CN102161651A - 从葡萄籽中提取原花青素的方法 - Google Patents

Abstract

一种从葡萄籽中提取原花青素的方法，属于分离提纯原花青素领域。步骤：制备提取液，先将干品葡萄籽粉碎成碎小颗粒，装入提取釜内，再向釜内引入热水进行循环提取，控制碎小颗粒的大小及与水的重量比，控制提取釜的提取压力、温度和时间，控制循环提取的次数，得到提取液；制备纯滤液，将提取液经滤网过滤，得到粗滤液，再将粗滤液经超滤膜过滤，控制超滤膜的进口压力和出口压力、温度和流速，得到精滤液，将精滤液反渗透过滤，产生的滤液收集回用；浓缩干燥，将纯滤液引入浓缩干燥罐中进行浓缩干燥，控制浓缩干燥罐的浓缩干燥温度、压力和时间，得到原花青素产品。优点：降低提取成本，保障产品的安全性；节约能源，保障产品的纯度和得率；体现清洁生产和保护环境。

Description

从葡萄籽中提取原花青素的方法

技术领域

本发明涉及一种从葡萄籽中提取原花青素的方法，属于分离提纯原花青素技术领域。

背景技术

原花青素（葡萄籽提取物），简称 OPC ，是一种有着特殊分子结构的生物类黄酮，是目前国际上公认的清除人体内自由基最有效的天然抗氧化剂，是目前为止所发现的最强效的自由基清除剂，具有非常强的体内活性。实验证明， OPC 的抗自由基氧化能力是维生素 E 的 50 倍，维生素 C 的 20 倍，并吸收迅速完全，口服 20 分钟即可达到最高血液浓度，代谢半衰期达 7 小时之久。在结构上，原花青素是由不同数量的儿茶素（ catechin ）或表儿茶素（ epicatechin ）结合而成。最简单的原花青素是儿茶素、或表儿茶素、或儿茶素与表儿茶素形成的二聚体，此外还有三聚体、四聚体等直至十聚体。按聚合度的大小，通常将二～五聚体称为低聚体（简称 OPC ），将五聚体以上的称为高聚体（简称 PPC ）。原花青素主要作用有血液循环、视力保护、消除水肿、滋润皮肤、胆固醇、心脏保护剂、静脉曲张和改善缺氧等，随着原花青素被人们所接受，国内外学者对原花青素在生物特性和理化特性上进行了大量的研究工作，在原花青素的分离提取上，也有大量的文献报道。

根据现有资料，提取原花青素的方法主要有以下几种：一是有机溶剂提取法，如发明专利申请公开号 CN101597273A （一种低聚体葡萄籽原花青素的制备方法）、公开号 CN101565414A （一种提取分离原花青素的方法）、公开号 CN101177648A （一种从葡萄籽中一步法提取葡萄籽油和花青素的方法）、授权公告号 CN1253446C （一种高含量原花青素的制备方法）、公开号 CN1373129A （从植物原料中提取低聚原花青素的方法）、授权公告号 CN1193995C （葡萄籽低聚原花青素的提取方法）和公开号 CN1506361A （一种葡萄籽中原花青素低温提取方法），等等。有机溶剂法的欠缺在于：其一，只能提取植物本体中的低聚原花青素，而高聚原花青素大部分还残留在植物本体中；其二，产品纯度低，仅为 50%-70% 左右；其三，产品中残留有有机溶剂而降低安全性，且有机溶剂消耗大，成本高，易产生废水。

二是水提取法提取原花青素，如中国专利申请号 ZL02115423.6 ，选水作为提取剂，浸提耗时长，温度高，容易造成原花青素的损失，同时水的极性较大，溶出杂质比较多。

三是超临界二氧化碳萃取法，如中国专利申请号 CN200710153807.9 、 CN200510014550.X 、 CN200510014549.7 、 CN99100588.0 和 CN99111574.0 ，在临界温度状态下利用 CO ₂ 能够溶解多种物质的特点萃取天然物质有效成分。该方法具有纯净、安全 和保持生物活性，不易受热分解、稳定性强，色味纯正及提取率高等优点。但是超临界 CO ₂ 萃取法仅处于实验室阶段，而且其成本高，实现工业化仍有一定难度。

四是微波提取法，如中国专利申请号 CN00120353.3 ，优于传统的水提取法，但这仅限于原花青素粗提阶段，最终产品纯度和得率有待进一步研究。

鉴于上述四种提取方法所存在的欠缺，有必要继以探索，为此本申请人作了旷日持久的尝试，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种无需使用有机溶剂而藉以降低提取成本和保障产品的安全性；有助于缩短提取时间而藉以提高提取效率；有利于简化工艺术步骤并且节约能源消耗而藉以体现经济性；有益于抑制三废而藉以体现环保的从葡萄籽中提取原花青素的方法。

本发明的任务是这样来完成的，一种从葡萄籽中提取原花青素的方法，包括以下步骤：

A ）制备提取液，先将干品葡萄籽粉碎成碎小颗粒，并且装入提取釜内，再向提取釜内引入热水进行循环提取，控制碎小颗粒的大小，控制碎小颗粒与水的重量比，控制提取釜的提取压力、提取温度和提取时间，以及控制所述的循环提取的次数，得到提取液；

B ）制备纯滤液，先将提取液经滤网过滤，得到粗滤液，再将粗滤液经超滤膜过滤，控制超滤膜的进口压力和出口压力，控制粗滤液的温度和流速，得到精滤液，而后将精滤液经反渗透膜反渗透过滤，并且控制反渗透膜的进口压力和出口压力，控制精滤液的反渗透过滤温度和流速，得到纯滤液，其中：反渗透过滤中产生的滤液收集回用；

C ）浓缩干燥，将纯滤液引入浓缩干燥罐中进行浓缩干燥，并且控制浓缩干燥罐的浓缩干燥温度、压力和时间，得到原花青素产品。

在本发明的一个具体的实施例中，步骤 A ）中所述的碎小颗粒的大小为 50-80 目。

在本发明的另一个具体的实施例中，步骤 A ）中所述的碎小颗粒与热水的重量比为 1 ∶ 30-50 ，所述的控制提取釜的压力是将压力控制为 10-15MPa ，所述的控制提取温度是将提取温度控制为 130-180 ℃，所述的控制提取时间是将时间控制为 15-30min ，所述的控制循环提取的次数是将次数控制为 2-4 次。

在本发明的又一个具体的实施例中，步骤 A ）中所述的热水的温度为 70-98 ℃，并且热水为蒸馏水或纯净水。

在本发明的再一个具体的实施例中，步骤 B ）中所述的滤网为 40-80 目的不锈钢滤网；所述的控制超滤膜的进口压力是将进口压力控制为 0.2-0.5MPa ；所述的控制超滤膜的出口压力是将出口压力控制为 0.1-0.2MPa ；所述的控制粗滤液的温度和流速是将温度和流速分别控制为 30-50 ℃和 3.5-4.5m/s 。

在本发明的还有一个具体的实施例中，步骤 B ）中所述的控制反渗透膜的进口压力和出口压力是将进口压力和出口压力分别控制为 2-5MPa 和 1.5-4.5MPa ；所述的控制精滤液的温度和流速是将温度和流速分别控制为 20-40 ℃和 3-5m/s 。

在本发明的更而一个具体的实施例中，所述的超滤膜为有机超滤膜，所述有机超滤膜为聚偏氟乙烯膜。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的聚偏氟乙烯膜的孔径为 0.001 ～ 0.02μm 。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，所述的反渗透膜为醋酸纤维素膜、芳香族聚酰胺膜或芳香族聚酰肼膜。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，步骤 C ）中所述的控制浓缩干燥罐的温度、压力和时间是将温度、压力和时间分别控制为 30-40 ℃、 0.1~0.2MPa 和 10-15h 。

本发明提供的技术方案由于摒弃了有机溶剂，因此既可降低提取成本，又能保障产品的安全性；由于工艺步骤简短并且采用了超滤膜和反渗透膜除杂，因而不仅可以节约能源，而且可以保障产品的纯度和得率；方法无三废污染而可体现清洁生产和保护环境。

具体实施方式

实施例 1 ：

A ）制备提取液，先将洁净并晒干的干品葡萄籽粉碎成 50 目的碎小颗粒，并且装入提取釜内，再向提取釜内引入热水（蒸馏水）进行循环提取，碎小颗粒与温度为 80 ℃的蒸馏水的重量比为 1 ∶ 50 ，提取釜的提取压力控制为 10MPa 、提取温度和提取时间分别控制为 130 ℃和 30min ，循环提取两次，得到提取液；

B ）制备纯滤液，先将提取液经 60 目的不锈钢滤网过滤，得到粗滤液，再将粗滤液经超滤膜，超滤膜为孔径为 0.001μm 的聚偏氟乙烯膜，超滤膜的进口压力为 0.2MPa ，出口压力为 0.1MPa ，粗滤液的温度和流速分别控制为 40 ℃和 4.5m/s ，得到精滤液，而后将精滤液经材质为醋酸纤维素膜制作的反渗透膜反渗透过滤，控制反渗透膜的进口压力 2MPa 和出口压力 1.5MPa ，将精滤液的反渗透过滤温度和流速分别控制为 40 ℃和 5m/s ，得到纯滤液，其中：反渗透过滤中产生的滤液收集回用于步骤 A ）经加热作为热水；

C ）浓缩干燥，将纯滤液引入浓缩干燥罐中进行浓缩干燥，浓缩干燥罐的浓缩温度控制为 30 ℃，压力控制为 0.1Mpa ，浓缩时间控制为 15h ，得到原花青素产品。

实施例 2 ：

A ）制备提取液，先将洁净和晒干的干品葡萄籽粉碎成 80 目的碎小颗粒，并且装入提取釜内，再向提取釜内引入温度为 98 ℃的热水（纯净水）进行循环提取，碎小颗粒与温度为 98 ℃的纯净水的重量比为 1 ∶ 30 ，提取釜的提取压力控制为 10MPa 、提取温度和提取时间分别控制为 130 ℃和 30min ，循环提取四次，得到提取液；

B ）制备纯滤液，先将提取液经 80 目的不锈钢滤网过滤，得到粗滤液，再将粗滤液经超滤膜过滤，超滤膜为孔径为 0.02μm 的聚偏氟乙烯膜，超滤膜的进口压力为 0.5MPa ，出口压力为 0.2MPa ，粗滤液的温度和流速分别控制为 30 ℃和 3.5m/s ，得到精滤液，而后将精滤液经材质为芳香族聚酰胺膜制作的反渗透膜反渗透过滤，控制反渗透膜的进口压力 5MPa 和出口压力 4.5MPa ，将精滤液的反渗透过滤温度和流速分别控制为 20 ℃和 3m/s ，得到纯滤液，其中：反渗透过滤中产生的滤液收集回用于步骤 A ）经加热作为热水；

C ）浓缩干燥，将纯滤液引入浓缩干燥罐中进行浓缩干燥，浓缩干燥罐的浓缩温度控制为 40 ℃，压力控制为 0.2Mpa ，浓缩时间控制为 10h ，得到原花青素产品。

实施例 3 ：

A ）制备提取液，先将洁净和晒干的干品葡萄籽粉碎成 65 目的碎小颗粒，并且装入提取釜内，再向提取釜内引入温度为 70 ℃的热水（蒸馏水）进行循环提取，碎小颗粒与温度为 70 ℃的蒸馏水的重量比为 1 ∶ 40 ，提取釜的提取压力控制为 12.5MPa 、提取温度和提取时间分别控制为 180 ℃和 15min ，循环提取三次，得到提取液；

B ）制备纯滤液，先将提取液经 40 目的不锈钢滤网过滤，得到粗滤液，再将粗滤液经超滤膜过滤，超滤膜为孔径为 0.01μm 的聚偏氟乙烯膜，超滤膜的进口压力为 0.35MPa ，出口压力为 0.15MPa ，粗滤液的温度和流速分别控制为 50 ℃和 4 m/s ，得到精滤液，而后将精滤液经材质为芳香族聚酰肼充任的反渗透膜反渗透过滤，控制反渗透膜的进口压力 3.5MPa 和出口压力 3MPa ，将精滤液的反渗透过滤温度和流速分别控制为 30 ℃和 4m/s ，得到纯滤液，其中：反渗透过滤中产生的滤液收集回用于步骤 A ），经加热作为热水；

C ）浓缩干燥，将纯滤液引入浓缩干燥罐中进行浓缩干燥，浓缩干燥罐的浓缩温度控制为35 ℃，压力控制为0.15Mpa ，浓缩时间控制为12.5h ，得到原花青素产品。

Claims (10)

1.一种从葡萄籽中提取原花青素的方法，其特征在于包括以下步骤：

A）制备提取液，先将干品葡萄籽粉碎成碎小颗粒，并且装入提取釜内，再向提取釜内引入热水进行循环提取，控制碎小颗粒的大小，控制碎小颗粒与水的重量比，控制提取釜的提取压力、提取温度和提取时间，以及控制所述的循环提取的次数，得到提取液；

B）制备纯滤液，先将提取液经滤网过滤，得到粗滤液，再将粗滤液经超滤膜过滤，控制超滤膜的进口压力和出口压力，控制粗滤液的温度和流速，得到精滤液，而后将精滤液经反渗透膜反渗透过滤，并且控制反渗透膜的进口压力和出口压力，控制精滤液的反渗透过滤温度和流速，得到纯滤液，其中：反渗透过滤中产生的滤液收集回用；

C）浓缩干燥，将纯滤液引入浓缩干燥罐中进行浓缩干燥，并且控制浓缩干燥罐的浓缩干燥温度、压力和时间，得到原花青素产品。

2.根据权利要求1所述的从葡萄籽中提取原花青素的方法，其特征在于步骤A）中所述的碎小颗粒的大小为50-80目。

3.根据权利要求1所述的从葡萄籽中提取原花青素的方法，其特征在于步骤A）中所述的碎小颗粒与热水的重量比为1∶30-50，所述的控制提取釜的压力是将压力控制为10-15MPa，所述的控制提取温度是将提取温度控制为130-180℃，所述的控制提取时间是将时间控制为15-30min，所述的控制循环提取的次数是将次数控制为2-4次。

4.根据权利要求1所述的从葡萄籽中提取原花青素的方法，其特征在于步骤A）中所述的热水的温度为70-98℃，并且热水为蒸馏水或纯净水。

5.根据权利要求1所述的从葡萄籽中提取原花青素的方法，其特征在于步骤B）中所述的滤网为40-80目的不锈钢滤网；所述的控制超滤膜的进口压力是将进口压力控制为0.2-0.5MPa；所述的控制超滤膜的出口压力是将出口压力控制为0.1-0.2MPa；所述的控制粗滤液的温度和流速是将温度和流速分别控制为30-50℃和3.5-4.5m/s。

6.根据权利要求1所述的从葡萄籽中提取原花青素的方法，其特征在于步骤B）中所述的控制反渗透膜的进口压力和出口压力是将进口压力和出口压力分别控制为2-5MPa和1.5-4.5MPa；所述的控制精滤液的温度和流速是将温度和流速分别控制为20-40℃和3-5m/s。

7.根据权利要求1或5所述的从葡萄籽中提取原花青素的方法，其特征在于所述的超滤膜为有机超滤膜，所述有机超滤膜为聚偏氟乙烯膜。

8.根据权利要求7所述的从葡萄籽中提取原花青素的方法，其特征在于所述的聚偏氟乙烯膜的孔径为0.001～0.02μm。

9.根据权利要求1或6所述的从葡萄籽中提取原花青素的方法，其特征在于所述的反渗透膜为醋酸纤维素膜、芳香族聚酰胺膜或芳香族聚酰肼膜。

10.根据权利要求1所述的从葡萄籽中提取原花青素的方法，其特征在于步骤C）中所述的控制浓缩干燥罐的温度、压力和时间是将温度、压力和时间分别控制为30-40℃、0.1~0.2MPa和10-15h。