性的鹽，C表示陰離子表面活性劑中的陰離子基團與H離子化合的水不溶性的酸式化合物；
[0048]六、將上述含C水溶液過濾，得陽離子花青素活性苷元的水溶液；
[0049]七、將上述水溶液冷凍干燥，回收過量的HCL氣體，得陽離子花青素活性苷元干品；干燥溫度_20°C,干燥壓力15pa，干燥時間24小時。
【權(quán)利要求】
1.一種陽離子花青素苷元的提取方法，其特征在于: 一、原材料預(yù)處理:新鮮含植物花青素的原材料，如葡萄皮、胡蘿卜、藍(lán)靛果，進行分類—粉碎一食用軟水浸泡吸水一冰凍破壞植物組織細(xì)胞壁一加熱解凍一壓榨一過濾制汁備用(I)—殘渣適當(dāng)加水一浸泡攪拌一壓榨一過濾制汁備用(2)； 二、將上述壓榨過濾水溶液(I)和(2)合在一起，并將其水溫調(diào)節(jié)到下述第三步降解生物酶的最適范圍； 三、將上述第二步產(chǎn)物以可裂解花色苷糖苷鍵的葡萄糖苷酶進行生物降解，先低速攪拌，50-200轉(zhuǎn)/分，后靜置，使花色苷中的糖苷鍵被降解而得到陽離子花青素活性苷元; 裂解和降解時間10-24小時，溫度250C -50°C，ΡΗ2.5-6.9 ； 四、將上述第三步產(chǎn)物再加入相對于陽離子花青素稍微過量的十六烷基硫酸銨或十八烷基硫酸鈉或脂肪酸鈉鹽或脂肪酸鉀鹽或直鏈烷基苯磺酸鈉，以中速攪拌，600-1400轉(zhuǎn)/分，化合反應(yīng)溫度30°C -500C,使之充分反應(yīng)后靜置,再降溫,使水溶液溫度為1°C -250C,使陽離子花青素大多被化合沉淀或懸浮為止；這有利于反應(yīng)物的快速完全沉淀或懸浮； 五、取出上述第四步離子鍵結(jié)合的水不溶性的鹽式化合物，再向其加入5%-10%的食品級鹽酸，立即攪拌，攪拌速度100-200轉(zhuǎn)/分，攪拌溫度5°C -30°C，攪拌時間10-30分鐘；使上述鹽式化合物與鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)；恢復(fù)花青素的陽離子活性和水溶性；注意鹽酸使用量要相對于上述鹽式化合物稍微過量，使反應(yīng)結(jié)束時水溶液呈弱酸性， 反應(yīng)式:A+HCL = B+C ； A表示陽離子花青素與陰離子表面活性劑的水不溶性的鹽式化合物，B表示陽離子花青素與CL離子化合的水溶性的鹽，C表示陰離子表面活性劑中的陰離子基團與H離子化合的水不溶性的酸式化合物； 六、將上述含C水溶液過濾，得陽離子花青素活性苷元的水溶液； 七、將上述水溶液冷凍干燥，回收過量的HCL氣體，得陽離子花青素活性苷元干品；干燥溫度_40°C 10°C，干燥壓力不大于15pa，干燥時間24小時。
【文檔編號】C12P17/06GK103834702SQ201210516999
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月25日
【發(fā)明者】耿兆翔 申請人:耿兆翔