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一种酶催化活化金花叶提取绿原酸的方法

阅读:293发布:2024-02-17

专利汇可以提供一种酶催化活化金花叶提取绿原酸的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种酶催化活化金 银 花叶提取 绿原酸 的方法,属于绿原酸提取技术领域。本 发明 以金银花叶固体废弃物为原料,经金银花叶原料处理、酶解反应、 超 声波 协同浸提、绿原酸制备的简单工艺而得到产品。本发明方法的原料廉价易得,具有废物利用充分,制备的绿原酸产品提取率和纯度高、且 生物 活性完备,生产过程中能耗低,生产设备 腐蚀 小, 有机 溶剂 使用量少,有利于环境保护等特点。本发明可广泛应用于从金银花叶固体废弃物中提取绿原酸、异绿原酸和白果醇等天然产物,有效实现了金银花叶的资源化再利用。,下面是一种酶催化活化金花叶提取绿原酸的方法专利的具体信息内容。

1.一种酶催化活化金花叶提取绿原酸的方法,其特征在于所述方法的具体步骤如下:
(1)原料预处理
以金银花叶固体废弃物为原料,先将原料用清洗干净后,放置于烘箱中,先在85~
110℃的烘箱中烘30~90min,再经粉碎机粉碎后、并过20~160目筛,未过筛的原料返回粉碎机中再粉碎,收集过筛原料,即为预处理后的金银花叶固体废弃物; (2)酶解反应
第(1)步骤完成后,先按照第(1)步处理后的原料的质量∶酶的质量∶水的体积之比为1g∶0.05~0.3g∶5~30ml的比例,所述的酶为纤维素酶或木质素酶或纤维素酶和木质素酶复配酶,所述的复配酶为木质素酶∶纤维素酶的质量比为1g∶0.5~3g,在第(1)步预处理后的原料中,加入酶及水,搅拌均匀后,再用硫酸或氢化钠溶液调节体系的pH值为3~8,然后将调节pH值后的混合液放置于摇床中,在水浴温度为20~65℃下进行酶解活化2~14h,用抽滤进行抽滤,分别收集滤液和滤渣,收集的滤渣为金银花叶酶解活化基料;滤液处理达标后排放;
(3)声波处理
第(2)步骤完成后,先将第(2)步收集的滤渣,即金银花叶酶解活化基料转入到浸提容器中,再按照第(1)步骤预处理后的金银花叶固体废弃物的质量∶乙醇溶液的体积之比为
1g∶8~15ml的比例,在浸提容器中加入乙醇溶液,搅拌混合均匀,并在超声波功率40~
200W、温度25~55℃条件下进行超声波处理10~45min后,用抽滤机进行抽滤,分别收集滤液和滤渣,对收集的滤渣作为制备吸附材料的原料,将收集的滤液转入离心机中,在离心转速为2500~4000r/min条件下,进行离心分离5~15min后,分别收集离心清液和离心渣,离心清液即为含绿原酸的提取液,对收集的离心渣作为制备吸附材料的原料; (4)绿原酸产品制备
第(3)步骤完成后,先将第(3)步收集的离心清液,即含绿原酸的提取液通过分光光度法测定绿原酸的浓度,检测波长为325~335nm、乙醇溶液体积溶度为50~65%的条件下,测定第(3)步收集的离心清液中绿原酸的浓度,再将第(3)步收集的离心清液放置于在旋转蒸发器中,在真空压强为0.1~0.6Mpa、温度为30~60℃下,进行减压浓缩至粘稠状得绿原酸粗制品,然后,按照绿原酸粗制品的质量∶乙醇溶液的体积之比为1g∶2~10ml的比例,在浸提容器中加入绿原酸粗品和乙醇溶液,混合溶解均匀,最后,通过旋转蒸发器,在真空压强为0.1~0.6Mpa、温度为30~60℃下,进行减压浓缩重复2~4次,制得绿原酸产品,绿原酸提取率达83.0~97.2%,纯度达84.0%~92.6%。
2.根据权利要求1所述的酶催化活化金银花叶提取绿原酸方法,其特征在于: 第(1)步中,金银花叶目数为60目,烘箱的温度为100℃,烘干时间为60min; 第(2)步中,按照第(1)步预处理后的金银花叶固体废弃物原料的质量∶酶的质量∶水的体积比为1g∶0.1g∶25ml,所述的酶为纤维素酶和木质素酶的复配酶,所述复配酶为木质素酶∶纤维素酶的质量比为1g∶2g,用硫酸调节体系的pH值为4,摇床的水浴温度为
45℃,酶解活化时间为11h;
第(3)步中,预处理后的金银花叶的质量∶乙醇溶液体积比为1g∶12ml,超声波功率为100W、超声温度为30℃,超声时间为30min;滤液离心转数为3000r/min,离心时间为
10min;
第(4)步中,分光光度计检测波长为329nm,乙醇溶液浓度为62.5%,绿原酸粗制品的质量∶乙醇的体积之比为1g∶5ml,抽滤真空压强为0.2Mpa、浓缩温度为50℃,绿原酸提取率达97.0%,纯度达92.2%。
3.根据权利要求1所述的酶催化活化金银花叶提取绿原酸方法,其特征在于: 第(1)步中,选用金银花叶目数为160目,烘箱温度为110℃,烘干时间为30min; 第(2)步中,金银花叶固体废弃物的质量∶酶的质量∶水的体积比为
1g∶0.05g∶5ml,所述酶为木质素酶和纤维素酶的复配酶,所述复配酶为木质素酶∶纤维素酶质量比为1g∶0.5g,采用盐酸溶液调节体系的pH值为8,水浴温度为65℃,酶解活化金银花叶基料2h;
第(3)步中,预处理后的金银花叶固体废弃物的质量∶乙醇溶液体积比为1∶8,超声波功率为40W、超声温度为55℃,超声时间为10min;滤液离心转数为4000r/min,离心时间为5min;
第(4)步中,分光光度计检测波长为325nm,乙醇溶液浓度为50%,绿原酸粗制品的质量∶乙醇的体积之比为1g∶2ml,抽滤真空压强为0.6Mpa、浓缩温度为30℃,绿原酸提取率达90.9%,纯度达88.5%。
4.根据权利要求1所述的酶催化活化金银花叶提取绿原酸方法,其特征在于: 第(1)步中,选用金银花叶目数为20目,烘箱温度为85℃,烘干时间为90min; 第(2)步中,预处理后的金银花叶固体废弃物的质量∶酶的质量∶水的体积比为
1g∶0.3g∶30ml,所述酶为木质素酶和纤维素酶的复配酶,所述复配酶为木质素酶∶纤维素酶质量比为1g∶3g,采用盐酸溶液调节体系的pH值为3,水浴温度为20℃,酶解活化金银花叶基料14h;
第(3)步中,金银花叶酶解活化基料的质量∶乙醇溶液的体积比为1g∶15ml,超声波功率为200W、超声温度为25℃,超声时间为45min,滤液离心转数为2500r/min,离心时间为
15min;
第(4)步中,分光光度计检测波长为335nm,乙醇溶液浓度为65%,绿原酸粗制品的质量∶乙醇的体积之比为1g∶10ml,抽滤真空压强为0.1Mpa、浓缩温度为60℃,绿原酸提取率达93.2%,纯度达91.0%。
5.根据权利要求1所述的酶催化活化金银花叶提取绿原酸方法,其特征在于: 第(2)步中,复配酶为纤维素酶,采用盐酸溶液调节体系的pH值为6,酶解水浴温度为
35℃,酶解时间为12h;
第(3)步中,金银花叶酶解活化基料的质量∶乙醇溶液的体积比为1g∶15ml; 第(4)步中,乙醇溶液体积浓度为50%;绿原酸提取率达87.6%,纯度达86.2%。
6.根据权利要求1所述的酶催化活化金银花叶提取绿原酸方法,其特征在于: 第(2)步中,复配酶改为木质素酶,采用盐酸溶液调节体系的pH值为6,酶解水浴温度为35℃,酶解时间为12h;
第(3)步中,金银花叶酶解活化基料的质量∶乙醇溶液的体积比为1g∶15ml; 第(4)步中,乙醇溶液体积浓度为50%;绿原酸提取率达83.2%,纯度达84.5%。

说明书全文

一种酶催化活化金花叶提取绿原酸的方法

技术领域

[0001] 本发明属于绿原酸提取技术领域,具体涉及酶催化活化金银花叶提取绿原酸方法。

背景技术

[0002] 绿原酸是由咖啡酸与奎尼酸形成的酯,属于苯丙素类化合物,主要存于金银花、杜仲、可可树以及咖啡等植物中。绿原酸作为药物合成的重要原料,对防治心血管系统疾病、糖尿病有显著的疗效,也广泛应用与食品保鲜、化妆品中抗衰老以及预防肥预等方面,在医药及人口健康等领域具有广阔的市场应用前景。但绿原酸本身具有不稳定性,从植物中提取的过程中,高温、强光以及长时间加热等条件可加速绿原酸解以及分子内酯基迁移,发生绿原酸异构化。因此,研究绿原酸的提取方法,具有可观的经济价值和现实意义。
[0003] 现有提取绿原酸的方法,如2012年3月28日公开的公开号为CN102391116A的“从金银花叶中提取绿原酸的方法”,公开的方法是:以金银花叶为原料,将金银花叶粉碎后,三次浸泡后得提取液,提取液中加入澄清剂,搅拌后静置10~14h,分离得含绿原酸的上层清液滤液,经大孔树脂吸附、0.5~1倍树脂体积量的纯化水洗脱后,再用pH值为2~3的3倍树脂体积量的食品级乙醇溶液(浓度为45~65%)洗脱得含绿原酸的洗脱液,于50℃浓缩、真空干燥后得绿原酸粉末,其绿原酸纯度达35~95%。该方法的主要缺点是:(1)该方法采用直接浸泡金银花叶、洗脱浸泡液后获得绿原酸,因绿原酸在25℃时水中溶解度约为4%,常温下金银花叶中绿原酸溶于浸泡液的量少,导致金银花叶中绿原酸资源浪费,直接影响产品的提取量,从而降低金银花叶中绿原酸资源开发的经济价值;(2)该方法先后经三次浸泡,纯化水、乙醇两次洗脱,生产步骤共7步,所得绿原酸提取纯度介于35~95%之间,生产过程繁琐增加生产工序和设备,从而增加生产成本,繁多的步骤导致绿原酸提取、纯化工艺的不稳定,影响绿原酸产品品质,直接影响绿原酸产品经济开发价值;(3)生产过程中,繁多的步骤中仅静置需10~14h,且采用的洗脱剂乙醇为食品级,进一步增加了生产能耗和成本。

发明内容

[0004] 本发明的目的是,针对现有提取绿原酸方法的不足,提供一种酶催化活化金银花叶提取绿原酸的方法,具有提取条件常温(压)、操作步骤少且简单、生产能耗和成本低、绿原酸溶浸充分且稳定、提取率和纯度高、有机溶剂使用量减少等特点。
[0005] 本发明的机理是:本发明以金银花叶固体废弃物为原料,选用工程酶(纤维素酶和木质素酶)作为催化活化木质纤维素的活化剂,通过木质素酶降解金银花叶中桎梏纤维素的木质素,增加纤维素酶对纤维素的水解作用,有效打断阻碍绿原酸溶出的金银花叶植物纤维组织,提高植物组织通透性,减小绿原酸传质阻,增大绿原酸提取率。采用酶活化处理金银花叶植物组织,避免高温、强光及长时间加热等条件破坏绿原酸稳定性,提高绿原酸提取率及产品品质;同时,减少预处理金银花叶的化学活化剂酸、以及浸提绿原酸的有机溶剂的使用量,减少了生产安全隐患,避免酸碱使用加大对环境造成的二次污染,有利于环境保护,实现金银花叶的资源化再利用。
[0006] 实现发明目的的技术方案是:一种酶催化活化金银花叶提取绿原酸的方法,以金银花叶固体废物为原料,经原料处理、酶解反应、声波协同浸提、绿原酸制备的简单工艺而得到产品。所述方法的具体步骤如下:
[0007] (1)原料处理
[0008] 以金银花叶固体废弃物为原料。先将原料用水清洗干净后,放置于烘箱中,先在85~110℃的烘箱中烘30~90min,再经粉碎机粉碎后、并过20~160目筛,未过筛的原料返回粉碎机中再粉碎,收集过筛原料(即为处理后的原料)。
[0009] (2)酶解反应
[0010] 第(1)步骤完成后,先按照第(1)步处理后的原料的质量(g)∶酶的质量(g)∶水的体积(ml)之比为1∶0.05~0.3∶5~30的比例,在第(1)步预处理后的原料中,加入酶及水,搅拌均匀后,再用硫酸或氢化钠溶液调节体系的pH值为3~8,然后将调节pH值后的混合液放置于摇床中,在水浴温度为20~65℃下进行酶解活化2~14h,用抽滤进行抽滤,分别收集滤液和滤渣。收集的滤渣为金银花叶酶解活化基料,收集的滤液处理达标后排放。所述的酶为纤维素酶或木质素酶或纤维素酶和木质素酶复配酶,所述的复配酶为木质素酶∶纤维素酶的质量比为1∶0.5~3。
[0011] (3)超声波协同浸提
[0012] 第(2)步骤完成后,先将第(2)步收集的滤渣,即金银花叶酶解活化基料转入到浸提容器中,再按照第(1)步骤预处理后原料的质量(g)∶乙醇溶液的体积(ml)之比为1∶8~15的比例,在浸提容器中加入乙醇溶液,搅拌混合均匀,并在超声波功率40~
200W、温度25~55℃条件下进行超声波处理10~45min后,用抽滤机进行抽滤,分别收集滤液和滤渣。对收集的滤渣作为制备吸附材料的原料;将收集的滤液转入离心机中,在离心转速为2500~4000r/min条件下,进行离心分离5~15min后,分别收集离心清液(即为含绿原酸的提取液)和离心渣,对收集的离心渣作为制备吸附材料的原料。
[0013] (4)绿原酸产品制备
[0014] 第(3)步骤完成后,先将第(3)步收集的离心清液,即含绿原酸的提取液,通过分光光度法测定绿原酸的浓度,即检测波长325~335nm,乙醇溶液体积浓度为50~65%的条件下,测定第(3)步收集的离心清液的绿原酸的溶液。再将第(3)步收集的离心清液放置于在旋转蒸发器中,在真空压强为0.1~0.6Mpa、温度为30~60℃下,进行减压浓缩至粘稠状得绿原酸粗制品。然后,按照绿原酸粗制品的质量(g)∶乙醇的体积(ml)之比为1∶2~10的比例,在浸提容器中加入绿原酸粗品和乙醇溶液,混合溶解均匀。最后,通过旋转蒸发器,在真空压强为0.1~0.6Mpa、温度为30~60℃下,进行减压浓缩重复2~4次,制得绿原酸产品。绿原酸提取率高达83.0~97.2%,纯度高达84.0~92.6%。
[0015] 本发明采用上述技术方案后,主要有以下效果:
[0016] (1)本发明选用纤维素酶、木质素酶协同作为催化活化木质纤维素的活化剂,提高绿原酸的提取率。再经复配酶催化降解金银花叶木质纤维素,能提高金银花叶内部通透性,减少绿原酸溶出传质阻力,促使绿原酸浸取充分,因此,本发明方法所得绿原酸提取率高达97.0%。
[0017] (2)本发明采用的固体废弃物金银花叶经酶(纤维素酶或木质素或纤维素酶和木质素酶复配酶)催化活化条件在45℃最佳,酶解时间仅为11小时,操作简单,反应条件温和,避免高温、强光以及长时间加热等条件对绿原酸的影响,保障绿原酸提取能效与产品品质,又降低生产能耗;用酶制剂代替传统化学活化剂预处理金银花叶提取绿原酸,且有机溶剂为乙醇,减少了生产过程中环境治理成本,提高生产安全性能,进一步降低生产成本。
[0018] (3)本发明方法的原料廉价易得,生产成本低,操作简单,方法绿色环保。本发明方法可广泛应用于固体金银花叶为原料提制绿原酸,也可广泛应用于从金银花叶中异绿原酸、咖啡酸和白果醇等的提取。

具体实施方式

[0019] 下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。
[0020] 实施例1
[0021] 一种酶催化活化金银花叶提取绿原酸的方法的具体步骤如下:
[0022] (1)原料预处理
[0023] 将金银花叶洗净,晾干后,放置于烘箱中,在100℃的烘箱中烘60min后取出,经粉碎机粉碎后过60目的分子筛筛分,得到粒径小于60目的金银花叶,用塑料袋分装,备用。
[0024] (2)酶解反应
[0025] 第(1)步完成后,先按照第(1)步预处理后的金银花叶固体废弃物的质量∶酶的质量∶水的体积比为1∶0.1∶25的比例。所述酶为木质素酶∶纤维素酶质量比为1∶2。在第(1)步预处理的原料中,加入复配酶及水,搅拌均匀后,再用硫酸溶液调节体系的pH值为4,然后将调节pH值后的混合液放置于摇床中,在水浴温度45℃下进行酶解活化11h后,用抽滤泵抽滤,分别收集滤液和滤渣。收集的滤渣即为金银花叶酶解活化基料,收集的滤液处理达标后排放。
[0026] (3)超声波协同浸提
[0027] 第(2)步骤完成后,先将第(2)步所得金银花叶酶解活化基料转入250ml的浸提容器中,再按照第(1)步预处理后的金银花叶固体废弃物的质量∶乙醇溶液体积之比为1∶12的比例,在浸提容器中加入乙醇溶液,搅拌混合均匀,并在超声波功率100W、温度30℃条件下超声30min后,用抽滤机进行抽滤,分别收集滤液和滤渣。对滤渣收集后作为制备吸附材料的原料;将滤液转入离心管中,在离心转速为3000r/min条件下,进行离心分离
10min后,分别收集上层离心清液和离心渣。收集的上层离心清液,即得含绿原酸的提取液;
对收集的离心渣作为制备吸附材料的原料。
[0028] (4)绿原酸产品制备
[0029] 第(3)步骤完成后,先将第(3)步所得含绿原酸的提取液取1ml,通过分光光度计测定绿原酸的浓度。检测波长为329nm,乙醇溶液体积溶度为62.5%的条件下,测定第(3)步收集的离心清液的绿原酸的溶液。再将第(3)步收集的离心清液放置于在旋转蒸发器中,在真空压强为0.2Mpa、温度为50℃下,进行减压浓缩至粘稠状得绿原酸粗制品。然后按照绿原酸粗制品的质量∶乙醇的体积之比为1∶5的比例,在浸提容器中加入绿原酸粗品和乙醇溶液,混合溶解均匀。最后,通过旋转蒸发器,在真空压强为0.2Mpa、温度为50℃下,进行减压浓缩重复3次,制得绿原酸产品。绿原酸提取率高达97.0%,纯度高达92.2%。
[0030] 实施例2
[0031] 一种酶催化活化金银花叶提取绿原酸的方法,同实施例1,其中:
[0032] 第(1)步中,选用金银花叶目数为160目,烘箱温度为110℃,烘干时间为30min。
[0033] 第(2)步中,金银花叶固体废弃物的质量∶酶的质量∶水的体积比为1∶0.05∶5,所述酶为木质素酶∶纤维素酶质量比为1∶0.5。采用盐酸溶液调节体系的pH值为8,水浴温度为65℃。酶解活化金银花叶基料2h。
[0034] 第(3)步中,预处理后的金银花叶固体废弃物的质量∶乙醇溶液体积比为1∶8。超声波功率为40W、超声温度为55℃,超声时间为10min;滤液离心转数为4000r/min,离心时间为5min。
[0035] 第(4)步中,分光光度计检测波长为325nm,乙醇溶液体积浓度为50%。抽滤真空压强为0.6Mpa、浓缩温度为30℃。绿原酸粗制品的质量∶乙醇的体积之比为1∶2,绿原酸提取率达90.9%,纯度达88.5%。
[0036] 实施例3
[0037] 一种酶催化活化金银花叶提取绿原酸的方法,同实施例1,其中:
[0038] 第(1)步中,选用金银花叶目数为20目,烘箱温度为85℃,烘干时间为90min。
[0039] 第(2)步中,预处理后的金银花叶固体废弃物的质量∶酶的质量∶水的体积比为1∶0.3∶30,所述酶为木质素酶∶纤维素酶质量比为1∶3。采用盐酸溶液调节体系的pH值为3,水浴温度为20℃。酶解活化金银花叶基料14h。
[0040] 第(3)步中,金银花叶酶解活化基料的质量∶乙醇溶液的体积比为1∶15。超声波功率为200W、超声温度为25℃,超声时间为45min;滤液离心转数为2500r/min,离心时间为15min。
[0041] 第(4)步中,分光光度计检测波长为335nm,乙醇溶液体积浓度为65%。抽滤真空压强为0.1Mpa、浓缩温度为60℃。绿原酸粗制品的质量∶乙醇的体积之比为1∶10,绿原酸提取率达93.2%,纯度达91.0%。
[0042] 实施例4
[0043] 一种酶催化活化金银花叶提取绿原酸的方法,同实施例1,其中:
[0044] 第(2)步中,酶为纤维素酶,采用盐酸溶液调节体系的pH值为6,酶解水浴温度为35℃,酶解时间为12h。
[0045] 第(3)步中,金银花叶酶解活化基料的质量∶乙醇溶液的体积比为1∶15。
[0046] 第(4)步中,乙醇溶液体积浓度为50%;绿原酸提取率达87.6%,纯度达86.2%。
[0047] 实施例5
[0048] 一种酶催化活化金银花叶提取绿原酸的方法,同实施例1,其中:
[0049] 第(2)步中,复配酶改为木质素酶,预处理后的金银花叶固体废弃物的质量∶木质素酶的质量∶水的体积比为1∶0.1∶25,采用盐酸溶液调节体系的pH值为6,酶解水浴温度为35℃,酶解时间为12h。
[0050] 第(3)步中,金银花叶酶解活化基料的质量∶乙醇溶液的体积比为1∶15。
[0051] 第(4)步中,乙醇溶液体积浓度为50%;绿原酸提取率达83.2%,纯度达84.5%。
[0052] 实验结果
[0053] 1、不同条件提取并制备绿原酸的实验结果如下:
[0054] 表1-1 不同酶比例对绿原酸提取的影响
[0055]
[0056]
[0057] 表1-2 复配酶不同酶解时间对绿原酸提取的影响
[0058]
[0059] 表1-3 用实施例1、4、5、6的方法提取绿原酸比较
[0060]
[0061] 表1-4 采用实施例1的方法提制产品与化学回流方法的比较
[0062]
[0063] 从上述实验知:本发明采用酶解活化处理金银花叶固体废弃物制备活性炭,当金银花叶质量比为1∶0.1的酶(木质素酶与纤维素酶复配比为1∶2),加入水体积比为1∶25,在水浴近室温条件下45℃,酶解时间为11h,经乙醇提取剂协同超声处理可制得绿原酸产品。其中金银花叶酶解活化基料质量(g)∶乙醇溶液体积(ml)之比为1∶12,超声
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