本發(fā)明涉及一種新型漢麻果膠及其制備方法。
背景技術(shù)：
近年來，果膠在食品、醫(yī)藥、紡織、印染、煙草、冶金等領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。目前全世界果膠的年需求量近5萬噸。我國(guó)每年消耗約2000噸以上果膠，80%依靠進(jìn)口，需求量與世界平均水平相比呈高速增長(zhǎng)趨勢(shì)。大力開展果膠的研究與開發(fā)，探索提高果膠產(chǎn)量和質(zhì)量的新方法和新資源，不僅能為我國(guó)食品加工領(lǐng)域和醫(yī)藥領(lǐng)域廣泛地應(yīng)用優(yōu)質(zhì)果膠提供理論依據(jù)，而且將推動(dòng)國(guó)產(chǎn)果膠生產(chǎn)的發(fā)展。
目前商業(yè)化生產(chǎn)的果膠大多來源于蘋果皮、橘子皮、甘薯渣等果蔬廢棄物。例如，CN 103304681公開了從一種甜菜干粕粉末提取果膠的方法，CN 102399302公開了一種薯渣果膠的超聲提取方法，CN 104557953公開了一種采用一步法分離出劍麻壓榨液中果膠等物質(zhì)的方法。然而，目前尚未見從漢麻原料提取果膠的報(bào)道。與上述來源果膠相比，漢麻果膠在以下方面具有明顯優(yōu)勢(shì)：（1）漢麻韌皮的果膠含量豐富。其鮮皮和干皮的果膠含量分別達(dá)5.5%和15-17%，是果膠提取的重要原料。（2）漢麻的種植方式綠色環(huán)保。漢麻具有適應(yīng)性廣、抗逆性強(qiáng)、易種易管、生物學(xué)產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)。特別是種植過程中可不施用化肥和農(nóng)藥的優(yōu)勢(shì)，使在未被污染的環(huán)境中種植的漢麻成為重要的無公害和綠色的天然植物原料。（3）漢麻果膠品質(zhì)獨(dú)特。與其他來源的果膠相比，漢麻果膠含有生物堿、黃酮、皂苷、多糖、甾體、萜類、鞣質(zhì)或酚類、蒽醌類和揮發(fā)油等功能成分，體外抑菌效果好，不需額外添加防腐劑，可作為藥劑基質(zhì)的重要材料。
本發(fā)明對(duì)一種漢麻果膠的綠色提取工藝及功能產(chǎn)品進(jìn)行研究，為漢麻的高值化綜合應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種漢麻果膠的制備方法，其采用一定濃度的草酸銨溶液萃取漢麻韌皮原料中的果膠，避免果膠在極端pH環(huán)境下不同程度的降解，也避免極端pH處理?xiàng)l件對(duì)設(shè)備的腐蝕。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種漢麻果膠的制備方法，其包括以下步驟：
（1）將漢麻韌皮粉碎；
（2）將粉碎后的漢麻與萃取劑混合、萃??；
（3）對(duì)上述混合液脫色；
（4）將脫色后的混合液進(jìn)行渣液分離，得到萃取液；
（5）對(duì)上述萃取液進(jìn)行濃縮、沉淀，然后離心分離，得到沉淀物；
（6）對(duì)上述沉淀物進(jìn)行洗滌、干燥，然后粉碎，得到成品果膠粉。
作為優(yōu)選，所述漢麻韌皮先用自來水沖洗除塵后，在低于60℃條件下烘干后粉碎，并過篩除去大顆粒，將小顆粒與萃取劑混合。
作為優(yōu)選，將所述粉碎后的漢麻與0.5%-1.0%草酸銨溶液萃取劑按料液比1:（5-10）充分混合均勻，并采用浸泡煮沸2-3h，每0.5h攪拌1次的方式進(jìn)行萃取。
作為優(yōu)選，脫色時(shí)采用濃度為0.25%-0.5%活性炭，在50℃條件下吸附混合液中的色素。
作為優(yōu)選，渣液分離是采用離心的方法將混合液中的漢麻渣在室溫條件下分離，得到萃取液。
作為優(yōu)選，濃縮時(shí)采用超濾裝置在常溫和1.5MPa的壓力下濃縮5-10倍，膜包孔徑為30000-50000Da。
作為優(yōu)選，沉淀時(shí)將濃縮后的萃取液在濃度為95%以上的乙醇中靜置3h，直至果膠充分沉淀。
作為優(yōu)選，離心分離是將沉淀與溶液在常溫下分離，離心力為3000±50g，離心時(shí)間20min，得到沉淀物。
作為優(yōu)選，洗滌時(shí)采用濃度為70%-75%的乙醇洗滌沉淀物；干燥時(shí)采用真空干燥法在真空度不大于0.09MPa，溫度不高于60℃條件烘干洗滌后的沉淀物，使其含水量小于2%。
本發(fā)明的制備方法采用鹽析的方法萃取漢麻韌皮中的有效成分-果膠，避免了采用強(qiáng)酸溶液萃取過程中易腐蝕生產(chǎn)設(shè)備的缺點(diǎn)，同時(shí)采用醇沉的方法進(jìn)行果膠沉淀，安全無毒，并且乙醇易回收利用，能有效降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明還提供一種根據(jù)上述方法制備的新型漢麻果膠粉，該新型漢麻果膠粉按質(zhì)量百分比計(jì)含有65%-80%半乳糖醛酸、0.001%-0.002%生物堿、0.02%-0.06%黃酮、0.012%-0.05%皂苷、0.08%-0.16%多糖、0.008%-0.015%揮發(fā)性油等成分，該漢麻果膠粉體外抑菌效果好，是開發(fā)漢麻果膠功能性系列產(chǎn)品的重要原料。
具體實(shí)施方式
下面將詳細(xì)說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
一種漢麻果膠的制備方法，其包括以下步驟：
（1）漢麻原料預(yù)處理：漢麻韌皮用自來水沖洗除塵后，在低于60℃條件下烘干，粉碎，過篩除去大顆粒，提高有效比表面積，有利于后續(xù)方法的溶液滲透。
（2）果膠萃?。簩⑿☆w粒漢麻碎屑與0.5%-1.0%草酸銨溶液按料液比1:（5-10）充分混勻，浸泡煮沸2-3h，每0.5h攪拌1次，使果膠充分分散于溶劑中，萃取完全。
（3）溶液脫色：采用濃度為0.25%-0.5%活性炭，50℃條件下處理1-2h，使物理吸附劑充分吸附混合液中的色素。物理吸附能最大限度地保持果膠本色，有利于提高果膠品質(zhì)。
（4）渣液分離：將混合液中的漢麻渣分離，離心力為5000±50g，離心時(shí)間20min，去除漢麻纖維渣、活性炭等雜質(zhì)，得到脫色萃取液。
（5）濃縮：采用小型超濾裝置在常溫和1.5MPa的壓力下使萃取液濃縮5-10倍，所使用膜包孔徑為30000-50000Da。超濾濃縮無相變，常溫、自然pH條件下可直接操作，工序簡(jiǎn)單等，特別適于生物大分子的分離濃縮。
（6）沉淀：將濃縮的萃取液在濃度為95%以上的乙醇中靜置3h左右，直至果膠充分沉淀。將乙醇加入到果膠水溶液中形成水-乙醇混合液，將果膠沉淀下來。乙醇安全無毒，易于回收。
（7）離心：將果膠絮狀的上述沉淀與溶液分離，離心力為3000±50g，離心時(shí)間20min，得到沉淀物。由于高果膠含量的溶液粘度大，渣液分離較為困難，離心分離法易操作 ，且分離效果好。
（8）洗滌：用中等濃度（70%-75%）的乙醇洗滌上述沉淀物兩次，去除殘余色素、蛋白質(zhì)、半纖維素等雜質(zhì)。
（9）干燥：用真空干燥儀在真空度不大于0.09MPa，溫度不高于60℃條件下干燥沉淀物，使其含水量小于2%。真空干燥法能使果膠在低溫下迅速干燥，且易于大規(guī)模應(yīng)用。
（10）粉碎：將干燥的無定型塊狀果膠用粉碎機(jī)粉碎，獲得粉末狀成品果膠粉。
通過上述方法可獲得按質(zhì)量百分比計(jì)含有65%-80%半乳糖醛酸、0.001%-0.002%生物堿、0.02%-0.06%黃酮、0.012%-0.05%皂苷、0.08%-0.16%多糖、0.008%-0.015%揮發(fā)性油等成分的新型漢麻果膠粉，得率可達(dá)10%以上。由于漢麻生物堿、皂苷、黃酮均具有抑菌抗蟲、抗炎、降低膽固醇、調(diào)節(jié)機(jī)體免疫功能等多種作用，可作為天然食品防腐劑，因此，該新型漢麻果膠粉無需額外添加防腐劑，是功能產(chǎn)品開發(fā)的天然綠色果膠原料。
實(shí)施例1
取漢麻韌皮100g，用自來水洗滌，60℃條件下烘干，磨碎，過50目篩子除去大顆粒，獲得漢麻碎屑。將漢麻碎屑與0.5L 1.0%草酸銨溶液充分混勻，浸泡煮沸3h。稱取活性炭150g，邊攪拌邊倒入上述混合液中，50℃條件下吸附1h；將混合液在室溫下，離心力為5000g，離心20min，得到萃取液約0.5L；采用賽多利斯Vivaflow小型超濾裝置（Vivaflow 0.02m2，膜包孔徑為50000Da）在常溫和1.5MPa的壓力下將萃取液濃縮至50mL；向濃縮的萃取液邊攪拌邊加入50mL純乙醇，靜置2h左右，采用離心法分離沉淀，離心力為3000g，離心時(shí)間20min，得到沉淀物；用100mL濃度為70%的乙醇溶液分兩次洗滌沉淀物；用真空干燥法在真空度不大于0.09MPa，溫度不高于60℃條件下烘干，使其含水量小于2%；最后將無定型塊狀果膠沉淀物用粉碎機(jī)粉碎，獲得11.2g成品漢麻果膠粉。
實(shí)施例2
取漢麻韌皮2kg，用自來水沖洗除粉塵后，用恒溫干燥箱在不高于60℃條件下烘干，粉碎，過50目篩子除去大顆粒；然后將小顆粒漢麻碎屑與20L 0.5%草酸銨溶液充分混勻，浸泡煮沸2.5h，每0.5h攪拌1次；接著稱取活性炭100g，邊攪拌邊倒入上述混合液中，50℃條件下吸附1h；再將混合液在室溫下，離心力為5000g，離心20min，得到萃取液約18L；采用賽多利斯中型超濾裝置（Vivaflow 0.1m2，膜包孔徑為50000Da）在常溫和1.5MPa的壓力下將萃取液濃縮至3L，向濃縮的萃取液邊攪拌邊加入2.5L純乙醇，靜置3h，再離心分離沉淀，離心力為3000g，離心時(shí)間20min，得到沉淀物；用3L濃度為75%的乙醇溶液分兩次洗滌沉淀物，然后用真空干燥法在真空度不大于0.09MPa，溫度不高于60℃條件下烘干，使其含水量小于2%；最后將無定型塊狀果膠沉淀物用粉碎機(jī)粉碎，獲得200.4g成品漢麻果膠粉。
實(shí)施例3
取漢麻韌皮20kg，用自來水沖洗除粉塵后，用烘干機(jī)在不高于60℃條件下烘干，粉碎，過50目篩子除去大顆粒，獲得漢麻碎屑。將漢麻碎屑與200L 0.8%草酸銨溶液充分混勻，浸泡煮沸3h，每0.5h攪拌1次；稱取活性炭1.5kg，邊攪拌邊倒入上述混合液中，50℃條件下吸附1h；再將混合液在室溫下，離心力為5000g，離心20min，得到萃取液約150L；采用賽多利斯中型超濾裝置（Sartocon 0.7m2，膜包孔徑為50000Da）在常溫和1.5MPa的壓力下將萃取液濃縮至28L；向濃縮的萃取液邊攪拌邊加入30L純乙醇，靜置3h左右，再離心分離沉淀，離心力為3000g，離心時(shí)間20min，得到沉淀物；用25L中等濃度（75%）的乙醇溶液分兩次洗滌沉淀物；然后用真空干燥法在真空度不大于0.09MPa，溫度不高于60℃條件下烘干，使其含水量小于2%；最后將無定型塊狀果膠沉淀物用粉碎機(jī)粉碎，獲得1.95kg成品漢麻果膠粉。
以上案例獲得的果膠制備參數(shù)如下表，結(jié)果表明：3個(gè)不同規(guī)模的提取方法均獲得了較高得率（得率>9.5%）的漢麻果膠。因此，本漢麻果膠提取方法具有高效性和穩(wěn)定性。
果膠粉成分見下表：
果膠粉的其他成分見下表：
以上對(duì)本發(fā)明實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實(shí)施例的原理；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，在具體實(shí)施方式以及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。