CN102516319A - 从甘蔗梢中提取酚类物质的方法 - Google Patents

Abstract

一种从甘蔗梢中提取酚类物质的方法。将甘蔗梢除去杂质后破碎，破碎的甘蔗梢用乙醇浸提，将浸提液和蔗梢压出汁合并、过滤，加热浓缩合并汁，所得浓缩物为粗提多酚，回收挥发的有机溶剂，用福林法测定多酚含量；将所得粗提多酚调节pH及滤膜过滤后上样到聚酰胺层析柱，再用乙醇溶液洗脱、收集洗脱液、浓缩，得纯品多酚。本发明的方法不仅降低了原料成本，简化了实验操作，提高了工作效率，提高了目标产物的提取率及纯度，同时建立了甘蔗梢中总酚测定的方法和多酚提取及分离纯化的具体工艺。

Description

从甘蔗梢中提取酚类物质的方法

技术领域

本发明属从甘蔗梢中提取酚类物质的方法。

背景技术

随着植物多酚化学和药理学的发展，人们逐渐认识到多酚是一类具有独特生理活性和药理活性的天然产物。随着当前“追求自然”消费观念的兴起，多酚在制药、生化、日化、食品以及精细化工等高科技领域具有广阔的应用前景。

蔗梢是蔗茎生长点(蔗黄)所在部位，当甘蔗发育过程(除开花以后)，蔗茎的养料尽量提供给生长点，故含有多种无机元素、蛋白质、淀粉、维生素、氨基酸、酚类、酶类等。甘蔗中的多酚含量很高，尤其是蔗梢部分。

目前已经有多种植物的多酚被人们开发利用，但是有些多酚含量高的植物用来做提取原料成本较高。在广西每年有几百万吨的蔗梢，除少部分作饲料或留种以外，大部分作为柴草焚烧，对其加工利用的程度不大，没有发挥资源优势。蔗梢是一种提取多酚的廉价原料，可根据甘蔗蔗梢的成分将其榨汁提取多酚类物，提后的副产物还可以发酵酒精和制作蔗渣饲料等，充分开发利用其潜在价值，对带动地方经济是大有益处的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能变废为宝、充分利用资源、用甘蔗梢做原料提取酚类物质的方法。

本发明以如下技术方案解决上述技术问题：

一种从甘蔗梢中提取酚类物质的方法，其工艺步骤为：

步骤1将甘蔗梢除去外面老叶和泥土等杂质并经热烫灭酶，切成小段，放入破碎机中破碎，取破碎好的甘蔗梢用乙醇浸提，将浸提液和蔗梢压出汁合并，过滤，加热浓缩合并汁，所得浓缩物为粗提多酚，回收挥发的有机溶剂，用福林法测定多酚含量；

步骤2取聚酰胺，以乙醇浸泡，不断搅拌，除去气泡后装入空柱中；聚酰胺装入空柱后，先后用乙醇、NaOH水溶液、蒸馏水、乙酸水溶液洗脱，最后用蒸馏水洗脱至pH中性，得到聚酰胺层析柱；

步骤3取初始质量浓度为2.06～17.14mg·mL^-1的粗提多酚溶液，用浓盐酸调节pH为4，用0.45μm滤膜过滤，之后上样到步骤2所得的聚酰胺层析柱，放置过夜，使充分吸附；先用纯化水进行洗脱，除去极性较大杂质成分，洗至Molish反应为阴性后，再用乙醇溶液进行洗脱，收集洗脱液，浓缩，得到纯品多酚。                                     1

步骤1中的甘蔗梢要经过热烫灭酶处理，热烫的温度为80±2℃，清水作为热烫液，热烫时间为2min；将热烫好的甘蔗梢浸入冰水混合物中，使甘蔗梢温度降至10℃以下；经冷却后的甘蔗梢立即进行沥水，以免残留水进入提取环节引起误差。                   2

步骤1所述的甘蔗梢切成0.4～0.7cm的小段，浸提温度20～70℃。                3

步骤1所述的浸提的温度为55～65℃，浸提剂乙醇溶液的质量百分浓度为55～65％，料液比为1∶2～4，浸取时间为1～3h。                                             4

步骤1所述的福林法测定多酚含量的测定方法用单宁酸的当量值TAE表示；FD试剂体积为1～4mL，FD试剂与饱和Na₂CO₃溶液的体积比为2∶1～6，室温20～30℃，反应时间为0.5～1.5h。5

步骤2制备聚酰胺层析柱时，聚酰胺的孔径为150～180μm，pH值为2～6，上样流速为2～6mL·min^-1，实验情况进入稳定所需时间为1.5～2.5h；聚酰胺上空柱后，用3～4倍体积的质量百分浓度为90％～95％的乙醇洗脱，洗至洗脱液透明并在蒸干后无残渣或极少残渣；再依次用2～2.5倍体积的质量百分浓度为5％NaOH水溶液、1倍体积的蒸馏水、2～2.5倍体积的质量百分浓度为10％的乙酸水溶液洗脱，最后用蒸馏水洗脱至pH中性。             6

步骤3中的聚酰胺层析柱充分吸附后，用质量百分浓度为20％～80％的乙醇溶液进行洗脱。                                                                         7

总酚含量测定公式为：

$\mathrm{TAE}[\mathrm{mg}\·{\left(100g\right)}^{-1}]=\frac{X_1\×V_1\×V_2}{W}\×100$

式中：X₁-根据标准曲线算得样品浓度值，mg·L^-1；

      V₁-样品稀释倍数；

      V₂-样品液体总体积，L；

      W-原料重，g。                                                      8

选择单宁酸为标准对照品，用单宁酸绘制标准曲线方程，最佳吸收波长为725nm。9

用单宁酸绘制标准曲线方程时，准确吸取浓度为0.2mg·mL^-1的单宁酸标准溶液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0mL于100mL容量瓶中，配成1、2、3、4、5、6、7、8、9、10mg·L^-1不同浓度的标准溶液；加入FD试剂3mL，充分混匀后加入饱和碳酸钠溶液4.5mL，1小时后，用蒸馏水定容至刻度，测定吸光度值，以蒸馏水代替样品做空白，得到单宁酸标准曲线方程为：Y＝0.0436x+0.167，Y为吸光度，x为多酚含量。              10

本发明的方法不仅降低了原料成本，简化了实验操作，提高了工作效率，提高了目标产物的提取率及纯度，同时建立了甘蔗梢中总酚测定的方法和多酚提取及分离纯化的具体工艺。

具体实施方式

本发明提供了一种物理和化学方法相结合的手段从甘蔗梢中提取酚类物质的方法。在本发明的方法中，浸提过程中浸提剂的选择和环境因素的确定以及聚酰胺吸附多酚的条件是实现本发明的关键。本方法包括取破碎好的甘蔗梢用质量百分浓度为55％～65％乙醇在温度为55℃～65℃、料液比为1∶2～4、浸取时间为1～3h的条件下浸提，将浸提液和蔗梢压出汁合并，过滤，加热浓缩合并汁，所得浓缩物为粗提多酚，回收挥发的有机溶剂。取聚酰胺以质量百分浓度为90％～95％的乙醇浸泡，不断搅拌，除去气泡后装入空柱中。用4倍体积的质量百分浓度90％～95％乙醇洗脱，洗至洗脱液透明并在蒸干后无残渣(或极少残渣)。再依次用2.5倍体积的质量百分浓度5％NaOH水溶液、1倍体积的蒸馏水、2.5倍体积的质量百分浓度10％乙酸水溶液洗脱，最后用蒸馏水洗脱至pH中性，得到聚酰胺层析柱。取初始质量浓度为2.06～17.14mg·mL^-1的粗提多酚溶液，用0.45μm滤膜过滤，调节pH值为4，在上样流速为2～6mL·min^-1的条件下，上样到聚酰胺层析柱，放置过夜，使充分吸附。先用纯化水进行洗脱，除去极性较大杂质成分，洗至Molish反应为阴性后，再用质量百分浓度为20％～80％的乙醇溶液进行洗脱，收集洗脱液，浓缩，得到纯品多酚。

实施例1

取甘蔗梢进行热烫灭酶处理，热烫的温度为80℃，清水作为热烫液，热烫时间为2min。将热烫好的甘蔗梢浸入的冰水混合物中，所需的冰需先在冰箱中制好，使甘蔗梢温度降至10℃以下。经冷却后的甘蔗梢立即进行沥水，以免残留水进入提取环节引起误差。将预处理过的甘蔗梢切成约0.4cm的小段，放入破碎机中破碎，取破碎好的甘蔗梢用质量百分浓度55％的乙醇在温度为55℃、料液比为1∶2，浸取时间为1h的条件下浸提，将浸提液和蔗梢压出汁合并，过滤，加热浓缩合并汁，所得浓缩物为粗提多酚，回收挥发的有机溶剂。取聚酰胺4g以质量百分浓度95％乙醇浸泡，不断搅拌，除去气泡后装入空柱中。用4倍体积的质量百分浓度为95％乙醇洗脱，洗至洗脱液透明并在蒸干后无残渣。再依次用2.5倍体积的质量百分浓度5％NaOH水溶液、1倍体积的蒸馏水、2.5倍体积的质量百分浓度10％乙酸水溶液洗脱，最后用蒸馏水洗脱至pH中性，得到聚酰胺层析柱。取初始质量浓度为2.06mg·mL^-1的粗提多酚溶液，用0.45μm滤膜过滤，调节pH值为4，在上样流速为4mL·min^-1的条件下，上样到聚酰胺柱，放置过夜，使充分吸附。先用纯化水进行洗脱，除去极性较大杂质成分，洗至Molish反应为阴性后，再用质量百分浓度为40％的乙醇溶液进行洗脱，收集洗脱液，浓缩，得到纯品多酚。

实施例2

取甘蔗梢进行热烫灭酶处理，热烫的温度为81℃，清水作为热烫液，热烫时间为2min。将热烫好的甘蔗梢浸入的冰水混合物中，所需的冰需先在冰箱中制好，使甘蔗梢温度降至10℃以下。经冷却后的甘蔗梢立即进行沥水，以免残留水进入提取环节引起误差。将预处理过的甘蔗梢用刀砍成约0.6cm的小段，放入破碎机中破碎，取破碎好的甘蔗梢用质量百分浓度60％乙醇在温度为60℃、料液比为1∶3、浸取时间为2h的条件下浸提，将浸提液和蔗梢压出汁合并，过滤，加热浓缩合并汁，所得浓缩物为粗提多酚，回收挥发的有机溶剂。取聚酰胺4g以质量百分浓度95％乙醇浸泡，不断搅拌，除去气泡后装入空柱中。用4倍体积的质量百分浓度95％乙醇洗脱，洗至洗脱液透明并在蒸干后极少残渣。再依次用2.5倍体积的质量百分浓度5％NaOH水溶液、1倍体积的蒸馏水、2.5倍体积的质量百分浓度10％乙酸水溶液洗脱，最后用蒸馏水洗脱至pH中性，得到聚酰胺层析柱。取初始质量浓度为9.05mg·mL^-1的甘蔗梢提取液，用0.45μm滤膜过滤，调节pH值为4，在上样流速为2mL·min^-1的条件下，上样到聚酰胺柱，放置过夜，使充分吸附。先用纯化水进行洗脱，除去极性较大杂质成分，洗至Molish反应为阴性后，再用浓度为50％的乙醇溶液进行洗脱，收集洗脱液，浓缩，得到纯品多酚。

实施例3

取甘蔗梢进行热烫灭酶处理，热烫的温度为79℃，清水作为热烫液，热烫时间为2min。将热烫好的甘蔗梢浸入的冰水混合物中，所需的冰需先在冰箱中制好，使甘蔗梢温度降至10℃以下。经冷却后的甘蔗梢立即进行沥水，以免残留水进入提取环节引起误差。将预处理过的甘蔗梢用刀砍成约0.7cm的小段，放入破碎机中破碎，取破碎好的甘蔗梢用质量百分浓度65％乙醇在温度为65℃、料液比为1∶4、浸取时间为3h的条件下浸提，将浸提液和蔗梢压出汁合并，过滤，加热浓缩合并汁，所得浓缩物为粗提多酚，回收挥发的有机溶剂。取聚酰胺以质量百分浓度90％乙醇浸泡，不断搅拌，除去气泡后装入空柱中。用4倍体积的质量百分浓度90％乙醇洗脱，洗至洗脱液透明并在蒸干后无残渣。再依次用2.5倍体积的质量百分浓度5％NaOH水溶液、1倍体积的蒸馏水、2.5倍体积的质量百分浓度10％乙酸水溶液洗脱，最后用蒸馏水洗脱至pH中性，得到聚酰胺层析柱。取初始质量浓度为17.14mg·mL^-1的甘蔗梢提取液，用0.45μm滤膜过滤，调节pH值为4，在上样流速为6mL·min^-1的条件下，上样到聚酰胺柱，放置过夜，使充分吸附。先用纯化水进行洗脱，除去极性较大杂质成分，洗至Molish反应为阴性后，再用质量百分浓度为60％的乙醇溶液进行洗脱，收集洗脱液，浓缩，得到纯品多酚。

Claims (10)

1.一种从甘蔗梢中提取酚类物质的方法，其特征是工艺步骤为：

步骤1将甘蔗梢除去外面老叶和泥土等杂质并经热烫灭酶，切成小段，放入破碎机中破碎，取破碎好的甘蔗梢用乙醇浸提，将浸提液和蔗梢压出汁合并，过滤，加热浓缩合并汁，所得浓缩物为粗提多酚，回收挥发的有机溶剂，用福林法测定多酚含量；

步骤2取聚酰胺，以乙醇浸泡，不断搅拌，除去气泡后装入空柱中；聚酰胺装入空柱后，先后用乙醇、NaOH水溶液、蒸馏水、乙酸水溶液洗脱，最后用蒸馏水洗脱至pH中性，得到聚酰胺层析柱；

步骤3取初始质量浓度为2.06～17.14mg·mL^-1的粗提多酚溶液，用浓盐酸调节pH为4，用0.45μm滤膜过滤，之后上样到步骤2所得的聚酰胺层析柱，放置过夜，使充分吸附；先用纯化水进行洗脱，除去极性较大杂质成分，洗至Molish反应为阴性后，再用乙醇溶液进行洗脱，收集洗脱液，浓缩，得到纯品多酚。

2.如权利要求1所述的从甘蔗梢中提取酚类物质的方法，其特征是步骤1中的甘蔗梢要经过热烫灭酶处理，热烫的温度为80±2℃，清水作为热烫液，热烫时间为2min：将热烫好的甘蔗梢浸入冰水混合物中，使甘蔗梢温度降至10℃以下；经冷却后的甘蔗梢立即进行沥水，以免残留水进入提取环节引起误差。

3.如权利要求1所述的从甘蔗梢中提取酚类物质的方法，其特征是步骤1中的甘蔗梢浸提温度20～70℃。

4.如权利要求3所述的从甘蔗梢中提取酚类物质的方法，其特征是步骤1所述的浸提的温度为55～65℃，浸提剂乙醇溶液的质量百分浓度为55～65％，料液比为1∶2～4，浸取时间为1～3h。

5.如权利要求1所述的从甘蔗梢中提取酚类物质的方法，其特征是步骤1所述的福林法测定多酚含量的测定方法用单宁酸的当量值TAE表示；FD试剂体积为1～4mL，FD试剂与饱和Na2CO3溶液的体积比为2∶1～6，室温20～30℃，反应时间为0.5～1.5h。

6.如权利要求1所述的从甘蔗梢中提取酚类物质的方法，其特征是步骤2制备聚酰胺层析柱时，聚酰胺的孔径为150～180μm，pH值为2～6，上样流速为2～6mL·min^-1，实验情况进入稳定所需时间为1.5～2.5h；聚酰胺上空柱后，用3～4倍体积质量百分浓度为90％～95％的乙醇洗脱，洗至洗脱液透明并在蒸干后无残渣或极少残渣；再依次用2～2.5倍体积的质量浓度为5％NaOH水溶液、1倍体积的蒸馏水、2～2.5倍体积的质量百分浓度为10％的乙酸水溶液洗脱，最后用蒸馏水洗脱至pH中性。

7.如权利要求1所述从甘蔗梢中提取酚类物质的方法，其特征在于步骤3中的聚酰胺层析柱充分吸附后，用质量百分浓度为20％～80％的乙醇溶液进行洗脱。

8.如权利要求1所述从甘蔗梢中提取酚类物质的方法，其特征在于总酚含量测定公式为：

$\mathrm{TAE}[\mathrm{mg}\·{\left(100g\right)}^{-1}]=\frac{X_1\×V_1\×V_2}{W}\×100$

式中：X₁-根据标准曲线算得样品浓度值，mg·L^-1；

      V₁-样品稀释倍数；

      V₂-样品液体总体积，L；

      W-原料重，g。

9.如权利要求8所述的从甘蔗梢中提取酚类物质的方法，其特征在于选择单宁酸为标准对照品，用单宁酸绘制标准曲线方程，最佳吸收波长为725nm。

10.如权利要求9所述的从甘蔗梢中提取酚类物质的方法，其特征在于用单宁酸绘制标准曲线方程时，准确吸取浓度为0.2mg·mL^-1的单宁酸标准溶液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0mL于100mL容量瓶中，配成1、2、3、4、5、6、7、8、9、10mg·L^-1不同浓度的标准溶液；加入FD试剂3mL，充分混匀后加入饱和碳酸钠溶液4.5mL，1小时后，用蒸馏水定容至刻度，测定吸光度值，以蒸馏水代替样品做空白，得到单宁酸标准曲线方程为：Y＝0.0436x+0.167，Y为吸光度，x为多酚含量。