超声波辅助法从槟榔中同时提取槟榔生物碱和色素的方法

摘要

本发明公开了一种超声波辅助法从槟榔中同时提取槟榔生物碱和色素的方法，包括原材料前处理过程、浸膏制备过程、生物碱提取过程、色素提取过程。本发明工艺过程简单，可以快速、高效、节能地从槟榔中提取槟榔生物碱和色素，所得槟榔色素溶解性、稳定性较好，解决了我国槟榔深加工产业落后、槟榔活性成分综合利用率低等问题，促进我国槟榔产业的发展。

说明书

技术领域

本发明涉及一种同时提取槟榔生物碱和色素的方法，具体涉及一种以槟榔为原料，制备槟榔生物碱和色素的技术，属农产品采后加工技术领域。

背景技术

槟榔(Arca catectu L.)，为棕榈科热带珍贵植物，经济价值极高。槟榔全身是宝，其种子、果皮、花、花苞均可入药，种子商品称为榔玉，是很好的收敛剂；成熟果皮称大腹毛，主治腹泻、水肿脚气、小便不利等症，也是轻纺工业原料，经加工后，可制成优质纤维隔板和黑色染料；树干作为建筑用材；完整果实干制品称榔干，是我国云南、海南、台湾、湖南等地区群众咀嚼用嗜好品。槟榔含生物碱0.3～0.6％，缩合鞣质15％，脂肪14％及槟榔红色素。其中，生物碱主要为槟榔碱，含量0.1～0.5％，其余为槟榔次碱、去甲基槟榔次碱、去甲基槟榔碱、槟榔副碱、高槟榔碱等。另外，槟榔内胚乳含儿茶精、花白素及其聚合物。槟榔油中月桂酸、肉豆蔻酸和棕榈酸的含量为78.4％，油酸和亚油酸等不饱和脂肪酸约占19.1％。槟榔所含自由氨基酸中脯氨酸超过15％，酪氨酸、苯丙氨酸和精氨酸超过10％。槟榔的药用价值很高，位居“四大南药”之首。《本草纲目》中记载，槟榔有“下水肿、通关节、健脾调中、治心痛积聚”等诸多功效。槟榔还有治青光眼、血压增高、止泻治痢、消炎去肿、除痰息喘、泻气消水、杀虫去积等作用。现代医学表明，槟榔的主要作用是由槟榔碱的功效体现的。槟榔碱(C₈H₁₃NO₂，mw.155)可兴奋M-胆碱受体，可引起腺体分泌增加，特别是唾液分泌增加，也能兴奋N-胆碱受体，表现为兴奋骨骼肌、神经节及颈动脉体等，对中枢神经系统也有拟胆碱作用。另外，槟榔碱能增强胃肠蠕动而产生腹泻，故可服用槟榔碱驱虫；槟榔碱还有收缩支气管、引起血管扩张等生理功能。判断槟榔质量的好坏主要是槟榔碱的含量和纤维质量的优劣。

食用色素是食品添加剂的主要组成部分，广泛应用于医药和化妆品行业。合成色素由于其安全性低，使用受到限制，而天然色素则受到越来越多的关注。槟榔中含有一定量的色素，很早以前人们就利用槟榔制作黑色燃料。目前国内外槟榔的研究报道主要集中在槟榔碱、儿茶素等物质上，对槟榔的利用也主要是槟榔原产品和初级加工产品，而对槟榔色素、槟榔油、槟榔蛋白等其他活性成分的研究报道很少。海南省是我国主要的槟榔种植基地，面积和产量均占全国的95％以上，2006年海南槟榔种植面积79.6万亩，总产量7.48万吨，产值约12亿元。但海南槟榔深加工业发展却严重滞后，主要是将槟榔加工成槟榔干销往内地，产品附加值低，产业综合经济效益差。如果对槟榔中生物碱、色素等活性成分进行精深加工和综合利用，将有力地推动我国槟榔产业的发展。

目前关于槟榔生物碱的提取方法的报道较多，但主要是利用有机溶剂提取，试剂消耗大，周期长，提取率低，而利用超声波辅助同时提取分离槟榔碱和色素的报道还没有。超声波辅助提取是一种较新型的提取技术，超声波的空化效应、次级效应可以增加细胞膜的通透性，可以加速植物有效成分的浸出和扩散释放，从而提高对动植物有效成分的提取率。因此，利用超声波辅助法同时提取槟榔生物碱和槟榔色素，既可以缩短生产周期，减少溶剂使用量，提高提取率，又有利于实现对槟榔的综合利用和精深加工，促进我国槟榔产业的快速发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声波辅助法从槟榔中同时提取槟榔生物碱和色素的方法，与传统溶剂浸提法相比，该技术快速、节能，提取率高，而且可同时提取分离槟榔生物碱和色素，既有利于实现对槟榔的精深加工和综合利用，又可以推动我国槟榔产业的发展。

本发明的原理如下：

超声波是指振动频率大于20kHz以上的，其每秒的振动次数(频率)甚高，超出了人耳听觉上限(20000Hz)的声波。超声波已经广泛地应用于医药业、机电行业、轻纺行业、化工、食品工业等领域。超声波具有一系列力学的、热学的、电磁学的和化学的超声效应，如机械效应、空化效应、热效应和化学效应等。其中，超声波的空化效应加速了植物有效成分的浸出，而且它的次级效应如机械振动、乳化、扩散、击碎、化学效应等也能加速有效成分的扩散释放。另外，超声波还具有湍动效应、微扰效应、界面效应和聚能效应等附加效应。这些效应使得超声波在提取物质的活性成分时，不仅可以缩短提取时间，节约溶剂用量，而且可以改善部分产品的品质。因此，利用超声波辅助提取技术可以比较快速、高效、节能地从槟榔中提取槟榔生物碱和色素。

本发明为解决其技术方案所采用的技术方案：

一种超声波辅助法从槟榔中同时提取槟榔生物碱和色素的方法，包括原材料前处理过程、浸膏制备过程、生物碱提取过程、色素提取过程，其步骤如下：

1、原料前处理过程  精选成熟的槟榔果实，经清洗、去青衣、去内胚，然后切丝，干燥，粉碎，得到槟榔粉末。

2、浸膏制备过程  按质量/体积的比例以1：1的比例和1：10～1：15的比例分别将氨水、无水乙醚加入到槟榔粉末中，然后用超声波处理30～60min；过滤，收集滤液，将滤液浓缩至浸膏状。

3、生物碱提取过程  在上述浸膏中加入酸性溶液，充分溶解后过滤，收集滤液；用氨水调节滤液pH至7.0，然后加入氯仿进行萃取，得萃取液；减压浓缩，干燥，得到槟榔生物碱。所述酸性溶液是盐酸。

4、色素提取过程  取步骤2中所得滤渣，按质量/体积的比例以1：20～1：30的比例加入酸性乙醇溶液，超声波处理30～60min，然后在50～70℃恒温水浴中提取；将提取液过滤，然后对滤液进行减压浓缩，浓缩至浸膏状，再干燥，得到槟榔色素。所述酸性乙醇溶液是在50％乙醇中加入HCl。

试验表明，同时提取2h，超声波辅助法与普通溶剂提取法相比，前者对槟榔碱的提取率可以提高15.6％～20.1％，对色素的提取率可提高33.8％～49.1％。试验同时表明，所得槟榔色素易溶于水、乙醇、乙醇溶液等极性溶剂，而不溶于乙醚、石油醚，而且该色素耐热、耐光性好，在酸性条件、碱性条件、蔗糖及维生素C中稳定性好，在H₂O₂溶液中稳定性差，波长扫描显示在305nm有最大吸收峰。

具体实施方式

下面用非限定性实施例对本发明作进一步说明。

实施例一

1、原材料前处理过程  精选成熟槟榔果实，清洗、去青衣、摘去槟榔内胚，然后切丝，45℃下干燥，将干燥好的槟榔进行粉碎、过60目筛，得槟榔粉末。

2、浸膏制备过程  按质量/体积的比例以1：1的比例和1：10的比例分别将氨水、无水乙醚加入到槟榔粉末中，然后用超声波处理30min(频率28kHz，温度35℃)；过滤，收集滤液，将滤液浓缩至浸膏状。

3、生物碱提取过程  在上述浸膏中加入5倍体积的0.1mol/LHCl，充分溶解，过滤，收集滤液；用氨水调节滤液pH至7.0，然后按1：10(v/v)的比例加入氯仿，反复萃取三次，合并氯仿萃取液；减压浓缩，干燥，得到槟榔生物碱。

4、色素提取过程  取步骤2中所得滤渣，按质量/体积的比例以1：25的比例加入含有0.1mol/LHCl的50％乙醇溶液，超声波处理60min(其中频率28kHz，温度35℃)，然后在50℃恒温水浴中提取2h；将提取液过滤，然后在真空度为0.08、温度为45℃下，将该滤液浓缩至浸膏状，将所得浸膏状色素干燥，得到槟榔色素。

试验表明，在上述条件下，超声波辅助法提取与普通溶剂提取法相比，槟榔碱提取率可以提高15.6％，色素提取率可提高39.6％。

实施例二

1、原材料前处理过程  精选成熟槟榔果实，清洗、去青衣、摘去槟榔内胚，然后切丝，45℃下干燥，将干燥好的槟榔进行粉碎、过60目筛，得槟榔粉末。

2、浸膏制备过程  按质量/体积的比例以1：1的比例和1：15的比例分别将氨水、无水乙醚加入到槟榔粉末中，然后用超声波处理60min(频率28kHz，温度35℃)；过滤，收集滤液，将滤渣用无水乙醚反复洗涤3次，合并乙醚提取液，然后减压浓缩至浸膏状。

3、生物碱提取过程  在上述浸膏中添加5倍体积的0.1mol/LHCl，充分溶解，过滤，收集滤液；用氨水调节滤液pH至7.0，然后按1：10(v/v)的比例加入氯仿，反复萃取三次，过滤，合并氯仿萃取液；减压浓缩，干燥，得到槟榔生物碱。

4、色素提取过程  取步骤2中所得滤渣，按质量/体积的比例以1：30的比例加入含有0.1mol/LHCl的50％乙醇溶液，超声波处理60min(其中频率28kHz，温度35℃)，然后在70℃恒温水浴中提取2h；将提取液过滤，然后在真空度为0.08、温度为45℃下，将该滤液浓缩至浸膏状，将所得浸膏状色素干燥，得到槟榔色素。

试验表明，在上述条件下，超声波辅助法与普通溶剂提取法相比，槟榔碱提取率可以提高20.1％，色素提取率可提高33.8％。