CN104004048B - 皱皮木瓜高利用率提取及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种皱皮木瓜高利用率提取及加工方法；将皱皮木瓜鲜果经切碎后进行榨汁，分离后的木瓜原浆用来提取SOD酶和木瓜汁液，剩余的果皮和果渣部分用来制备齐墩果酸和动物饲料。在本发明的整个工艺过程中，尽可能多地利用皱皮木瓜的各个部分，同时尽可能少的引入有害有机溶剂，同时尽可能少的产生废弃物；因此，本发明的方法具有高利用率和生态环保性，为皱皮木瓜价值的充分利用提供了技术支持，同时也为种植者带来尽可能多的经济价值，具有非常高的推广价值和前景。

Description

皱皮木瓜高利用率提取及加工方法

技术领域

本发明涉及一种皱皮木瓜高利用率提取及加工工艺，属于蔬果深加工工艺方法研究领域。

背景技术

皱皮木瓜(Chaenomeles speciosa(Sweet)Nakai)是一种药食同源植物，富含多种生物活性成分。我国是皱皮木瓜原产地，其主要分布于华东、华中及西南等地。

皱皮木瓜中富含多种人体所需的生物活性成分，如有机酸、五环三萜类、黄酮类、皂苷类、酚类、超氧化物歧化酶、挥发油类、维生素类、微量元素等。其中有机酸、黄酮类和超氧化物歧化酶因具有较高的药用性和抗氧化活性，价值较大。

皱皮木瓜中有机酸及单宁成分较高，且果实质地坚硬、纤维较多、维管束发达、口感酸涩，不宜直接食用，因此其加工技术在皱皮木瓜的利用上显得尤为重要。

目前对于该皱皮木瓜的加工还处于比较初级阶段，主要用作中药饮片(通过直接切片晒干)、木瓜汁、木瓜醋以及木瓜罐头等方面的开发。而对于大量废弃的木瓜皮及渣等物料有的直接丢弃，有的用来沤肥或晒干作为饲料。而以上的简单加工对于含有丰富有机酸、超氧化物歧化酶的该品种来说，其利用价值和利用率就显得过低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种皱皮木瓜高利用率提取及加工方法。本发明的方法在现有提取技术的基础上，进行各种提取技术的组合、优化和提升，通过对皱皮木瓜有效成分的鉴定，制定了尽可能多地利用其各个部分的技术工艺路线，该技术路线将在尽可能少的引入有机溶剂或使用无害溶剂的基础上，尽可能多的获得其有效成分/组分，最大程度提高其经济利用价值。选定提取的皱皮木瓜有效成分/组分分别为超氧化物歧化酶(SOD酶)、齐墩果酸以及木瓜汁液，剩余残渣用来制备动物饲料。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明涉及一种皱皮木瓜高利用率提取及加工方法，所述方法包括如下步骤：

A、皱皮木瓜与水混合后粉碎至糊状，常规过滤，对滤出液进行离心分离；

B、上清液经0.22μm孔径过滤膜过滤；

C、滤过液经截留分子量为50,000超滤膜包过滤；

D、滤过液经截留分子量为5,000超滤膜包过滤；

E、截留液通过丙酮法进行SOD酶沉淀，沉淀物经低温冷冻干燥，得SOD酶；

F、将所述5,000超滤膜包过滤的滤过液和50,000超滤膜包过滤的截留液合并，得木瓜汁液原料；

G、将所述常规过滤的滤渣以及离心分离所得的沉淀物在超声波辅助下进行无水乙醇浸提、过滤；滤清液去除乙醇后得齐墩果酸粗品，残渣烘干、粉碎、过筛得动物饲料。

上述步骤中，通过常规过滤法去除粗纤维；0.22μm孔径过滤膜过滤去除菌和大分子颗粒物质、截留分子量为50,000超滤膜包过滤去除部分杂蛋白、截留分子量5,000的超滤膜过滤包进行过滤去除无机物和离子。本发明的工艺流程尽可能减少有害有机溶剂的使用环节和使用量，同时产生的尽可能多的产物来提高皱皮木瓜的使用价值。制得的SOD酶产物可进一步作为其他产品的原料使用；此外，由于皱皮木瓜鲜果切碎并进行常规过滤后的上清液首先采用过0.22μm滤膜，已经去除细菌及大颗粒物，而在之后的超滤过程中没有任何溶剂及其他污染物的引入，因此，将所述5,000超滤膜包过滤的滤过液和50,000超滤膜包过滤的截留液在洁净的环境中进行合并，制得的木瓜汁液原料可作为开发木瓜汁饮料、木瓜醋和其他添加木瓜汁液产品的原料。

优选的，步骤A中，皱皮木瓜鲜果切成重量为30～50g块状，然后与两倍质量的水进行混合；粉碎至糊状后还包括浸提1h，浸提过程中以50～100转/分钟的速度进行搅拌的步骤。浸提的目的在于催进酶的溶出。

优选的，所述常规过滤具体为：经45°交叉叠放的8层医用纱布过滤后得粗过滤液，再用快速滤纸进行减压抽滤，得到粗酶液；所述离心分离具体为：将所述粗酶液快速加热到60℃并保持20min，停止加热，静止到室温后以5000r/min速度离心15min。

优选的，步骤C是以300ml/min的速度进行超滤。超滤目的在于去除分子量交大的杂蛋白，透过液作为SOD酶进一步提取的原料，而截留液作为木瓜汁液产品的原料留存，该步骤截留液：透过液＝1:9。

优选的，步骤D是以200ml/min的速度进行超滤。超滤目的在于除去小分子无机物及离子，截留液为SOD酶浓缩液，而透过液留作木瓜汁类产品原料，该步骤截留液：透过液＝2:1。

优选的，步骤E中，丙酮预冷到4℃，与所述截留液混合均匀后置于-20℃冰柜中过夜，然后在4℃条件下，在12000r/min速度下离心，取沉淀部分，再用丙酮洗涤三次，最后取得的沉淀通过工作压力50Pa、升华温度为45℃、解析温度为60℃低温冷冻干燥法得到干燥SOD酶粉末；所述截留液与丙酮的体积比为1:1。制得的SOD酶冻干粉-20℃保存备用。

优选的，步骤G中，所述无水乙醇浸提是在60℃超声波辅助下进行的，浸提时间为20min，料液比为1:20。

优选的，步骤G中，所述去除乙醇具体为：通过60℃旋转浓缩法去除乙醇。

浸提结束，将物料用45°交叉叠放的8层医用纱布进行过滤，得到粗过滤液，然后用快速滤纸级进行减压抽滤，得到澄清液。澄清液采用旋转蒸发的手段去除乙醇，得到棕色粘稠液体，随后加入物料重量10倍的蒸馏水进行两次水洗，静置后通过抽滤进行固液分离，取上层粉末即为齐墩果酸粗品，随后在工作压力50Pa、升华温度为55℃、解析温度为70℃条件下真空干燥进一步去除水分。截留的滤渣则可以动物饲料的原料，其富含纤维素和多糖类物质。

优选的，步骤G中，所述去除乙醇后得到的齐墩果酸粗品依次经石油醚脱脂、以乙醇为溶剂的活性炭脱色、低温结晶法得到齐墩果酸纯品。

由于齐墩果酸是难溶于水的，因此其主要存在于果渣和果皮之中；因此将皱皮木瓜鲜果切块粉碎后进行常规过滤时被截留的果皮和果渣部分将作为提取齐墩果酸的原料，通过使用无害溶剂无水乙醇作为溶剂在60℃超声波辅助下进行浸提20min，然后用常规方法过滤取清液部分，再通过60℃旋转浓缩法去除乙醇后得到齐墩果酸纯品。之后再通过石油醚脱脂、以乙醇为溶剂的活性炭脱色、低温结晶法得到齐墩果酸纯品。该工艺流程浸提过程采用乙醇作为溶剂，使产生的大量残渣可以再利用，而不是成为垃圾增加环境污染和负担。石油醚脱脂、以乙醇为溶剂的活性炭脱色、低温结晶法具体为：得到的粗品再以石油醚为溶剂，用索氏提取器进行脱脂，以毛玻璃检测虹吸管流出溶剂基本没有脂肪时停止，脱脂完成。随后在相同真空冷冻干燥条件下处理得到齐墩果酸粉末。然后再将脱脂后的齐墩果酸粗品用少量100％乙醇溶解，加热回流，逐步加入乙醇制成热饱和溶液，加入活性炭至沸腾后0.5h进行脱色。接着进行热过滤并快速转移滤液，滤液冷却后，析出晶体，并进行重结晶，得到齐墩果酸纯品。

优选的，步骤G中，所述烘干温度为60℃；所述过筛为过10～20目筛。

由于浸提齐墩果酸过滤中产生的大量的残渣只含有乙醇溶剂，而乙醇是一种无害溶剂，所以残渣可以作为动物饲料原料使用。其加工工艺流程为：残渣先在60℃下进行干燥处理，然后将干燥后的滤渣用粉碎机进行再一次的粉碎，并过10-20目筛。过筛部分为合格部分，而不过筛部分继续粉碎至合格。该动物饲料可以直接使用，也可以作为配方饲料的原料使用。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明在整个工艺过程中，最大化地考虑了单位面积上产出的皱皮木瓜的经济效益、生态友好性以及可持续发展性。工艺发明中，通过各种实验对皱皮木瓜各个部分的有效物质进行了测定，同时根据测定结果来制定最佳试验方案以达到损耗最低能源来获得最大的有益产出的目的。在所述方法步骤A.中，皱皮木瓜+水进行粉碎过程中，现有技术的通常做法为加入pH 7.8及以上的磷酸缓冲液来增加酶的活性，但提取酶后的所有液体部分及残渣部分将不能再作为果汁及动物饲料的开发原料，在降低了其经济价值的同时，对环境造成了沉重的负担。同时在SOD酶浓缩和纯化阶段，本发明采用了膜过滤的方式而非硫酸铵+丙酮沉淀方式，使得大量的液汁可以作为木瓜饮料的原料使用，在总经济价值上及生态友好性上都得到了很大的提升。在齐墩果酸的提取过程中，考虑到乙醇溶剂的安全性及皱皮木瓜含有丰富的纤维和微量元素，残渣是通过加工成动物饲料的形式而非简单的作为大田肥料来进一步提升了其经济利用价值。因此本发明中在尽可能多地利用皱皮木瓜的各个部分，同时尽可能少的引入有害有机溶剂，同时尽可能少的产生废弃物；因此，本发明的方法具有高利用率和生态环保性，为皱皮木瓜价值的充分利用提供了技术支持，同时也为种植者带来尽可能多的经济价值，具有非常高的推广价值和前景。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明的皱皮木瓜高利用率提取及加工方法的流程示意图。

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

本实施例涉及一种皱皮木瓜高利用率有效成分/组分提取及加工方法；将皱皮木瓜鲜果经切碎后进行榨汁，分离后的木瓜原浆用来提取SOD酶和木瓜汁液，剩余的果皮和果渣部分用来制备齐墩果酸和动物饲料。木瓜鲜果采摘后的储存条件为4℃冷库中保存，保存期为2-3个月。总的技术路线如图1所示，具体包括如下步骤：

A、将200g木瓜洗净切块(果块大小为30～50g/块),按照木瓜：水＝1：2重量比加入自来水400g，随后用搅拌机进行匀浆，静止1小时，然后用45°交叉叠放的8层医用纱布过滤进行过滤，得到粗过滤液，然后用快速滤纸级进行减压抽滤，得到粗酶液待用。该过程得果渣67g。

B、所得粗酶液加热到60℃并保持20min进行热变性，后静止到室温，然后在5000r/min的速度下离心15min，上清液作为SOD酶进一步提取原料，上清液定容到550ml。

C、将550ml的上清液过0.22μm滤膜，之后以300ml/min的速度通过截留分子量为50,000的超滤膜包，透过液作为SOD酶进一步提取的原料为490ml，截留液为50ml，损耗10ml。随后以200ml/min的速度用截留分子量为5,000的超滤膜包，截留液为SOD酶浓缩液，体积为180ml。透过液350ml。在180ml的SOD酶浓缩液加入180ml的冷却到4℃的100％丙酮，并将搅拌均匀的混合液放置在-20℃冰柜中过夜，然后4℃条件下，在12000r/min速度下离心，取沉淀部分，用少量丙酮洗涤三次，得到浓稠沉淀约6.25ml，最后取得的沉淀通过工作压力50Pa、升华温度为45℃、解析温度为60℃低温冷冻干燥法得到干燥SOD酶粉末约5.6g。制得的SOD酶冻干粉-20℃保存备用。

D、将在截留分子量为50,000的超滤膜包过滤中的截留液50ml和截留分子量为5,000的超滤膜包的透过液350ml合并，4℃下保存作为木瓜汁类产品的原料使用。

E、将67g果渣中加入1300ml的无水乙醇，在60℃并用频率为59KHZ微波辅助下浸提20分钟，浸提结束，用45°交叉叠放的8层医用纱布过滤进行过滤，取上清液在60℃旋转浓缩法去除乙醇后得到齐墩果酸粗品约5.3g，将得到的齐墩果酸粗品中加入50ml蒸馏水，进行两次水洗，静置之后抽滤取上层粉末，进行真空干燥齐墩果酸粗品粉末，挥发乙醇进行回收再次使用。然后加入50ml石油醚进行脱脂，旋转蒸发去除石油醚，然后加入50ml60℃热无水乙醇并加入50g活性炭进行脱色，在60迅速过滤得清液，将清液进行低温结晶和重结晶，即得齐墩果酸纯品，得率约为1.63％，即1.09g。

F、将齐墩果酸提取过程中约61.7g的滤渣和SOD酶热变性时产生的沉淀滤渣约4g一并进行烘干，得干果渣约13～16g，作为动物饲料及动物饲料原料进行开发利用。

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。

Claims (10)

1.一种皱皮木瓜高利用率提取及加工方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

A、皱皮木瓜与水混合后粉碎至糊状，常规过滤，对滤出液进行离心分离；

B、上清液经0.22μm孔径过滤膜过滤；

C、滤过液经截留分子量为50,000超滤膜包过滤；

D、滤过液经截留分子量为5,000超滤膜包过滤；

E、截留液通过丙酮法进行SOD酶沉淀，沉淀物经低温冷冻干燥，得SOD酶；

F、将所述5,000超滤膜包过滤的滤过液和50,000超滤膜包过滤的截留液合并，得木瓜汁液原料；

G、将所述常规过滤的滤渣在超声波辅助下进行无水乙醇浸提、过滤；滤清液去除乙醇后得齐墩果酸粗品，残渣烘干、粉碎、过筛得动物饲料。

2.如权利要求1所述的皱皮木瓜高利用率提取及加工方法，其特征在于，步骤A中，皱皮木瓜鲜果切成重量为30～50g块状，然后与两倍质量的水进行混合；粉碎至糊状后还包括浸提1h，浸提过程中以50～100转/分钟的速度进行搅拌的步骤。

3.如权利要求1所述的皱皮木瓜高利用率提取及加工方法，其特征在于，步骤A中，所述常规过滤具体为：经45°交叉叠放的8层医用纱布过滤后得粗过滤液，再用快速滤纸进行减压抽滤，得到粗酶液；所述离心分离具体为：将所述粗酶液快速加热到60℃并保持20min，停止加热，静止到室温后以5000r/min速度离心15min。

4.如权利要求1所述的皱皮木瓜高利用率提取及加工方法，其特征在于，步骤C是以300ml/min的速度进行超滤。

5.如权利要求1所述的皱皮木瓜高利用率提取及加工方法，其特征在于，步骤D是以200ml/min的速度进行超滤。

6.如权利要求1所述的皱皮木瓜高利用率提取及加工方法，其特征在于，步骤E中，丙酮预冷到4℃，与所述截留液混合均匀后置于-20℃冰柜中过夜，然后在4℃条件下，在12000r/min速度下离心，取沉淀部分，再用丙酮洗涤三次，最后取得的沉淀通过工作压力50Pa、升华温度为45℃、解析温度为60℃低温冷冻干燥法得到干燥SOD酶粉末；所述截留液与丙酮的体积比为1:1。

7.如权利要求1所述的皱皮木瓜高利用率提取及加工方法，其特征在于，步骤G中，所述无水乙醇浸提是在60℃超声波辅助下进行的，浸提时间为20min，料液比为1:20。

8.如权利要求1所述的皱皮木瓜高利用率提取及加工方法，其特征在于，步骤G中，所述去除乙醇具体为：通过60℃旋转浓缩法去除乙醇。

9.如权利要求1或8所述的皱皮木瓜高利用率提取及加工方法，其特征在于，步骤G中，所述去除乙醇后得到的齐墩果酸粗品依次经石油醚脱脂、以乙醇为溶剂的活性炭脱色、低温结晶法得到齐墩果酸纯品。

10.如权利要求1所述的皱皮木瓜高利用率提取及加工方法，其特征在于，步骤G中，所述烘干温度为60℃；所述过筛为过10～20目筛。