專(zhuān)利名稱(chēng)：從紫色馬鈴薯中提制花色苷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提取、分離純化園藝植物中生理活性成分的綠色化學(xué)工藝技術(shù)， 尤指一種采用檸檬酸酸化乙醇提取、及以AB-8大孔吸附樹(shù)脂分離純化紫色馬鈴薯花色苷 的綠色提取、及分離純化方法。
背景技術(shù)：
花色苷是植物次生代謝過(guò)程中產(chǎn)生的類(lèi)黃酮物質(zhì)，具有抗氧化、抗衰老、防止血管 硬化等多種生理作用，可作為食品、藥品和化妝品等領(lǐng)域的天然原料。自20世紀(jì)50年代以 來(lái)，隨著對(duì)合成花色苷安全性問(wèn)題的深入認(rèn)識(shí)，許多國(guó)家大幅度減少甚至完全禁止合成花 色苷用于食品、藥品和化妝品等領(lǐng)域，使得天然花色苷成為了當(dāng)前天然產(chǎn)物研究開(kāi)發(fā)的熱
點(diǎn)o紫色馬鈴薯(Solanum tuberosum L.)營(yíng)養(yǎng)豐富，是一種富含花色苷的園藝植物資 源。2000年以來(lái)，國(guó)內(nèi)各研究機(jī)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行了大量的栽培改良研究，如云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院馬 鈴薯研發(fā)中心改良篩選的200多份不同品系的彩色馬鈴薯，黑龍江省牡丹江市蔬菜科學(xué)研 究所培育的高淀粉黑色馬鈴薯品系，青海的青薯168、寧夏的寧薯1號(hào)和寧薯3號(hào)等。目前 在新疆、四川、青海、廣西、陜西等地均已開(kāi)始大面積種植。Gisela Jansen等研究認(rèn)為，紫色 馬鈴薯花色苷的含量最高可達(dá)2. 704g/kg，花色苷平均含量可達(dá)0. 65g/kg鮮薯。研究表明，花色苷不穩(wěn)定，易受溫度、光、pH等的影響而發(fā)生顏色和性質(zhì)的變化，但 紫色馬鈴薯花色苷是以?；癁橹鞯幕ㄉ?，能在加工、儲(chǔ)藏及應(yīng)用過(guò)程中保持較好的穩(wěn)定 性。紫色馬鈴薯花色苷主要為錦葵色素、牽?；ㄉ?、芍藥色素、飛燕草色素的酰化衍生物。 然而，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)紫色馬鈴薯的開(kāi)發(fā)利用主要集中于淀粉品質(zhì)成分上，而花色苷等生理 活性成分大多作為副產(chǎn)物而被浪費(fèi)。目前提取、分離純化花色苷及馬鈴薯花色苷的主要技術(shù)方法有提取針對(duì)花色苷的提取，國(guó)內(nèi)外主要有溶劑提取法、發(fā)酵法、酶法提取法、超臨界 C02提取法、微波輔助提取法、液態(tài)靜高壓輔助提取法、高壓脈沖電場(chǎng)輔助提取法等。李知敏 研究認(rèn)為采用體積分?jǐn)?shù)75%的酸化乙醇、料液比(質(zhì)量濃度)1 10、50°C下浸提60min的 提取技術(shù)，所得藍(lán)莓花色苷含量最高。霍琳琳等研究認(rèn)為采用體積分?jǐn)?shù)30%的酸化乙醇、 料液比1 10、60°C下提取60min的提取技術(shù)，所得桑椹花色苷得率最高。Revilla等研 究認(rèn)為，采用的HC1甲醇溶液提取葡萄花色苷，效果最好。韓永斌等利用發(fā)酵法對(duì)紫甘 薯花色苷的提取進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，酵母接種量為10%時(shí)，發(fā)酵溫度27°C，初始pH值 為3. 0，發(fā)酵72h，花色苷產(chǎn)量達(dá)到66. 6g/ml。李穎暢等采用纖維素酶、果膠酶及兩者復(fù)合 對(duì)藍(lán)莓花色苷進(jìn)行了提取，發(fā)現(xiàn)纖維素酶效果較好，且采用酶用量5mg/g、料液比(質(zhì)量濃 度)1 8、pH5.0、提取時(shí)間60min、酶解溫度45°C的操作參數(shù)，花色苷提取率最高。時(shí)海香 等研究了超臨界C02萃取常山胡柚天然色素的工藝，認(rèn)為最佳工藝條件為萃取時(shí)間2h、萃 取壓力25MPa、原料與乙醇(體積分?jǐn)?shù)95%)比(質(zhì)量濃度)1 3、萃取溫度35°C，花色苷 提取率可達(dá)96. 87%。許正虹等以甘薯粉為原料，在微波條件下萃取其花色苷，認(rèn)為最佳萃
3取工藝參數(shù)為微波輻射功率700W、溫度70°C、輻射時(shí)間6. 37min、固液比1 15、HC1體積 分?jǐn)?shù)為0. 3%。Corrales等采用液態(tài)靜高壓輔助提取的方法從葡萄皮中提取花色苷，認(rèn)為 最優(yōu)工藝參數(shù)為100%乙醇，溫度50°C，壓力600MPa，花色苷產(chǎn)率提高23%。張燕等研究了 高壓脈沖電場(chǎng)處理對(duì)紅梅花色苷提取過(guò)程的影響，結(jié)果表明，用3.0kV/cm PEF處理420個(gè) 脈沖后，用酸化甲醇提取15min，可使花色苷的提取率達(dá)到54. 24%。
分離純化目前花色苷分離純化的方法主要是層析法，包括紙層析(PC)、薄層層 析(TLC)、柱層析(CC)、高效液相色譜法(HPLC)以及高速逆流色譜法(HSCCC)等。盧其能 等對(duì)紫色馬鈴薯Chieflmn和YNZH兩個(gè)品種采用正己烷萃取純化，再用薄層層析花色苷進(jìn) 行分離。Fiorini采用制備型高效液相色譜對(duì)草莓、接骨木、茄子、蘿卜等的花色苷進(jìn)行了分 離純化，結(jié)果表明HPLC是分離單糖基或酰化的二糖基和三糖基花色苷的一種有效的方法。 Torgils Fossen采用XAD-7離子交換樹(shù)脂層析對(duì)一種挪威馬鈴薯品種的花色苷進(jìn)行純化， 再用流動(dòng)相為甲酸-水(1 19，體積比)㈧和甲酸水甲醇(1 4 5，體積比)(B) 的制備型HPLC來(lái)進(jìn)一步分離，使其中花色苷組分得到很好的分離。Eichhorn等采用XAD-7 樹(shù)脂及洗脫劑甲醇乙酸(19 1，體積比)對(duì)馬鈴薯花色苷進(jìn)行純化.再用高速逆流色譜法 對(duì)其組分進(jìn)行了分離。Rodriguez-Saona等采用丙酮和氯仿提取馬鈴薯花色苷，然后采用氯 仿丙酮(2 1，體積比)過(guò)夜萃取，收集水相，在40°C下使殘余的丙酮蒸發(fā)，分離得到了 花色苷。顯然，上述有關(guān)馬鈴薯花色苷提取及植物源性花色苷分離純化方法雖能制備具有 一定純度和得率的馬鈴薯花色苷提取物，但由于受到技術(shù)手段的限制以及加工過(guò)程中使用 了大量的有毒有機(jī)溶劑或化學(xué)制劑，使得產(chǎn)品明顯存在安全性欠佳或者純度與得率不高、 生產(chǎn)量小、易吸濕、功效不明顯、產(chǎn)品的品質(zhì)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不足等缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效、綠色安 全、低成本、高得率、較高純度、適用于工業(yè)生產(chǎn)的從紫色馬鈴薯中提制花色苷的方法，為以 檸檬酸酸化乙醇提取、及AB-8大孔吸附樹(shù)脂分離純化紫色馬鈴薯花色苷的方法。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種從紫色馬鈴薯中提制 花色苷的方法，該方法包括如下步驟a、以檸檬酸酸化乙醇提取紫色馬鈴薯花色苷粗提物將新鮮紫色馬鈴薯遮光切碎 打漿，用體積濃度為60 95%并經(jīng)檸檬酸調(diào)節(jié)pH值為1. O 3. O的乙醇，按1公斤紫色馬 鈴薯漿加10 30升乙醇的比例在30 70°C下提取60 120分鐘，得到的粗濾液過(guò)200 目尼龍布，離心，取澄清液，離心轉(zhuǎn)速為3000 5000轉(zhuǎn)/分，離心時(shí)間為5 15min ；將澄 清液在-0. 05 -0. 09MPa、40 45°C下濃縮，回收乙醇溶劑后真空冷凍干燥，即得紫色馬鈴 薯花色苷粗提物；b、將上述花色苷粗提物以AB-8大孔吸附樹(shù)脂分離純化按1 3克上述花色苷粗 提物加10 30毫升水的比例溶解花色苷粗提物，得溶解液；在室溫下，將溶解液上樣，使 AB-8大孔吸附樹(shù)脂吸附至飽和，上樣體積2 4BV，上樣流速1 3BV/h，然后先采用1 3BV的水以1 3BV/小時(shí)的流速?zèng)_洗雜質(zhì)，再用2 6BV的50 90%體積濃度的食用乙 醇以1. 0 3BV/小時(shí)的流速洗脫花色苷，收集洗脫液，并將洗脫液在-0. 05 -0. 09MPa、40 70°C條件下濃縮回收乙醇，真空冷凍干燥，即得紫色馬鈴薯花色苷提取物。AB-8大孔吸附樹(shù)脂的處理試驗(yàn)所用新購(gòu)樹(shù)脂需先用體積濃度為80 95%食用 乙醇浸泡20 30小時(shí)，充分溶脹后裝柱，用體積濃度為80 95%的食用乙醇清洗至流 出液加等量蒸餾水無(wú)白色渾濁為止，再用蒸餾水洗至無(wú)醇味即可。已使用過(guò)樹(shù)脂則需采用 1 5% NaOH浸泡1 5小時(shí)后水洗至中性，再用1 5%檸檬酸浸泡1 5h后水洗至中 性即可。
上述步驟中，采用經(jīng)靜態(tài)吸附與解吸篩選出來(lái)的大孔吸附樹(shù)脂吸附紫色馬鈴薯花 色苷，對(duì)未被大孔吸附樹(shù)脂吸附部分，經(jīng)減壓濃縮回收乙醇。對(duì)上述步驟中吸附在大孔吸附 樹(shù)脂的紫色馬鈴薯花色苷進(jìn)行洗脫回收，先用水洗去極性雜質(zhì)，再采用較高濃度的食用乙 醇洗脫紫色馬鈴薯花色苷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1、集成采用檸檬酸酸化乙醇安全無(wú)毒地提取紫色馬鈴薯花色苷、AB-8大孔吸附樹(shù) 脂分離純化紫色馬鈴薯花色苷的方法，不僅能安全有效地工業(yè)化生產(chǎn)10 15%純度規(guī)格 的紫色馬鈴薯花色苷提取物，用于后續(xù)的抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、清除自由基等功能產(chǎn)品的研發(fā) 以及花色苷高純品的制備，而且可以安全、簡(jiǎn)便、合理、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)馬鈴薯資源的高值化利 用和系列產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)，充分體現(xiàn)了綠色化學(xué)生產(chǎn)的理念和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的策略。因而，本 發(fā)明具有理論新穎、技術(shù)科學(xué)、操作及產(chǎn)品安全、工藝簡(jiǎn)便、資源節(jié)約、環(huán)境友好等特點(diǎn)。2、采用天然產(chǎn)物化學(xué)及中藥現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)提取、分離純化紫色馬鈴薯主要活性 成分花色苷，將其制成國(guó)際通行的各種純度規(guī)格的紫色馬鈴薯花色苷提取物，較好地順應(yīng) 和滿足現(xiàn)代功能食品、保健品、藥品、食品添加劑、飼料添加劑、日化用品等健康領(lǐng)域?qū)ζ涮?然、安全、有效、方便的需求，同時(shí)，符合國(guó)家農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與國(guó)際化的產(chǎn)業(yè)政策。3、本發(fā)明所采用AB-8大孔吸附樹(shù)脂對(duì)馬鈴薯花色苷的吸附率與解吸率顯著高于 D1400、XAD-7、DlOU NKA-2、HP2MGL等樹(shù)脂對(duì)馬鈴薯花色苷的吸附率與解吸率，同時(shí)，AB-8 樹(shù)脂價(jià)格穩(wěn)定，再生容易，適用于工業(yè)化生產(chǎn)應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式以四川大面積種植的紫色馬鈴薯為研究對(duì)象。實(shí)施例1 取1000克新鮮紫色馬鈴薯遮光切碎打漿，用體積濃度為80%并經(jīng)檸檬酸調(diào)節(jié)pH 值為2的酸化乙醇，按1公斤紫色馬鈴薯漿加20升酸化乙醇的比例在50°C下提取80分鐘， 得到的粗濾液過(guò)200目尼龍布，再用離心機(jī)在4000轉(zhuǎn)/分鐘下進(jìn)行離心澄清lOmin，取澄清 液；將澄清液-0. 05 -0. 09MPa、42°C下濃縮，回收乙醇溶劑后真空冷凍干燥，制得紫色馬 鈴薯花色苷粗提物66. 67克，采用pH示差法測(cè)得花色苷的提取得率為新鮮紫色馬鈴薯原料 質(zhì)量的0. 068%，粗提取物中花色苷的純度為1. 02%。按1克上述花色苷粗提物加10毫升水的比例溶解花色苷粗提物，然后在室溫下， 按照上樣體積3BV、上樣流速2BV的操作參數(shù)將溶解液進(jìn)行上樣，HAB-S大孔吸附樹(shù)脂吸附 至飽和，進(jìn)而采用2BV的水以2BV/小時(shí)的流速?zèng)_洗雜質(zhì)，再用5BV的體積濃度為70%的食 用乙醇以2BV/小時(shí)的流速洗脫花色苷，收集洗脫液，并將洗脫液在-0. 05 -0. 09MPa、55°C 條件下濃縮回收乙醇，真空冷凍干燥，即得紫色馬鈴薯花色苷提取物4. 68克，用pH示差法測(cè)得分離純化工藝中花色苷的得率為88. 37%，純度為12. 84%，是花色苷粗提物的12. 59倍。實(shí)例2 將1000克新鮮紫色馬鈴薯遮光切碎打漿，然后采用體積濃度為60%并經(jīng)檸檬酸 調(diào)節(jié)PH值為3的酸化乙醇，按1公斤新鮮紫色馬鈴薯漿加10升酸化乙醇的比例在30°C下 提取120分鐘，提取粗濾液過(guò)200目尼龍布，再用離心機(jī)在5000轉(zhuǎn)/分鐘下進(jìn)行離心澄清 5min，取澄清液；將澄清液-0. 05 -0. 09MPa、40°C下條件濃縮，回收乙醇溶劑后真空冷凍 干燥，制得紫色馬鈴薯花色苷粗提物64. 63克，采用pH示差法測(cè)得花色苷的提取得率為新 鮮紫色馬鈴薯原料質(zhì)量的0. 053%，粗提取物中花色苷的純度為0. 82%。按2克上述花色苷粗提物加20毫升水的比例溶解花色苷粗提物，在室溫下，然后 按照上樣體積2BV、上樣流速lBV/h的操作參數(shù)將溶解液進(jìn)行上樣，HAB-S大孔吸附樹(shù)脂吸 附至飽和，進(jìn)而采用IBV的水以IBV/小時(shí)的流速?zèng)_洗雜質(zhì)，再用6BV的體積濃度為50%的 食用乙醇以IBV/小時(shí)的流速洗脫花色苷，收集洗脫液，并將洗脫液在-0. 05 -0. 09MPa、 40°C條件下濃縮回收乙醇、真空冷凍干燥，即得紫色馬鈴薯花色苷提取物4. 11克，用pH示 差法測(cè)得分離純化工藝中花色苷的得率為79. 52%，純度為10. 26%，是花色苷粗提物的 12. 52 倍。實(shí)例3 將1000克新鮮紫色馬鈴薯遮光切碎打漿，然后采用體積濃度為95%并經(jīng)檸檬酸 調(diào)節(jié)PH值為1的酸化乙醇，按1公斤新鮮紫色馬鈴薯漿加30升酸化乙醇的比例在70°C下 提取60分鐘，提取粗濾液過(guò)200目尼龍布，再用離心機(jī)在3000轉(zhuǎn)/分鐘下進(jìn)行離心澄清 15min，取澄清液；將澄清液-0. 05 -0. 09MPa、45°C下條件濃縮，回收乙醇溶劑后真空冷凍 干燥，制得紫色馬鈴薯花色苷粗提物62. 77克，采用pH示差法測(cè)得花色苷的提取得率為新 鮮紫色馬鈴薯原料質(zhì)量的0. 059%，粗提取物中花色苷的純度為0. 94%。按3克上述花色苷粗提物加30毫升水的比例溶解花色苷粗提物，在室溫下，然后 按照上樣體積4BV、上樣流速3BV/h的操作參數(shù)將溶解液進(jìn)行上樣，HAB-S大孔吸附樹(shù)脂吸 附至飽和，進(jìn)而采用3BV的水以3BV/小時(shí)的流速?zèng)_洗雜質(zhì)，再用2BV的體積濃度為90%的 食用乙醇以3BV/小時(shí)的流速洗脫花色苷，收集洗脫液，并將洗脫液在-0. 05 -0. 09MPa、 70°C條件下濃縮回收乙醇、真空冷凍干燥，即得紫色馬鈴薯花色苷提取物4. 06克，用pH示 差法測(cè)得分離純化工藝中花色苷的得率為74. 63%，純度為10. 85%，是花色苷粗提物的 11. 54 倍。對(duì)比實(shí)驗(yàn)將1000克新鮮紫色馬鈴薯遮光切碎打漿，然后采用體積濃度為75%并經(jīng)鹽酸調(diào) 節(jié)PH值為2的酸化乙醇，按1公斤新鮮紫色馬鈴薯漿加10升酸化乙醇的比例在50°C下提取 60分鐘，提取粗濾液過(guò)200目尼龍布，再用離心機(jī)在4000轉(zhuǎn)/分鐘下進(jìn)行離心澄清lOmin， 取澄清液；將澄清液-0. 05 -0. 09MPa、42°C下條件濃縮，回收乙醇溶劑后真空冷凍干燥， 制得紫色馬鈴薯花色苷粗提物59. 38克，采用pH示差法測(cè)得花色苷的提取得率為新鮮紫色 馬鈴薯原料質(zhì)量的0. 038%，粗提取物中花色苷的純度為0. 64%。按1克上述花色苷粗提物加10毫升水的比例溶解花色苷粗提物，在室溫下， 然后按照上樣體積3BV、上樣流速2BV/h的操作參數(shù)將溶解液進(jìn)行上樣，使XAD-7大孔吸附樹(shù)脂吸附至飽和，進(jìn)而采用2BV的水以2BV/小時(shí)的流速?zèng)_洗雜質(zhì)，再用5BV的體積濃度為70%的甲醇乙酸以1.5BV小時(shí)的流速洗脫花色苷，收集洗脫液，并將洗脫液 在-0. 05 -0. 09MPa、55°C條件下濃縮回收甲醇乙酸、真空冷凍干燥，即得紫色馬鈴薯花 色苷提取物4. 63克，用pH示差法測(cè)得分離純化工藝中花色苷的得率為51. 34%，純度為 4. 21%，是花色苷粗提物的6. 58倍。
權(quán)利要求
一種從紫色馬鈴薯中提制花色苷的方法，其特征在于該方法包括如下步驟a、以檸檬酸酸化乙醇提取紫色馬鈴薯花色苷粗提物將新鮮紫色馬鈴薯遮光切碎打漿，用體積濃度為60～95％并經(jīng)檸檬酸調(diào)節(jié)pH值為1.0～3.0的乙醇，按1公斤紫色馬鈴薯漿加10～30升乙醇的比例在30～70℃下提取60～120分鐘，得到的粗濾液過(guò)200目尼龍布，離心，取澄清液；將澄清液在-0.05～-0.09MPa、40～45℃下濃縮，回收乙醇溶劑后真空冷凍干燥，即得紫色馬鈴薯花色苷粗提物；b、將上述花色苷粗提物以AB-8大孔吸附樹(shù)脂分離純化按1～3克上述花色苷粗提物加10～30毫升水的比例溶解花色苷粗提物，得溶解液；在室溫下，將溶解液上樣，使AB-8大孔吸附樹(shù)脂吸附至飽和，上樣體積2～4BV，上樣流速1～3BV/h，然后先采用1～3BV的水以1～3BV/小時(shí)的流速?zèng)_洗雜質(zhì)，再用2～6BV的50～90％體積濃度的食用乙醇以1.0～3BV/小時(shí)的流速洗脫花色苷，收集洗脫液，并將洗脫液在-0.05～-0.09MPa、40～70℃條件下濃縮回收乙醇，真空冷凍干燥，即得紫色馬鈴薯花色苷提取物。
全文摘要
一種從紫色馬鈴薯中提制花色苷的方法，包括采用檸檬酸酸化乙醇安全無(wú)毒地提取紫色馬鈴薯花色苷粗提物，及以AB-8大孔吸附樹(shù)脂分離純化紫色馬鈴薯花色苷，該方法采用天然產(chǎn)物化學(xué)及中藥現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)提取，及分離純化紫色馬鈴薯主要活性成分花色苷，將其制成10～15％純度規(guī)格的紫色馬鈴薯花色苷提取物，安全有效、簡(jiǎn)便、合理、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)馬鈴薯資源的高值化利用和系列產(chǎn)品的工業(yè)化生產(chǎn)，充分體現(xiàn)了綠色化學(xué)生產(chǎn)的理念。
文檔編號(hào)C07D311/62GK101870685SQ201010211758
公開(kāi)日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2010年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月29日
發(fā)明者劉仲華, 肖文軍, 龔志華 申請(qǐng)人:湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)