一種從紫薯中快速分離制備芍藥色素?3?咖啡?；碧擒?5?葡萄糖苷的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種從紫甘薯中快速分離制備芍藥色素?3?咖啡?；碧擒?5?葡萄糖苷的方法。具體操作如下：將紫薯洗凈、切片、烘干、超微粉碎；酶?微波輔助提??；離心分離，得到浸提液；浸提液經(jīng)Fe3O4納米粒子純化，先用去離子水洗脫，再用乙醇洗脫，將收集的乙醇洗脫液通過納濾膜濃縮，回收乙醇，進(jìn)行真空冷凍干燥得到紫薯花青素粉末；再用制備型液相分離得到芍藥色素?3?咖啡酰槐糖苷?5?葡萄糖苷。本發(fā)明采用的提取劑是水，環(huán)境友好，且用酶?微波輔助提取，純化采用Fe3O4納米粒子，大大提高了提取率并縮短了提取時(shí)間，唯一的試劑乙醇可以通過納濾膜回收并循環(huán)使用；并基于制備液相色譜技術(shù)快速制備芍藥色素?3?咖啡?；碧擒?5?葡萄糖苷單體。
【專利說明】
一種從紫薯中快速分離制備芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于食品功能性天然產(chǎn)物快速分離純化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種從紫薯中快速分離制備花青素及芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]紫薯又叫黑薯，薯肉呈紫色至深紫色。紫薯中含有豐富的蛋白質(zhì)，18種易被人體消化和吸收的氨基酸，維生素C、A等8種維生素和磷、鐵等10多種天然礦物質(zhì)元素。其中鐵和砸含量豐富，而砸和鐵是人體抗疲勞、抗衰老、補(bǔ)血的必要元素，特別是砸被稱為“抗癌大王”。同時(shí)，紫薯富含纖維素，可促進(jìn)腸胃蠕動(dòng)，改善消化道環(huán)境，防止胃腸道疾病的發(fā)生。紫薯還是花青素的主要原料之一，花青素被譽(yù)為繼水、蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素、礦物質(zhì)之后的第七大必需營養(yǎng)素，是一種有機(jī)活性抗氧化物，具有抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、降血月旨、提尚免疫力等多種功效。
[0003]花青素，又稱花色素，是自然界一類廣泛存在于植物中的水溶性天然色素，屬類黃酮化合物，也是植物花瓣中的主要呈色物質(zhì)。近年來，國內(nèi)外對(duì)花青素的生理功能進(jìn)行了大量的研究，且取得了豐碩的研究成果。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常食用花青素可明顯改善視力、緩解肝功能障礙、抑制腫瘤活性、減緩老年斑的沉積，而且具有抗氧化延緩衰老的功能。同時(shí)，花青素還是一種較為安全的天然色素。大量開發(fā)花青素單體，不僅可滿足人們對(duì)其作為藥物、化妝品及保健食品的需求，而且可替代對(duì)人體有害的人工合成色素的使用。
[0004]花青素單體的提取和純化是色素生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，國內(nèi)外已知的方法很多，但是，這些方法提取時(shí)間較長，效益不高，且基本提取的都是花青素混合物。從紫薯中提取芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷單體的相關(guān)消息國內(nèi)還未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了從紫薯中快速分離制備得到芍藥色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷單體，本發(fā)明提供一種利用酶-微波輔助提取紫薯花青素，并用Fe3O4納米粒子進(jìn)行純化，利用制備型液相色譜分離得到目標(biāo)物的方法。
[0006]從紫薯中快速分離制備芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷的方法的操作步驟如下:
(1)將紫薯洗凈、切片、烘干、超微粉碎，得到粒徑200目以下的紫薯粉；
(2)按質(zhì)量體積比lg:20?30ml將紫薯粉用含有纖維素酶的提取液微波浸提，得到浸提液；
(3)將浸提液離心分離，經(jīng)1KDa的微濾膜過濾，去除纖維素酶和其它大分子量雜質(zhì)，得到花青素水提液；
(4)按體積質(zhì)量體積比20?30ml:1g在花青素水提液中加入四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子，將吸附有花青素的四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子吸出，先用純凈水洗脫，再用乙醇洗脫，洗脫液即為花青素的純化液；
(5)用納濾膜濃縮純化液，得到體積濃縮至純化液體積的1/15的濃縮液，并回收乙醇；
(6)真空冷凍干燥，得到花青素含量為50%?70%的紫紅色的紫薯花青素粉末；
(7)將紫薯花青素粉末采用制備型高效液相色譜儀分離，得到純度為80%?99.5%的紫紅色的芍藥色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷。
[0007]進(jìn)一步限定的技術(shù)方案如下:
步驟(2)中所述浸提液為在10ml的水中加入20?30 ml濃度1%的檸檬酸溶液和0.05?0.1 g纖維素酶混合均勻制成，pH值為4.5?5.5。
[0008]步驟(2)中所述微波浸提條件:溫度40?55°C、微波功率500?700W、浸提0.5?1.0h0
[0009]步驟(3)中所述離心為碟片離心分離。
[0010]步驟(4)中在磁力攪拌轉(zhuǎn)速100?1000r/min、時(shí)間0.5?4.0h條件下，花青素水提液中的大部分花青素被四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子吸附；先用純凈水洗脫四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子表面不被其吸附的物質(zhì)，再用體積分?jǐn)?shù)為65%?95%乙醇洗脫。
[0011]步驟(5)中所述納濾膜為截留分子量為200?300Da的納濾膜。
[0012]步驟(5)中的濃縮條件:濃縮壓力為0.8MPa、溫度20?45°C。
[0013]步驟(6)中的冷凍干燥條件:真空度為0.05?0.1MPa、冷凍干燥溫度-20?_40°C。
[0014]步驟(7)中，所述制備型高效液相色譜儀所用的分離柱為C18柱，流動(dòng)相A為體積濃度為0.5%的三氟乙酸，流動(dòng)相B為100%的乙腈，梯度混合洗脫，50?60min內(nèi)乙腈的體積濃度由10%升至40%。
[0015]本發(fā)明的有益技術(shù)效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
(I)對(duì)環(huán)境無污染
本發(fā)明采用的提取劑是水，整個(gè)提取過程無污染的化學(xué)試劑；純化采用Fe3O4納米粒子，唯一的試劑乙醇可以通過納濾膜回收并循環(huán)使用。該方法能有效地節(jié)省能源消耗并減少對(duì)環(huán)境的污染。
[0016](2)有效的保護(hù)花青素的穩(wěn)定性
在整個(gè)提取、純化過程中，采用中溫(40?60°C)烘干、中溫(40?55°C)提取;碟片離心除淀粉等;Fe3O4納米粒子純化;納濾回收乙醇;冷凍干燥法干燥，條件溫和，最大程度地保證花青素不被破壞。
[0017](3)酶-微波輔助提取
采用酶-微波輔助提取的方法，不僅能有效的去除紫薯中的纖維素，還能有效縮短提取時(shí)間，提尚提取率。
[0018](4)純化工藝采用膜分離技術(shù)
本發(fā)明采用納濾膜分離回收乙醇，不僅可以濃縮，而且技術(shù)能耗小，安全有效，工藝簡單，操作也方便，自動(dòng)化比較強(qiáng)。
[0019](5)Fe304納米粒子純化
四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子能快速吸附小分子的花青素，而不吸附大分子的多糖、淀粉、蛋白質(zhì)等;用乙醇洗脫時(shí)，分離效果較好;且重復(fù)利用率高。
[0020](6)制備型液相色譜分離制備芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷單體用制備型液相色譜分離，不僅方便高效，且分離效果很好。
【附圖說明】
[0021 ]圖1為分離純化所得芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷單體液相色譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地描述。
[0023]實(shí)施例1
利用紫薯快速分離制備芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷的方法的具體操作步驟如下:
(1)去雜、清洗:將紫薯去除泥垢和雜須，清洗干凈；
(2)切片:將紫薯切成薄片(長度2cm，寬度2cm，厚度〈1mm);
(3)烘干:將切好的紫薯置于40°C條件下烘干；
(4)超微粉碎:先用中藥粉碎機(jī)將烘好的紫薯預(yù)粉碎，再用超微粉碎機(jī)粉碎至粒徑200目以下；
(5)提取
每10g紫薯粉用含有纖維素酶的2L的提取液微波浸提，在溫度40°C、微波功率500W條件下，浸提0.5 h得到浸提液；浸提液為在1 O m I的水中加入2 O m I濃度I %的檸檬酸溶液和0.05g纖維素酶混合均勻制成。
[0024](6)離心分離
采用碟片式離心機(jī)，在8000轉(zhuǎn)/分鐘下，將提取液進(jìn)行固液分離，以除去淀粉、纖維素、皮渣，得到上清液，經(jīng)1KDa的微濾膜過濾，去除纖維素酶和其它大分子量雜質(zhì)，得到花青素水提液。
[0025](7)Fe304納米粒子純化花青素
在20ml花青素水提液中加入Ig四氧化三鐵(Fe304)納米粒子，在轉(zhuǎn)速450r/min下，磁力攪拌2.0h，直到大部分花青素被Fe3O4納米粒子吸附。再用磁鐵將吸附有花青素的四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子吸出，先用純凈水洗脫四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子表面不被其吸附的物質(zhì)，再用90%的乙醇洗脫，洗脫液即為花青素純化液；
(8)納濾濃縮:將花青素純化液通過截留分子量為200Da的納濾膜濃縮，濃縮壓力0.8MPa、溫度25°C，使體積濃縮到純化液體積的1/15，并回收乙醇；
(9)真空冷凍干燥:將濃縮液進(jìn)行預(yù)冷凍，然后放入真空冷凍干燥機(jī)中，在真空度0.05MPa、冷凍干燥溫度-20 V條件下，冷凍干燥至水分含量彡5%，獲得紫紅色粉末，即為紫薯花青素粉末;所述紫薯花青素粉末中花青素含量達(dá)到50%;
(10)芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷的制備:用制備型液相色譜分離得到純度為99.0%(如圖1所示)的芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷。所用的分離柱為C18柱，流動(dòng)相A為體積濃度為0.5%的三氟乙酸，流動(dòng)相B為100%的乙腈，梯度混合洗脫，50min內(nèi)乙腈濃度由10%升至40%(V/V)。
[0026]實(shí)施例2
利用紫薯快速分離制備芍藥色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷的方法的具體操作步驟如下:
(1)去雜、清洗:將紫薯去除泥垢和雜須，清洗干凈；
(2)切片:將紫薯切成薄片(厚度〈1mm);
(3)烘干:將切好的紫薯置于60°C條件下烘干；
(4)超微粉碎:先用中藥粉碎機(jī)將烘好的紫薯預(yù)粉碎，再用超微粉碎機(jī)粉碎至粒徑200目以下；
(5)提取
每10g紫薯粉用含有纖維素酶的3L的提取液微波浸提，在溫度55°C、微波功率700W條件下，浸提I.0h得到浸提液；浸提液為在10ml的水中加入20ml濃度1%的檸檬酸溶液和0.05g纖維素酶混合均勻制成。
[0027](6)離心分離:采用碟片式離心機(jī)，在10000轉(zhuǎn)/分鐘下，將提取液進(jìn)行固液分離，以除去淀粉、纖維素、皮渣，得到上清液，經(jīng)1KDa的微濾膜過濾，去除纖維素酶和其它大分子量雜質(zhì)，得到花青素水提液。
[0028](7)Fe304納米粒子純化花青素:在30ml花青素水提液中加入Ig四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子，在1000r/min下，磁力攪拌2.0h，直到大部分花青素被四氧化三鐵(Fe3(k)納米粒子吸附。再用磁鐵將吸附有花青素的Fe3O4納米粒子吸出，先用純凈水洗脫四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子表面不被其吸附的物質(zhì)，再用65%的乙醇洗脫，洗脫液即為花青素純化液；
(8)納濾濃縮:將花青素純化液通過截留分子量為300Da的納濾膜濃縮，濃縮壓力0.8MPa，溫度35 °C，使體積濃縮到純化液體積的I /15，并回收乙醇；
(9)真空冷凍干燥:將濃縮液進(jìn)行預(yù)冷凍，然后放入真空冷凍干燥機(jī)中，在真空度0.1MPa、冷凍干燥溫度-40°C條件下，冷凍干燥至水分含量彡5%，獲得紫紅色粉末，即為紫薯花青素粉末;所述花青素粉末中花青素含量達(dá)到70%;
(10)芍藥色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷的制備:用制備型液相色譜分離得到純度為98.5%的芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷。所用的分離柱為C18柱，流動(dòng)相A為體積濃度為0.5%的三氟乙酸，流動(dòng)相B為100%的乙腈，梯度混合洗脫，60min內(nèi)乙腈濃度由10%升至40%(V/V)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.從紫薯中快速分離制備芍藥色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷的方法，其特征在于操作步驟如下: (1)將紫薯洗凈、切片、烘干、超微粉碎，得到粒徑200目以下的紫薯粉； (2)按質(zhì)量體積比lg:20?30ml將紫薯粉用含有纖維素酶的提取液微波浸提，得到浸提液； (3)將浸提液離心分離，經(jīng)1KDa的微濾膜過濾，去除纖維素酶和其它大分子量雜質(zhì)，得到花青素水提液； (4)按體積質(zhì)量體積比20?30ml: Ig在花青素水提液中加入四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子，將吸附有花青素的四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子吸出，先用純凈水洗脫，再用乙醇洗脫，洗脫液即為花青素的純化液； (5)用納濾膜濃縮純化液，得到體積濃縮至純化液體積的1/15的濃縮液，并回收乙醇； (6)真空冷凍干燥，得到花青素含量為50%?70%的紫紅色的紫薯花青素粉末； (7)將紫薯花青素粉末采用制備型高效液相色譜儀分離，得到純度為80%?99.5%的紫紅色的芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從紫薯中快速分離制備芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷的方法，其特征在于:步驟(2)中所述浸提液為在10ml的水中加入20?30 ml濃度1%的檸檬酸溶液和0.05?0.Ig纖維素酶混合均勻制成，pH值為4.5?5.5。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從紫薯中快速分離制備芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷的方法，其特征在于:步驟(2)中所述微波浸提條件:溫度40?550C、微波功率500?700W、浸提0.5?1.0h。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從紫薯中快速分離制備芍藥色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷的方法，其特征在于:步驟(3)中所述離心為碟片離心分離。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從紫薯中快速分離制備芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷的方法，其特征在于:步驟(4)中在磁力攪拌轉(zhuǎn)速100?1000r/min、時(shí)間0.5?4.0h條件下，花青素水提液中的大部分花青素被四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子吸附；先用純凈水洗脫四氧化三鐵(Fe3O4)納米粒子表面不被其吸附的物質(zhì)，再用體積分?jǐn)?shù)為65%?95%乙醇洗脫。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從紫薯中快速分離制備芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷的方法，其特征在于:步驟(5)中所述納濾膜為截留分子量為200?300Da的納濾膜。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從紫薯中快速分離制備芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷的方法，其特征在于:步驟(5)中的濃縮條件:濃縮壓力為0.8MPa、溫度20?45°C。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從紫薯中快速分離制備芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷的方法，其特征在于:步驟(6)中的冷凍干燥條件:真空度為0.05?0.1MPa、冷凍干燥溫度-20?-40。。。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從紫薯中快速分離制備芍藥色素-3-咖啡?；碧擒?5-葡萄糖苷的方法，其特征在于:步驟(7)中，所述制備型高效液相色譜儀所用的分離柱為C18柱，流動(dòng)相A為體積濃度為0.5%的三氟乙酸，流動(dòng)相B為100%的乙腈，梯度混合洗脫，50?60min內(nèi)乙腈的體積濃度由10%升至40%。
【文檔編號(hào)】C07H17/065GK106046079SQ201610359793
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年5月27日
【發(fā)明人】孫漢巨, 何述棟, 婁秋艷, 章萍萍, 王鑫, 操小棟, 葉永康, 王軍輝, 何錢, 朱永生, 余敏
【申請(qǐng)人】合肥工業(yè)大學(xué)