CN113559025A - 一种樱花细胞水的提取方法和得到的樱花细胞水的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种樱花细胞水的提取方法，不需添加任何溶剂，通过低温‑真空（减压）技术对樱花进行初步提取，得到一部分樱花细胞水和初提樱花残渣，向初提樱花细胞水中加入一定量的纤维素酶和果胶酶后再倒回初提樱花残渣中，通过低温‑真空（减压）技术再次提取，收集得到樱花细胞水。本发明方法工序简单，提取率高。通过本发明方法得到的樱花细胞水，无色澄清透明，富含40多种挥发性活性成分，芳香浓郁，安全性高，具有一定的抑菌性；利用价值高，可应用于食品、保健品、药品及化妆品等领域。
Description
技术领域
本发明涉及农产品处理技术领域，特别是涉及一种樱花细胞水的提取方法和得到的樱花细胞水的应用。
背景技术
樱花(学名：Cerasus sp.)，是蔷薇科樱属几种植物的统称。樱花原产北半球温带环喜马拉雅山地区，在世界各地都有生长。花常于3月与叶同时开放或叶后开花，幽香艳丽。樱花具有一定的药用价值，樱花含有苯甲醛，具有抑制癌细胞生成，阻止癌细胞蛋白质合成的作用，对霉菌和细菌均有一定的抑制作用；樱花还含有香豆素，具有抗肿瘤、抗凝血、抗氧化等多种药用功能。樱花是护肤品的重要原料之一，樱花富含天然维生素A、B、E及樱叶黄酮，具有美容养颜、嫩肤、增亮肤色的作用，有很好的收缩毛孔、平衡油脂、强化黏膜、促进糖分代谢的功效；其含有的樱花酵素成分常用来祛痘。
樱花中富含高应用价值的挥发性活性成分，但按照传统的水蒸气蒸馏法是没有办法得到精油产物的，虽然现有技术中有将樱花运用三高新鲜提取技术提炼成樱花粉嫩油，但是操作过程复杂，提取条件要求较高，得率也比较低。因此，开发适合工业生产的新工艺，提取出能够应用于护肤品领域的樱花提取物，具有重要意义。
中国专利申请CN106562908A公开了一种玫瑰花细胞水的提取方法，具体是将玫瑰花在旋转蒸发仪中于58℃～62℃、0.08Mpa～0.10Mpa的条件下旋转干馏，玫瑰花中渗透出的细胞液一部分会蒸发出来被冷凝收集一部分保留在旋转蒸发瓶中需要过滤出来；重复上述步骤3次，收集全部的细胞水，得到干花。但是该方法提取率不高，单纯通过重复旋蒸无法充分提取出花朵中的芳香物质(得到的玫瑰干花与新鲜玫瑰花的香味相差不大，说明大部分芳香成分还留存在花朵中，无法被充分提取出来)，得到的玫瑰花细胞水中挥发性活性成分含量不高，芳香味不足。
中国专利申请CN109730948A公开了一种采用超声低温旋蒸法和酶法相结合制备牡丹鲜花细胞水的方法：首先通过压榨法得到榨汁和残渣1，再将残渣1旋蒸得到细胞水1和残渣2，最后将残渣2进行酶解后再旋蒸得到细胞水2。将榨汁、细胞水1和细胞水2混合后得到牡丹花细胞水。该方法具有较高的提取效率，但是具有如下缺陷：(1)采用压榨法，后与真空提取法得到的液体混合，这样会带入多糖、色素和刺激气味，导致防腐和脱色问题；(2)工艺后期配合其他植物一起蒸馏，解决防腐问题，但是容易改变原有的牡丹花细胞水成分和气味，后期生产也无法控制品质。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种樱花细胞水的提取方法，工序简单，提取率高；能够提取得到富含挥发性活性成分、利用价值高的樱花细胞水。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种樱花细胞水的提取方法，包括以下步骤：不加入溶剂，将樱花在温度30℃～65℃、压力-60kPa～-101kPa下初步提取，樱花细胞水形成蒸气并冷凝收集液体，提取1～2小时，得到初提细胞水和初提樱花残渣，在初提细胞水中加入初始樱花总重量为基准的0.2％～0.4％的纤维素酶和0～0.1％的果胶酶后再倒回初提樱花残渣中，在温度35℃～50℃、压力-80kPa～-101kPa条件下再次提取4～6小时，收集得到樱花细胞水。
优选的，所述初步提取的温度为35℃～50℃，压力为-80kPa～-101kPa。优选的温度与压力，细胞水能更好的渗出以及蒸发，同时又能够在较低温度下保留挥发出来的细胞水的活性。
本发明通过在初提细胞水中加入一定量的酶，再次投入容器中对樱花残渣进行提取，具有如下有益优点：第一、初提细胞水表面张力低，渗透性好；第二、初提细胞水pH为3～7，无需额外调节pH，有利于提高酶活性；第三、酶解能够加速破壁；第四、低温真空技术。通过四种效应的协同，能够在较低温度(35～50℃)下控制酶解速度，加快细胞液流出速度。再次提取步骤中的前1小时左右会先蒸除掉倒回容器内的初提细胞水，在这期间酶解速度快，通过初提液体的量与再次提取的工艺条件来控制酶解的时长(此时初提液体的多少就至关重要，多了会延长酶解时间，使酶解过度；少了会缩短酶解时间，酶解不充分)，避免了传统酶解法需要加入大量水而稀释提取液以及酶解过度带来刺激气味的问题。因此，初步提取时间是关键参数之一，如果时间太短，初提樱花细胞水过少，加入酶后细胞水很难浸润樱花残渣，导致酶解不能正常进行。如果初步提取时间过长，细胞水流出过多，增长了酶解时间，带来过度酶解的风险；同时也降低了后续提取效率。
初提樱花细胞水的渗透性比纯水好，通过实验发现，以溶剂法提取樱花残渣时，相比于用纯水作为溶剂，采用樱花细胞水作为溶剂能够多提取出更多的黄酮和多糖等大分子物质以及易挥发活性成分；采用樱花细胞水提取的黄酮和多糖含量是采用纯水提取得到的黄酮和多糖含量的1.4倍。
优选的，纤维素酶的加入量为0.25％～0.35％，果胶酶加入量为0.02％～0.06％。酶是大分子蛋白质，在上述加入量范围下，能够吸附在樱花残渣细胞表面，无法在低温真空条件挥发出来，无需进行后续处理。
本发明所述的樱花采用未腐烂和未霉变的新鲜樱花。新鲜樱花的花瓣鲜嫩饱满。一般为提取当日采摘的鲜花，或采摘后用冷藏等保鲜手段保存2～5天的。
在提取过程中进行搅拌，搅拌速度为1～150转/分钟。使樱花均匀受热，防止局部高温，且有利于加快提取效率；而且再次提取步骤中通过搅拌可以使加入酶的初提细胞水与樱花残渣混匀，充分浸润所有樱花残渣，保证酶解的进行。
收集过程中进行冷凝，冷凝温度为-10℃～8℃。
本发明的提取方法适用于各个品种的樱花的提取。
本发明的提取方法不需添加其他溶剂，得到的樱花细胞水100％是由樱花提取出来的，纯度高，绿色天然。
通过本发明的方法提取得到的樱花细胞水，可应用于用于食品、保健品、药品及化妆品领域。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明通过低温-真空(减压)技术与酶解技术的有机结合来提取樱花细胞水，工序简单，提取率高。相比于单一的低温-真空(减压)提取技术，细胞水的提取率更高且能提取出更多的挥发性活性成分；同时又避免了传统酶解法容易酶解过度使提取液具有杂味的问题。
通过本发明方法提取得到的樱花细胞水，无色澄清透明；富含40多种挥发性活性成分；芳香浓郁，安全性高，具有一定的抑菌性；利用价值高，能够应用于食品、保健品、药品及化妆品等领域。
附图说明
图1为实施例1樱花细胞水安全性测试数据柱状图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例和对比例采用当日采摘的广东从化新鲜樱花(花瓣鲜嫩饱满、未腐烂和未霉变)进行提取实验。
实施例1：
将50kg樱花投入150L低温提取设备，不加入任何溶剂，在45℃，压力-90kPa下初步提取，樱花细胞水形成蒸气并冷凝收集液体，提取1.5小时，得到初提细胞水和初提残渣，在初提细胞水中加入150g纤维素酶和25g果胶酶后再倒入初提残渣中，在45℃、压力-90kPa下再次提取5小时；全程搅拌为30转/分，冷凝温度为-5℃；收集得到35.1kg樱花细胞水，无色澄清透明，芳香浓郁。提取率为70.2％。
实施例2：
将50kg樱花投入150L低温提取设备，不加入任何溶剂，在30℃，压力-100kPa下初步提取，樱花细胞水形成蒸气并冷凝收集液体，提取1.5小时，得到初提细胞水和初提残渣，在初提细胞水中加入175g纤维素酶和20g果胶酶后再倒入初提残渣中，在50℃、压力-85kPa下再次提取4小时；全程搅拌为45转/分，冷凝温度为-5℃；收集得到34.7kg樱花细胞水，无色澄清透明，芳香浓郁。提取率为69.4％。
实施例3：
将50kg樱花投入150L低温提取设备，不加入任何溶剂，在65℃，压力-70kPa下初步提取，樱花细胞水形成蒸气并冷凝收集液体，提取1.5小时，得到初提细胞水和初提残渣，在初提细胞水中加入125g纤维素酶和30g果胶酶后再倒入初提残渣中，在35℃、压力-100kPa下再次提取6小时；全程搅拌为60转/分，冷凝温度为-5℃；收集得到37.3kg樱花细胞水，无色澄清透明，芳香浓郁。提取率为74.6％。
实施例4：
将50kg樱花投入150L低温提取设备，不加入任何溶剂，在45℃，压力-90kPa下初步提取，樱花细胞水形成蒸气并冷凝收集液体，提取1.8小时，得到初提细胞水和初提残渣，在初提细胞水中加入175g纤维素酶和25g果胶酶后再倒入初提残渣中，在45℃、压力-90kPa下再次提取5小时；全程搅拌为30转/分，冷凝温度为-5℃；收集得到35.8kg樱花细胞水，无色澄清透明，芳香浓郁。提取率为71.6％。
实施例5：
将50kg樱花投入150L低温提取设备，不加入任何溶剂，在45℃，压力-90kPa下初步提取，樱花细胞水形成蒸气并冷凝收集液体，提取2小时，得到初提细胞水和初提残渣，在初提细胞水中加入150g纤维素酶和25g果胶酶后再倒入初提残渣中，在35℃、压力-100kPa下再次提取6小时；全程搅拌为30转/分，冷凝温度为-5℃；收集得到37.6kg樱花细胞水，无色澄清透明，芳香浓郁。提取率为75.2％。
对比例1：
将50kg樱花投入150L低温提取设备，不加入任何溶剂，在45℃、-90kPa下提取，细胞水形成蒸气后冷凝收集液体，提取6.5小时，全程搅拌为30转/分，冷凝温度-5℃，得到30.1kg樱花细胞水，液体无色澄清透明，香味淡。提取率为60.2％。
对比例2：
将50kg樱花投入150L低温提取设备，与5kg水、150g纤维素酶和25g果胶酶混合后在45℃下搅拌6.5小时，搅拌速度为30转/分，结束后过滤(双重过滤：先离心机过滤，再采用0.22μm滤膜过滤)，得到38.2kg樱花细胞水(含有额外添加的5kg水)，液体为浅黄色，香味淡且异味重。提取率为66.4％(减去5kg水的重量)。
对比例3：
将50kg樱花投入150L低温提取设备，与5kg水、150g纤维素酶和25g果胶酶混合后在45℃下搅拌50分钟，后在45℃、-90kPa下提取5小时，樱花细胞水形成蒸气后冷凝收集液体，全程搅拌为30转/分，冷凝温度-5℃，收集得到39.4kg樱花细胞水(含有额外添加的5kg水)，无色澄清透明，香味清淡，有杂味。提取率为68.8％(减去5kg水的重量)。
对比例4：
将50kg樱花投入150L低温提取设备，不加入任何溶剂，在45℃，压力-90kPa下初步提取，樱花细胞水形成蒸气并冷凝收集液体，提取0.5小时，得到初提细胞水和初提残渣，在初提细胞水中加入150g纤维素酶和25g果胶酶后再倒入初提残渣中，在45℃、压力-90kPa下再次提取5小时；全程搅拌为30转/分，冷凝温度为-5℃；收集得到33.6kg樱花细胞水，无色澄清透明，芳香但不够浓郁。提取率为67.2％。
各项测试方法：
1、樱花细胞水挥发性活性成分分析：在80℃进样温度下进行顶空气质检测。
(1)仪器信息：Agilent 7980A GC；MS:5975C；50/30μm CAR/PDMS/DVB萃取纤维头，美国SUPELCO公司。
(2)GC-MS条件：色谱柱为HP-INNOWAX毛细管柱子(30m×0.25mm×0.25μm)；载气为He，流速1mL/min，分离比5:1；进样温度为250℃；升温程序为起始温度为40℃，保持5min，以8℃/min，升至250℃，保持5min。
质谱条件：EI电离源，能量70eV；离子源温度230℃，四极杆温度150℃，接口温度250℃，扫描范围30-400m/z。
(3)样品前处理：将5mL样品、1g NaCl置于20ml顶空瓶中，拧紧瓶盖。于搅拌模式80℃下平衡5min后，用固相微萃取针80℃下萃取5min，然后于进样口解析5min。
提供实施例1樱花细胞水挥发性活性成分分析结果数据，见表1。
表1：实施例1樱花细胞水挥发性活性成分分析结果(匹配度和相对含量低的成分不列出)
2、樱花细胞水喷雾防腐挑战测试
将实施例和对比例提取得到的樱花细胞水，添加到如下喷雾配方中(见表2)。接种一定数量的细菌和真菌，间隔0天、7天、14天、21天、28天按照美国药典USP32<51>微生物防腐功效测试的检测方法检测微生物数量变化情况。同时做空白对照，将樱花细胞水换成去离子水。测试结果见表4。
提供实施例1的樱花细胞水喷雾防腐挑战的测试数据，见表3。
表2：实验喷雾配方
| 原料 | 含量 |
| 丁二醇 | 2.4％ |
| 甜菜碱 | 0.04％ |
| 甘草酸二钾 | 0.05％ |
| 可溶性蛋白多糖 | 0.05％ |
| 蜂王浆提取物 | 0.05％ |
| 樱花细胞水 | 余量 |
| 柠檬酸 | 调节PH＝6-7 |
表3：实施例1樱花细胞水的防腐挑战测试结果数据
3、樱花细胞水安全性测试
HaCaT细胞为人永生表皮细胞系，对HaCaT细胞的细胞毒性，可作为对皮肤安全性的参考数据。正常细胞代谢旺盛，其线粒体内的琥珀酸脱氢酶，可将四唑盐类物质还原为带颜色的结晶状物质，沉积在细胞周围，该变化可通过酶标仪读取OD值，通过OD值与空白对照组的比较，可以得知细胞的相对生长情况。提供实施例1樱花细胞水的安全性测试结果，见附图1。
由图1数据说明了樱花细胞水对人体表皮细胞基本无毒性，安全性高。
实施例和对比例工艺结果分析：
表4：实施例和对比例所提取樱花细胞水的主要挥发性活性成分含量表及防腐挑战测试结果
续表4：
通过实施例和对比例比较，本发明先通过低温-真空(减压)技术对樱花进行初步提取，再利用初提细胞液的高渗透性，将其作为酶解溶剂，倒回初提残渣中并再次低温-真空(减压)提取得到的樱花细胞水，提取率高，且得到的樱花细胞水富含挥发性活性成分，利用价值高。具体的，对比例1采用单一的低温真空提取技术，提取率较低，且成分较少，香味淡。由对比例2可知，单一的酶提取法得到的细胞水含有较多杂质，异味重，且防腐性差；而且需额外加入水作为酶解溶剂，稀释了提取液，同时提取的挥发性活性成分少，导致香味淡，应用价值不高。对比例3先对樱花进行酶解一段时间，再采用低温-真空(减压)技术提取，会有酶解过度产生杂味的问题；而且采用水作为酶解溶剂，由于水的渗透性差，且外加的水会稀释提取液，导致了提取率较低、细胞水香味淡等缺陷。由对比例4可知，由于初提时间过短，初提细胞水太少，导致酶解程度过低，相对于实施例1提取率较低，并且活性成分含量较少导致香味较淡。
Claims (7)
1.一种樱花细胞水的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：不加入溶剂，将樱花在温度30℃～65℃、压力-60kPa～-101kPa下初步提取，樱花细胞水形成蒸气并冷凝收集液体，提取1～2小时，得到初提细胞水和初提樱花残渣，在初提细胞水中加入初始樱花总重量为基准的0.2%～0.4%的纤维素酶和0～0.1%的果胶酶后再倒回初提樱花残渣中，在温度35℃～50℃、压力-80kPa～-101kPa条件下再次提取4～6小时，收集得到樱花细胞水。
2.根据权利要求1所述的樱花细胞水的提取方法，其特征在于，所述的初步提取温度为35℃～50℃、压力条件为-80kPa～-101kPa。
3.根据权利要求1所述的樱花细胞水的提取方法，其特征在于，纤维素酶的加入量为0.25%～0.35%，果胶酶加入量为0.01%～0.06%。
4.根据权利要求1所述的樱花细胞水的提取方法，其特征在于，在提取过程中进行搅拌，搅拌速度为1～150转/分钟。
5.根据权利要求1所述的樱花细胞水的提取方法，其特征在于，收集过程中进行冷凝，冷凝温度为-10℃～8℃。
6.根据权利要求1所述的樱花细胞水的提取方法，其特征在于，所述的樱花未腐烂和未霉变。
7.权利要求1~6任一项所述的提取方法得到的樱花细胞水的应用，其特征在于，用于食品、保健品、药品及化妆品领域。
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