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使用吸附树脂和作为解吸剂的酸化水从天然提取物中纯化花色素苷和花色素的方法技术

技术编号:40561089 阅读:6 留言:0更新日期:2024-03-05 19:23
本发明专利技术公开了花色素苷和花色素的纯化方法,该方法允许将提取物的纯度提高至初始纯度的至少3.5倍,收率大于50%的回收率,该方法包括以下步骤:a)将含有花色素苷和花色素的提取物与非离子吸附树脂接触,以保留花色素苷和花色素;以及b)在介于35℃与100℃之间的温度下,使用用浓度在0.01M至1M的范围内的一元羧酸酸化的水洗脱树脂,所公开的方法是简单的方法,其避免了有机溶剂的使用,并且仅使用适合人消费的化合物,这通过避免使用对人消费有毒的化合物而使得该方法和产品更安全。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

公开了使用吸附树脂和作为解吸剂的酸化水从天然提取物中纯化花色素苷和花色素的方法。天然存在的多酚类根据其分子结构分为几个亚组。花色素是在植物和水果中发现的一组重要的多酚。可以发现花色素与糖基结合,形成一类称为花色素苷的化合物。花色素苷和花色素具有与健康益处(对于人健康和动物饲料两者)相关的工业利益、强抗氧化剂活性、抗微生物活性、高着色能力等的性质。因此,目前在市场上可以找到在不同行业销售的集中在这些化合物中的多种产品。这些产品源自不同的来源,诸如蓝莓、蔓越莓、智利酒果(maqui)、接骨木果、紫胡萝卜、葡萄等。不幸的是,花色素苷和花色素通常以非常低的浓度存在于植物和水果中,因此用于其提取、浓缩和纯化的方法已被开发来利用这些化合物的益处。例如,智利酒果(玛基果(aristotelia chilensis))的果实含有约0.1%w/w的花色素苷,而用于食品补充剂工业的来源于智利酒果的商品含有超过20%w/w的花色素苷。蓝莓、欧洲越橘和接骨木果提取物也有类似的情况。本专利申请提出了基于吸附和解吸树脂的花色素苷和花色素的纯化方法,该方法使用用一元羧酸有机酸酸化的ph小于6的水。该方法允许在一个工艺步骤中将花色素苷和花色素的纯度相对于处理过的提取物的纯度提高至少3.5倍。该方法具有优于常规方法的有利方面,因为其避免使用有机溶剂,并且仅使用适合人消费的化合物,这通过避免使用对人消费有毒的化合物而使得该方法和产品更安全。另外,避免使用乙醇使得从该方法获得的产品将被认证为清真食品(halal)。从经济角度来看,通过仅使用酸化水而不添加昂贵的有机溶剂,该方法导致低生产成本,同时达到高收率(>50%)和纯度提高(>3.5倍)。现有技术水平已经记载了几种使用吸附树脂纯化花色素苷和花色素的方法。例如,us 6780442b2提出了使用溴化树脂纯化花色素苷并使用含乙醇或甲醇的溶液洗脱的方法。这种方法的不利方面是在该过程中可能释放出溴,这对人消费产品来说是个问题。另外,该方法需要使用醇从树脂中洗脱花色素苷。其它论文报道了使用不含溴的非离子吸附树脂从不同来源纯化花色素苷和/或花色素。然而,这些论文在解吸或洗脱过程中使用一些有机溶剂,主要是醇。例如,cn107793456 a,该文献公开了使用含水乙醇洗脱从紫苏叶中纯化花色素苷。cn105732741a也公开了在洗脱溶液中使用乙醇和甲醇从紫苏叶中纯化花色素苷的方法。us 7192456b2中公开了使用树脂和作为洗脱剂的醇从紫玉米中纯化花色素苷。cn105859674 a公开了使用含水甲醇洗脱从火龙果皮中纯化花色素苷。us 6461648 b2提出了纯化花色素和花色素苷的方法,该方法不限于使用吸附树脂的原料,但需要使用醇溶液作为洗脱剂。cn102875515b公开了使用甲醇和乙醇的水溶液作为解吸剂并向解吸剂混合物中加入甲酸或乙酸从蓝莓中纯化花色素苷的方法。在ep 1443948 b1中提出了使用离子交换树脂的不同方法,但是该方法仍然需要使用一些醇进行洗脱。类似地,us 8575334 b2提出了使用阳离子交换树脂和碱性溶液来纯化花色素苷的方法,所述碱性溶液将促进花色素苷的解吸。这种方法的问题是碱性条件会促进花色素苷快速降解,从而影响花色素苷的回收。另外,该方法建议在洗脱溶剂中使用醇。文献cn110372659 a公开了使用树脂吸附步骤和随后利用柠檬酸的洗脱进行的蓝莓花色素苷回收及其纯化。然而,使用该方法可以达到高达8%的纯度,而本专利申请公开的方法导致高得多的纯度,如在实施例中可以观察到的。总之,作为现有技术引用的文献都没有公开一种简单的方法,其在一个工艺步骤中使花色素苷和花色素的纯度相较于处理过的提取物的纯度提高至少3.5倍。本专利技术的方法还具有优于常规方法的有利方面,因为其避免了使用有机溶剂,并且仅使用适合人消费的化合物,这通过避免使用对人消费有毒的化合物而使该方法和产品更安全。附图描述图1:该图对应于显示通过该方法获得的纯化的智利酒果提取物的花色素苷特征谱的色谱图。图2:该图对应于显示通过该方法获得的纯化的calafate提取物的花色素苷特征谱的色谱图。图3:该图对应于显示通过该方法获得的纯化的接骨木果提取物的花色素苷特征谱的色谱图。专利技术描述本专利技术公开了基于使用用酸化水进行解吸的吸附树脂的方法。描述于本专利申请中的该方法使得可能在单个纯化步骤中获得至少3.5倍于提取物初始纯度的纯度增量和大于50%的回收率的收率。本专利技术的方法包括以下步骤:(a)将含有花色素苷和花色素的提取物与非离子吸附树脂接触以保留花色素苷和花色素,以及(b)使用用一元羧酸酸化的热水洗脱树脂。在步骤a)中,非离子吸附树脂可以是任何商购可得的树脂。可使用的非离子树脂是例如但不限于xad4、xad7、xad16、xad18、xad1180、xad1600、fpx66、ab-8、d101、ls305、lx-60、lx-68、pad400、pad900、pad610、pad950、x5、h103等。术语一元羧酸是指具有单个羧基和<10个碳,分子式为(cooh)cxhy(其中“x”至多为9,“y”等于或大于0)的任何羧酸。属于这一类的酸有甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸等。二羧酸或具有其它官能团的羧酸(即,醇)不会产生如实施例1所示的高纯度终产物。令人惊讶的是,相对于另外的一元羧酸,丙酸在纯度和回收率方面表现出最好的结果。在步骤b)中,一元羧酸的浓度优选在0.01m至1m的范围内,更优选在0.05m至0.9m的范围内,以获得更高的纯度。本方法所需的低浓度的一元羧酸在经济方面表现出优于其它需要高水平的有机溶剂来进行的方法的有利方面。任选地,可在步骤(b)中使用一元羧酸的混合物。阶段(b)中的洗脱温度可以是介于35℃与100℃之间的任何温度,更优选在40℃至90℃的范围内。在(b)中获得的花色素苷被纯化的提取物的纯度至少是(a)中接触的原始提取物的3.5倍,更优选是(a)中接触的提取物的纯度的4至10倍。通过本专利申请的方法,在洗脱后,至少50%的存在于最初提取物中的花色素苷得以回收。可使用分批或连续系统来实施该方法。连续系统是优选的,因为对于相同量的所使用的树脂,它们需要更少的处理时间。另外,连续系统允许在系统出口处收集的具有低花色素苷和花色素纯度的那部分体积可以被容易地丢弃,以进一步增加提取物的纯度,而分批系统将需要多个解吸步骤来获得类似的结果。任选地,使用碱性水溶液在低于100℃的温度下再生在步骤(b)中洗脱花色素苷和花色素后获得的树脂。更优选地,可用含有1-5%w/w的naoh、koh、ca(oh)2、na2co3、nh4oh或其混合物的水溶液在低于100℃的温度下再生树脂。再生的树脂可以重新用于新的纯化循环。任选地,可以浓缩从步骤(b)获得的纯化成花色素苷和花色素的洗脱的提取物以除去溶剂。现有技术中已知的任何方法都可用于进行浓缩。可以使用诸如降膜蒸发、升膜蒸发、刮膜蒸发、纳米过滤、反渗透、全蒸发等方法。任选地,可以干燥从步骤(b)获得的洗脱的提取物或其浓缩产物以获得粉末。干燥方法可以是现有技术中任何已知的方法,诸如喷雾干燥和冷冻干燥。实施例实施例1在以150rpm持续本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种花色素苷和花色素的纯化方法,其用于使提取物的纯度提高至少3.5倍,达到超过50%的回收率,特征在于包括以下步骤:

2.根据权利要求1的方法,其特征在于所述非离子吸附树脂选自XAD4、XAD7、XAD16、XAD18、XAD1180、XAD1600、FPX66、AB-8、D101、LS305、LX-60、LX-68、PAD400、PAD900、PAD610、PAD950、X5、H103等。

3.根据权利要求1的方法,其特征在于步骤b)中使用的一元羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸或其混合物。

4.根据权利要求3的方法,其特征在于步骤b)中使用的一元羧酸是丙酸。

5.根据权利要求1的方法,其特征在于优选在步骤b)中,所述一元羧酸的浓度在0.05M至0.9M的范围内。

6.根据权利要求1的方法,其特征在于优选阶段(b)中的温度在40℃至90℃的范围内。

7.根据权利要求1的方法,其特征在于可以使用分批或连续模式系统。

8.根据权利要求7的方法,其特征在于优选使用连续模式系统。

9.根据权利要求1的方法,其特征在于任选地使用碱性水溶液在低于100℃的温度下再生在步骤(b)中洗脱花色素苷和花色素后获得的树脂。

10.根据权利要求9的方法,其特征在于优选地可在低于100℃的温度下用含有1-5%NaOH、KOH、Ca(OH)2、Na2CO3、NH4OH或其混合物的水溶液再生所述树脂。

11.根据权利要求1的方法,其特征在于任选地可以浓缩从步骤(b)获得的纯化了花色素苷和花色素的洗脱的提取物以除去溶剂。

12.根据权利要求11的方法,其特征在于对在步骤(b)中获得的洗脱的提取物的浓缩,可以使用任何方法,诸如降膜蒸发、升膜蒸发、刮膜蒸发、纳米过滤、反渗透、全蒸发等。

13.根据权利要求1或12的方法,其特征在于任选地,可以干燥从步骤(b)获得的洗脱的提取物或其浓缩产物以获得粉末产物。

14.根据权利要求13的方法,其特征在于任选地,将从步骤(b)获得的洗脱的提取物或其浓缩产物喷雾干燥和冷冻干燥。

15.基于根据权利要求11的方法获得的产品。

16.基于根据权利要求12的方法获得的产品。

17.基于根据权利要求13的方法获得的产品。

18.基于根据权利要求14的方法获得的产品。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种花色素苷和花色素的纯化方法,其用于使提取物的纯度提高至少3.5倍,达到超过50%的回收率,特征在于包括以下步骤:

2.根据权利要求1的方法,其特征在于所述非离子吸附树脂选自xad4、xad7、xad16、xad18、xad1180、xad1600、fpx66、ab-8、d101、ls305、lx-60、lx-68、pad400、pad900、pad610、pad950、x5、h103等。

3.根据权利要求1的方法,其特征在于步骤b)中使用的一元羧酸选自甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸或其混合物。

4.根据权利要求3的方法,其特征在于步骤b)中使用的一元羧酸是丙酸。

5.根据权利要求1的方法,其特征在于优选在步骤b)中,所述一元羧酸的浓度在0.05m至0.9m的范围内。

6.根据权利要求1的方法,其特征在于优选阶段(b)中的温度在40℃至90℃的范围内。

7.根据权利要求1的方法,其特征在于可以使用分批或连续模式系统。

8.根据权利要求7的方法,其特征在于优选使用连续模式系统。

9.根据权利要求1的方法,其特征在于任选地使用碱性水溶...

【专利技术属性】
技术研发人员:R·A·漫希拉维拉罗伯斯R·I·阿拉维纳康德雷拉斯
申请(专利权)人:美国生物过程有限责任股份公司
类型:发明
国别省市:

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