一种从蓝靛果中制备花青素的方法
阅读说明：本技术 一种从蓝靛果中制备花青素的方法 (Method for preparing anthocyanin from indigo fruit ) 是由 刘巍 于 2019-10-07 设计创作，主要内容包括：本发明属于天然有机化学领域,公开了一种从蓝靛果中制备花青素的方法,该方法先将蓝靛果鲜果采用胶体磨破碎打浆后在抗氧化剂的存在下利用亚临界水提取技术对其进行提取,然后离心并将离心液放置至室温分层,收集下层水层并过滤,然后冬化并过滤,滤液再先后采用陶瓷膜和纳滤膜进行处理,最后再采用分子蒸馏和真空冷冻干燥技术得到花青素成品。采用本发明制备的花青素产品具有无溶剂残留、成本低、环境无污染、使用和食用安全性高等优点。(The invention belongs to the field of natural organic chemistry, and discloses a method for preparing anthocyanin from lonicera edulis. The anthocyanin product prepared by the invention has the advantages of no solvent residue, low cost, no environmental pollution, high use and edible safety and the like.)
技术领域
本发明属于天然有机化学领域，涉及一种以蓝靛果为原料制备花青素的方法。特别是涉及一种利用亚临界水技术提取、冬化和膜技术纯化制备花青素的方法。
背景技术
花青素是一种水溶性色素，可以随着细胞液的酸碱改变颜色。细胞液呈酸性则偏红，细胞液呈碱性则偏蓝，花青素是构成花瓣和果实颜色的主要色素之一。花青素为植物二级代谢产物，在生理上扮演重要的角色，花青素是纯天然的抗衰老的营养补充剂，研究证明是当今人类发现最有效的植物抗氧化剂之一，对人体的生物有效性是100％，服用后二十分钟就能在血液中检测到，对增强视力、消除眼睛疲劳、延缓脑神经衰老有显著的功效，同时对由糖尿病引起的毛细血管病也有较好治疗作用，还能增强心肺功能、预防老年痴呆等多种疾病。
蓝靛果是忍冬科忍冬属植物蓝果忍冬的果实，为椭圆形蓝紫色浆果，其中含有大量的花青素，主要含有以矢车菊素为主的花青素类物质和以矢车菊素为苷元的花色苷类物质，是目前含有花青素较多的植物来源之一。
目前制备花青素常用的提取方法有：有机溶剂提取法、超临界提取法、微波法和超声波提取法。有机溶剂提取法是常见的提取花青素方法，用溶剂提取完后，需要用一些有机溶剂比如石油醚、正己院、***等提取以除去粗提液中的脂溶性物质。有机溶剂提取法的优点是提取设备简单，操作简便；缺点是有机溶剂易消耗、费时、易造成产品中溶剂残留高，还会对环境造成污染。微波法和超声波法由于设备因素，可能会对操作人员的健康造成极大的危害。超临界提取法目前可以实现工业化，但是由于该技术是将气体的二氧化碳转变成液体二氧化碳，而液体的二氧化碳对脂溶性物质的提取能力更强，导致产品中脂溶性杂质的比例更高，从而极大的增加了生产花青素的成本。
目前较常用的纯化方法主要是采用大孔吸附树脂进行的，大孔吸附树脂的优点是吸附量大，能够反复利用；缺点是纯化过程中需要使用大量的乙醇来进行洗脱，溶剂损失量大，提高生产成本。
本发明的目的在于提供一种蓝靛果中花青素的制备方法。本发明先将蓝靛果打浆，然后利用亚临界水提取，再利用冬化和膜技术富集，最后利用分子蒸馏和冷冻干燥获得花青素产品。
本发明的技术方案是这样实现的，它包括以下步骤：
（1）将蓝靛果鲜果采用胶体磨破碎打浆，得到果浆；
（2）将步骤（1）中得到的果浆在抗氧化剂的存在下利用亚临界水提取技术对其进行提取，然后离心，收集离心液；
（3）将步骤（2）中的离心液放置至室温分层，收集下层水层并过滤，得到滤液A；
（4）将步骤（3）中的滤液A冬化处理，然后再次过滤，得到滤液B；
（5）将步骤（4）中的滤液B先后采用陶瓷膜和纳滤膜进行处理，得到浓缩液A；
（6）将步骤（5）中的浓缩液A采用分子蒸馏进行浓缩，得到浓缩液B；
（7）将步骤（6）中的浓缩液B进行真空冷冻干燥，得到花青素成品。
本发明较好的技术方案是：所述的步骤(2)中，采用亚临界水提取技术对蓝靛果果浆进行提取，压力范围为16～20MPa，提取温度为300～340℃，果浆：水=1:1～3（m/m），提取时间为10～30min，提取2遍。
本发明较好的技术方案是：：所述的步骤（2）中，加入的抗氧化剂为EGCG，提取2遍的加入量均为蓝靛果重量的0.01%～0.05%。
本发明较好的技术方案是：所述的步骤（4）中，冬化温度为1～5℃，冬化时间为5～10h。
本发明较好的技术方案是：所述的步骤（5）中，陶瓷膜的孔径选用100nm的膜元件，陶瓷膜处理液的温度为21～25℃，压力为0.2～0.4MPa；纳滤膜的截留分子量为200Da，纳滤膜处理液的温度为23～28℃，压力为0.3～0.5MPa。
本发明较好的技术方案是：所述的步骤（6）中，分子蒸馏的压力为20～30Pa，蒸发温度为30～35℃，冷凝温度0～10℃，物料流速1.0～2.0L/min。
本发明较好的技术方案是：所述的步骤（7）中，冷冻时控制真空度在10～13Pa，温度为-50～-40℃，冷冻干燥至水分含量在5％以下。
本发明具有以下优点：1）本发明采用胶体磨对蓝靛果进行打浆，能够有效增加提取过程中原料与水的接触面积，提高提取得率；2）本发明采用亚临界水提取技术，采用的提取溶剂为亚临界状态下的水，而不是其他有机溶剂和酸性水溶液，既能提高提取效率，又避免了资源的浪费，还不会对环境造成污染，产品中也不会有溶剂残留，大大提高了花青素的使用和食用安全性；3）本发明在亚临界水提取过程中，加入抗氧化剂，可以有效降低提取温度对花青素的影响，减少花青素的损失；4）本发明采用冬化和膜技术富集花青素，与其他需要有机溶剂参与的纯化过程相比，具有操作简单、节省资源、环境无污染、不会把有机溶剂引入到产品中等优点。
具体实施方案
实施例1
取蓝靛果鲜果1kg投入到胶体磨中破碎打浆，然后加入1kg的纯化水搅拌均匀，在压力16Mpa、温度为300℃的条件下提取30min，料液用离心机进行离心，收集离心液至储罐中，料渣进行第2遍提取。每遍提取过程中EGCG加入的重量均为0.4g。合并2遍离心液，放置至室温分层后放出下层水层，并将水层过滤，得到过滤液A，然后将过滤液A放置于2℃的冰箱中冬化6h，再次过滤，得到滤液B。滤液B采用陶瓷膜进行精滤，陶瓷膜的孔径选用100nm的膜元件，处理液的温度为21℃，压力为0.4MPa，收集陶瓷膜透过液。然后将陶瓷膜透过液采用纳滤膜进行处理，纳滤膜的截留分子量为200Da，处理液的温度为23℃，压力为0.5MPa，得到浓缩液A。将浓缩液A采用分子蒸馏设备进行蒸馏，分子蒸馏的压力为20Pa，蒸发温度为30℃，冷凝温度0℃，物料流速1.0L/min，得到浓缩液B。最后将浓缩液B放入真空冷冻干燥机中进行干燥，控制真空度为10Pa，温度为-50℃，冷冻干燥至水分含量为4.53％。得到花青素成品的重量为51.2g，其中花青素的纯度为21.24%。
实施例2
取蓝靛果鲜果1kg投入到胶体磨中破碎打浆，然后加入2kg的纯化水搅拌均匀，在压力18Mpa、温度为320℃的条件下提取20min，料液用离心机进行离心，收集离心液至储罐中，料渣进行第2遍提取。每遍提取过程中EGCG加入的重量均为0.3g。合并2遍离心液，放置至室温分层后放出下层水层，并将水层过滤，得到过滤液A，然后将过滤液A放置于5℃的冰箱中冬化8h，再次过滤，得到滤液B。滤液B采用陶瓷膜进行精滤，陶瓷膜的孔径选用100nm的膜元件，处理液的温度为23℃，压力为0.3MPa，收集陶瓷膜透过液。然后将陶瓷膜透过液采用纳滤膜进行浓缩，纳滤膜的截留分子量为200Da，处理液的温度为25℃，压力为0.4Mpa，得到浓缩液A。将浓缩液A采用分子蒸馏设备进行蒸馏，分子蒸馏的压力为30Pa，蒸发温度为35℃，冷凝温度10℃，物料流速2.0L/min，得到浓缩液B。最后将浓缩液B放入真空冷冻干燥机中进行干燥，控制真空度为13Pa，温度为-40℃，冷冻干燥至水分含量为4.69％。得到花青素成品的重量为52.3g，其中花青素的纯度为20.73%。
实施例3
取蓝靛果鲜果1kg投入到胶体磨中破碎打浆，然后加入3kg的纯化水搅拌均匀，在压力20Mpa、温度为340℃的条件下提取15min，料液用离心机进行离心，收集离心液至储罐中，料渣进行第2遍提取。每遍提取过程中EGCG加入的重量均为0.5g。合并2遍离心液，放置至室温分层后放出下层水层，并将水层过滤，得到过滤液A，然后将过滤液A放置于1℃的冰箱中冬化10h，再次过滤，得到滤液B。滤液B采用陶瓷膜进行精滤，陶瓷膜的孔径选用100nm的膜元件，处理液的温度为25℃，压力为0.2Mpa，收集陶瓷膜透过液。然后将陶瓷膜透过液采用纳滤膜进行浓缩，纳滤膜的截留分子量为200Da，处理液的温度为28℃，压力为0.3MPa，得到浓缩液A。将浓缩液A采用分子蒸馏设备进行蒸馏，分子蒸馏的压力为25Pa，蒸发温度为33℃，冷凝温度4℃，物料流速1.5L/min，得到浓缩液B。最后将浓缩液B放入真空冷冻干燥机中进行干燥，控制真空度为13Pa，温度为-50℃，冷冻干燥至水分含量为4.47％。得到花青素成品的重量为50.9g，其中花青素的纯度为21.69%。
上述实施例只是为说明本发明的技术构思以及技术特点，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明的实质所做的等效变换或修饰，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。