一种甜菜碱基低共熔溶剂提取石榴皮多酚的方法

技术领域

本发明涉及天然产物提取技术领域，尤其涉及一种甜菜碱基低共熔溶剂提取石榴皮多酚的方法。

背景技术

我国石榴资源丰富，年产量多达百万吨，石榴皮是石榴加工主要副产物，富含多酚类化合物，主要由单宁类(以安石榴苷、安石榴林和鞣花酸为主)、黄酮类(以槲皮素为主)和有机酸等活性成分组成，具有抗氧化、抗炎、抑菌、抗癌、预防心血管疾病等广谱作用和功效，在食品、医药等领域的应用前景广阔。目前，多酚的提取常使用水、乙醇、甲醇和乙酸乙酯等溶剂或者结合超声、微波或酶辅助等方法，如高善行团队参见公开文献[高善行,张瑞祎,王毓甜等.石榴皮多酚的提取工艺优化及其抗氧化研究[J].食品工业,2023,44(03):55-60.]采用复合酶解/超声/50％乙醇浸提法提取石榴皮多酚，在酶解40min，60℃超声15min得到200.32mg GAE/g多酚；邓永团队[邓永,刘东红.超声处理对石榴皮多酚提取效果的影响[J].食品科学技术学报,2021,39(01):65-69+77]用水为提取溶剂，通过400W超声25min提取石榴皮多酚，得到39.30mg GAE/g多酚。尽管酶辅助、超声辅助可以提高多酚提取得率，但一般均使用的是有机溶剂，存在溶剂用量大、环保、安全性等问题。

近几年，绿色高效的低共熔溶剂被广泛用于天然产物提取。低共熔溶剂是指由一定化学计量比的氢键受体和氢键供体，通过加热搅拌或者减压浓缩等方法，以氢键作用组合而成的两组分或三组分低共熔混合物，具有操作简单、提取效率高、合成成本低、安全无毒、环境友好的特点。但由于氢键供体和受体的数量众多，且对不同植物原料中多酚的提取效果存在显著差异，因此研发新的低共熔溶剂体系用于实现多酚类化合物的高效提取很有必要，以拓展提取多酚类化合物的低共熔溶剂范围。

发明内容

本发明的目的为提供一种甜菜碱基低共熔溶剂提取石榴皮多酚的方法，以解决目前植物多酚提取有机溶剂使用量大、提取率低，且不同配方的低共熔溶剂提取多酚时存在差异性的问题。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种甜菜碱基低共熔溶剂提取石榴皮多酚的方法，包括如下步骤：

(1)将氢键受体溶剂、氢键供体溶剂和水混合，得到低共熔溶剂；

(2)将低共熔溶剂和石榴皮粉末混合后提取，后经离心得到石榴皮多酚提取液。

作为优选，所述氢键受体溶剂包括无水甜菜碱；所述氢键供体溶剂包括乙醇胺、乙二醇或1,2-丁二醇。

作为优选，所述氢键受体溶剂和氢键供体溶剂的摩尔比为1:1～3；所述低共熔溶剂的含水量为14～20％(w/w)。

作为优选，所述步骤(1)中，混合的温度为75～80℃，混合的时间为2～5h。

作为优选，所述步骤(1)中，混合结束后，将所得产物静置至室温，得到低共熔溶剂。

作为优选，所述石榴皮粉末的粒径为80～200目；所述石榴皮粉末和低共熔溶剂的固液比为1g:40～55mL。

作为优选，所述步骤(2)中，提取的温度为30～45℃，提取的时间为20～90min，提取的超声功率为80～120W；离心的转速为5000～8000r/min，离心的时间为5～10min。

作为优选，所述步骤(2)中，离心结束后，取所得上清液即为石榴皮多酚提取液。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明有益效果如下：

本发明公开的低共熔溶剂，制备简单、安全环保、提取得率高，实现了对石榴皮多酚的高效提取，促进了石榴皮的资源化利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为实施例1～3和对比例1～4所述的多酚提取效果图；

图2为实施例1、实施例4～5和对比例5～6所述的多酚提取效果图；

图3为实施例1、实施例6～7和对比例7～8所述的多酚提取效果图；

图4为实施例1、实施例8和对比例9～13所述的多酚提取效果图。

具体实施方式

本发明提供了一种甜菜碱基低共熔溶剂提取石榴皮多酚的方法，包括如下步骤：

(1)将氢键受体溶剂、氢键供体溶剂和水混合，得到低共熔溶剂；

(2)将低共熔溶剂和石榴皮粉末混合后提取，后经离心得到石榴皮多酚提取液。

在本发明中，所述氢键受体溶剂包括无水甜菜碱；所述氢键供体溶剂包括乙醇胺、乙二醇或1,2-丁二醇。

在本发明中，所述氢键受体溶剂和氢键供体溶剂的摩尔比优选为1:1～3，进一步优选为1:2.8；所述低共熔溶剂的含水量优选为14～20％(w/w)，进一步优选为15～19％(w/w)，更优选为18％(w/w)。

在本发明所述步骤(1)中，混合的温度优选为75～80℃，进一步优选为76～78℃；混合的时间优选为2～5h，进一步优选为3～4h。

在本发明所述步骤(1)中，混合结束后，将所得产物静置至室温，得到低共熔溶剂。

在本发明中，所述石榴皮粉末在和低共熔溶剂混合前，进行前处理；前处理的具体步骤为：石榴皮置于40℃烘干至恒重，粉碎过筛，于-20℃冰箱保存备用。

在本发明中，所述石榴皮粉末的粒径优选为80～200目，进一步优选为100～150目；所述石榴皮粉末和低共熔溶剂的固液比优选为1g:40～55mL，进一步优选为1g:45～50mL。

在本发明所述步骤(2)中，提取的温度优选为30～45℃，进一步优选为35～40℃；提取的时间优选为20～90min，进一步优选为40～60min；提取的超声功率优选为80～120W，进一步优选为90～100W；离心的转速优选为5000～8000r/min，进一步优选为6000～7000r/min；离心的时间优选为5～10min，进一步优选为6～8min。

在本发明所述步骤(2)中，离心结束后，取所得上清液即为石榴皮多酚提取液。

下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。

以下实施例和对比例所用石榴皮粉末的制备：将石榴皮置于40℃烘干至恒重，粉碎过筛，得到粒径为100目的石榴皮粉末，于-20℃冰箱保存备用。

实施例1

低共熔溶剂的制备：将无水甜菜碱、乙醇胺和水在75℃的水浴条件下搅拌3h，直至形成无色均匀透明液体，停止加热，冷却至室温，无晶体析出呈现稳定状态，即制备得到低共熔溶剂，其中无水甜菜碱和乙醇胺的摩尔比为1:2.8，低共熔溶剂的含水量为18％(w/w)；

石榴皮多酚的提取：将低共熔溶剂和石榴皮粉末混合，保持固液比为1g：45mL后，在30℃的水浴条件下提取30min，在6000r/min的条件下离心8min后分离上清液即得到石榴皮多酚提取液。

实施例2

与实施例1的区别为：将乙醇胺替换为乙二醇，将摩尔比替换为1:2。其它同实施例1。

实施例3

与实施例1的区别为：将乙醇胺替换为1,2-丁二醇，将摩尔比替换为1:3。其它同实施例1。

实施例4

与实施例1的区别为：将“无水甜菜碱和乙醇胺的摩尔比为1:2.8”替换为“无水甜菜碱和乙醇胺的摩尔比为1:2.7”。其它同实施例1。

实施例5

与实施例1的区别为：将“无水甜菜碱和乙醇胺的摩尔比为1:2.8”替换为“无水甜菜碱和乙醇胺的摩尔比为1:2.9”。其它同实施例1。

实施例6

与实施例1的区别为：将“低共熔溶剂的含水量为18％(w/w)”替换为“低共熔溶剂的含水量为14％(w/w)”。其它同实施例1。

实施例7

与实施例1的区别为：将“低共熔溶剂的含水量为18％(w/w)”替换为“低共熔溶剂的含水量为16％(w/w)”。其它同实施例1。

实施例8

与实施例1的区别为：在石榴皮多酚的提取过程中增加超声处理，即使得提取在100W超声20min，30℃水浴30min条件下进行。

对比例1

与实施例1的区别为：将无水甜菜碱替换为氯化胆碱，将摩尔比替换为1:3。其它同实施例1。

对比例2

与实施例1的区别为：将乙醇胺替换为乙酰胺，将摩尔比替换为1:2。其它同实施例1。

对比例3

与实施例1的区别为：将乙醇胺替换为1,2-丙二醇，将摩尔比替换为1:3。其它同实施例1。

对比例4

与实施例1的区别为：将乙醇胺替换为丙酸，将摩尔比替换为1:2。其它同实施例1。

对比例5

与实施例1的区别为：将“无水甜菜碱和乙醇胺的摩尔比为1:2.8”替换为“无水甜菜碱和乙醇胺的摩尔比为1:3”。其它同实施例1。

对比例6

与实施例1的区别为：将“无水甜菜碱和乙醇胺的摩尔比为1:2.8”替换为“无水甜菜碱和乙醇胺的摩尔比为1:3.1”。其它同实施例1。

对比例7

与实施例1的区别为：将“低共熔溶剂的含水量为18％(w/w)”替换为“低共熔溶剂的含水量为12％(w/w)”。其它同实施例1。

对比例8

与实施例1的区别为：将“低共熔溶剂的含水量为18％(w/w)”替换为“低共熔溶剂的含水量为20％(w/w)”。其它同实施例1。

对比例9

与实施例1的区别为：将无水甜菜碱替换为氯化胆碱，将乙醇胺替换为乙二醇，将摩尔比替换为1:2，将含水量替换为0％(w/w)。其它同实施例1。

对比例10

与实施例1的区别为：将无水甜菜碱替换为氯化胆碱，将乙醇胺替换为尿素，将摩尔比替换为1:2，将含水量替换为30％(w/w)。其它同实施例1。

对比例11

与实施例1的区别为：将无水甜菜碱替换为氯化胆碱，将乙醇胺替换为甘油，将摩尔比替换为1:11，将含水量替换为30％(w/w)。其它同实施例1。

对比例12

将石榴皮粉末与50％乙醇混合，固液比为1g：40mL，在40℃条件下搅拌提取60min，之后在8000r/min的条件下离心10min，上清液即为石榴皮多酚提取液。

对比例13

将石榴皮粉末加入30％(w/w)乙醇/19％(w/w)硫酸铵双水相体系混合，固液比为1g：40mL，在40℃条件下搅拌提取30min，之后在8000r/min的条件下离心5min，上相即为石榴皮多酚提取液。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。