一种酶法-超声联合提取紫色马铃薯花青素的方法
阅读说明：本技术 一种酶法-超声联合提取紫色马铃薯花青素的方法 (Method for extracting purple potato anthocyanin by enzyme method-ultrasonic combination ) 是由 王顺余 吴淑清 杨柳 洪豆 于 2020-04-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种酶法-超声联合提取紫色马铃薯花青素的方法,包括以下制作步骤：步骤一：原料的预处理；步骤二：冻干；步骤三：粉碎；步骤四：称量；步骤五：添加酶；步骤六：超声；步骤七：离心；步骤八：过滤。其有益效果,通过将马铃薯粉放入HCl-C2H5OH溶液(酸醇比为1:1)和纤维素酶溶液中,利用纤维素酶可将其纤维素水解,有效地破坏细胞壁和细胞膜,加速花青素的溶出,从而达到提高提取率的目的；通过超声波产生的机械作用能击破细胞结构,加快体系的传质和传热速度,加速有效成分的扩散和浸出；利用酶法-超声联合技术提取提高了紫色马铃薯花青素的提取率,为此类的花青素的开发利用提供理论依据。(The invention discloses a method for extracting purple potato anthocyanin by combining an enzyme method and ultrasonic, which comprises the following manufacturing steps: the method comprises the following steps: pretreating raw materials; step two: freeze-drying; step three: crushing; step four: weighing; step five: adding an enzyme; step six: carrying out ultrasound; step seven: centrifuging; step eight: and (5) filtering. The method has the beneficial effects that the potato powder is put into an HCl-C2H5OH solution (acid-alcohol ratio is 1:1) and a cellulase solution, cellulose of the potato powder can be hydrolyzed by utilizing the cellulase, cell walls and cell membranes are effectively destroyed, and the dissolution of anthocyanin is accelerated, so that the aim of improving the extraction rate is fulfilled; the cell structure can be broken through the mechanical action generated by ultrasonic waves, the mass transfer and heat transfer speed of the system is accelerated, and the diffusion and leaching of effective components are accelerated; the extraction rate of the purple potato anthocyanin is improved by utilizing the enzyme method-ultrasonic combined technology, and a theoretical basis is provided for the development and utilization of the anthocyanin.)
技术领域
本发明涉及食品领域，具体为一种酶法-超声联合提取紫色马铃薯花青素的方法。
背景技术
花青素又名花色素，为3,5,7-三羟基-2-苯基苯并吡喃阳离子结构，是一种广泛存在于自然界植物中的水溶性天然色素，同时也是构成花瓣和果实颜色的主要色素之一，属于黄酮类化合物。花青素主要以糖苷的形式存在于许多植物的细胞液中，之后花青素被科学家陆续在蓝莓、茶叶、葡萄等植物中发现。目前为止，在化学上已经被发现的花青素有20多种，其中的车矢菊色素、天竺葵色素、飞燕草色素、锦葵色素、芍药色素、牵牛花色素是以糖苷为主要存在形式的常见的可食用的花青素。
紫色马铃薯又名黑土豆，富含大量的优质蛋白质、氨基酸、维生素等营养物质，此外，还富含花青素，具有清除自由基、抗癌及抑菌等生理活性功能。紫色马铃薯花青素属于天然色素，其在食品、医学、化妆等领域均有应用。因此，紫色马铃薯将成为未来重要的粮食作物和重要的食品、医药原材料，具有广阔的产业化发展前途。
我国花青素资源的利用，无论从规模上、技术上以及产品的开发上与国外相比，仍有很大的差距。传统的提取方法已成为阻碍我国花青素资源开发利用的瓶颈。新的提取分离方法如超高压辅助提取、加压溶剂萃取等，为工业化提取花青素开辟了新的途径。然而其应用还处于起步阶段，许多技术条件还不成熟，还不适宜大规模生产，但就其方法本身而言，比现有方法具有更大的优越性。因此为了加快我国丰富的花青素资源的综合开发利用，寻求新的高效、快速、方便、自动化提取方法，改进现有技术显得极为重要。
紫色马铃薯中的花青素属于黄酮类化合物，不仅含有大量的营养成分，而且还具有很强的保健功能。但是市场上含有花青素类的产品不是很多，而且国内对于花青素的提取方法以溶剂浸提法法和超声提取法为主，提取率很低，得到的花青素纯品很少，故对于紫色马铃薯花青素的提取工艺研究具有很重要的现实意义。
目前，紫色马铃薯花青素的提取主要以溶剂浸提法法和超声提取法为主，虽然工序简单，但耗时长、提取率低、成本过高、误码率过高、不环保、反应速度慢，计算的数值不够直观。
发明内容
本发明的目的在于提供一种酶法-超声联合提取紫色马铃薯花青素的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种酶法-超声联合提取紫色马铃薯花青素的方法，包括以下制作步骤：
步骤一：原料的预处理：采收干净完整的紫色马铃薯，将上面的泥巴，灰尘等冲洗干净，并用滤纸将表皮水分拭干，然后切成薄片；
步骤二：冻干：对步骤一中切成片的马铃薯马上快速低于-20℃下预冻24h，24h后真空冷冻干燥；
步骤三：粉碎：将步骤二中冷冻干燥的马铃薯薄片粉粹，并过80目筛，得到紫色马铃薯粉，置于密闭容器中备用；
步骤四：称量：对步骤三中得到的马铃薯粉进行称量，准确称取1.0g紫色马铃薯粉，并将其置于250ml锥形瓶中；
步骤五：添加酶：将体积分数为0.1％的HCl-C2H5OH溶液(酸醇比为1:1)和纤维素酶加入到步骤四中的锥形瓶中，且液料比为1:30g/ml，酶添加量为4mg/g，由于紫色马铃薯含有大量的纤维素，利用纤维素酶可将其纤维素水解，有效地破坏细胞壁和细胞膜，加速花青素的溶出，从而达到提高提取率的目的；
步骤六：超声：将步骤五中的锥形瓶置于200W超声提取，超声时间为30min，超声温度为40℃，超声波产生的机械作用能击破细胞结构，加快体系的传质和传热速度，加速有效成分的扩散和浸出；
步骤七：离心：将步骤六中的锥形瓶以7000r/min的转速离心15min，取上清液；
步骤八：过滤：对步骤七中提取的清液进行定容，定容后测定花青素提取液的吸光度，计算花青素含量，对其提取工艺条件进行优化，可为深层次开发天然色素的研究提供理论依据，并有益于紫色马铃薯花青素在食品工业上的推广与应用。
优选的，所述步骤一中，将马铃薯置于流动的水流进行清洗，并且清洗时的水压为0.3-0.4MPa，清洗表面的泥土时，需要利用毛刷对马铃薯的表面进行全面刮刷。
优选的，所述步骤二中所用的冻干设备为冷冻箱，在冷冻前对切成薄片的马铃薯进行净水冲洗，冲掉表面上的淀粉。
优选的，所述步骤三中对马铃薯薄片粉碎时，避免杂物混入，且所用容器必须干燥。
优选的，所述步骤四中在装瓶时，采用漏斗灌装，且在灌装前，先冲洗锥形瓶，晾干后配上密封塞。
优选的，所述步骤五中先后加入HCl-C2H5OH溶液和纤维素酶，加入酶后，晃动锥形瓶。
优选的，所述步骤六中将锥形瓶固定在超声波提取设备中，同时避免溶液溅射。
优选的，所述步骤七中，在离心后，将锥形瓶取出，静置15到20min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明中，通过将马铃薯粉放入HCl-C2H5OH溶液(酸醇比为1:1)和纤维素酶溶液中，利用纤维素酶可将其纤维素水解，有效地破坏细胞壁和细胞膜，加速花青素的溶出，从而达到提高提取率的目的；
2、本发明中，通过超声波产生的机械作用能击破细胞结构，加快体系的传质和传热速度，加速有效成分的扩散和浸出；
利用酶法-超声联合技术提取提高了紫色马铃薯花青素的提取率，为此类的花青素的开发利用提供理论依据。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：
实施例
一种酶法-超声联合提取紫色马铃薯花青素的方法，包括以下制作步骤：
步骤一：原料的预处理：采收干净完整的紫色马铃薯，将上面的泥巴，灰尘等冲洗干净，并用滤纸将表皮水分拭干，然后切成薄片；
切成薄片后的马铃薯片便于冻干和粉碎，细分化，冷冻速度快，粉碎的更加彻底，提高制作效率；
步骤二：冻干：对步骤一中切成片的马铃薯马上快速低于-20℃下预冻24h，24h后真空冷冻干燥；
真空冻干后干燥后的薯片，便于储藏备用，可随时取出，同时避免变质和进入杂物，提高纯度；
步骤三：粉碎：将步骤二中冷冻干燥的马铃薯薄片粉粹，并过80目筛，得到紫色马铃薯粉，置于密闭容器中备用；
步骤四：称量：对步骤三中得到的马铃薯粉进行称量，准确称取1.0g紫色马铃薯粉，并将其置于250ml锥形瓶中；
步骤五：添加酶：将体积分数为0.1％的HCl-C2H5OH溶液(酸醇比为1:1)和纤维素酶加入到步骤四中的锥形瓶中，且液料比为1:30g/ml，酶添加量为4mg/g；
由于紫色马铃薯含有大量的纤维素，利用纤维素酶可将其纤维素水解，有效地破坏细胞壁和细胞膜，加速花青素的溶出，从而达到提高提取率的目的；
步骤六：超声：将步骤五中的锥形瓶置于200W超声提取，超声时间为30min，超声温度为40℃；
超声波产生的机械作用能击破细胞结构，加快体系的传质和传热速度，加速有效成分的扩散和浸出；
步骤七：离心：将步骤六中的锥形瓶以7000r/min的转速离心15min，取上清液；
步骤八：过滤：对步骤七中提取的清液进行定容，定容后测定花青素提取液的吸光度，计算花青素含量。
对其提取工艺条件进行优化，可为深层次开发天然色素的研究提供理论依据，并有益于紫色马铃薯花青素在食品工业上的推广与应用。
本实施例中，步骤一中，将马铃薯置于流动的水流进行清洗，并且清洗时的水压为0.3-0.4MPa，清洗表面的泥土时，需要利用毛刷对马铃薯的表面进行全面刮刷。
本实施例中，步骤二中所用的冻干设备为冷冻箱，在冷冻前对切成薄片的马铃薯进行净水冲洗，冲掉表面上的淀粉。
本实施例中，步骤三中对马铃薯薄片粉碎时，避免杂物混入，且所用容器必须干燥。
本实施例中，步骤四中在装瓶时，采用漏斗灌装，且在灌装前，先冲洗锥形瓶，晾干后配上密封塞。
本实施例中，步骤五中先后加入HCl-C2H5OH溶液和纤维素酶，加入酶后，晃动锥形瓶。
本实施例中，步骤六中将锥形瓶固定在超声波提取设备中，同时避免溶液溅射。
步骤七中，在离心后，将锥形瓶取出，静置15到20min。
酶法-超声联合技术提取紫色马铃薯花青素利用纤维素酶对纤维素的水解作用和超声波产生的机械作用，有效地破坏细胞壁和细胞膜，加速花青素的扩散和浸出。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。