CN105030878A - 一种提取蓝莓果实多种活性成分的方法 - Google Patents

Abstract

一种提取蓝莓果实多种活性成分的方法，包括：将干燥粉碎的蓝莓果皮渣先酶水解，然后微波提取，固液离心分离，微孔滤袋精滤，合并滤液；滤液用超滤膜脱色除杂，再膜分离，将截留液真空浓缩，醇沉，干燥得蓝莓多糖提取物；将超滤透析液上大孔树脂过柱吸附，再用乙醇洗脱解析，解析液纳滤膜分离、浓缩，截留液真空浓缩，冷冻干燥，得蓝莓花青素与原花青素组合提取物；将纳滤膜透析液过反渗透膜进一步分离脱水，截留液真空浓缩，喷雾干燥，得蓝莓鞣花酸提取物。本发明一种工艺可得蓝莓多糖、原花青素、花青素及鞣花酸等多种有效成分，提取物纯度较高，质量好，生产工艺绿色节能环保。

Description

一种提取蓝莓果实多种活性成分的方法

技术领域

本发明涉及农产品加工及资源综合利用领域，具体的说，是提供一种利用蓝莓果实提取多种高附加值活性成分的方法。

背景技术

蓝莓是越橘属植物多年生落叶或长绿灌木，是一种具有极高经济价值与市场前景的小浆果果树，被联合国粮农组织(FAO)确定为人类五大健康食品之一。

蓝莓果实中含有丰富的营养与生物活性成分。如果糖、有机酸等人体必需的18种氨基酸及Ａ、B、C、E、K族维生素和微量元素等营养成分；花青素、原花青素、鞣花酸、叶酸、有机酸、多糖、超氧化物歧化酶等多种生物活性成分，对人体健康具有多方面的营养保健作用。

蓝莓是果蔬中水溶性花青素含量最高的作物，果实中花青素含量可达0.07～0.33%。花青素属中黄酮类化合物黄烷酮的衍生物，既是果实紫红颜色的物质基础，也是最有效的抗氧化活性成分，可预防心血管疾病，保护肝脏，延缓脑神经衰老，特别是促进视网膜细胞中的视紫质再生，预防近视，增强视力，消除眼睛疲劳等效果显著，在欧洲成为改善眼部健康和治疗眼部疾病药物。

蓝莓果实中原花青素的含量可达0.42～0.73%，是含双黄酮衍生化合物的总称，由不同数量的儿茶素、表儿茶素或没食子酸缩合而成。原花青素因其在加热状态下能产生红色的花青素而得名，是国际上公认的高效抗氧化剂，具有清除人体内自由基，改善人体血液微循环，防治心血管疾病，增强免疫调节，防癌抗癌，抗辐射，降血糖及保护皮肤、保护视力改善经期综合征等多种功效，是欧美国家最受欢迎的植物药和膳食补充剂之一。

蓝莓果实中鞣花酸的含量在0.57～0.73%，鞣花酸是植物软果、坚果等组织中的一种天然多酚化合物，是没食子酸的二聚衍生物，也是一种强抗氧化剂，能与人体内有害自由基结合，具有防癌，抗衰老，增强肌体免疫力，降压、镇静、抑菌作用，特别是有抑制酪氨酸酶过剩作用，控制雀斑、黄褐斑形成，达到美白皮肤的效果，国外已开发以鞣花酸为原料的保健食品与药物上市。

蓝莓果皮渣中多糖含量丰富，提取得率可达2.0%以上。多糖是由10个以上的单糖通过糖苷键聚合而成的一种生物大分子,其相对分子质量为数万甚至数百万。许多植物多糖具有多种生物活性,如免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗辐射、抗菌、抗病毒、延缓衰老、保护肝脏等作用,而且对机体几乎无毒副作用。大量研究表明,目前全球至少有30余个多糖正在分别进行抗肿瘤、抗艾滋病及糖尿病治疗等临床试验,全球糖类药物及保健品的销售额己超过193亿美元。

在我国，目前蓝莓产业的原料深加工及综合开发利用程度远远不够。蓝莓鲜果水分含量80%左右，花青素等有效成分主要分布在果皮中，但现有加工榨汁的方法果汁得率一般在55%左右，废弃的大量果皮渣没有开发利用，原料综合利用率低。此外，近年国际市场蓝莓加工制成品市场需求旺盛，国内蓝莓提取物出口量猛增，2012、2013年出口规模排国内十大出口提取物前三名，价格一枝独秀高居榜首，达45～66万美元/吨，比其他中药提取物高数十倍。在现有提取蓝莓活性成分的技术中，一般一种工艺只能提取一中物质。如中国专利申请公开的“一种从蓝莓中提取花青素的方法”（201410147398.1），就只能提取花青素一种物质。蓝莓果提取花青素后其他生物活性成分未予充分利用。因此，蓝莓果实加工中活性成分的综合高效开发利用，是产业发展中亟待解决的关键技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对蓝莓果实加工原料综合利用问题，提供一种原料分部位利用，果皮渣资源化处理，联合提取蓝莓花青素、原花青素、鞣花酸和蓝莓多糖的方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案为：一种提取蓝莓果实多种活性成分的方法，包括以下步骤：

（1）将蓝莓鲜果榨汁，所得果皮渣干燥，粉碎，装袋备用;

（2）将干燥果皮渣加水混匀，加入酸度调节剂，调整pH值到4.5～5.5，加酶水解4～6h，然后微波加热提取两次，固液离心分离，微孔滤袋精滤，合并得混合提取液。所得滤渣干燥、粉碎，用作膳食纤维原料；

（3）将混合提取液用超滤膜先脱色除杂，再膜分离，将收集分离的截留液真空浓缩，醇沉，醇沉物干燥，得蓝莓多糖提取物；

（4）将步骤（3）中超滤透析液上大孔树脂过柱吸附，流出液中花青素浓度达到0.1mg/ml为穿漏点，停止上柱。用40～50%乙醇洗脱解析，分段收集解析液，用纳滤膜分离、浓缩，截留液真空浓缩，泠冻干燥，得蓝莓花青素与原花青素组合提取物；

（5）将步骤（4）中收集的纳滤膜透析液，过反渗透膜进一步分离、脱水，渗透液回用做步骤（2）酶解用水，截留液真空浓缩，喷雾干燥，得蓝莓鞣花酸提取物。

步骤（1）中，优选的蓝莓品种包括南兔眼蓝莓、南高丛蓝莓、北高丛蓝莓，所述兔眼蓝莓包括园蓝、粉蓝、芭尔德温、杰兔、灿烂，所述南高丛蓝莓包括密斯提、夏普蓝、晨号，所述北高丛蓝莓蓝金、埃利奥特、都克。鲜果榨汁方式采用螺旋压榨，干燥果皮渣粉碎的细度过20目筛。

步骤（2）中，提取用水为纯化水或去离子水，料水比为1:10～15；水解用酶包括果胶酶、纤维素酶、蛋白酶或淀粉酶类，添加量为干燥果皮渣重量的0.2～1.0%；所用酸度调节剂为柠檬酸或碳酸氢钠；微波提取的频率2450MHz，微波负载功率500～600W/L,提取温度40～50℃，提取时间30～60min；提取液微孔滤袋精滤所用材质包含陶瓷膜、PP、PE，过滤精度0.2～1.0μm。

步骤（3）中，用于提取液脱色除杂的超滤膜为中空纤维卷式膜，孔径0.06～0.08μm,截留分子量200000Da以上，用于脱色后透析液进一步分离的超滤膜孔径0.001μm,截留分子量10000Da。

步骤（4）中，用于超滤透析液进一步富集纯化的吸附柱径高比1：12，所用大孔树脂型号包括DA201、AB—8、D101、HPD—100、HP2MGL等，过柱上样浓度花青素含量0.5～0.8mg/ml，上柱量6～8柱体积（BV），上柱流速1.5～2.0BV/h；解析洗脱液流速2.0～3.0BV/h，洗脱体积3～4BV。用于洗脱液分离、浓缩的纳滤膜孔径1～2nm,截留分子量500Da。

步骤（5）中，用于分离纯化浓缩鞣花酸的反渗透膜孔径0.5nm,渗透液主要为水分子及100Da的小分子物质。

本发明对蓝莓果实皮肉分离，果肉压榨生产蓝莓果汁；果皮渣通过酶水解，微波水提，大孔树脂吸附，超滤、纳滤、反渗透膜等组合分离纯化工艺，利用不同活性物质的水溶性、极性及分子量大小，制备得到蓝莓多糖、原花青素、花青素及鞣花酸等多种有效成分提取物。生产过程中不使用有食品安全隐患的溶剂，无废水及废渣排放，生产工艺绿色节能环保。制备得到蓝莓多糖、原花青素、花青素及鞣花酸等多种有效成分提取物纯度较高，质量好，可用做功能食品、保健食品、天然化妆品及生物医药原料和中间体，可大大提高蓝莓深加工的资源利用率和产品附加值。

具体实施方式

以下结合实例对本发明做进一步说明，实施例中使用的原辅料均为食品级，或者依现有技术制备而得；所得产品的纯度、得率等，因蓝莓品种及提取组合工艺不同而有变化，不再一一赘举。

实施例1：

兔眼蓝莓10kg，品种园蓝，产地湖南张家界市永定区立功桥。鲜果清洗干净，用螺旋榨汁机榨取果汁，使果肉与皮籽挤压分离，得鲜果汁7.62kg，用于加工饮料或酿酒；果皮渣热风循环干燥，粉碎，过20目筛，得干果皮渣粉486g，备用。

将清洗干净的微波提取罐加入纯化水5kg,称取干果皮渣粉400g，果胶酶2g,纤维素酶4g,氢氧化钠2g，搅拌，加热至料液温度32℃，酶水解6h后，微波提取60min，控制提取温度40℃、微波负载功率500W/L，提取完备后静置沉淀1h,上清液放入有盖蓝色塑料桶暂存，加入纯化水4kg进行二次浸提；合并两次浸提液，过微孔精滤机精滤，精滤液紫红色，花青素含量0.74mg/ml，储存备用。提取罐料渣用离心机脱水，滤渣干燥后粉碎、装袋，得蓝莓膳食纤维原料224g。

将精滤液用膜芯截留分子量为200000Da的卷式膜进行第一次超滤，脱除部分大分子杂质与色素；透析液再用截留分子量10000Da的卷式膜进行二次超滤，收集二次超滤截留液真空浓缩，用体积分数95%的乙醇醇沉，醇沉物泠冻干燥，得蓝莓多糖提取物54.2g,取样用硫酸一苯酚法检测，样品多糖含量28.6%。

将第二次超滤的透析液，上大孔树脂过柱吸附，树脂型号AB—8,上样浓度花青素含量0.72mg/ml，上柱量6.4BV，上柱流速1.8BV/h，至流出液中花青素浓度达到0.1mg/ml为穿漏点，停止上柱。再用体积分数45%的乙醇水醇液解析，洗脱液流速2.5BV/h，洗脱体积3.2BV。收集洗脱液进行纳滤，纳滤膜截留分子量500Da。收集纳滤截留液真空浓缩，泠冻干燥，得蓝莓花青素与原花青素组合提取物64.5g，取样检测，样品中花青素含量34.5%(pH示差法)，原花青素含量46.3%(HPLC法)。

将纳滤膜透析液再用陶氏反渗透膜脱水、分离，截留液真空浓缩，泠冻干燥，得蓝莓鞣花酸提取物31.7g，取样检测，样品中鞣花酸含量62.6%(HPLC法)。

实施例2：

采摘南高丛蓝莓鲜果10kg，品种密斯提，产地湖南张家界市永定区立功桥。鲜果清洗干净后用螺旋榨汁机使果肉与皮籽分离，得鲜果汁7.84kg，用于酿酒；果皮渣热风循环干燥，粉碎，过20目筛，得干果皮渣粉434g，备用。

将清洗干净的微波提取罐加入纯化水6kg,称取干果皮渣粉400g，果胶酶10g,纤维素酶30g,氢氧化钠2g，搅拌，加热至料液温度32℃，酶水解5h后，微波提取40min，控制提取温度40℃、微波负载功率500W/L，提取完备后静置沉淀1h,上清液放入有盖蓝色塑料桶暂存，加入纯化水5kg进行二次浸提；合并两次浸提液，过微孔精滤机精滤，精滤液紫红色，花青素含量0.62mg/ml，储存备用。提取罐料渣用离心机脱水，滤渣干燥后粉碎、装袋，得蓝莓膳食纤维原料247.3g。

将精滤液用膜芯截留分子量为200000Da的卷式膜进行第一次超滤，脱除部分大分子杂质与色素；透析液再用截留分子量10000Da的卷式膜进行二次超滤，收集二次超滤截留液真空浓缩，用体积分数95%的乙醇醇沉，醇沉物泠冻干燥，得蓝莓多糖提取物48.4g,取样用硫酸一苯酚法检测，样品多糖含量25.2%。

将第二次超滤的透析液，上大孔树脂过柱吸附，树脂型号AB—8,上样浓度花青素含量0.58mg/ml，上柱量6.8BV，上柱流速2.0BV/h，至流出液中花青素浓度达到0.1mg/ml为穿漏点，停止上柱。再用体积分数45%的乙醇水醇液解析，洗脱液流速2.0BV/h，洗脱体积3.5BV。收集洗脱液进行纳滤，纳滤膜截留分子量500Da。收集纳滤截留液真空浓缩，泠冻干燥，得蓝莓花青素与原花青素组合提取物56.7g，取样检测，样品中花青素含量33.6%(pH示差法)，原花青素含量42.4%(HPLC法)。

将纳滤膜透析液再用陶氏反渗透膜脱水、分离，截留液真空浓缩，泠冻干燥，得蓝莓鞣花酸提取物28.5g，取样检测，样品中鞣花酸含量56.3%(HPLC法)。

实施例3：

采摘北高丛蓝莓鲜果10kg，品种埃利奥特，产地湖南张家界市永定区立功桥。鲜果清洗干净，用螺旋榨汁机榨取果汁，使果肉与皮籽挤压分离，得鲜果汁7.75kg，用于酿酒；果皮渣热风循环干燥，粉碎，过20目筛，得干果皮渣粉443g，备用。

将清洗干净的微波提取罐加入纯化水4kg,称取干果皮渣粉400g，果胶酶10g,纤维素酶20g,氢氧化钠2g，搅拌，加热至料液温度35℃，酶水解4h后，微波提取50min，控制提取温度45℃、微波负载功率500W/L，提取完备后静置沉淀1h,上清液放入有盖蓝色塑料桶暂存，加入纯化水4kg进行二次浸提；合并两次浸提液，过微孔精滤机精滤，精滤液紫红色，花青素含量0.58mg/ml，储存备用。提取罐料渣用离心机脱水，滤渣干燥后粉碎、装袋，得蓝莓膳食纤维原料252.6g。

将精滤液用膜芯截留分子量为200000Da的卷式膜进行第一次超滤，脱除部分大分子杂质与色素；透析液再用截留分子量10000Da的卷式膜进行二次超滤，收集二次超滤截留液真空浓缩，用体积分数95%的乙醇醇沉，醇沉物泠冻干燥，得蓝莓多糖提取物50.7g,取样用硫酸一苯酚法检测，样品多糖含量27.7%。

将第二次超滤的透析液，上大孔树脂过柱吸附，树脂型号AB—8,上样浓度花青素含量0.58mg/ml，上柱量6.8BV，上柱流速2.0BV/h，至流出液中花青素浓度达到0.1mg/ml为穿漏点，停止上柱。再用体积分数45%的乙醇水醇液解析，洗脱液流速2.0BV/h，洗脱体积3.5BV。收集洗脱液进行纳滤，纳滤膜截留分子量500Da。收集纳滤截留液真空浓缩，泠冻干燥，得蓝莓花青素与原花青素组合提取物51.4g，取样检测，样品中花青素含量32.8%(pH示差法)，原花青素含量41.5%(HPLC法)。

将纳滤膜透析液再用陶氏反渗透膜脱水、分离，截留液真空浓缩，泠冻干燥，得蓝莓鞣花酸提取物31.9g，取样检测，样品中鞣花酸含量60.4%(HPLC法)。

Claims (10)

1.一种提取蓝莓果实多种活性成分的方法，包括以下步骤：

（1）将蓝莓鲜果榨汁，所得果皮渣干燥，粉碎，过20目筛，装袋备用;

（2）将干燥果皮渣加水混匀，加入酸度调节剂，调整pH值到4.5～5.5，加酶水解4～6h，然后微波加热提取两次，固液离心分离，微孔滤袋精滤，合并得混合提取液,所得滤渣干燥、粉碎，用作膳食纤维原料；

（3）将混合提取液用超滤膜先脱色除杂，再膜分离，将收集分离的截留液真空浓缩，醇沉，醇沉物干燥，得蓝莓多糖提取物；

（4）将步骤（3）中超滤透析液上大孔树脂过柱吸附，流出液中花青素浓度达到0.1mg/ml为穿漏点，停止上柱；用40～50%乙醇洗脱解析，分段收集解析液，用纳滤膜分离、浓缩，截留液真空浓缩，泠冻干燥，得蓝莓花青素与原花青素组合提取物；

（5）将步骤（4）中收集的纳滤膜透析液，过反渗透膜进一步分离、脱水，截留液真空浓缩，喷雾干燥，得蓝莓鞣花酸提取物。

2.根据权利要求1所述的提取蓝莓果实多种活性成分的方法，其特征在于，步骤（1）中，蓝莓品种包括南兔眼蓝莓、南高丛蓝莓、北高丛蓝莓，所述兔眼蓝莓包括园蓝、粉蓝、芭尔德温、杰兔、灿烂，所述南高丛蓝莓包括密斯提、夏普蓝、晨号，所述北高丛蓝莓蓝金、埃利奥特、都克。

3.根据权利要求1所述的提取蓝莓果实多种活性成分的方法，其特征在于，步骤（2）中，提取用为纯化水或去离子水，料水比为1:10～15。

4.根据权利要求1所述的提取蓝莓果实多种活性成分的方法，其特征在于，步骤（2）中，水解用酶包括果胶酶、纤维素酶、蛋白酶或淀粉酶类，添加量为干燥果皮渣重量的0.2～1.0%。

5.根据权利要求1所述的提取蓝莓果实多种活性成分的方法，其特征在于，步骤（2）中，所用酸度调节剂为柠檬酸或碳酸氢钠。

6.根据权利要求1所述的提取蓝莓果实多种活性成分的方法，其特征在于，步骤（2）中，微波提取的频率2450MHz，微波负载功率500～600W/L,提取温度40～50℃，提取时间30～60min。

7.根据权利要求1所述的提取蓝莓果实多种活性成分的方法，其特征在于，步骤（2）中，提取液微孔滤袋精滤所用材质包含陶瓷膜、PP、PE，过滤精度0.2～1.0μm。

8.根据权利要求1所述的提取蓝莓果实多种活性成分的方法，其特征在于，步骤（3）中，用于提取液脱色除杂的超滤膜为中空纤维卷式膜，孔径0.06～0.08μm,截留分子量200000Da以上，用于脱色后透析液进一步分离的超滤膜孔径0.001μm,截留分子量10000Da。

9.根据权利要求1所述的提取蓝莓果实多种活性成分的方法，其特征在于，步骤（4）中，用于超滤透析液进一步富集纯化的吸附柱径高比1：12，所用大孔树脂型号包括DA201、AB—8、D101、HPD—100、HP2MGL，过柱上样浓度花青素含量0.5～0.8mg/ml，上柱量6～8柱体积，上柱流速1.5～2.0BV/h；解析洗脱液流速2.0～3.0BV/h，洗脱体积3～4BV。

10.根据权利要求1所述的提取蓝莓果实多种活性成分的方法，其特征在于，步骤（4）中，用于洗脱液分离、浓缩的纳滤膜孔径1～2nm,截留分子量500Da，用于分离纯化浓缩鞣花酸的反渗透膜孔径0.5nm。