一种从紫薯中快速分离制备芍药色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷的方法技术

本发明专利技术涉及一种从紫甘薯中快速分离制备芍药色素‑3‑咖啡酰槐糖苷‑5‑葡萄糖苷的方法。具体操作如下：将紫薯洗净、切片、烘干、超微粉碎；酶‑微波辅助提取；离心分离，得到浸提液；浸提液经Fe3O4纳米粒子纯化，先用去离子水洗脱，再用乙醇洗脱，将收集的乙醇洗脱液通过纳滤膜浓缩，回收乙醇，进行真空冷冻干燥得到紫薯花青素粉末；再用制备型液相分离得到芍药色素‑3‑咖啡酰槐糖苷‑5‑葡萄糖苷。本发明专利技术采用的提取剂是水，环境友好，且用酶‑微波辅助提取，纯化采用Fe3O4纳米粒子，大大提高了提取率并缩短了提取时间，唯一的试剂乙醇可以通过纳滤膜回收并循环使用；并基于制备液相色谱技术快速制备芍药色素‑3‑咖啡酰槐糖苷‑5‑葡萄糖苷单体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于食品功能性天然产物快速分离纯化
，具体涉及一种从紫薯中快速分离制备花青素及芍药色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷的方法。
技术介绍
紫薯又叫黑薯，薯肉呈紫色至深紫色。紫薯中含有丰富的蛋白质，18种易被人体消化和吸收的氨基酸，维生素C、A等8种维生素和磷、铁等10多种天然矿物质元素。其中铁和硒含量丰富，而硒和铁是人体抗疲劳、抗衰老、补血的必要元素，特别是硒被称为“抗癌大王”。同时，紫薯富含纤维素，可促进肠胃蠕动，改善消化道环境，防止胃肠道疾病的发生。紫薯还是花青素的主要原料之一，花青素被誉为继水、蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质之后的第七大必需营养素，是一种有机活性抗氧化物，具有抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、降血脂、提高免疫力等多种功效。花青素，又称花色素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素，属类黄酮化合物，也是植物花瓣中的主要呈色物质。近年来，国内外对花青素的生理功能进行了大量的研究，且取得了丰硕的研究成果。研究发现，经常食用花青素可明显改善视力、缓解肝功能障碍、抑制肿瘤活性、减缓老年斑的沉积，而且具有抗氧化延缓衰老的功能。同时，花青素还是一种较为安全的天然色素。大量开发花青素单体，不仅可满足人们对其作为药物、化妆品及保健食品的需求，而且可替代对人体有害的人工合成色素的使用。花青素单体的提取和纯化是色素生产中的重要环节，国内外已知的方法很多，但是，这些方法提取时间较长，效益不高，且基本提取的都是花青素混合物。从紫薯中提取芍药色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷单体的相关消息国内还未见报道。
技术实现思路
为了从紫薯中快速分离制备得到芍药色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷单体，本专利技术提供一种利用酶-微波辅助提取紫薯花青素，并用Fe3O4纳米粒子进行纯化，利用制备型液相色谱分离得到目标物的方法。从紫薯中快速分离制备芍药色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷的方法的操作步骤如下：（1）将紫薯洗净、切片、烘干、超微粉碎，得到粒径200目以下的紫薯粉；（2）按质量体积比1g:20～30 ml将紫薯粉用含有纤维素酶的提取液微波浸提，得到浸提液；（3）将浸提液离心分离，经10KDa的微滤膜过滤，去除纤维素酶和其它大分子量杂质，得到花青素水提液；（4）按体积质量体积比20～30 ml：1g在花青素水提液中加入四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子，将吸附有花青素的四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子吸出，先用纯净水洗脱，再用乙醇洗脱，洗脱液即为花青素的纯化液；（5）用纳滤膜浓缩纯化液，得到体积浓缩至纯化液体积的1/15的浓缩液，并回收乙醇；（6）真空冷冻干燥，得到花青素含量为50%～70%的紫红色的紫薯花青素粉末；（7）将紫薯花青素粉末采用制备型高效液相色谱仪分离，得到纯度为80%～99.5%的紫红色的芍药色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷。进一步限定的技术方案如下：步骤（2）中所述浸提液为在100ml的水中加入20～30 ml浓度1%的柠檬酸溶液和0.05～0.1g纤维素酶混合均匀制成，pH值为4.5～5.5。步骤（2）中所述微波浸提条件：温度40～55℃、微波功率500～700W、浸提0.5～1.0h。步骤（3）中所述离心为碟片离心分离。步骤（4）中在磁力搅拌转速100～1000r/min、时间0.5～4.0h条件下，花青素水提液中的大部分花青素被四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子吸附；先用纯净水洗脱四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子表面不被其吸附的物质，再用体积分数为65%～95%乙醇洗脱。步骤（5）中所述纳滤膜为截留分子量为200～300Da的纳滤膜。步骤（5）中的浓缩条件：浓缩压力为0.8MPa、温度20～45℃。步骤（6）中的冷冻干燥条件：真空度为0.05～0.1MPa、冷冻干燥温度-20～-40℃。步骤（7）中，所述制备型高效液相色谱仪所用的分离柱为C18柱，流动相A为体积浓度为0.5%的三氟乙酸，流动相B为100%的乙腈，梯度混合洗脱，50～60min内乙腈的体积浓度由10%升至40%。本专利技术的有益技术效果主要体现在以下几个方面：（1）对环境无污染本专利技术采用的提取剂是水，整个提取过程无污染的化学试剂；纯化采用Fe3O4纳米粒子，唯一的试剂乙醇可以通过纳滤膜回收并循环使用。该方法能有效地节省能源消耗并减少对环境的污染。（2）有效的保护花青素的稳定性在整个提取、纯化过程中，采用中温（40～60℃）烘干、中温（40～55℃）提取；碟片离心除淀粉等；Fe3O4纳米粒子纯化；纳滤回收乙醇；冷冻干燥法干燥，条件温和，最大程度地保证花青素不被破坏。（3）酶-微波辅助提取采用酶-微波辅助提取的方法，不仅能有效的去除紫薯中的纤维素，还能有效缩短提取时间，提高提取率。（4）纯化工艺采用膜分离技术本专利技术采用纳滤膜分离回收乙醇，不仅可以浓缩，而且技术能耗小，安全有效，工艺简单，操作也方便，自动化比较强。（5）Fe3O4纳米粒子纯化四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子能快速吸附小分子的花青素，而不吸附大分子的多糖、淀粉、蛋白质等；用乙醇洗脱时，分离效果较好；且重复利用率高。（6）制备型液相色谱分离制备芍药色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷单体用制备型液相色谱分离，不仅方便高效，且分离效果很好。附图说明图1为分离纯化所得芍药色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷单体液相色谱图。具体实施方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步地描述。实施例1利用紫薯快速分离制备芍药色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷的方法的具体操作步骤如下：（1）去杂、清洗：将紫薯去除泥垢和杂须，清洗干净；（2）切片：将紫薯切成薄片（长度2cm，宽度2cm，厚度<1mm）；（3）烘干：将切好的紫薯置于40℃条件下烘干；（4）超微粉碎：先用中药粉碎机将烘好的紫薯预粉碎，再用超微粉碎机粉碎至粒径200目以下；（5） 提取每100g紫薯粉用含有纤维素酶的2L的提取液微波浸提，在温度40℃、微波功率500W条件下，浸提0.5h得到浸提液；浸提液为在100ml的水中加入20ml浓度1%的柠檬酸溶液和0.05g纤维素酶混合均匀制成。（6）离心分离采用碟片式离心机，在8000转/分钟下，将提取液进行固液分离，以除去淀粉、纤维素、皮渣，得到上清液，经10KDa的微滤膜过滤，去除纤维素酶和其它大分子量杂质，得到花青素水提液。（7）Fe3O4纳米粒子纯化花青素在20ml花青素水提液中加入1g四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子，在转速450r/min下，磁力搅拌2.0h，直到大部分花青素被Fe3O4纳米粒子吸附。再用磁铁将吸附有花青素的四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子吸出，先用纯净水洗脱四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子表面不被其吸附的物质，再用90%的乙醇洗脱，洗脱液即为花青素纯化液；（8）纳滤浓缩：将花青素纯化液通过截留分子量为200Da的纳滤膜浓缩，浓缩压力0.8MPa、温度25℃，使体积浓缩到纯化液体积的1/15，并回收乙醇；（9）真空冷冻干燥：将浓缩液进行预冷冻，然后放入真空冷冻干燥机中，在真空度0.05MPa、冷冻干燥温度-20℃条件下，冷冻干燥至水分含量≤5%，获得紫红色粉末，即为紫薯花青素粉末；所述紫薯花青素粉末中花青素含量达到50%本文档来自技高网...

【技术保护点】
从紫薯中快速分离制备芍药色素‑3‑咖啡酰槐糖苷‑5‑葡萄糖苷的方法，其特征在于操作步骤如下：（1）将紫薯洗净、切片、烘干、超微粉碎，得到粒径200目以下的紫薯粉；（2）按质量体积比1g:20～30 ml将紫薯粉用含有纤维素酶的提取液微波浸提，得到浸提液；（3）将浸提液离心分离，经10KDa的微滤膜过滤，去除纤维素酶和其它大分子量杂质，得到花青素水提液；（4）按体积质量体积比20～30 ml：1g在花青素水提液中加入四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子，将吸附有花青素的四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子吸出，先用纯净水洗脱，再用乙醇洗脱，洗脱液即为花青素的纯化液；（5）用纳滤膜浓缩纯化液，得到体积浓缩至纯化液体积的1/15的浓缩液，并回收乙醇；（6）真空冷冻干燥，得到花青素含量为50%～70%的紫红色的紫薯花青素粉末；（7）将紫薯花青素粉末采用制备型高效液相色谱仪分离，得到纯度为80%～99.5%的紫红色的芍药色素‑3‑咖啡酰槐糖苷‑5‑葡萄糖苷。

【技术特征摘要】
1.从紫薯中快速分离制备芍药色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷的方法，其特征在于操作步骤如下：（1）将紫薯洗净、切片、烘干、超微粉碎，得到粒径200目以下的紫薯粉；（2）按质量体积比1g:20～30 ml将紫薯粉用含有纤维素酶的提取液微波浸提，得到浸提液；（3）将浸提液离心分离，经10KDa的微滤膜过滤，去除纤维素酶和其它大分子量杂质，得到花青素水提液；（4）按体积质量体积比20～30 ml：1g在花青素水提液中加入四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子，将吸附有花青素的四氧化三铁（Fe3O4）纳米粒子吸出，先用纯净水洗脱，再用乙醇洗脱，洗脱液即为花青素的纯化液；（5）用纳滤膜浓缩纯化液，得到体积浓缩至纯化液体积的1/15的浓缩液，并回收乙醇；（6）真空冷冻干燥，得到花青素含量为50%～70%的紫红色的紫薯花青素粉末；（7）将紫薯花青素粉末采用制备型高效液相色谱仪分离，得到纯度为80%～99.5%的紫红色的芍药色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷。2.根据权利要求1所述的从紫薯中快速分离制备芍药色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷的方法，其特征在于：步骤（2）中所述浸提液为在100ml的水中加入20～30 ml浓度1%的柠檬酸溶液和0.05～0.1g纤维素酶混合均匀制成，pH值为4.5～5.5。3.根据权利要求1所述的从紫薯中快速分离制备芍药色素-3-咖啡酰槐糖苷-5-葡萄糖苷的方法，其特征在于：步骤（2）中所述微波浸提条件：温度40～55℃、微波功率500～700W、浸提0.5～1.0h。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙汉巨，何述栋，娄秋艳，章萍萍，王鑫，操小栋，叶永康，王军辉，何钱，朱永生，余敏，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34