本發(fā)明屬于食品加工技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種大棗營養(yǎng)物質(zhì)分離的深加工方法。
背景技術(shù):
大棗一直以來都作為藥食同源的本木糧食,在人們的生活中發(fā)揮著重要的作用。大棗中含有多種成分,化學(xué)成分復(fù)雜,包括糖類、氨基酸類、黃酮類、生物堿和皂苷類、有機酸類、維生素和礦物質(zhì)元素、環(huán)磷酸腺苷、多酚類、膳食纖維等生物活性成分,都具有非常好的藥用療效,對中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)具有不同程度的調(diào)節(jié)和保護(hù)作用。
大棗多糖是大棗中重要的生物活性物質(zhì),可分類水溶性中性多糖和酸性多糖。現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明大棗多糖具有多種生物活性,包括增強巨噬細(xì)胞吞噬功能、加快淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)換和免疫興奮、抗氧化作用、調(diào)節(jié)細(xì)胞生長和衰老和修復(fù)肝損傷等作用,可廣泛用于醫(yī)藥、保健食品及功能食品,具有廣闊的市場前景。
環(huán)磷酸腺苷(camp)是有機體中廣泛存在的一種具有生理活性的重要物質(zhì),是核苷酸的衍生物,可廣泛參與細(xì)胞功能的調(diào)節(jié),能舒張平滑肌、擴張血管、改善肝功能、促進(jìn)神經(jīng)再生、抑制皮膚外層細(xì)胞分裂和轉(zhuǎn)化異常細(xì)胞的功能、促進(jìn)呼吸鏈氧化酶的活性和改善心肌缺氧??茖W(xué)家們發(fā)現(xiàn),地球上絕大多數(shù)的生物物種中都含有環(huán)磷酸腺苷這種物質(zhì),但是和其他信號物質(zhì)一樣,其含量非常微小,難以提取。1979年和1984年兩位日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大棗中含有豐富的環(huán)磷酸腺苷,是一般動植物材料中含量的數(shù)萬倍,在180多種天然植物中含量最高,這一發(fā)現(xiàn)為科學(xué)家們研究天然環(huán)磷酸腺苷的提取指引了新的方向。
膳食纖維是非淀粉多糖的多種植物物質(zhì),主要來自于動植物的細(xì)胞壁,包括纖維素、木質(zhì)素、蠟、甲殼質(zhì)、果膠、β葡聚糖、菊糖和低聚糖等,通常分為非水溶性膳食纖維及水溶性膳食纖維兩大類。膳食纖維具有多種廣泛的藥理學(xué)作用:可清潔消化壁和增強消化功能,保持消化系統(tǒng)健康;預(yù)防心血管疾病、癌癥、糖尿病等慢性疾?。患铀袤w內(nèi)膽固醇排泄,調(diào)節(jié)血糖和膽固醇水平。大棗中膳食纖維含量豐富,從大棗加工產(chǎn)生的棗渣中提取膳食纖維,實現(xiàn)了廢棄資源的有效利用,同時也為紅大棗加工副產(chǎn)物的利用提供了新思路。
我國是世界上大棗資源最豐富的國家,每年大棗產(chǎn)量高達(dá)10萬噸左右,每年大棗出口量達(dá)近1萬噸左右,是世界上唯一大棗輸出國。目前大棗除少量鮮食以外,大部分以干制品為主。傳統(tǒng)的加工方式主要有真空包裝干棗、棗果罐頭、果脯加工、棗粉和棗片等形式,隨著大棗產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,棗深加工和綜合利用技術(shù)也有了一定的進(jìn)步,目前棗深加工方式主要有棗醬、棗醋、棗酒等加工形式??梢姡F(xiàn)階段我國對大棗產(chǎn)品的加工與開發(fā)還停留在人工加工和初級加工階段,為了跟上大棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度,突破大棗產(chǎn)業(yè)發(fā)展瓶頸,急需擴大大棗加工規(guī)模,提高新產(chǎn)品研發(fā)能力和深加工科技含量。
200610102144.3號專利公開了一種從棗中提取環(huán)磷酸腺苷的方法,該專利方法用水浸泡后超聲提取、兩次過離子交換樹脂,一次層析樹脂,結(jié)晶得到環(huán)磷酸腺苷;201410006278.x號專利介紹了從大棗中提取環(huán)磷酸腺苷的方法,該方法用水提醇沉、離心、大孔樹脂、聚酰胺柱分離得到大棗環(huán)磷酸腺苷;20121041236.x號專利介紹了通過乙醇閃式提取、大孔樹脂分離純化提取分離大棗中環(huán)磷酸腺苷;201310359528.3號專利介紹了制備紅棗香精和多糖的方法,該方法用水打漿、酶解、醇提、過濾、脫色等步驟得紅棗香精和多糖。上述幾種專利中大棗加工過程產(chǎn)品單一,均沒有進(jìn)行產(chǎn)品的綜合利用,生產(chǎn)成本高、不適合大棗資源的綜合利用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足而提供一種逐級分離大棗環(huán)磷酸腺苷、大棗多糖、大棗膳食纖維的綜合利用深加工方法。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:1、一種大棗營養(yǎng)物質(zhì)分離的深加工方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟1)、將大棗原料粉碎,用乙醇溶液加熱提取,過濾得棗渣和提取液;
步驟2)、將步驟1)得到的提取液冷卻至室溫后高速離心去除沉淀,得上清液1,上清液1通過大孔吸附樹脂,蒸餾水洗滌除雜,收集流出液1和水洗液1;酸性溶液洗脫,得洗脫液1;
步驟3)、將步驟2)中所得的洗脫液1通過離子交換樹脂,收集流出液2,用蒸餾水洗滌,收集得到水洗液2;將流出液2和水洗液2合并,通入大孔吸附樹脂,蒸餾水洗滌除雜,再用有機溶劑洗脫得洗脫液2,洗脫液2濃縮,得濃縮液1,濃縮液3用活性炭脫色得脫色液1,脫色液1干燥粉碎得大棗環(huán)磷酸腺苷提取物;
步驟4)、取步驟1)中的棗渣,加蒸餾水?dāng)嚢杈鶆虻没鞈乙?,混懸液?jīng)氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph后,加熱提取,過濾得沉淀和上清液2;沉淀用過氧化氫脫色,所得脫色沉淀用蒸餾水洗滌,干燥粉碎得大棗不溶性膳食纖維;
步驟5)、將步驟4)中上清液2濃縮,得濃縮液2,濃縮液2用活性炭脫色處理,得脫色液2,脫色液2加入乙醇溶液,醇沉過夜,離心分離得沉淀,干燥粉碎得大棗水溶性膳食纖維;
步驟6)、將步驟2)中所得流出液1和水洗液1合并,濃縮得濃縮液3,濃縮液3加入乙醇溶液,醇沉過夜,離心分離得沉淀,干燥粉碎得大棗多糖提取物。
所述的步驟(1)中所述的乙醇溶液濃度為10wt%-50wt%,乙醇溶液與大棗原料的體積重量比為8~12倍(v/m),提取溫度為50~80℃。
所述的步驟2)中所述的大孔吸附樹脂為骨架上結(jié)合有季胺基、伯胺基、仲胺基或叔胺基的苯乙烯樹脂。
所述的步驟2)中所述的酸性溶液為0.1-2.0mol/l的鹽酸溶液、甲酸溶液、乙酸溶液中的一種或多種。
所述的步驟3)中所述的離子交換樹脂為骨架上結(jié)合有磺酸(-so3h)或羧酸(-cooh)功能基的離子交換樹脂。
所述的步驟3)中所述的有機溶劑為30wt%-60wt%乙醇溶液;所述的大棗環(huán)磷酸腺苷提取物中c-amp含量≥20%。
所述的步驟4)中蒸餾水與棗渣原料的體積重量比為6-8倍(v/m);混懸液經(jīng)氫氧化鈉調(diào)節(jié)后,ph為8~10;提取溫度為25~80℃。
所述的步驟(5)所述的乙醇溶液為95wt%的乙醇,乙醇溶液與脫色液2體積比為3-5倍。
所述的步驟(6)所述的乙醇溶液為95wt%的乙醇,乙醇溶液與濃縮液3體積比為3-5倍;所述的大棗多糖提取物多糖含量≥40%。
本發(fā)明具有如下積極效果:
(1)本發(fā)明利用樹脂法從大棗中分離純化camp,僅通過樹脂連用的工藝,便可得到camp含量≥20%的大棗提取物,工藝簡單,camp轉(zhuǎn)移率高,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,易于長期保存;
(2)本發(fā)明利用醇沉方法巧妙回收大孔樹脂流出液和水洗液中的多糖,得到多糖含量≥40%的副產(chǎn)品,實現(xiàn)了資源的回收利用;
(3)本發(fā)明采用化學(xué)方法提取分離棗渣中的膳食纖維,分別得到不溶性膳食纖維和水溶性膳食纖維,將棗渣全部轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品;
(4)本發(fā)明生產(chǎn)過程安全,環(huán)境友好,可逐級分離得到環(huán)磷酸腺苷、多糖、膳食纖維三類產(chǎn)品,將原料充分轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品,最大限度的利用了大棗資源,增加了大棗產(chǎn)品的科技含量,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。
具體實施方式
實施例1,一種大棗營養(yǎng)物質(zhì)分離的深加工方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟1)、將大棗原料粉碎,用10wt%-50wt%乙醇溶液加熱至50~80℃提取,過濾得棗渣和提取液;大棗原料粉碎顆粒過大時不利于c-amp的溶出,顆粒過細(xì)時為后續(xù)的過濾帶來困難,因此將大棗粉碎成0.5~1.0cm2的小塊;所述的乙醇溶液濃度為10wt%-50wt%,乙醇溶液與大棗原料的體積重量比為8~12倍(v/m),提取溫度為50~80℃,提取時間為3h。
步驟2)、將步驟1)得到的提取液冷卻至室溫后高速離心去除沉淀,轉(zhuǎn)速5000r/分鐘-10000r/分鐘,離心處理5min去除沉淀,得上清液1,上清液1通過大孔吸附樹脂,大孔吸附樹脂為骨架上結(jié)合有季胺基、伯胺基、仲胺基或叔胺基的苯乙烯樹脂;蒸餾水洗滌除雜,收集流出液1和水洗液1;用0.1-2.0mol/l的鹽酸溶液、甲酸溶液或乙酸溶液洗脫,得洗脫液1;
步驟3)、將步驟2)中所得的洗脫液1通過離子交換樹脂,離子交換樹脂為骨架上結(jié)合有磺酸(-so3h)或羧酸(-cooh)功能基的離子交換樹脂;收集流出液2,用蒸餾水洗滌,收集得到水洗液2;將流出液2和水洗液2合并,通入大孔吸附樹脂;蒸餾水洗滌除雜,再用30wt%-60wt%乙醇溶液洗脫得洗脫液2,洗脫液2濃縮,得濃縮液1,濃縮液3用活性炭脫色得脫色液1,活性炭能夠進(jìn)一步去除色素等雜質(zhì),提高產(chǎn)品中環(huán)磷酸腺苷的含量;脫色液1干燥粉碎得大棗環(huán)磷酸腺苷提取物;
步驟4)、取步驟1)中的棗渣,按蒸餾水與棗渣原料的體積重量比為6-8倍加蒸餾水?dāng)嚢杈鶆虻没鞈乙海鞈乙航?jīng)氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph至ph為8~10后,加熱至25~80℃提取,提取時間為2~3小時,過濾得沉淀和上清液2;沉淀用過氧化氫脫色,所得脫色沉淀用蒸餾水洗滌,干燥粉碎得大棗不溶性膳食纖維;
步驟5)、將步驟4)中上清液2濃縮,得濃縮液2,濃縮液2用活性炭脫色處理,得脫色液2,脫色液2加入95wt%的乙醇溶液,乙醇溶液與脫色液2體積比為3-5倍;醇沉過夜,離心分離得沉淀,干燥粉碎得大棗水溶性膳食纖維;
步驟6)、將步驟2)中所得流出液1和水洗液1合并,濃縮得濃縮液3,濃縮液3加入95wt%的乙醇溶液,乙醇溶液與濃縮液3體積比為3-5倍,醇沉過夜,離心分離得沉淀,干燥粉碎得大棗多糖提取物。
實施例2,一種大棗營養(yǎng)物質(zhì)分離的深加工方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟1)取1.0kg大棗,粉碎成0.5~1.0cm2的小塊,加入8l濃度為10wt%乙醇溶液,50℃下攪拌提取3h,過濾得棗渣和提取液。
步驟2)提取液冷卻至室溫后,5000r/分鐘,離心處理5min去除沉淀,得透明上清液1。上清液1上1.0l大孔吸附樹脂,用2.0l蒸餾水洗滌除雜,收集流出液1和水洗液1備用,再用2.0l濃度為0.1mol/l的鹽酸溶液洗脫,得洗脫液1。
步驟3)將洗脫液1上0.5l離子交換樹脂,收集流出液2,用1.0l蒸餾水洗滌,收集得到水洗液2,合并流出液2和水洗液2,通入0.8l大孔吸附樹脂,用2.4l蒸餾水洗滌除雜,再用4.0l濃度為30wt%乙醇溶液洗脫,得洗脫液2。將洗脫液2濃縮除醇后,加入0.5g活性炭攪拌,脫色1h,濾出活性炭,將脫色液1干燥粉碎得大棗環(huán)磷酸腺苷提取物,檢測得c-amp含量為22.01%。
步驟4)取步驟1)中的棗渣,加6.0l蒸餾水?dāng)嚢杈鶆?,用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%的氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph至8.0,25℃下攪拌提取2h,過濾得沉淀和上清液2。沉淀中加入4.0l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的過氧化氫,攪拌脫色1h,離心分離得到脫色沉淀,再用3.0l蒸餾水洗滌脫色沉淀,離心分離沉淀,將沉淀干燥粉碎得大棗不溶性膳食纖維。
步驟5)取步驟4)中的上清液2濃縮至1.0l,加入1.0g活性炭攪拌,脫色2h,濾出活性炭,得脫色液2,脫色液2加入3.0l濃度為95wt%乙醇溶液,醇沉過夜,離心分離得沉淀,干燥粉碎得大棗水溶性膳食纖維。
步驟6)將步驟2)中收集的流出液1和水洗液1合并,濃縮至0.5l,濃縮得濃縮液3,加入1.5l濃度為95wt%乙醇溶液,醇沉過夜,離心分離得沉淀,干燥粉碎得大棗多糖提取物,檢測得大棗多糖含量為45.6%。
實施例3,一種大棗營養(yǎng)物質(zhì)分離的深加工方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟1)取2.0kg大棗,粉碎成0.5~1.0cm2的小塊,加入24.0l濃度為30wt%乙醇溶液,80℃下攪拌提取3h,過濾得棗渣和提取液。
步驟2)提取液冷卻至室溫后,8000r/分鐘,離心處理5min去除沉淀,得透明上清液1。上清液1上2.5l大孔吸附樹脂,用7.5l蒸餾水洗滌除雜,收集流出液1和水洗液1備用,再用5.0l濃度為2.0mol/l的鹽酸溶液洗脫,得洗脫液1。
步驟3)將洗脫液1上1.5l離子交換樹脂,收集流出液2,用6.0l蒸餾水洗滌,收集得到水洗液2,合并流出液2和水洗液2,通入2.0l大孔吸附樹脂,用6.0l蒸餾水洗滌除雜,再用6.0l濃度為60wt%乙醇溶液洗脫,得洗脫液2。將洗脫液2濃縮除醇后,加入1.5g活性炭攪拌,脫色1h,濾出活性炭,將脫色液1干燥粉碎得大棗環(huán)磷酸腺苷提取物,檢測得c-amp含量為20.91%。
步驟4)取步驟1)中的棗渣,加14.0l蒸餾水?dāng)嚢杈鶆颍觅|(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%的氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph至10.0,60℃下攪拌提取2h,過濾得沉淀和上清液2。沉淀中加入8.0l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的過氧化氫,攪拌脫色1h,離心分離得到脫色沉淀,再用8.0l蒸餾水洗滌脫色沉淀,離心分離沉淀,將沉淀干燥粉碎得大棗不溶性膳食纖維。
步驟5)取步驟4)中的上清液2濃縮至2.0l,加入1.5g活性炭攪拌,脫色2h,濾出活性炭,得脫色液2,脫色液2加入8.0l濃度為95wt%乙醇溶液,醇沉過夜,離心分離得沉淀,干燥粉碎得大棗水溶性膳食纖維。
步驟6)將步驟2)中收集的流出液1和水洗液1合并,濃縮至1l,濃縮得濃縮液3,加入4l濃度為95wt%乙醇溶液,醇沉過夜,離心分離得沉淀,干燥粉碎得大棗多糖提取物,檢測得大棗多糖含量為41.9%。
實施例4,一種大棗營養(yǎng)物質(zhì)分離的深加工方法,其特征在于,包括如下步驟:
步驟1)取4.0kg大棗,粉碎成0.5~1.0cm2的小塊,加入40l濃度為50wt%乙醇溶液,65℃下攪拌提取3h,過濾得棗渣和提取液。
步驟2)提取液冷卻至室溫后,10000r/分鐘,離心處理5min去除沉淀,得透明上清液1。上清液1上4.0l大孔吸附樹脂,用16.0l蒸餾水洗滌除雜,收集流出液1和水洗液1備用,再用12.0l濃度為1.0mol/l的鹽酸溶液洗脫,得洗脫液1。
步驟3)將洗脫液1上4.0l離子交換樹脂,收集流出液2,用8.0l蒸餾水洗滌,收集得到水洗液2,合并流出液2和水洗液2,通入6.0l大孔吸附樹脂,用12.0l蒸餾水洗滌除雜,再用8.0l濃度為50wt%乙醇溶液洗脫,得洗脫液2。將洗脫液2濃縮除醇后,加入3.0g活性炭攪拌,脫色1h,濾出活性炭,將脫色液1干燥粉碎得大棗環(huán)磷酸腺苷提取物,檢測得c-amp含量為21.4%。
步驟4)取步驟1)中的棗渣,加32.0l蒸餾水?dāng)嚢杈鶆颍觅|(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%的氫氧化鈉調(diào)節(jié)ph至9.0,80℃下攪拌提取2h,過濾得沉淀和上清液2。沉淀中加入12.0l質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的過氧化氫,攪拌脫色1h,離心分離得到脫色沉淀,再用10.0l蒸餾水洗滌脫色沉淀,離心分離沉淀,將沉淀干燥粉碎得大棗不溶性膳食纖維。
步驟5)取步驟4)中的上清液2濃縮至4.0l,加入3.0g活性炭攪拌,脫色2h,濾出活性炭,得脫色液2,脫色液2加入20.0l濃度為95wt%乙醇溶液,醇沉過夜,離心分離得沉淀,干燥粉碎得大棗水溶性膳食纖維。
步驟6)將步驟2)中收集的流出液1和水洗液1合并,濃縮至2.0l,濃縮得濃縮液3,加入10.0l濃度為95wt%乙醇溶液,醇沉過夜,離心分離得沉淀,干燥粉碎得大棗多糖提取物,檢測得大棗多糖含量為43.4%。
上述實例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實例而已,并不用以限制本發(fā)明,對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說,本發(fā)明可以有各種更改和變化,凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。