一種從柚子幼果中提取柚皮甙、辛弗林和果膠的方法與流程
2023-09-22 12:00:55 2
本發明涉及植物提取技術領域，尤其是涉及一種從柚子幼果中提取柚皮甙、辛弗林和果膠的方法。
背景技術：
柚皮甙(Naringin)主要存在於芸香科(Ihitaceae)植物柚(Citrus grandis)果實中。屬於黃酮類化合物。柚皮苷為淡黃色粉末或類白色粉末，具有抗炎、抗病毒、抗癌、抗突變、抗過敏、抗潰瘍、鎮痛，降血壓活性，能降血膽固醇、減少血栓的形成，改善局部微循環和營養供給，可用於防治心腦血管疾病。柚皮甙存在於葡萄柚(Citrus paradisi)、橘、橙的柚子幼果、果皮和果肉中。
關於柚皮甙的提取已有諸多報導，目前幾種主要的提取方法有鹼提法、醇提法、以及超聲法、微波法等提取技術。
遊見明等人研究的《柑橘類柚皮苷提取工藝研究》鹼提酸沉法，由於柚子幼果含有大量的果膠，給操作帶來了一些不方便，產品質量不高。
洪曉婷等人利用超聲技術《超聲波輔助提取沙田柚皮中柚皮苷工藝研究》提取，提取收率高，但該工藝對設備的要求高，不利於大生產使用，如何利用超聲技術和微波技術還需要進一步的探討。還有用醇提工藝，收率高，雜質多，生產成本高。
有鑑於此，特提出本發明。
技術實現要素：
本發明的目的在於提供一種從柚子幼果中提取柚皮甙、辛弗林和果膠的方法，所述的方法解決了現有工藝有機溶劑用量多、原料利用率等問題。
為了達到以上目的，本發明提供了以下技術方案：
一種從柚子幼果中提取柚皮甙、辛弗林和果膠的方法，包括以下步驟：
步驟A：用水對經過蒸煮的柚子幼果浸提一次或多次，合併提取液以及收集殘渣；
步驟B：向所述步驟A中的所述提取液中加入水溶性滷化無機鹽以析出柚皮甙晶體，過濾，收集濾液和柚皮甙晶體；所述滷化鹽的加入量為所述柚子幼果的10-30wt％；
步驟C：對所述步驟B中的所述濾液進行濃縮、乾燥、去除所述滷化鹽，即得辛弗林粗品；
步驟D：將所述步驟A中的所述殘渣溶於水中，並將pH調至1-2，加熱進行酸解，之後加入澱粉酶分解其中的澱粉，經過酶滅活、脫色、果膠膠凝、過濾、濃縮，即得果膠。
本發明是通過水浸提、鹽析、二次濾液濃縮、酸解以及去澱粉幾個主要過程從柚子幼果中提取了柚皮甙、辛弗林、果膠三個產品，實現了提高原料利用率、減少有機溶劑用量、簡化流程等目的。
具體地，本發明首先通過蒸煮、浸提的方式使柚子幼果中辛弗林和柚皮甙溶出，溶出將果膠分離入殘渣中，這不僅降低了果膠對後期辛弗林和柚皮甙提取的幹擾度，而且可以將其回收利用，提高了原料利用率。
其次，採用鹽析的方法使提取液中的柚皮甙與辛弗林分離，即柚皮甙析出，而辛弗林仍保留在溶液中，這一步避免使用傳統工藝所用的鹼，從而避免了鹼引起的設備腐蝕、安全隱患、汙水排放等問題，同時仍能獲得高純度的柚皮甙(98％以上)。
之後，再對結晶產生的濾液進行處理(主要指去除鹽析時加入的鹽)，提出辛弗林，這一步相比現有的辛弗林提取工藝流程簡化。
最後，在從回流提取產生的殘渣中收集果膠，首先是酸解果膠以提高其溶解度，然後在用澱粉酶去除澱粉，之後脫色，然後使果膠膠凝還原，之後過濾濃縮，再通過結晶的方法使果膠析出。
綜上，本發明以豐富產品種類為目的，不僅沒有使提取流程複雜化，還簡化了提取流程，同時避免使用較多的有機溶劑和鹼，因此避免了由此帶來的汙染、安全性低、能耗高等問題，具有非常廣闊的市場前景。
本發明所述的浸提可以是任意的浸提方法，例如煎煮法、回流法、超臨界流體提取法等，考慮到成本等因素，優選煎煮法、回流法。
本發明只浸提一次時，無需合併提取液。
本發明所述的滷化無機鹽指在水中溶解度較高的無機鹽。
本發明所述的過濾方法是任意的，例如壓濾、抽濾、濾紙等，或者前者的任意結合。
本發明所述的濃縮程度根據成本、效益、時間等因素綜合考慮確定。
以上方法還可以進一步改進：
優選地，將所述步驟D過程中產生的殘渣用於發酵製得有機肥；所述發酵時優選加入家禽糞便。
在上述基本工藝的基礎上，該改進方案又獲得了另一副產品：有機肥，使原料的利用率大大提高，而且減輕了排放量。
優選地，所述蒸煮的柚子幼果為：將泡脹的柚子幼果在95-105℃的蒸汽中蒸30min以上。
蒸煮可以使柚子幼果進一步泡脹，且可以破壞細胞壁，促進有效成分溶出。
優選地，所述浸提時的固液比為1:3-5，優選浸提兩次，每次浸提時間優選1h以上。
綜合考慮成本、時間以及效益，固液比優選為1:3-5，通常前期的浸提水用量多。
優選地，所述滷化鹽選自鹼金屬的滷化鹽，優選鹼金屬的氯化鹽，更優選氯化鈉/氯化鉀；
選擇滷化鹽的種類時，應當考慮其溶解度及其對柚皮甙溶解度的影響，除此外，還需考慮滷化鹽的去除難度。
優選地，所述滷化鹽的加入量為所述柚子幼果的10-20wt％，可以為10wt％、12wt％、14wt％、15wt％、18wt％、20wt％。
優選地，還包括：對所述柚皮甙晶體用冰水洗滌，再烘乾。
對柚皮甙晶體的精製步驟可以與辛弗林的精製同時進行，以此進一步縮短生產時間。
優選地，還包括：對所述辛弗林粗品進行重結晶，所述重結晶所用的溶劑優選為醇，可以為低級醇或高級醇，優選C1-5的低級醇，更優選甲醇、乙醇。
該工藝主要對辛弗林粗品精製，但這一步並不是必須的，例如不需要高純度時則無需重結晶。
優選地，所述酸解的溫度為95-110℃。
優選地，所述澱粉酶的加入量為溶液的1-2wt％，可以為1wt％、1.2wt％、1.5wt％、1.8wt％、2wt％等。
澱粉酶的加入量應當考慮殘渣中柚子幼果的含量，以及分解速率等因素。
優選地，所述酶滅活的方法為：高溫滅活；除外，也可以採用其它滅活方式，但考慮到對產品純度以及引入雜質等因素，優選高溫滅活。
優選地，所述脫色的方法為：加入活性炭，加入量優選為溶液的1-2wt％，可以為1wt％、1.5wt％、2wt％。
同樣，活性炭的加入量應當考慮雜質含量。
優選地，所述果膠膠凝的方法為：向溶液中加入0.2-0.4wt％六偏磷酸鈉。
六偏磷酸鈉的加入量可以為0.2wt％、0.25wt％、0.3wt％、0.35wt％、0.4wt％。
優選地，在所述濃縮之後還包括：加入氯化鈉，以及乙醇或其與水的混合液，邊加邊攪拌，使得果膠沉澱析出，再除去醇溶物、乾燥。
該步的主要目的是提高果膠純度。
綜上，與現有技術相比，本發明取得了以下技術效果：
(1)產品種類多，流程簡化：
對柚子幼果的深加工獲得了柚皮甙、辛弗林、果膠和有機肥四種產品，並且工序非常簡單。
(2)汙染小，能耗低：
體現在有機溶劑使用量少，無需鹼，無高溫高壓要求等方面。
(3)安全性高。
(4)所需的設備簡單，佔地面積小。
具體實施方式
下面將結合具體實施方式對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述，但是本領域技術人員將會理解，下列所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例，僅用於說明本發明，而不應視為限制本發明的範圍。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。實施例中未註明具體條件者，按照常規條件或製造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未註明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。
本發明的主要宗旨是通過水浸提、鹽析、二次濾液濃縮、酸解以及去澱粉幾個主要過程從柚子幼果中提取了柚皮甙、辛弗林、果膠三個產品，並將過程中產生的廢渣用於發酵製備有機肥，最終實現提高原料利用率、減少有機溶劑用量、簡化流程等目的。本發明的基本工藝流程為：
第一步：用水對經過蒸煮的柚子幼果浸提一次或多次，合併提取液以及收集殘渣；
第二步：向提取液中加入水溶性滷化無機鹽以析出柚皮甙晶體，過濾，收集濾液和柚皮甙晶體；所述滷化鹽的加入量為所述柚子幼果的10-30wt％；
第三步：對第二步的所述濾液進行濃縮、乾燥、去除所述滷化鹽，即得辛弗林粗品；
第四步：將第一步中的所述殘渣溶於水中，並將pH調至1-2，加熱進行酸解，之後加入澱粉酶分解其中的澱粉，經過酶滅活、脫色、果膠膠凝、過濾、濃縮，即得果膠。
基於以上宗旨，本發明提供了以下實施例：
實施例1
應用水提法提取柚皮甙以及其它副產物的提取的方法
(1)柚子幼果的粉碎、浸提；
原料柚子幼果來自四川邛崍，將1.5-3.0cm的柚子幼果100g泡脹後採用破碎機進行破碎，將破碎後的柚子幼果用蒸汽煮蒸30min後，第一次加入500mL的水煮沸，過濾後再加入300mL水煮沸，再過濾，兩次提取液合併。每次提取時間為1h,並且提取過程保持微沸狀態。
(2)冷卻靜置；將提取液加入原料的20％的食鹽，冷卻靜置2d，分離出晶體；粗晶體用冰水洗滌，乾燥得產品。
(3)副產品的製取：
濾液濃縮乾燥加入一定量鹽酸，攪拌過濾。濾液濃縮乾燥，乾燥所得粗副產品，用乙醇重結晶，以得到高含量辛弗林。
(4)抽提將步驟(2)中的濾渣加入4倍水並用工業鹽酸調pH至1.5-2.0，加熱到95℃，在不斷攪拌中保持恆溫60℃，加入1％澱粉酶以分解其中的澱粉，再加熱至80℃殺酶。然後加入1％活性炭脫色，再加入0.3％左右的六偏磷酸鈉，以提高果膠的膠凝度；過濾，濾液真空濃縮。
在果膠濃縮液中加入1.5％食鹽，攪拌均勻，再加入95％工業酒精，邊加邊攪拌，使果膠沉澱析出，再用80％乙醇洗滌除去醇溶物，將果膠真空乾燥即得果膠副產品。
(5)濾渣處理：
將步驟(4)中提取果膠後的柚子幼果渣加入適量的家禽糞便一起發酵；以得到有機肥。
實施例2-3
與實施例1的區別在於取材不同，均為四川邛崍產的柚子幼果，大小不同，分別為：0-1.5cm，3.0-5.0cm。
實施例4-5
與實施例1的區別在於步驟(2)鹽析時加入的食鹽量不同，分別為：10％，30％。
實施例6
與實施例1的區別在於將步驟(2)中的食鹽替換為氯化鉀。
實施例7
與實施例1的區別在於步驟(3)中的重結晶所用的溶劑替換為甲醇。
實施例8
與實施例1的區別在於提取果膠時加入的澱粉酶的量不同，為溶液的2wt％。
實施例9
與實施例1的區別在於提取果膠時活性炭的加入量不同，為溶液的2wt％。
實施例10-11
與實施例1的區別在於提取果膠時六偏磷酸鈉的加入量不同，分別為溶液的0.2wt％，0.4wt％。
實施例12
應用水提法提取柚皮甙以及其它副產物的提取的方法
(1)新鮮柚子果實的提取；
新鮮柚子200g，向其中加入800mL的水煮沸，過濾後再加入500mL水煮沸，再過濾，兩次提取液合併。每次提取時間為1.5h,並且提取過程保持微沸狀態。
(2)冷卻靜置；將提取液加入原料的20％的食鹽，冷卻靜置2d，分離出晶體；粗晶體用冰水洗滌，乾燥得產品。
(3)副產品的製取：
濾液濃縮乾燥加入一定量鹽酸，攪拌過濾。濾液濃縮乾燥，乾燥所得粗副產品，用乙醇重結晶，以得到高含量辛弗林。
(4)抽提將步驟(2)中的濾渣加入4倍水並用工業鹽酸調pH至1.5-2.0，加熱到95℃，在不斷攪拌中保持恆溫60℃，加入1％澱粉酶以分解其中的澱粉，再加熱至80℃殺酶。然後加入1％活性炭脫色，再加入0.3％左右的六偏磷酸鈉，以提高果膠的膠凝度；過濾，濾液真空濃縮。
在果膠濃縮液中加入1.5％氯化鉀，攪拌均勻，再加入95％工業酒精，邊加邊攪拌，使果膠沉澱析出，再用80％乙醇-水洗滌除去醇溶物，將果膠真空乾燥即得果膠副產品。
(5)濾渣處理：
將步驟(4)中提取果膠後的柚子幼果渣加入適量的家禽糞便一起發酵；以得到有機肥。
評價以上所有實施例的提取效果，結果如表1。
表1
最後應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的範圍。