一種從番石榴葉中提取總多酚的方法與流程

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本發(fā)明涉及植物活性組分提取領(lǐng)域，具體涉及一種從番石榴葉中提取總多酚的方法。

背景技術(shù)：

番石榴(psidiumguajava)為桃金娘科番石榴屬植物，原產(chǎn)于熱帶美洲，在我國(guó)福建、臺(tái)灣、廣東、廣西等地均有分布或栽培?，F(xiàn)代藥理及臨床研究表明，番石榴葉中富含多種重要的芳香類二級(jí)代謝產(chǎn)物，正是這些多酚類物質(zhì)賦予番石榴葉多種功效，如軟化血管、降低血糖和血脂、抗氧化、抗腫瘤等，對(duì)于腹瀉、腸炎、腸胃潰瘍、濕疹、咳嗽等癥狀也有明顯的療效。

目前，傳統(tǒng)的番石榴葉多酚的提取方法有“水煎煮法”、“乙醇浸漬提取法”、“酶解法”等。但是，傳統(tǒng)水煎法提取效率較低，而且高溫水煮容易導(dǎo)致多酚物質(zhì)失活；采用醇提法，多酚類成分提取率較高，但是乙醇消耗量大，回收率低，因此成本較高，且環(huán)境污染嚴(yán)重，產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)不可?。幻阜ㄌ崛∫竺妇哂懈叨葘Ｒ恍院蜆O高的活性、而且酶法容易受到酶的種類、用量、酶解時(shí)間、溫度等多種因素的影響，生產(chǎn)環(huán)節(jié)較難控制；因此，開(kāi)發(fā)一種能耗低、時(shí)間短、過(guò)程清潔、工藝簡(jiǎn)單又高效，且易于工業(yè)化生產(chǎn)的番石榴葉多酚提取方法顯得尤為重要。

多酚類物質(zhì)傳統(tǒng)提取法通常采用溶劑法、絡(luò)合沉淀、層析法等方法進(jìn)行提取分離。但提取分離效果并不理想。近年來(lái)，超聲波及微波提取法被證實(shí)可以運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)，且能夠有效提高提取率。盧曉霆等人(盧曉霆，王田田，王軍.響應(yīng)面法優(yōu)化葡萄籽多酚提取工藝[j].食品工業(yè)科技，2013年24期)使用了超聲波輔助提取技術(shù)，并運(yùn)用響應(yīng)面法優(yōu)化提取技術(shù)，研究了葡萄籽中多酚的提取，其提取率達(dá)到了1.722％，比傳統(tǒng)提取方法的提取率高2％～3％。閻海青等人(閻海青，陳相艷，程安瑋，王文亮，曲靜然.超聲微波聯(lián)用技術(shù)提取藍(lán)莓多酚的工藝優(yōu)化[j].中國(guó)食品添加劑，2014年1期)使用超聲微波聯(lián)用技術(shù)提取了新鮮藍(lán)莓果中的多酚類物質(zhì)，其提取率達(dá)到了14.56±0.2mg/g。超聲波與微波技術(shù)的聯(lián)用可以有效提高提取率，在表面活性劑的作用下，多酚類物質(zhì)的提取率能夠得到進(jìn)一步的提升。

但現(xiàn)有的多酚提取技術(shù)仍然許多不足之處，如有機(jī)溶劑殘留。有機(jī)溶劑多數(shù)對(duì)人體有害，且分離困難，耗時(shí)長(zhǎng)，工序復(fù)雜，因此使用有機(jī)溶劑提取多酚類物質(zhì)在食品加工中并不現(xiàn)實(shí)。本發(fā)明所采用的水提法結(jié)合微波與超聲波的技術(shù)能夠解決有機(jī)溶劑殘留問(wèn)題。

微波輔助提取是利用微波的溫度效應(yīng)及電磁場(chǎng)效應(yīng)來(lái)提高植物活性物質(zhì)的提取率。微波能通過(guò)直接作用于物料分子，使整個(gè)物料同時(shí)被加熱，即“體加熱”，與普通加熱相比，更能達(dá)到能量充分利用的效果。微波輔助提取通過(guò)偶極離子旋轉(zhuǎn)和離子傳導(dǎo)兩種方式里外同時(shí)加熱，使細(xì)胞內(nèi)部溫度升高，壓力增大，當(dāng)壓力超過(guò)細(xì)胞壁的承受能力時(shí)，細(xì)胞壁破裂，位于細(xì)胞內(nèi)部的多酚化合物從細(xì)胞中釋放出來(lái)，被周圍的溶劑溶解，因此其熱量傳遞和質(zhì)量傳遞方向是一致的，這有助于多酚類化合物的快速溶出。超聲波是一種彈性波，具有一系列的力學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)和化學(xué)的超聲效應(yīng)、空化效應(yīng)、熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)等。超聲波的空化效應(yīng)促使溶劑更大程度地滲入細(xì)胞中，提高物質(zhì)的傳遞速度；而且它的次級(jí)效應(yīng)如機(jī)械效應(yīng)、機(jī)械振動(dòng)、乳化、擴(kuò)散、擊碎和化學(xué)效應(yīng)等可使細(xì)胞壁破裂而加速植物中多酚化合物的擴(kuò)散和釋放。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明的提供了一種表面活性劑協(xié)同微波-超聲波提取番石榴葉總多酚的方法，旨在簡(jiǎn)化提取操作，提高提取效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一種從番石榴葉中提取總多酚的方法，將番石榴葉置于表面活性劑的水溶液中，在微波和超聲的輔助下提取，隨后經(jīng)固液分離，即得到所述的包含總多酚的提取液；

所述的表面活性劑的水溶液中，表面活性劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1％～3％；

微波的功率為100～300w；超聲功率為200～500w。

本發(fā)明人通過(guò)大量研究發(fā)現(xiàn)，采用表面活性劑的水溶液做溶媒，利用表面活性劑的增溶、潤(rùn)濕作用，同時(shí)結(jié)合微波的熱效應(yīng)和輻射作用以及超聲波的空化效應(yīng)于一體，不僅可以降低企業(yè)生產(chǎn)成本，解決了有機(jī)溶劑殘留問(wèn)題，同時(shí)可以大大縮短番石榴葉總多酚的提取時(shí)間，提高提取效率。本發(fā)明方法具有步驟簡(jiǎn)單、操作方便、成本低廉、提取效率高，且不存在有毒有機(jī)溶劑殘留的問(wèn)題，具有很大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明采用溶有少量表面活性劑的水溶液作為提取溶劑，利用表面活性劑增溶作用，同時(shí)結(jié)合微波的電磁效應(yīng)和超聲波的機(jī)械作用，有效促進(jìn)番石榴葉中多酚化合物的提取效率。

研究表面，不同類別的表面活性劑對(duì)萃取效果具有一定影響。

作為優(yōu)選，所述的表面活性劑為陰離子型表面活性劑。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的表面活性劑為吐溫-40、吐溫-60、司班-60、司班-80、十二烷基硫酸鈉中的至少一種。

最優(yōu)選，所述的表面活性劑為十二烷基硫酸鈉。本發(fā)明所采用的表面活性劑十二烷基硫酸鈉為陰離子表面活性劑，其在水中溶解度隨溫度升高而增大，在這種特定條件下，十二烷基硫酸鈉作為表面活性劑的效果優(yōu)于吐溫。

作為優(yōu)選，表面活性劑的水溶液中，表面活性劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為1％～2％，進(jìn)一步優(yōu)選為1.5～2％。

作為優(yōu)選，微波的功率為200～300w。

進(jìn)一步優(yōu)選，微波的功率為250～300w。

作為優(yōu)選，超聲功率為300～500w。

作為優(yōu)選，提取時(shí)間為5～20min。

本發(fā)明采用所述的表面活性劑以及微波、超聲協(xié)同，可明顯縮短提取時(shí)間。

作為優(yōu)選，番石榴葉預(yù)先經(jīng)干燥、粉碎處理。

作為優(yōu)選，將番石榴葉干燥至含水量低于或等于2％。

作為優(yōu)選，采用新鮮番石榴葉在50～70℃，恒溫干燥至所述的含水量。

將干燥后的番石榴葉粉碎后過(guò)40目篩網(wǎng)，篩下物用作提取原料。

作為優(yōu)選，所述的番石榴葉與表面活性劑的水溶液的質(zhì)量比為1∶15～40。

本發(fā)明一種優(yōu)選的表面活性劑協(xié)同微波-超聲波提取番石榴葉總多酚的方法，具體包括如下步驟：

步驟(1)番石榴葉的處理

將新鮮番石榴葉放在電熱恒溫干燥箱中，溫度調(diào)節(jié)至60℃，恒溫干燥，當(dāng)含水率低于2％時(shí)，放入手提式粉碎機(jī)中，粉碎6分鐘后，過(guò)40目篩，得到番石榴葉粉碎物；

步驟(2)將番石榴葉粉碎物和蒸餾水質(zhì)量比1∶15～1∶40充分混合后得到料液；

步驟(3)向步驟(2)的料液中加入表面活性劑，混勻后得到混合溶液，所述表面活性劑與水溶液的質(zhì)量百分比為1％～3％；

步驟(4)將步驟(3)的混合溶液進(jìn)行微波-超聲波提取，微波功率為100～300w，超聲波功率為200～500w，提取時(shí)間為5～20min；

步驟(5)將步驟(4)獲得的產(chǎn)物冷卻至室溫，減壓抽濾，所得濾液即為含有番石榴葉多酚的溶液。

上述方案中，所述表面活性劑為吐溫-40、吐溫-60、司班-60、司班-80、十二烷基硫酸鈉(sds)，優(yōu)選十二烷基硫酸鈉(sds)。所述微波功率為200w，超聲波功率為350w，提取時(shí)間為10min。

本發(fā)明研究表面，在所述的表面活性劑以及重量百分比作為溶媒；再配合于所述的功率下的微波和超聲的穿透以及空化效果，可協(xié)同提升溶媒對(duì)提取成分的“增溶”的作用，有助于明顯縮短提取時(shí)間，提升目的產(chǎn)物的提取率。

本發(fā)明的原理是：在所述的提取體系下，使有效成分可以輕易溶出。以溶有合適劑量的表面活性劑的水取代有機(jī)溶劑作為提取介質(zhì)，對(duì)有效成分有“增溶”的作用。在所述的協(xié)同的微波和超聲下，可使極性分子發(fā)生共振摩擦從而產(chǎn)生熱效應(yīng)，同時(shí)又有穿透性，可以使所述的表面活性劑水溶液和物料內(nèi)部同時(shí)加熱，這樣不僅利用了熱效應(yīng)，同時(shí)由于細(xì)胞內(nèi)部在加熱，產(chǎn)生了壓力，細(xì)胞更容易發(fā)生破裂，有效成分可以自由溶出。此外，在所述的協(xié)同的微波和超聲下，在媒介中引起的“空穴作用”局部產(chǎn)生瞬間的高壓來(lái)破壞細(xì)胞壁和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，從而促進(jìn)細(xì)胞原生質(zhì)通過(guò)細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，溶解于媒介中，使有效成分進(jìn)一步流出；所以將三者結(jié)合同時(shí)作用于番石榴葉提取工藝可以大大的提高提取效率，降低成本。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

(1)以溶有少量表面活性劑的蒸餾水溶液作為提取液，取代了傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑。且不屬于有毒溶劑，不存在殘留的問(wèn)題。

(2)采用本發(fā)明所述方法提取番石榴葉總多酚，提取時(shí)間有傳統(tǒng)的2h～5h縮短為5～20min，大大縮短了提取時(shí)間，大大降低了生產(chǎn)過(guò)程中的能耗及成本，提高了提取效率。

(3)采用本發(fā)明所述方法提取到的番石榴葉總多酚，由于避免了長(zhǎng)時(shí)間的熱效應(yīng)，減少了多酚發(fā)生熱分解及被氧化的程度。

(4)本發(fā)明所述方法對(duì)外部環(huán)境無(wú)過(guò)高要求，同時(shí)所需設(shè)備簡(jiǎn)單和操作方法簡(jiǎn)單，具有潛在的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是多酚濃度的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

具體實(shí)施方法

為了更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)例。

以下實(shí)施例以及對(duì)比例的番石榴葉總多酚的得率的測(cè)定方法如下：

采用folin-ciocalteu(fc)比色法測(cè)定番石榴葉多酚的得率：

標(biāo)準(zhǔn)曲線的確定：準(zhǔn)確稱取沒(méi)食子酸0.0100g，用蒸餾水溶解并定容至100ml，得到濃度為0.1mg/ml的沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)液，準(zhǔn)確吸取0，0.5，1，2，3，4，5，6，7，8ml置于50ml的棕色容量瓶中，分別加入福林-酚試劑4.0ml，混勻，在0.5～5min內(nèi)加入4ml的10％na2co3溶液，充分搖勻后定容，室溫下于避光處放置1h，以蒸餾水代替標(biāo)準(zhǔn)液作為空白對(duì)照，在760nm波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度值，每個(gè)樣品平行測(cè)定三次。以沒(méi)食子酸在反應(yīng)體系中的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

由圖1的多酚濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線可以看出，吸光值對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度的回歸方程和相關(guān)系數(shù)分別為y＝50.538x+0.0558，r²＝0.999表明在該濃度范圍內(nèi)線性良好。

樣品中多酚含量的測(cè)定：用移液槍準(zhǔn)確吸取0.1ml提取液于10ml比色管中。加入1ml的福林酚試劑，搖勻；1-8min內(nèi)，加入1ml10％的na2co3溶液，搖勻，加蒸餾水定容；待測(cè)液暗處處理1h，于760nm波長(zhǎng)處測(cè)量樣品溶液的吸光值，根據(jù)回歸方程計(jì)算樣品溶液總多酚的濃度，計(jì)算番石榴葉多酚的提取率。

實(shí)施例1

一種表面活性劑協(xié)同微波-超聲波提取番石榴葉總多酚的方法，包括以下步驟：

1)將新鮮番石榴葉放在電熱恒溫干燥箱中，溫度調(diào)節(jié)至60℃，恒溫干燥，當(dāng)含水率低于2％時(shí)，放入手提式粉碎機(jī)中，粉碎6分鐘后，過(guò)40目篩，得到番石榴葉粉碎物；