專利名稱：纖維素酶協(xié)同超聲輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于涉及花生殼黃酮類化合物的提取方法，具體涉及一種纖維素酶協(xié)同超聲波輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法。
背景技術：
花生(Peanut)來源于豆科一年生草本植物花生(Arachis hypogaea L.)的干燥莢果，花生殼(Peanut hull)是其莢果的外殼，花生殼中含有大量的以木犀草素為代表的黃酮類化合物，研究表明，花生殼中所含的黃酮類化合物與其生理活性密切相關，花生殼中含有的黃酮類物質具有降血壓、降血脂、擴張冠狀動脈、抗氧化、鎮(zhèn)咳、祛痰平喘、抗菌抗炎、增強免疫和抗腫瘤等多種藥理活性，它們是以黃酮(2-苯基色原酮)為母核，黃酮母核上連有烴基、甲氧基、氫氧基等到取代基，是植物經過光合作用產生的，按結構可分為黃酮類、黃烷醇類、異黃酮類、二氫黃酮類、二氫黃酮醇類、橙酮類、黃烷酮類、花色素類、查耳酮、色原酮寸。花生中含有的黃酮類化合物的生理活性越來越受到人們的普通關注和重視，其生理活性表現在抗氧化、抗癌、抗腫瘤、抗炎、抗心腦血管疾病、免疫調節(jié)、抑菌抗病毒、降血糖血脂等作用。在黃酮類化合物的提取技術上，主要有水提法、醇提法、堿水或堿性稀醇提取法、 微波法、超聲波法等，但都具有各自的局限性，如水提法提取率低；堿性水或者是堿性稀醇提取法采用了大量的堿，生產過程中的堿性廢水造成環(huán)境污染，增加了環(huán)境治理成本；有機溶劑提取法的不足之處在于該方法中采用了大量的有機溶劑，溶劑消耗量大、操作時間長、 有效成分得率不高；超臨界萃取法成本較高，不適合大規(guī)模的工業(yè)化生產。ZL200910000036. 9公開了一種利用超聲波輔助化學法浸提花生殼黃酮的新方法， 該方法的特征是在花生殼的黃酮類化合物的提取過程中，采用超聲波輔助的方法來提取， 其優(yōu)點是利用超聲波輔助化學法取代傳統(tǒng)的溶劑方法，降低了黃酮的生產成本，縮短了黃酮的提取時間，提高了黃酮的產量，更適合規(guī)模化的工業(yè)生產；該方法的缺點是，由于花生殼的提取中，是將花生殼與石油醚混合超聲提取的，超聲波輔助提取的本質還是采用有機試劑提取，有機試劑用量不會減少，還是帶來了一定的環(huán)境問題，增加了后續(xù)的有機溶劑處理的難度和成本。纖維素酶協(xié)同超聲波輔助提取法是一種新的輔助提取總黃酮的方法，下述的文獻公開了采用該方法提取黃酮的具體步驟，如中國專利公開的CN 101029320 B《纖維素酶協(xié)同超聲波提取豆粕異黃酮的方法》，該方法先在水介質下采用纖維素酶提取30 50min，再加入85%的酒精提取30 50min，然后進行功率為800 1000W，頻率為20 25KHz的條件下超聲波提取6 Smin ；姚超、于海寧等報道的《酶解結合超聲波輔助技術提取純化菊米總黃酮》，該方法先在水介質下酶解6小時，再添加體積分數為50%的乙醇超聲波提取30min， 上述兩種方法的共同特點是纖維素酶的酶解均在水介質下進行，把纖維素酶處理、超聲波處理和乙醇提取技術進行了簡單的串聯(lián)，雖然這幾種提取方式的疊加能提高提取率，但是以上兩種方法缺點是，纖維素酶和乙醇的用量大，而且其提取過程比較復雜，耗能大，耗時長。王新、肖凱軍報道的《纖維素酶-超聲輔助提取麥麩總黃酮的工藝研究》是通過優(yōu)化工藝，將纖維素酶、超聲波和乙醇在提取總黃酮中的作用結合起來進行一步提取，在超聲波條件下，在乙醇/水介質中進行纖維素酶處理。這種方法相對于上一種方法的優(yōu)點在于提取過程一步到位，乙醇和酶用量少，超聲功率低，提取時間短，且提取物得率和抗氧化活力高。難點在于工藝并不是簡單的疊加，在參數優(yōu)化過程中需要考慮的影響因素非常復雜， 所需的技術含量要求更高。因此需要針對上述的對花生殼中黃酮的提取方法進行改進，使其克服以上方法中的缺點，縮短提取時間，提高其提取率和提取效率，降低成本。

發(fā)明內容
為了解決上述的技術問題，本發(fā)明提供了一種反應條件溫和、提取率高、無污染、 提取時間短、提取效率高的纖維素酶協(xié)同超聲波輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法。一種纖維素酶協(xié)同超聲波輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法，該方法與CN 101029320 B中公開的方法不同之處在于，CN 101029320 B在水作為介質的條件下先采用纖維素酶解一段時間，再在乙醇中提取一段時間，然后進行超聲波處理；本發(fā)明突出的特點是，在粉碎后的花生殼粉中加入乙醇水溶液，再加入纖維素酶，同時超聲波提取黃酮類化合物，也就是說本發(fā)明的方法是以乙醇水溶液為介質，在乙醇水溶液中加入纖維素酶的同時協(xié)同超聲波提取花生殼黃酮類化合物。本發(fā)明的纖維素酶超聲輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法，包括下述的步驟
a.將花生殼清洗、除雜，在40 70°C下烘30 60min，粉碎至細度為40 80目，得花生殼粉；
b.將步驟a中的花生殼粉加入到30% 60%的乙醇水溶液中，混合料液比為1 10 30，攪拌均勻并加熱至40 60°C，調節(jié)溶液pH值為4. 5 6. 0，加入占花生殼粉重量 0. 4% 0. 7%的纖維素酶水解花生殼粉，設定超聲功率40 100W，恒溫50°C下保持30 50min后沸水浴滅酶5 8min，得浸提液料混合物；
c.將步驟b中的浸提液料混合物真空抽濾，對濾液進行濃縮，并回收溶劑，將濃縮液冷凍干燥，得黃酮類化合物的粗品。優(yōu)選的，以上的乙醇水溶液濃度為30% 50% ；最優(yōu)選的乙醇水溶液的濃度為 40%。優(yōu)選的，以上的超聲功率40 80W ；最優(yōu)選的超聲功率60W。優(yōu)選的，纖維素酶的用量為花生殼粉重量的0. 4% 0. 6% ；最優(yōu)選的纖維素酶的用量為花生殼粉重量的0. 5%。以上所說的步驟b中，將經過步驟a粉碎至60目的花生殼粉加入到40%的乙醇水溶液中，料液比為1 :20，攪拌均勻并加熱至50°C，調節(jié)溶液pH值為5. 5，添加占花生殼重量 0. 5%的纖維素酶，設定超聲功率60W，恒溫50°C下保持40min后沸水浴滅酶6min，得浸提液料混合物。本發(fā)明克服的技術難題是，由于在乙醇中酶的活性遠遠低于其在水中的活性，因
4此以乙醇為介質和提取劑，在其中加入纖維素酶來對花生殼粉物料進行酶解，纖維素酶的活性會受到影響，從而影響到提取率，因此要使酶在乙醇中能很好的發(fā)揮其作用，將其受到乙醇的影響降至最低。本發(fā)明采用的方法是將乙醇的體積分數控制在一定的范圍內，在該范圍下，纖維素酶受到乙醇的影響較小，能很好的發(fā)揮其酶解的作用，而且乙醇也能很好的發(fā)揮其作為提取劑的作用。本發(fā)明克服的另外一個難題是，由于超聲波的功率會對酶的活性產生影響，超聲波功率太大，不僅增加了提取過程中的能耗，還會使酶的活性降低，從而影響纖維素酶提取黃酮類化合物的效率；超聲波功率太小，則不能很好的發(fā)揮超聲波作為提取方式的作用，因此本發(fā)明得到了一個合適的超聲波功率的范圍，在該范圍內，纖維素酶的活性能很好的發(fā)揮其作用，而且超聲波也能發(fā)揮其作用，提高提取率。本發(fā)明的有益效果是
(1)在提取的過程中，以乙醇水溶液為介質，在含有花生殼粉物料的該介質中加入酶的同時采用超聲波提取，協(xié)同作用于花生殼粉，與分段式提取方法相比，也就是與先以水為介質酶解提取、再用乙醇提取、然后再超聲波提取的方法相比，本發(fā)明的方法要節(jié)省2 3h， 大大的縮短了其提取時間，提高了提取率；
(2)本發(fā)明使用的乙醇水溶液其濃度較分段式提取方法的要低，而本發(fā)明的提取效果卻與分段式方法的大致相同，減少了乙醇水溶液的用量，節(jié)約了成本；
(3)本發(fā)明與分段式的提取方法相比，其超聲功率較低，減少了能源的消耗，卻能達到相同的效果；
另外，與傳統(tǒng)的有機溶劑提取方法相比，本發(fā)明采用纖維素酶提取花生殼黃酮類化合物，其反應條件溫和，無毒副作用，不會帶來污染環(huán)境。
具體實施例方式下面結合具體實施例對本發(fā)明作更進一步的說明，以便本領域的技術人員更了解本發(fā)明，但并不以此限制本發(fā)明。實施例1
挑選無蟲、無霉爛的花生殼，用水清洗干凈，于55°C下烘干至水分含量為5%左右，再用粉碎機粉碎，將粉碎后的花生殼過60目篩，收集篩下花生殼粉作為原料；取IOg過篩后的花生殼粉加入到200mL 40%乙醇水溶液中，攪拌均勻并加熱至50°C，調節(jié)溶液pH5. 5，加入占花生殼粉重量0. 5%的纖維素酶混勻，同時啟動超聲波提取，超聲波功率設置為60W，恒溫 50°C下保持提取40min，后沸水浴滅活5min，得浸提液料混合物；將上述液料混合物真空抽濾，濾液經真空旋轉蒸發(fā)濃縮，回收溶劑，將濃縮液冷凍干燥，得花生殼黃酮類化合物粗品。經測定，花生殼黃酮類化合物的提取率為2. 05%,該提取率是指從IOOg花生殼粉中可以提取出2. 05g總黃酮，以下實施例中所說的提取率均同此計算方法。對照例1
挑選無蟲、無霉爛的花生殼，用水清洗干凈，于55°C下烘干至水分含量為5%左右，再用粉碎機粉碎，將粉碎后的花生殼過60目篩，收集篩下花生殼粉作為原料；取IOg花生殼粉加入到120mL水溶液中，加入占花生殼粉重量0. 5%的纖維素酶，調節(jié)溶液pH5. 5，攪拌均勻并加熱至50°C，提取1. 5h后沸水浴滅活5min;再加入80mL無水乙醇，混合均勻，在室溫下保持Ih;
啟動超聲波發(fā)生器提取，將超聲波功率設置為60W，恒溫50°C下保持提取40min，得浸提液料混合物；將上述液料混合物真空抽濾，濾液經真空旋轉蒸發(fā)濃縮，回收溶劑，將濃縮液冷凍干燥，得花生殼黃酮類化合物粗品。經測定，花生殼黃酮類化合物的提取率為1. 96%。對照例2
挑選無蟲、無霉爛的花生殼，用水清洗干凈，于55°C下烘干至水分含量為5%左右，再用粉碎機粉碎，將粉碎后的花生殼過60目篩，收集篩下花生殼粉作為原料；取IOg花生殼粉加入到120mL水溶液中，加入占花生殼粉重量0. 5%的纖維素酶，調節(jié)溶液pH5. 5，攪拌均勻并加熱至50°C，提取1. 5h后沸水浴滅活5min;
再加入無水乙醇80mL，混合均勻，同時啟動超聲波發(fā)生器提取，將超聲波功率設置為 60W，恒溫50°C下保持提取40min，得浸提液料混合物；將上述液料混合物真空抽濾，濾液經真空旋轉蒸發(fā)濃縮，回收溶劑，將濃縮液冷凍干燥，得花生殼黃酮類化合物粗品。經測定，花生殼黃酮類化合物的提取率為1. 90%。對照例3
挑選無蟲、無霉爛的花生殼，用水清洗干凈，于55°C下烘干至水分含量為5%左右，再用粉碎機粉碎，將粉碎后的花生殼過60目篩，收集篩下花生殼粉作為原料；取IOg花生殼粉加入到200mL 40%乙醇水溶液中，攪拌均勻并加熱至50°C，調節(jié)溶液pH5. 5，加入占花生殼粉重量0. 5%的纖維素酶混勻，恒溫50°C下保持提取1. 5h后沸水浴滅活5min ；
啟動超聲波發(fā)生器提取，將超聲波功率設置為60W，恒溫50°C下保持提取40min，后沸水浴滅活5min，得浸提液料混合物；將上述液料混合物真空抽濾，濾液經真空旋轉蒸發(fā)濃縮，回收溶劑，將濃縮液冷凍干燥，得花生殼黃酮類化合物粗品。經測定，花生殼黃酮類化合物的提取率為，1. 97%。
權利要求
1.一種纖維素酶協(xié)同超聲波輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法，其特征在于，在乙醇水溶液中加入花生殼粉，再加入纖維素酶，加入纖維素酶的同時超聲波提取黃酮。
2.如權利要求1所述的一種纖維素酶超聲輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法，包括下述的步驟a.將花生殼清洗、除雜，在40 70°C下烘30 60min，粉碎至細度為40 80目，得花生殼粉；b.將步驟a中的花生殼粉加入到濃度為30% 60%的乙醇水溶液中，混合料液比為1:10 30，該料液比是指花生殼粉的重量與乙醇水溶液的體積比，以下提到的料液比均同，攪拌均勻并加熱至40 60°C，調節(jié)溶液pH值為4. 5 6. 0，加入占花生殼粉重量 0. 4% 0. 7%的纖維素酶水解花生殼粉，設定超聲功率40 100W，恒溫50°C下保持30 50min后沸水浴滅酶5 8min，得浸提液料混合物；c.將步驟b中的浸提液料混合物真空抽濾，對濾液進行濃縮，并回收溶劑，將濃縮液冷凍干燥，得黃酮類化合物粗品。
3.如權利要求1所述的一種纖維素酶超聲輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法，其特征在于所述的乙醇水溶液的濃度為30% 50%。
4.如權利要求3所述的一種纖維素酶超聲輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法，其特征在于所述的乙醇水溶液的濃度為40%。
5.如權利要求1所述的一種纖維素酶超聲輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法，其特征在于所述的超聲功率40 80W。
6.如權利要求5所述的一種纖維素酶超聲輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法，其特征在于所述的超聲功率60W。
7.如權利要求1所述的一種纖維素酶超聲輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法，其特征在于所述的纖維素酶的用量為花生殼粉重量的0. 4% 0. 6%。
8.如權利要求7所述的一種纖維素酶超聲輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法，其特征在于所述的纖維素酶的用量為花生殼粉重量的0. 5%。
9.如權利要求2所述的一種纖維素酶超聲輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法，其特征在于將經過步驟a粉碎至60目的花生殼粉加入到40%的乙醇水溶液中，料液比為1 :20， 攪拌均勻并加熱至50°C，調節(jié)溶液pH值為5. 5，添加占花生殼重量0. 5%的纖維素酶，設定超聲功率60W，恒溫50°C下保持40min后沸水浴滅酶6min，得浸提液料混合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及花生殼黃酮類化合物的提取方法，具體涉及一種纖維素酶協(xié)同超聲波輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法。一種纖維素酶協(xié)同超聲波輔助提取花生殼黃酮類化合物的方法，其特征在于，在乙醇水溶液中加入花生殼粉，再加入纖維素酶，加入纖維素酶的同時超聲波提取黃酮。本發(fā)明的優(yōu)點是采用纖維素酶和超聲波協(xié)同作用，在乙醇作為介質和提取劑的條件下對花生殼粉進行提取，采用該方法提取花生殼中的黃酮，不僅大大的縮短了提取時間，提高了其提取效率，極大地降低了提取成本，而且提取條件溫和，用酶部分代替了傳統(tǒng)提取方式中所采用的有機溶劑來提取花生殼黃酮類化合物，減少了有機溶劑帶來的環(huán)境污染。
文檔編號A61P37/02GK102335224SQ20111019433
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月12日 優(yōu)先權日2011年7月12日
發(fā)明者劉孝永, 孫欣, 杜方嶺, 王文亮, 祝清俊, 裘紀瑩, 陳蕾蕾 申請人:山東省農業(yè)科學院農產品研究所