專利名稱：膜超濾法提純葡萄籽中的低聚原花青素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于天然產(chǎn)物提取技術(shù)領(lǐng)域，特別是從葡萄皮和葡萄籽中分離提取高純低聚原花青素的方法。
背景技術(shù)：
原花青素是植物王國(guó)中廣泛存在的多酚類化合物，屬生物類黃烷醇(flavanols)。1967年，美國(guó)Joslyn等從葡萄皮和葡萄籽中分離出多酚化合物。因這類物質(zhì)在酸性介質(zhì)中加熱均可產(chǎn)生花色素(cyanidins)，故將其命名為原花青素。它們是兒茶素、表兒茶素、表兒茶沒食子酸酯等單體，以及由這些單體組成的二聚體、三聚體、四聚體，直至十聚體，其中單體兒茶素((+)-catechin)及一種二聚體的結(jié)構(gòu)及相對(duì)分子質(zhì)量如下 依聚合度的大小，通常將二至四聚體稱為低聚體物，而五聚體以上的稱為高聚體物。研究表明，隨著原花青素聚合度的增加，溶解性相應(yīng)降低，且高聚物在人體腸道內(nèi)很難被吸收，相比較而言低聚原花青素具有更強(qiáng)的生理活性，能清除人體內(nèi)過剩的自由基，提高人體的免疫力，可作為防癌、抗突變、防治心血管疾病藥物的主要有效成分和用作安全無毒的新型天然抗氧化劑等，在醫(yī)藥、保健、食品、日用化工等領(lǐng)域具有廣泛的用途。因此，研究低聚原花青素的提取技術(shù)意義重大。
目前，國(guó)內(nèi)外提取低聚原花青素主要采取溶劑萃取法及色譜柱分離法。魏福祥等以粉碎的葡萄籽、石油醚脫脂干燥后的葡萄籽殼為原料乙酸乙酯加水為提取劑，提取率為0.4％～0.6％。波蘭Oszmianski Jan，1996年申請(qǐng)專利，以丙酮為溶劑，采用超聲波從葡萄籽中提取OPC’s，乙酸乙酯在-18℃萃取，三氯甲烷沉淀產(chǎn)物。日本Akio Yanagida等利用分子排阻色譜分離得到不同聚合度的原花青素。不過，溶劑萃取法大都提取率不高，其中低聚物的含量不能保證，而色譜法效率不高，且流出組分多，操作技術(shù)難度大，不利用于大規(guī)模生產(chǎn)。
超濾膜技術(shù)根據(jù)分子的形狀和相對(duì)分子質(zhì)量的大小，通過膜孔的篩分、吸附等作用，對(duì)體系中的不同組分實(shí)現(xiàn)選擇性分離，達(dá)到分子水半上的分離、純化和濃縮、同時(shí)操作簡(jiǎn)單易行。超濾已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、工業(yè)廢水處理、超純水制備及生物技術(shù)工業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決上述已有方法提取率不高、其中低聚物的含量不能保證、或效率不高、操作技術(shù)難度大，不利用于大規(guī)模生產(chǎn)的問題，提供一種膜超濾法提純葡萄籽中的低聚原花青素的方法。
本發(fā)明提供的膜超濾法提純葡萄籽中的低聚原花青素的方法，包括1)將原花青素含量≥95％的原花青素精提物按重量體積比g/ml為1∶1的比例溶于雙蒸水，加到連續(xù)洗濾的超濾裝置的料液瓶中；2)采用間歇法、使用低蛋白吸附的改性聚醚砜平板超濾膜，首先進(jìn)行5K膜超濾，于室溫下，調(diào)節(jié)回流閥，控制壓力在25～35psig，收集過濾液；3)將上步收集的過濾液，真空薄膜蒸發(fā)，冷凍干燥，得5K以下的低聚原花青素。
——將上述2)步中收集的過濾液，加到連續(xù)洗濾的超濾裝置的料液瓶中；——繼續(xù)進(jìn)行1K膜超濾，于室溫下，調(diào)節(jié)回流閥，控制壓力在15～25psig，收集過濾液，真空薄膜蒸發(fā)，冷凍干燥，得1K以下的低聚原花青素。
其中原花青素含量≥95％的原花青素精提物可由如下方法獲得——采用AB-8型大孔吸附樹脂，對(duì)含有原花青素的粗提物進(jìn)行吸附、解吸，去除粗提物中的多糖、蛋白及某些小分子雜質(zhì)，其步驟為1)、上樣將含有原花青素的粗提物上樣吸附至AB-8型大孔吸附樹脂柱，上樣量80mg/g干樹脂，首先用雙蒸水洗脫直至無渾濁液流出，流速≤5ml/min，且PH值穩(wěn)定在7左右；2)、解吸用濃度為50％～70％的乙醇進(jìn)行洗脫，流速≤2ml/min，洗脫至流出液無色，PH在6左右；3)、將經(jīng)步驟2)得到的溶液真空薄膜蒸發(fā)，冷凍干燥，得原花青素精提物。經(jīng)過大孔吸附精制的葡萄籽提取物，去除了粗提物中的多糖、蛋白等雜質(zhì)，其原花青素含量可達(dá)95％以上。
含有原花青素的粗提物可由如下方法獲得1)、原料預(yù)處理葡萄籽清洗，烘箱中60～80℃烘干，粉碎，將粉末過10～30目篩；(20目效果最佳)2)、過篩后粉末按照料液比1∶20～30，溫度50～70℃，50～80％乙醇，熱回流法浸提50～80分鐘；3)、將上述浸提液布氏抽濾，真空薄膜蒸發(fā)得粗提液，冷凍干燥后含有原花青素的粗提物。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果本發(fā)明利用截流相對(duì)分子質(zhì)量(MWCO)為5K和1K的低蛋白吸附的改性聚醚砜平板超濾膜提純葡萄籽精提物(原花青素含量≥95％)中的低聚原花青素，并進(jìn)行高效液相檢測(cè)。其中5K膜超濾原花青素得率為25.18％，單體兒茶素得率為74.11％；1K膜超濾原花青素得率為34.76％，兒茶素得率為48.58％。經(jīng)過5K和1K膜超濾得到的干粉其兒茶素含量分別為過膜前的6.6和7.7倍，可見超濾對(duì)低聚原花青素的提純起到了很好的效果。超濾時(shí)選擇20～30psig的操作壓力，溫度室溫為宜。
本發(fā)明工藝流程簡(jiǎn)便，低聚原花青素得率高，且易于保持其活性，無環(huán)境污染，無溶劑殘留。同時(shí)本發(fā)明也可以應(yīng)用于其它低分子量活性物質(zhì)的分離提取。

圖1是切向流超濾工作流程示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1一、原花青素的粗提取(1)原料預(yù)處理葡萄籽清洗，烘箱中60℃烘干，粉碎，將粉末過20目篩；(2)過篩后粉末按照料液比1∶20，溫度50℃，60％乙醇，熱回流法浸提50分鐘；(3)將上述浸提液布氏抽濾，真空薄膜蒸發(fā)得粗提液，冷凍干燥后得粗提樣。
二、AB-8大孔吸附樹脂柱精提(1)上樣將步驟一得到的粗提樣上樣吸附至AB-8型大孔吸附樹脂柱，上樣量80mg/g干樹脂，首先用雙蒸水水洗脫直至無渾濁液流出，流速≤5ml/min且PH值穩(wěn)定在7左右；(2)解吸用濃度為70％乙醇進(jìn)行洗脫，流速≤2ml/min，洗脫至流出液無色PH在6左右；(3)將上步得到的溶液真空薄膜蒸發(fā)，冷凍干燥，得原花青素精提物。經(jīng)過大孔吸附精制的葡萄籽提取物，去除了粗提物中的多糖、蛋白等雜質(zhì)，其原花青素含量可達(dá)95％以上。
三、超濾法提純低聚原花青素1.超濾裝置和流程見圖1，用于連續(xù)洗濾的UltralabTM系統(tǒng)超濾裝置包括進(jìn)料瓶、料液瓶1、蠕動(dòng)泵2(最大壓力2.8bar(40psi)(間歇操作)1.8bar(25psi)(連續(xù)操作))、壓力表、板式切向流膜包3、截流閥、回流裝置、過濾液收集瓶等。
UltrasettleTM的實(shí)驗(yàn)室切向流膜包，大的過濾面積提高了樣品的操作速度，兩種流體通道結(jié)構(gòu)可最大限度控制濃差極化。切向流超濾使原料液流入方向與膜成一個(gè)夾角，使得在膜表面形成高剪切力，可使沉積在膜表面的顆粒擴(kuò)散回主體流，從而被帶出超濾組件，使該污染層不再無限增厚而保持在一個(gè)較薄的穩(wěn)定水平。因此一旦污染層達(dá)到穩(wěn)定，膜滲透流率就將在較長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)保持在相對(duì)高的水平。其整個(gè)工藝流程見圖1。
2.不同相對(duì)截流分子量(5K，1K)的膜超濾(1)稱取經(jīng)AB-8大孔吸附樹脂柱精提的原花青素1.000g(注，原花青素精提物作為本發(fā)明的原料物，也可通過其它方法獲得)，溶于雙蒸水，定容至1000ml，加到超濾裝置的料液瓶中；(2)采用間歇法首先進(jìn)行5K膜超濾，于室溫下，調(diào)節(jié)回流閥以控制壓力至30psig，收集過濾液，真空薄膜蒸發(fā)，冷凍干燥，得5K以下的低聚原花青素。
(3)將上述(2)步中的過濾液定容至1000ml，定容后的過濾液繼續(xù)進(jìn)行1K膜超濾，于室溫下，調(diào)節(jié)回流閥以控制壓力至20psig，收集過濾液，真空薄膜蒸發(fā)，冷凍干燥，得1K以下的低聚原花青素。
權(quán)利要求
1.一種膜超濾法提純葡萄籽中的低聚原花青素的方法，其特征是該方法包括1)將原花青素提取物按重量體積比g/ml為1∶1的比例溶于雙蒸水，加到連續(xù)洗濾的超濾裝置的料液瓶中；2)采用間歇法、使用低蛋白吸附的改性聚醚砜平板超濾膜，首先進(jìn)行5K膜超濾，于室溫下，調(diào)節(jié)回流閥，控制壓力在25～35psig，收集過濾液；3)將上步收集的過濾液，真空薄膜蒸發(fā)，冷凍干燥，得5K以下的低聚原花青素。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜超濾法提純葡萄籽中的低聚原花青素的方法，其特征是——將上述2)步中收集的過濾液定容后加到連續(xù)洗濾的超濾裝置的料液瓶中；——繼續(xù)進(jìn)行1K膜超濾，于室溫下，調(diào)節(jié)回流閥，控制壓力15～25psig，收集過濾液，真空薄膜蒸發(fā)，冷凍干燥，得1K以下的低聚原花青素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的膜超濾法提純葡萄籽中的低聚原花青素的方法，其特征是原花青素含量≥95％的原花青素精提物可由如下方法獲得——采用AB-8型大孔吸附樹脂，對(duì)含有原花青素的粗提物進(jìn)行吸附、解吸，去除粗提物中的多糖、蛋白及某些小分子雜質(zhì)，其步驟為1)、上樣將含有原花青素的粗提物上樣吸附至AB-8型大孔吸附樹脂柱，上樣量80mg/g干樹脂，首先用雙蒸水洗脫直至無渾濁液流出，流速≤5ml/min，且PH值穩(wěn)定在7左右；2)、解吸用濃度為50％～70％乙醇進(jìn)行洗脫，流速≤2ml/min，洗脫至流出液無色，PH在6左右；3)、將經(jīng)步驟2)得到的溶液真空薄膜蒸發(fā)，冷凍干燥，得原花青素精提物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的膜超濾法提純葡萄籽中的低聚原花青素的方法，其特征是含有原花青素的粗提物可由如下方法獲得1)、原料預(yù)處理葡萄籽清洗，烘箱中60～80℃烘干，粉碎，將粉末過10～30目篩；2)、過篩后粉末按照料液比1∶20～30，溫度50～70℃，50～80％乙醇，熱回流法浸提50～80分鐘；3)、將上述浸提液布氏抽濾，真空薄膜蒸發(fā)得粗提液，冷凍干燥后含有原花青素的粗提物。
全文摘要
膜超濾法提純葡萄籽中的低聚原花青素的方法。包括將原花青素精提物按重量體積比g/ml為1∶1的比例溶于雙蒸水，加到連續(xù)洗濾的超濾裝置中；采用間歇法先進(jìn)行5K膜超濾，收集過濾液；將過濾液，真空薄膜蒸發(fā)，冷凍干燥，得5K以下的低聚原花青素。將上步中收集的過濾液，繼續(xù)進(jìn)行1K膜超濾，過濾液真空薄膜蒸發(fā)，冷凍干燥，得1K以下的低聚原花青素。本發(fā)明利用截流相對(duì)分子質(zhì)量為5K和1K的低蛋白吸附的改性聚醚砜平板超濾膜提純葡萄籽精提物中的低聚原花青素，其中5K膜超濾原花青素得率為25.18％，單體兒茶素得率為74.11％；1K膜超濾原花青素得率為34.76％，兒茶素得率為48.58％。經(jīng)過5K和1K膜超濾得到的干粉其兒茶素含量分別為過膜前的6.6和7.7倍。
文檔編號(hào)C07D311/62GK1680359SQ20051001308
公開日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2005年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月12日
發(fā)明者張澤生, 羅冠中 申請(qǐng)人:天津科技大學(xué)