一种核桃青皮多酚提取复合组剂及提取方法与流程

1.本发明属于化学物质提纯技术领域，具体涉及一种核桃青皮多酚提取复合组剂及提取方法。


背景技术：

2.核桃坚果外部的绿色果皮即核桃青皮。核桃青皮(walnut green husk)，又称青龙衣，是核桃壳最外面的青绿色表皮，约占核桃整体质量的5/7。核桃青皮是核桃的主要副产物，目前还未得到有效的利用，大多数情况下以废弃物丢弃在田间地头或沟边，既污染环境又浪费资源。核桃青皮中含有大量生物活性物质,如酮类、酚类、生物碱等，具有止痛、止咳、止泻、解毒和杀虫等作用。
3.核桃外果皮中的萘醌类化合物主要有1,2－萘醌、氢化胡桃醌及其苷，从核桃外果皮中还可以分离出5
‑
羟基
‑2‑
2乙氧基
‑
1,4
‑
萘醌、3,3'
‑
双胡桃醌、1,4,8
‑
三羟基萘
‑1‑0‑
β
‑
d
‑
吡喃葡萄糖苷等多种醌类异构体及其苷类化合物。核桃外果中含有多种的酚类物质，从核桃青皮中可以分离鉴定出没食子酸、芦丁、槲皮素、香草酸、咖啡酸等，采用大孔树脂用醇提取青皮可以分离出的酚类可达10个，黄酮类物质成分可达20个，主要为黄酮醇、二氢黄酮醇及其苷。
4.现有技术中常采用的核桃青皮多酚提取方法为，如cn105920089a公开的采用减压浓缩得到浸膏后烘干提取总多酚，或者如cn105708894a公开的采用树脂层析柱进行提取核桃青皮中的多酚方法，但是其提取效率较低，操作流程繁琐，且没有最大限度的对核桃青皮中的多酚进行提取，导致了核桃青皮原材料的浪费。


技术实现要素：

5.本发明针对上述缺陷，提供一种先采用自制备得到的微胶囊包埋酶复合剂进行酶解，然后离心将离心得到的上清液进行超二氧化碳萃取提纯酶解产物中的多酚，然后进一步采用具有氢受体、氢供体和配位剂的乙醇混合溶液对离心得到的固体残渣中的核桃青皮木质素、半木质素等植物细胞壁进一步分解，进而提高酶解产物残渣中的进一步多酚提取，有效提高多酚提纯效率的核桃青皮多酚提取复合组剂及提取方法。
6.本发明提供如下技术方案：一种核桃青皮多酚提取复合组剂，按重量组分计，包括以下成分：
7.8.进一步地，所述配位剂为edta、乙醇胺、三乙胺、油酸和柠檬酸钠中的一种或多种。
9.进一步地，所述微包囊酶复合剂的制备原料，按重量组分计，包括以下成分：
[0010][0011]
进一步地，所述微包囊酶复合剂中的酶复合剂为质量比为0.3～0.6:0.2～0.5:0.1～0.4的纤维素酶、果胶酶和木聚糖酶形成的复合组剂。
[0012]
进一步地，所述热敏聚合物包括聚(n
‑
异丙基丙基丙烯酰胺)、聚乙烯醇甲基醚和聚(异丙基丙基丙烯酰胺
‑
丙烯酸)中的一种或多种。
[0013]
进一步地，所述氢供体的化合物为尿素、柠檬酸和乳酸中的一种或多种。
[0014]
进一步地，所述硅烷改性剂为二氯二甲基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、甲基三甲氧基硅烷中的一种或多种。
[0015]
进一步地，所述微包囊酶复合剂的制备方法，包括以下步骤：
[0016]
s1：将所述重量份的热敏聚合物溶于所述重量份的丙酮中，形成热敏聚合物油相；
[0017]
s2：将所述重量份的粒径为50nm～60nm的纳米二氧化硅颗粒与所述重量份的粒径为20nm～50nm的硅烷改性剂混合，于30℃～40℃下搅拌30min～45min后，得到硅烷改性纳米二氧化硅溶液；
[0018]
s3：将所述步骤s1得到的热敏聚合物油相与所述步骤s2得到的硅烷改性纳米二氧化硅溶液、所述重量份的酶复合剂混合，加入所述重量份的超支化聚乙氧基硅烷进行交联，然后再加入体积比为1:3的水和乙醇的混合溶液，进行清洗三次至五次，得到包埋酶复合剂的纳米二氧化硅/热敏聚合物微胶囊；清洗过程中交联剂超支化聚乙氧基硅发生水解，由疏水性变为两亲性，进而在去除了多余的丙酮和交联剂的同时，形成了稳定的包埋酶复合剂的纳米二氧化硅/热敏聚合物微胶囊；
[0019]
s4：然后于25℃～28℃下烘干，得到所述微包囊酶复合剂。
[0020]
本发明还提供采用上述复合组剂的核桃青皮多酚提取方法，包括以下步骤：
[0021]
1)采摘青皮核桃，取其青皮，于清水下洗刷干净表面青皮，于50℃～60℃下烘干，粉碎成核桃青皮粉末；
[0022]
2)将所述重量份的微包囊复合剂溶于300ml～500ml蒸馏水中，形成微包囊复合剂水溶液，将所述步骤1)得到的核桃青皮粉末置于所述微包囊复合剂水溶液中，于30℃～40℃下静置反应1h～1.5h，然后于常温下离心；
[0023]
3)将所述步骤2)离心得到的上清液，于45℃～55℃、25mpa～30mpa下，以25kg/h～35kg/h的co2流量、4～5ml/g的夹带剂用量、75％体积分数的乙醇进一步超临界二氧化碳提取上清液中的多酚；
[0024]
4)将所述步骤2)离心得到的固体与所述重量份的作为氢受体的氯化胆碱、所述重量份的作为氢供体的化合物、所述重量份的配位剂和500ml～1000ml碱液与所述重量份乙醇的混合液中，于75℃～85℃下，以固液比为20:1～30:1提取45min～1h，然后迅速降温至室温，以0.08mpa～1.5mpa真空抽滤，收集滤液定容后为离心固体二次提取得到的多酚；
[0025]
5)收集所述步骤3)和所述步骤4)中得到的多酚，建立没食子酸标准溶液曲线，计算核桃青皮中的多酚提取量。
[0026]
进一步地，所述步骤1)中粉碎后的核桃青皮粉末的粒径为30目
‑
70目。
[0027]
本发明的有益效果为：
[0028]
1、采用硅烷改性剂对二氧化硅颗粒进行改性后，可以将亲水的二氧化硅颗粒变为疏水的，形成改性纳米二氧化硅颗粒，进而与热敏聚合物、酶复合剂在超支化聚乙氧基硅烷作为交联剂的作用下，进行缩聚形成包埋酶复合剂的纳米二氧化硅/热敏聚合物微胶囊，该方法操作简单，条件温和。只需要通过简单的调控固体颗粒表面的表面润湿性，就可以制备出表面疏水的改性纳米二氧化硅颗粒，再通过化学交联等方法增强油水界面固体颗粒之间的相互作用，制备出具有一定机械强度的微胶囊，作为微胶囊壳层热敏聚合物的作用与植物细胞壁结构类似，具有渗透性，允许酶复合剂中的小分子酶进出，有效保护了酶复合剂中的多种酶的活性，避免受到外界过热环境的影响而导致酶失活的情况发生。
[0029]
2、纤维素酶、果胶酶和木聚糖酶催化降解了核桃皮内的纤维素和胶质，并释放出与纤维素和胶质紧密结合的多聚体的酚类物质；同时酶的作用增加了表皮的通透性，有利于多酚类物质的溶出，而且两种酶的协同作用增强了催化和溶出作用，使得多酚得率有较大提高。
[0030]
3、在提取多酚的过程中，首先利用微胶囊酶复合剂对粉碎并烘干后的核桃青皮进行酶解提取多酚，然后离心，将酶解得到的大部分含有多酚的酶解液离心至上清液中，然后利用超临界二氧化碳萃取方式进行提取酶解液中的多酚，对于离心得到的固体，再次利用含有氢受体、氢供体和配位体的混合溶剂对离心后的固体残渣再次进行碱液条件下的浸提，通过形成的具有良好渗透能力的混合溶液，于碱性条件下进一步分解植物细胞壁的木质素、半木质素和纤维素，弥补了酶复合剂中缺少针对性而不能消化降解的植物细胞壁，进一步提高了核桃青皮酶解后残渣中的多酚提取效率。
具体实施方式
[0031]
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]
本发明所采用的化学试剂均为市购。
[0033]
实施例1
[0034]
本实施例提供的一种核桃青皮多酚提取复合组剂，其特征在于，按重量组分计，包括以下成分：
[0035][0036]
其中，微包囊酶复合剂的制备原料，按重量组分计，包括以下成分：
[0037][0038][0039]
微包囊酶复合剂中的酶复合剂为质量比为0.3:0.5:0.1的纤维素酶、果胶酶和木聚糖酶形成的复合组剂。
[0040]
微包囊酶复合剂的制备方法，包括以下步骤：
[0041]
s1：将60份的聚(n
‑
异丙基丙基丙烯酰胺)溶于25份的丙酮中，形成聚(n
‑
异丙基丙基丙烯酰胺)油相；
[0042]
s2：将30份的粒径为50nm的纳米二氧化硅颗粒与20份的辛基三甲氧基硅烷混合，于30℃下搅拌45min后，得到硅烷改性纳米二氧化硅溶液，辛基三甲氧基硅烷将具有亲水表面的二氧化硅改性为疏水性纳米二氧化硅；
[0043]
s3：将所述步骤s1得到的聚(n
‑
异丙基丙基丙烯酰胺)油相与所述步骤s2得到的硅烷改性纳米二氧化硅溶液、30份的酶复合剂混合，15份的超支化聚乙氧基硅烷进行交联，然后再加入体积比为1:3的水和乙醇的混合溶液，进行清洗三次，得到包埋酶复合剂的纳米二氧化硅/聚(n
‑
异丙基丙基丙烯酰胺)微胶囊，清洗过程中交联剂超支化聚乙氧基硅发生水解，由疏水性变为两亲性，进而在去除了多余的丙酮和交联剂的同时，形成了稳定的包埋酶复合剂的纳米二氧化硅/聚(n
‑
异丙基丙基丙烯酰胺)微胶囊；
[0044]
s4：然后于25℃下烘干，得到所述微包囊酶复合剂。
[0045]
本实施例还提供采用上述复合组剂的核桃青皮多酚提取方法，包括以下步骤：
[0046]
1)采摘青皮核桃，取其青皮，于清水下洗刷干净表面青皮，于60℃下烘干，粉碎成30目的核桃青皮粉末；
[0047]
2)将20份的微包囊复合剂溶于400ml蒸馏水中，形成微包囊复合剂水溶液，将所述步骤1)得到的核桃青皮粉末置于所述微包囊复合剂水溶液中，于40℃下静置反应1h，然后于常温下离心；
[0048]
3)将所述步骤2)离心得到的上清液，于55℃、25mpa下，以25kg/h的co2流量、5ml/g
的夹带剂用量、75％体积分数的乙醇进一步超临界二氧化碳提取上清液中的多酚；
[0049]
4)将所述步骤2)离心得到的固体与40份的作为氢受体的氯化胆碱、10份的作为氢供体的乳酸、6份的edta配位剂和1000ml碱液与100份乙醇的混合液中，于75℃下，以固液比为20:1提取45min，然后迅速降温至室温，以1.0mpa真空抽滤，收集滤液定容后为离心固体二次提取得到的多酚；
[0050]
5)收集所述步骤3)和所述步骤4)中得到的多酚，建立没食子酸标准溶液曲线，计算核桃青皮中的多酚提取量，单位为mg/g。
[0051]
精确称取0.1g没食子酸溶于70％甲醇溶液中配置成1000μg/ml的标准储备液，分别称取1.0、2.0、3.0、4.0、5.0ml于100ml容量瓶中定容，进而形成浓度分别为10、20、30、40、50μg/ml的没食子酸标准储备液，吸取上述不同浓度的没食子酸标准储备液，以蒸馏水座位空白对照，以及待测的本技术步骤5)得到的多酚样品于1.0ml试管中，分别加入5.0ml 10％的福林酚实际，摇匀，室温下反应5.0min，然后加入4.0ml浓度为7.5％的碳酸钠溶液，摇匀后室温下防止60min，于765nm波长条件下测定吸光度，以吸光度y为纵坐标，10、20、30、40、50μg/ml的没食子酸标准储备液的质量浓度作为横坐标，回执标准曲线，得到回归方程为y＝0.0015x 0.007，r2＝0.9989。
[0052]
然后再根据已经得出的回归方程的标准曲线计算本技术步骤5)得到的多酚的质量浓度，进而计算核桃青皮中的多酚的提取量h，按照下列公式计算：
[0053]
h＝(10
‑3×
c
×
v
×
d)/m
[0054]
其中，c为根据标准曲线获得的多酚的质量浓度，单位为μg/ml；v为测定所采用的多酚溶液的体积，单位为ml；d为稀释倍数；m为步骤1)所采用的核桃青皮的样品干质量。
[0055]
计算得到本实施例提取的核桃青皮的多酚量为29.7mg/g，多酚纯度为98.67％。
[0056]
实施例2
[0057]
本实施例提供一种核桃青皮多酚提取复合组剂，按重量组分计，包括以下成分：
[0058][0059]
其中，微包囊酶复合剂的制备原料，按重量组分计，包括以下成分：
[0060][0061]
微包囊酶复合剂中的酶复合剂为质量比为0.45:0.2:0.4的纤维素酶、果胶酶和木聚糖酶形成的复合组剂。
[0062]
微包囊酶复合剂的制备方法，包括以下步骤：
[0063]
s1：将50份的聚(异丙基丙基丙烯酰胺
‑
丙烯酸)溶于20份的丙酮中，形成聚(异丙基丙基丙烯酰胺
‑
丙烯酸)油相；
[0064]
s2：将32.5份的粒径为60nm的纳米二氧化硅颗粒与15份的二氯二甲基硅烷混合，于35℃下搅拌30min后，得到硅烷改性纳米二氧化硅溶液，二氯二甲基硅烷将具有亲水表面的二氧化硅改性为疏水性纳米二氧化硅；
[0065]
s3：将所述步骤s1得到的聚(异丙基丙基丙烯酰胺
‑
丙烯酸)油相与所述步骤s2得到的硅烷改性纳米二氧化硅溶液、40份的酶复合剂混合，加入12.5份的超支化聚乙氧基硅烷进行交联，然后再加入体积比为1:3的水和乙醇的混合溶液，进行清洗五次，得到包埋酶复合剂的纳米二氧化硅/聚(异丙基丙基丙烯酰胺
‑
丙烯酸)微胶囊，清洗过程中交联剂超支化聚乙氧基硅发生水解，由疏水性变为两亲性，进而在去除了多余的丙酮和交联剂的同时，形成了稳定的包埋酶复合剂的纳米二氧化硅/聚(异丙基丙基丙烯酰胺
‑
丙烯酸)微胶囊；
[0066]
s4：然后于26℃下烘干，得到所述微包囊酶复合剂。
[0067]
本实施例还提供采用权利要求1
‑
7任一所述复合组剂的核桃青皮多酚提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0068]
1)采摘青皮核桃，取其青皮，于清水下洗刷干净表面青皮，于50℃下烘干，粉碎成70目核桃青皮粉末；
[0069]
2)将20份的微包囊复合剂溶于300ml蒸馏水中，形成微包囊复合剂水溶液，将所述步骤1)得到的核桃青皮粉末置于所述微包囊复合剂水溶液中，于35℃下静置反应1.2h，然后于常温下离心；
[0070]
3)将所述步骤2)离心得到的上清液，于48℃、30mpa下，以30kg/h的co2流量、4.5ml/g的夹带剂用量、75％体积分数的乙醇进一步超临界二氧化碳提取上清液中的多酚；
[0071]
4)将所述步骤2)离心得到的固体与31.5份的作为氢受体的氯化胆碱、9.5的作为氢供体的柠檬酸、10份的三乙胺配位剂和800ml碱液与300份乙醇的混合液中，于85℃下，以固液比为25:1提取55min，然后迅速降温至室温，以0.08mpa真空抽滤，收集滤液定容后为离心固体二次提取得到的多酚
[0072]
5)收集所述步骤3)和所述步骤4)中得到的多酚，建立没食子酸标准溶液曲线，计算核桃青皮中的多酚提取量，单位为mg/g。
[0073]
同样采用实施例1中得到的标准曲线计算步骤5)收集到的多酚质量浓度，进而计算最终核桃青皮中多酚的提取量为43.8mg/g，，多酚纯度为99.12％。
[0074]
实施例3
[0075]
本实施例提供的一种核桃青皮多酚提取复合组剂，按重量组分计，包括以下成分：
[0076][0077]
其中，微包囊酶复合剂的制备原料，按重量组分计，包括以下成分：
[0078][0079]
微包囊酶复合剂中的酶复合剂为质量比为0.6:0.35:0.25的纤维素酶、果胶酶和木聚糖酶形成的复合组剂。
[0080]
微包囊酶复合剂的制备方法，包括以下步骤：
[0081]
s1：将50份的聚乙烯醇甲基醚溶于23份的丙酮中，形成聚乙烯醇甲基醚油相；
[0082]
s2：将35份的纳米二氧化硅颗粒与15份的甲基三甲氧基硅烷混合，于40℃下搅拌35min后，得到硅烷改性纳米二氧化硅溶液，硅烷将具有亲水表面的二氧化硅改性为疏水性纳米二氧化硅；
[0083]
s3：将所述步骤s1得到的聚乙烯醇甲基醚油相与所述步骤s2得到的硅烷改性纳米二氧化硅溶液和35份的酶复合剂混合，加入10份的超支化聚乙氧基硅烷进行交联，然后再加入体积比为1:3的水和乙醇的混合溶液，进行清洗四次，得到包埋酶复合剂的纳米二氧化硅/聚乙烯醇甲基醚微胶囊，清洗过程中交联剂超支化聚乙氧基硅发生水解，由疏水性变为两亲性，进而在去除了多余的丙酮和交联剂的同时，形成了稳定的包埋酶复合剂的纳米二氧化硅/聚乙烯醇甲基醚微胶囊；
[0084]
s4：然后于28℃下烘干，得到所述微包囊酶复合剂。
[0085]
本实施例还提供采用上述述复合组剂的核桃青皮多酚提取方法，包括以下步骤：
[0086]
1)采摘青皮核桃，取其青皮，于清水下洗刷干净表面青皮，于55℃下烘干，粉碎成50目核桃青皮粉末；
[0087]
2)将15份的微包囊复合剂溶于500ml蒸馏水中，形成微包囊复合剂水溶液，将所述步骤1)得到的核桃青皮粉末置于所述微包囊复合剂水溶液中，于30℃下静置反应1.5h，然后于常温下离心；
[0088]
3)将所述步骤2)离心得到的上清液，于45℃、28mpa下，以27.5kg/h的co2流量、4ml/g的夹带剂用量、75％体积分数的乙醇进一步超临界二氧化碳提取上清液中的多酚；
[0089]
4)将所述步骤2)离心得到的固体与20份的作为氢受体的氯化胆碱、15份的作为氢供体的尿素和500ml碱液与500份乙醇的混合液中，于80℃下，以固液比为30:1提取1h，然后迅速降温至室温，以1.5mpa真空抽滤，收集滤液定容后为离心固体二次提取得到的多酚
[0090]
5)收集所述步骤3)和所述步骤4)中得到的多酚，建立没食子酸标准溶液曲线，计算核桃青皮中的多酚提取量，单位为(mg/g)。
[0091]
同样采用实施例1中得到的标准曲线计算步骤5)收集到的多酚质量浓度，进而计算最终核桃青皮中多酚的提取量为50.07mg/g，，多酚纯度为99.34％。
[0092]
对比例1
[0093]
本对比例与实施例1的区别仅在于，在核桃青皮提取过程中，步骤2)后不采用超临界二氧化碳提取上清液中的多酚，仅采用乙醇对上清液进行浸提后再过树脂柱，对上清液中的多酚进行提取，其余步骤均相同，经检测，本对比例中的多酚量为18.5mg/g，多酚纯度为73.36％。
[0094]
对比例2
[0095]
本对比例与实施例1的区别仅在于，在核桃青皮提取过程中，步骤1)所采用的酶复合剂并为采用自制备的微胶囊进行包裹，仅仅是质量比为0.3:0.5:0.1的纤维素酶、果胶酶和木聚糖酶形成的复合组剂，其余步骤和参数均与实施例1相同，经检测，本对比例中的多酚量为12.3mg/g，多酚纯度为52.16％。
[0096]
对比例3
[0097]
本对比例与实施例1的区别仅在于，在核桃青皮提取过程中，步骤3)不采用将所述步骤2)离心得到的固体与40份的作为氢受体的氯化胆碱、10份的作为氢供体的乳酸、6份的edta配位剂和1000ml碱液与100份乙醇的混合液中，于75℃下，以固液比为20:1提取45min，然后迅速降温至室温；
[0098]
仅采用乙醇对离心后的固体进行浸提后再过树脂柱，对浸提后的溶液中的多酚进行提取，其余步骤均相同，经检测，本对比例中的多酚量为17.2mg/g，多酚纯度为65.98％。
[0099]
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
[0100]
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。