天然花青素活性苷元的提取方法技术

本发明专利技术涉及天然花青素活性苷元的提取方法。它属生物工程技术领域。它是由下列步骤组成的：含花青素植物的分类粉碎、吸水、冰冻、加热解冻、压榨、过滤制汁，以裂解花色苷糖苷键的糖苷酶对花色苷进行生物降解，以阴离子表面活性剂进行化合反应沉淀/悬浮，再到细菌微生物对沉淀/悬浮物进行降解，花青素水溶液杀菌、过滤酶和细菌，冷冻干燥。本发明专利技术技术可得到真实含量在95％以上的阳离子花青素而非花色苷。本发明专利技术制得的阳离子花青素不需人体肠道微生物降解，而直接被人体吸收利用或直接进入人体血液。用于医疗、保健。

【技术实现步骤摘要】
所属
： 本专利技术涉及生物工程
的一种植物阳离子花青素的提取方法，尤其是天然 花青素活性苷元的提取方法。
技术介绍
： 随着人们生活水平的提高和对天然植物性来源的无毒无害的有利于保护人们身 体健康、防病治病的天然有机物质的追求，同时也由于人工合成色素对人体有较大的毒副 作用，已被世界卫生组织所禁止使用，又由于花青素工业合成技术投资大、技术复杂不稳 定、产品质量差，而无法为人类服务。因此高效无毒的天然阳离子花青素活性苷元及其提取 方法已成为21世纪新兴前沿研究课题。 但是现有的花青素分离提取技术（除中国专利申请200910185829. 2外）只 是得到含花青素的花色苷，且含量太低，杂质太多，因此其大多用在食品染色和化妆品的着 色，医疗保健价值低。现有的超声波、微生物降解破坏植物组织细胞壁，萃取等分离纯化技 术提取得到的花色苷与真正对人体有保健、防病治病作用的阳离子花青素有着本质的区 另IJ。花色苷是植物体内阳离子花青素即花色基元与各种单糖通过糖苷键结合形成的糖苷。 这是一种中性物质，生物活性低，在人体内只有通过人体肠道菌降解脱糖形成阳离子花青 素即花青素活性苷元才能被人体吸收利用，消除人体内有害的自由基，防病治病，但这种中 性的花色苷在人体中降解、代谢率很低，生物利用率低，因而人体对其吸收率也很低。 再加上人的个体生物转化功能差异很大，特别是中老年人和病人的肠道对花色苷 的降解吸收程度更低。因而人体外工业化植物花色苷的降解和阳离子花青素的分离提取就 显得特别重要。这对于从根本上保护人们的身体健康、防病治病具有重大的现实意义。 花色苷较花青素活性苷元稳定，但那是以牺牲花青素活性苷元的生物活性为代价 的。花色苷与花青素是本质上完全不同的概念。即使花色苷能进入人体血液，但人体血液 (弱碱性）不可能提供酸性环境使花色苷的糖苷键得到降解而得到花青素，花青素中的在 人体血液中可解离出氢离子的活性羟基在花色苷中是不存在的。天然植物中游离的花青素 极少见。 现有工业化生产技术，只有中国专利申请，申请号：200910185829. 2、申请日： 2009.12.07、公开（公告）日：2010.06.30、公开（公告）号<附017604974、主分类号 ： C12P39/00 (2006. 01) I、专利技术创造名称：植物花青素的微生物或/和生物酶提取方法，是花 青素即活性苷元的工业化提取技术。但由于花青素生物活性强，化学结构不稳定，只有在低 温/酸性或干燥条件下才稳定，在酸性加热条件下易分解，而成为水不溶性物质丧失其生 物活性，所以上述专利申请对微生物降解产物（包括微生物、酶和花青素）用70°C -KKTC 的温度进行加热杀菌，这必将使10% -50%的花青素分解变性成为水不溶性物质丧失其生 物活性，浪费了极为宝贵的花青素生物资源，增加了花青素生产成本。
技术实现思路
： 为有效地克服目前现有花青素分离提取技术的缺陷，充分和有效利用资源，降低 生产成本，本专利技术提供一种更简单可靠、技术可操作性强、生产成本更低、效果好的天然花 青素活性苷元的提取方法。本专利技术的阳离子花青素活性苷元、阳离子花青素、阳离子花青 素苷元、花青素活性苷元、花青素，其概念意义相同。对含花青素的黑米原材料，用水直接浸 泡，不需粉碎，以代替技术方案的第一步骤。 本专利技术利用阳离子花青素和阴离子表面活性剂的盐在常温及其以下温度条件下 难以在水中电离而呈水不溶性的沉淀物或悬浮物这一性质，实现花青素与水及其其中的杂 质的高选择定向分离。阴离子表面活性剂中的亲油基C链越长，其亲油性越强、亲水性越 差，越容易与阳离子物质（包括阳离子花青素）化合沉淀或悬浮，同时水的温度越低，其沉 淀或悬浮效果越好；亲油基碳（C)链较短的阴离子表面活性剂的盐的沉淀或悬浮温度较 低，亲油基碳（C)链较长的阴离子表面活性剂的盐的沉淀或悬浮温度较高。 硅藻土不亲水，在水溶液中完全沉淀，并可吸收微生物（酶）共沉淀，但不能吸收 水溶性的花青素。微生物絮凝剂可吸附水不溶性的物质（包括死亡微生物和失活生物酶）， 但不能吸附水溶性的花青素，其功效与硅藻土相同。 本专利技术专性好氧细菌微生物对阴离子表面活性剂的降解是根据《环境污染物生物 降解》[夏北成编著，化学工业出版社、环境科学与工程出版中心出版发行，2002年3月第1 版，2002年3月北京第1次印刷，ISBN7-5025-3710-4/X · 147,（京）新登字039号，中国 版本图书馆CIP数据核字（2002)第004930号，186页、179页、54页、43页、42页、35页、34 页]，但细菌不产生多酚氧化酶，所以其只能降解阴离子表面活性剂，而不能降解酚类物质 阳离子花青素。中国专利申请200910185829. 2已授权。 本专利技术所述阴离子表面活性剂都能被本专利技术所述的专性好氧细菌完全降解；阴离 子表面活性剂中的亲水基-so广和-C0CT都能够被好氧细菌通过细胞膜吸收降解；C元素为 细菌提供必要的C源和能量而被降解；0元素支撑好氧细菌的无分子氧的无氧呼吸而被降 解；S元素在好氧细菌体内转化为H2S并排出体外而被降解，含H 2S的水溶液干燥后，H2S气 体被回收；c元素在10-22之间的直链烷烃及与之相连的苯环都是易被本专利技术好氧细菌完 全降解的。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是： 1、本专利技术提取方法包括以下步骤： 一、原材料预处理：新鲜含植物花青素的原材料，如葡萄皮、胡萝卜、蓝靛果，进行 分类一粉碎一食用软水浸泡吸水一冰冻破坏植物组织细胞壁一加热解冻一压榨一过滤制 汁备用（1)-残渣适当加水一浸泡搅拌一压榨一过滤制汁备用（2); 二、将上述压榨过滤水溶液（1)和（2)合在一起，并将其水温调节到下述降解生物 酶的最适范围； 三、将上述产物以可裂解花色苷糖苷键的β-葡萄糖苷酶（β-糖苷酶）进行生物 降解，先低速搅拌，转速50转/分-100转/分，后静置，使花色苷中的糖苷键被降解而得到 阳离子花青素活性苷元；裂解和降解时间10小时-24小时，温度25°C -50°C、PH4. 5-ΡΗ5 ; 四、将上述产物再加入相对于阳离子花青素稍微过量的阴离子表面活性剂，如 十六烷基硫酸铵（C 16H330S03NH4)、十八烷基硫酸钠、脂肪酸钠盐（RCOONa，R = C12-C22烷基） 或脂肪酸钾盐、直链烷基苯磺酸钠（ClcrC 22)，上述阴离子表面活性剂的钠盐、钾盐或铵盐在 本专利技术的应用功能/效果相同；以中速搅拌，转速600转/分-1400转/分，其化合反应温 度为30°C -50°C，使之充分反应后静置，再降温，使水溶液温度为1°C -25°C，使阳离子花青 素大多被化合沉淀或悬浮为止；这有利于反应物的快速完全沉淀或悬浮； 五、取出上述含水化合物，选择专性好氧细菌，在密封容器内输入氧气进行微生物 降解，可加入少量无菌饮用水，在先低速搅拌后静置中进行，搅拌速度30转/分-50转/分 左右，使所加入的阴离子表面活性剂被细菌微生物降解，恢复花青素的阳离子活性和水溶 性； 具体可用节杆菌属、微球菌属、诺卡氏菌属、不动杆菌属、短杆菌属、黄本文档来自技高网...

【技术保护点】
天然花青素活性苷元的提取方法，其特征在于：一、原材料预处理：新鲜含植物花青素的原材料，如葡萄皮、胡萝卜、蓝靛果，进行分类→粉碎→食用软水浸泡吸水→冰冻破坏植物组织细胞壁→加热解冻→压榨→过滤制汁备用(1)→残渣适当加水→浸泡搅拌→压榨→过滤制汁备用(2)；二、将上述压榨过滤水溶液(1)和(2)合在一起，并将其水的温度调节到下述第三步降解生物酶的最适范围；三、将上述第二步产物以可裂解花色苷糖苷键的β‑葡萄糖苷酶即β‑糖苷酶进行生物降解，先低速搅拌，50转/分‑100转/分，后静置，使花色苷中的糖苷键被降解而得到阳离子花青素活性苷元；裂解和降解时间10小时‑24小时，温度25℃‑50℃、PH4.5‑PH5；四、将上述第三步产物再加入相对于阳离子花青素稍微过量的十六烷基硫酸铵(C16H33OSO3NH4)、或十八烷基硫酸钠、或脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐、或直链烷基苯磺酸钠，上述阴离子表面活性剂的钠盐、钾盐或铵盐在本专利技术的应用功能/效果相同，以中速搅拌，600转/分‑1400转/分，化合反应温度30℃‑50℃，使之充分反应后静置，再降温，使水溶液温度为1℃‑25℃；使阳离子花青素大多被化合反应沉淀或悬浮为止；这有利于反应物的快速完全沉淀或悬浮；五、取出上述第四步含水化合物，选择专性好氧细菌，进行微生物降解，可加入少量无菌饮用水，在先低速搅拌后静置中进行，搅拌速度30转/分‑50转/分，使所加入的阴离子表面活性剂被专性好氧细菌降解；恢复花青素的阳离子活性和水溶性；所述专性好氧细菌为节杆菌属、微球菌属、诺卡氏菌属、不动杆菌属、短杆菌属、黄杆菌属这些微生物中的一种或几种的组合；所述专性好氧细菌还包括假单孢菌属中的不产生水溶性色素的菌株；降解时间10小时‑24小时，降解温度20℃‑30℃，PH5‑PH7；六、将上述第五步好氧细菌微生物降解产物进行杀菌和去除细菌及生物酶处理，温度1℃‑30℃，得阳离子花青素水溶液产品：(一).将上述第五步好氧细菌微生物降解产物密封，并停止供应氧气，保持时间24小时‑72小时；或抽真空排除氧气，压强不大于25pa，保持时间24小时‑72小时；使好氧细菌微生物因缺少氧气或/和缺少C营养源而死亡成疏水的细菌残体；(二).必要时需搅拌，使花青素充分溶于水而与好氧细菌微生物残体分离，搅拌速度300转/分‑3000转/分，时间10分钟‑60分钟，用硅藻土/微生物絮凝剂过滤；清除好氧细菌微生物残体；(三).用高剪切搅拌，转速1000转/分‑3000转/分，时间30分钟‑60分钟；使花青素水溶液中的生物酶失去活性和失去亲水性；(四).用陶瓷膜过滤；或用硅藻土/微生物絮凝剂在搅拌中吸附失去活性的生物酶残体，静置，使硅藻土/微生物絮凝剂和生物酶残体沉淀析出，再用陶瓷膜过滤残留的生物酶残体；彻底清除生物酶和残留的好氧细菌残体；(五).得到只含花青素的弱酸性水溶液，用食品级盐酸(HCL)调节PH值，PH5‑PH6.9；上述(二)中还可以用陶瓷膜过滤；七、将上述第六步只含花青素的弱酸性水溶液进行真空冷冻干燥，并回收过量的HCL气体，温度‑40℃‑‑1℃，压强不大于25pa，时间24小时；得花青素活性苷元干品。...

【技术特征摘要】
1.天然花青素活性苷元的提取方法，其特征在于： 一、 原材料预处理：新鲜含植物花青素的原材料，如葡萄皮、胡萝卜、蓝靛果，进行分类 -粉碎一食用软水浸泡吸水一冰冻破坏植物组织细胞壁一加热解冻一压榨一过滤制汁备 用（1)-残渣适当加水一浸泡搅拌一压榨一过滤制汁备用（2); 二、 将上述压榨过滤水溶液（1)和（2)合在一起，并将其水的温度调节到下述第三步降 解生物酶的最适范围； 三、 将上述第二步产物以可裂解花色苷糖苷键的β-葡萄糖苷酶即β-糖苷酶进行生 物降解，先低速搅拌，50转/分-100转/分，后静置，使花色苷中的糖苷键被降解而得到阳 离子花青素活性苷元；裂解和降解时间10小时-24小时，温度25°C -50°C、PH4. 5-ΡΗ5 ; 四、 将上述第三步产物再加入相对于阳离子花青素稍微过量的十六烷基硫酸铵 (C16H330S0 3NH4)、或十八烧基硫酸钠、或脂肪酸钠盐或脂肪酸钾盐、或直链烧基苯磺酸钠，上 述阴离子表面活性剂的钠盐、钾盐或铵盐在本发明的应用功能/效果相同，以中速搅拌， 600转/分-1400转/分，化合反应温度30°C -50°C，使之充分反应后静置，再降温，使水溶 液温度为1°C -25°C ;使阳离子花青素大多被化合反应沉淀或悬浮为止；这有利于反应物的 快速完全沉淀或悬浮； 五、 取出上述第四步含水化合物，选择专性好氧细菌，进行微生物降解，可加入少量无 菌饮用水，在先低速搅拌后静置中进行，搅拌速度30转/分-50转/分，使所加入的阴离子 表面活性剂被专性好氧细菌降解；恢复花青素的阳离子活性和水溶性；所述专性好氧细菌 为节杆菌属、微球菌属、诺卡氏菌属、不动杆...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿兆翔，
申请(专利权)人：耿兆翔，
类型：发明
国别省市：安徽;34