IPC分类号 : C11B1/04,C11B1/10,C11C1/04,C11C1/00,C11C3/00,A61K36/185,A61K9/50,A61P3/10
专利摘要
专利摘要
本发明公开一种从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸的方法,选用马齿苋渣,经亚临界流体萃取的升高萃取压力0.8MPa,升高萃取温度40℃,萃取150min,皂化水解制备富集前混合脂肪酸,采用以尿素/富集前混合脂肪酸按m/m为1,富集前混合脂肪酸/乙醇按m/v为1:16,将尿素与无水乙醇在60℃下加热搅拌回流,尿素溶解与富集前混合脂肪酸中混匀后60℃下加热搅拌回流20min,冷却至室温,置于4℃中结晶24h,经过滤得到富集后混合脂肪酸,制备的马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊和软胶囊通过糖尿病大鼠试验证实可以有效降低血糖和胰岛素水平,在制备预防和治疗糖尿病的食品或者药品中具有广泛的应用价值和前景。
权利要求
1.一种从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊的方法,其特征在于,%按照重量百分比计,马齿苋多不饱和脂肪酸的具体步骤如下:
(1)马齿苋渣的制备:以鲜马齿苋、生活饮用水为主要原料,鲜马齿苋经挑选、清洗、切碎,按重量比1:3比例加水浸泡12h,80℃下熬煮6h,过滤获得马齿苋渣;
(2)采用马齿苋渣为原料的预处理:采用马齿苋加工生产中的马齿苋渣或上述步骤提供的马齿苋渣为原料,经70℃烘干、粉碎、过筛60目、称量、填料;
(3)亚临界异丁烷萃取技术提取马齿苋油:进行亚临界流体萃取工艺,设定条件,萃取压力0.8MPa,萃取温度40℃,萃取150min,将经过萃取制备的马齿苋油浸膏,待萃取三次后合并每次得到的马齿苋油浸膏,经4000r/min离心15min、过滤后制备获得成品马齿苋油;
(4)皂化水解制备富集前混合脂肪酸:按照g/mL计,将马齿苋油与0.5mol/L KOH-乙醇溶液按1:20混合,即将上述步骤(3)制备的马齿苋油加入KOH的乙醇溶液,然后放于75℃的水浴中搅拌、回流120min,得到皂化液;加入与0.5 mol/L KOH-乙醇溶液等量的冰蒸馏水迅速冷却,然后用与0.5 mol/L KOH-乙醇溶液等量的石油醚萃取不皂化物,经萃取多次,取水层加一倍量水稀释,缓慢加入10%的HCl,调至pH=2~3,此时可明显看到油层和水层,立即用与0.5mol/LKOH-乙醇溶液等量的石油醚萃取混合脂肪酸,萃取多次,通过分液漏斗得到石油醚层;石油醚层用5%的NaCl溶液水洗至中性,再用无水硫酸钠干燥、过滤后旋转蒸发,即得富集前混合脂肪酸;
(5)采用尿素包合法富集多不饱和脂肪酸:按照g/g/mL计,将富集前的混合脂肪酸、尿素和无水乙醇按照1:1:16,即以尿素/富集前的混合脂肪酸按m/m,为1,富集前的混合脂肪酸/乙醇按m/v为1:16,将尿素与无水乙醇在60℃下加热搅拌回流,直至尿素全部溶解,迅速倒入盛有上述步骤(4)制备的富集前的混合脂肪酸中,混匀后,于60℃下加热搅拌回流20min,冷却至室温,置于4℃中结晶24h后,将结晶包合物迅速抽滤,得到结晶包合物和滤液两部分,其中结晶包合物中含有多数的饱和脂肪酸和油酸;将滤液中未包合脂肪酸,即将高纯度的多不饱和脂肪酸经过萃取,将滤液旋转蒸发除去乙醇后得到固体颗粒,加入30%的水,HCL调至pH5~6,再加与无水乙醇等量的石油醚进行萃取,用蒸馏水洗醚层至用尿素试纸检测无尿素为止,用无水硫酸钠干燥4h,即可得到含有较高纯度的多不饱和脂肪酸的富集后混合脂肪酸;
(6)多不饱和脂肪酸微胶囊的制备:选用阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉作为壁材,以富集后混合脂肪酸为芯材,以壁材和芯材按照重量比3:1配比,将称取的阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉按照重量比1:1:2混合后在60℃条件下搅拌30min,然后经搅拌,使其充分溶解,放置室温冷却,得到水相;称取上述步骤(5)制备的25%富集后混合脂肪酸,并加入2%吐温80在60℃条件下进行搅拌溶解,得到油相;将油相缓慢加入到水相中继续在60℃条件下搅拌,使其充分溶解,然后用经高速均质10000r/min条件下分散3min,使油滴均匀乳化在壁材溶液中,呈乳状液状态,最后置于-55℃的真空冷冻干燥箱中干燥12h,收集产品,制备获得马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊。
2.一种从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊的方法,其特征在于,%按照重量百分比计,具体方法步骤如下:
(1)马齿苋渣的制备:以鲜马齿苋、生活饮用水为主要原料,鲜马齿苋经挑选、清洗、切碎,按重量比1:3比例加水浸泡12h,80℃下熬煮6h,过滤获得马齿苋渣;
(2)采用马齿苋渣为原料的预处理:采用马齿苋加工生产中的马齿苋渣或上述步骤制备的马齿苋渣为原料,经70℃烘干、粉碎、过筛60目、称量、填料;
(3)亚临界异丁烷萃取技术提取马齿苋油:进行亚临界流体萃取工艺,设定条件,萃取压力0.8MPa,萃取温度40℃,萃取150min,将经过萃取制备的马齿苋油浸膏,待萃取三次后合并每次得到的马齿苋油浸膏,经4000r/min离心15min、过滤后制备获得成品马齿苋油;
(4)皂化水解制备富集前混合脂肪酸:按照g/mL计,将马齿苋油与0.5mol/L KOH-乙醇溶液按1:20混合,即将上述步骤(3)制备的马齿苋油加入KOH的乙醇溶液,然后放于75℃的水浴中搅拌、回流120min,得到皂化液;加入与0.5 mol/L KOH-乙醇溶液等量的冰蒸馏水迅速冷却,然后用与0.5 mol/L KOH-乙醇溶液等量的石油醚萃取不皂化物,经萃取多次,取水层加一倍量水稀释,缓慢加入10%的HCl,调至pH=2~3,此时可明显看到油层和水层,立即用与0.5mol/LKOH-乙醇溶液等量的石油醚萃取混合脂肪酸,萃取多次,通过分液漏斗得到石油醚层;石油醚层用5%的NaCl溶液水洗至中性,再用无水硫酸钠干燥、过滤后旋转蒸发,即得富集前混合脂肪酸;
(5)采用尿素包合法富集多不饱和脂肪酸:按照g/g/mL计,将富集前的混合脂肪酸、尿素和无水乙醇按照1:1:16,即以尿素/富集前的混合脂肪酸按m/m,为1,富集前的混合脂肪酸/乙醇按m/v为1:16,将尿素与无水乙醇在60℃下加热搅拌回流,直至尿素全部溶解,迅速倒入盛有上述步骤(4)制备的富集前的混合脂肪酸中,混匀后,于60℃下加热搅拌回流20min,冷却至室温,置于4℃中结晶24h后,将结晶包合物迅速抽滤,得到结晶包合物和滤液两部分,其中结晶包合物中含有多数的饱和脂肪酸和油酸;将滤液中未包合脂肪酸,即将高纯度的多不饱和脂肪酸经过萃取,将滤液旋转蒸发除去乙醇后得到固体颗粒,加入30%的水,HCL调至pH5~6,再加与无水乙醇等量的石油醚进行萃取,用蒸馏水洗醚层至用尿素试纸检测无尿素为止,用无水硫酸钠干燥4h,即可得到含有较高纯度的多不饱和脂肪酸的富集后混合脂肪酸;
(6)多不饱和脂肪酸软胶囊的制备:选用阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉作为壁材,以富集后的混合脂肪酸为芯材,以壁材和芯材按照重量比3:1配比,将称取的阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉按照重量比1:1:2混合后在60℃条件下搅拌30min,然后经搅拌,使其充分溶解,放置室温冷却,得到水相;称取上述步骤(5)制备的25%富集后的混合脂肪酸,并加入2%吐温80在60℃条件下进行搅拌溶解,得到油相;将油相缓慢加入到水相中继续在60℃条件下搅拌,使其充分溶解,然后用经高速均质10000r/min条件下分散3min,使油滴均匀乳化在壁材溶液中,呈乳状液状态;在溶胶罐中先加入甘油(15%)、纯水(40%),搅拌并加热到75℃后加入明胶(45%),搅拌溶解60min使明胶完全溶解,抽真空,除去气泡,60℃保温待用;将胶液和混合好的内容物装入制囊机中进行压丸,胶丸定型后自然干燥,温度控制在45℃~50℃,制备获得马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊。
3.如权利要求1所述从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸的方法制备的马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊在制备预防和治疗糖尿病的食品或者药品中的应用。
4.如权利要求2所述从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸的方法制备的马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊在制备预防和治疗糖尿病的食品或者药品中的应用。
说明书
技术领域
本发明涉及多不饱和脂肪酸提取制备的技术领域。具体的说,本发明涉及一种从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸的制备技术领域。
背景技术
多不饱和脂肪酸是一种对人类或动物的生长发育的不可或缺的营养物质,主要包括亚油酸、亚麻酸及二十碳五烯酸(EPA)还有二十二碳六烯酸(DHA)等,其中亚油酸、α-亚麻酸在人体内不能合成,只能从食物当中摄取得到,因此称为人体的必需脂肪酸。它具有很多功效,比如降血脂、降血压、抗血栓、提高机体免疫力、预防和调节心血管疾病等等,它以独特的营养成分和药用价值被广泛地应用在食品、医疗保健等的各个领域中。到目前为止,多不饱和脂肪酸的主要来源多以植物、动物以及微生物等为主,但是在国内对多不饱和脂肪酸的开发现状还难以满足市场的需求。
马齿苋以其耐干旱、抗病虫害、生命力强等优势在我国是一种产量高且适应性强的经济作物,是国家卫生部认定的药食同源的野生植物之一。现有技术研究表明,马齿苋油进行脂肪酸成分中亚油酸含量占脂肪酸总量33.19%,亚麻酸含量占31.04%。因此从马齿苋渣中萃取富集得到多不饱和脂肪酸并制备多不饱和脂肪酸微胶囊、软胶囊等产品将具有广阔的市场前景。
微胶囊(Microencapsule)是以天然的或合成的高分子材料作为壁材,通过物理法、化学法或物理化学法将一种活性物质(芯材)包裹起来形成具有半透性或密封囊膜的微型胶囊。微胶囊化时,被包埋的物质被称作芯材,包埋芯材的成膜材料被称为壁材。壁材通常是由天然或合成的高分子材料形成,在微胶囊化过程中需要具备良好的流动性和溶解性,促进芯材的包裹以形成较稳定的乳化液体系,微胶囊化的方法有喷雾干燥法、包结络合物法、相分离法和界面聚合法等。由于多不饱和脂肪酸自身存在诸多不利因素,大大限制了它的使用价值,采用微胶囊技术进行包囊化处理,可以提高其稳定性及其在功能性产品中的可用性,促进其生理功能的发挥。目前未见有关从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊的研究和报道,从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊存在许多技术瓶颈需要加以解决。
软胶囊剂是继片剂、针剂之后发展起来的一种新剂型,能将油状药物、药物溶液或药物混悬液、糊状物甚至药物固体粉末、颗粒定量压注并包封于胶囊内,形成大小、形状各异的密封胶囊。与其它剂型相比,软胶囊具有生物利用度高、药液均匀稳定性好、密封安全、含量准确、外型美观、掩盖不良气味等特点,适用于服用剂量小、疏水性药物、低熔点药物、含油量高的各种保健用油、对光敏感、遇湿热不稳定、易氧化和易挥发性药物的生产,已广泛用于制药、食品、化妆品、家庭用品、化工和其它领域,其开发、应用领域十分广泛。目前未见有关从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊的研究和报道,从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊存在许多技术瓶颈需要加以解决。
发明内容
针对现有技术中未见有关从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸的研究和报道,从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸存在如超临界萃取设备容积小、造价高、耗能大、不适合大规模工业生产的缺陷及多不饱和脂肪酸高效提纯等许多技术瓶颈需要加以解决。本发明需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷,旨在提供一种从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸的方法,选用马齿苋渣为原料,通过亚临界流体萃取法提取马齿苋油,并利用尿素包合技术对马齿苋油中的多不饱和脂肪酸进行分离纯化,通过采用亚临界流体萃取技术与尿素包合技术集成工艺,设置混合壁材、真空冷冻干燥工艺制备微胶囊,设置混合壁材、热熔法压丸工艺制备软胶囊,并经功效试验证明马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊及软胶囊具有显著的降血糖功效,具有广泛的营养价值和应用价值,有效的克服目前多不饱和脂肪酸高效提纯中存在的技术瓶颈,具有现实的广泛应用价值。
本发明提供的技术方案:
本发明以生产马齿苋浓缩汁残留下来的马齿苋渣为原料,通过采用亚临界流体萃取技术与尿素包合技术集成工艺,选用马齿苋加工生产中的马齿苋渣为原料制备得到含有高纯度多不饱和脂肪酸的富集后混合脂肪酸,设置混合壁材,通过磁力搅拌、高速匀浆、真空冷冻干燥工艺制备微胶囊,通过热熔法压丸工艺制备软胶囊,有效的克服目前多不饱和脂肪酸高效提纯中存在的技术瓶颈,为马齿苋多不饱和脂肪酸的开发应用研究提供了现实的基础,具有广泛的应用价值。
本发明具体提供一种从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸的方法,产品形式是以马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊和马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊两种产品形式体现。
具体的,本发明提供一种从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊的方法,%按照重量百分比计,具体方法步骤如下:
(1)马齿苋渣的制备:以鲜马齿苋、生活饮用水为主要原料,鲜马齿苋经挑选、清洗、切碎,按重量比1:3比例加水浸泡12h,80℃下熬煮6h,过滤获得马齿苋渣。
(2)采用马齿苋渣为原料的预处理:采用马齿苋加工生产中的马齿苋渣或上述步骤提供的马齿苋渣为原料,经70℃烘干、粉碎、过筛60目、称量、填料。
(3)亚临界异丁烷萃取技术提取马齿苋油:进行亚临界流体萃取工艺,设定条件,萃取压力0.8MPa,萃取温度40℃,萃取150min,将经过萃取制备的马齿苋油浸膏,待萃取三次后合并每次得到的马齿苋油浸膏,经4000r/min离心15min、过滤后制备获得成品马齿苋油。
(4)皂化水解制备富集前混合脂肪酸:按照g/mL计,将马齿苋油与0.5mol/L KOH-乙醇溶液按1:20混合,即将上述步骤(3)制备的马齿苋油加入KOH的乙醇溶液,然后放于75℃的水浴中搅拌、回流120min,得到皂化液;加入与0.5 mol/L KOH-乙醇溶液等量的冰蒸馏水迅速冷却,然后用与0.5 mol/L KOH-乙醇溶液等量的石油醚萃取不皂化物,经萃取多次,取水层加一倍量水稀释,缓慢加入10%的HCl,调至pH=2~3,此时可明显看到油层和水层,立即用与0.5mol/LKOH-乙醇溶液等量的石油醚萃取混合脂肪酸,萃取多次,通过分液漏斗得到石油醚层;石油醚层用5%的NaCl溶液水洗至中性,再用无水硫酸钠干燥、过滤后旋转蒸发,即得富集前混合脂肪酸。
(5)采用尿素包合法富集多不饱和脂肪酸:按照g/g/mL计,将富集前的混合脂肪酸、尿素和无水乙醇按照1:1:16,即以尿素/富集前的混合脂肪酸按m/m,为1,富集前的混合脂肪酸/乙醇按m/v为1:16,将尿素与无水乙醇在60℃下加热搅拌回流,直至尿素全部溶解,迅速倒入盛有上述步骤(4)制备的富集前的混合脂肪酸中,混匀后,于60℃下加热搅拌回流20min,冷却至室温,置于4℃中结晶24h后,将结晶包合物迅速抽滤,得到结晶包合物和滤液两部分,其中结晶包合物中含有多数的饱和脂肪酸和油酸;将滤液中未包合脂肪酸,即将高纯度的多不饱和脂肪酸经过萃取,将滤液旋转蒸发除去乙醇后得到固体颗粒,加入30%的水,HCL调至pH5~6,再加与无水乙醇等量的石油醚进行萃取,用蒸馏水洗醚层至用尿素试纸检测无尿素为止,用无水硫酸钠干燥4h,即可得到含有较高纯度的多不饱和脂肪酸的富集后混合脂肪酸;
(6)多不饱和脂肪酸微胶囊的制备:选用阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉作为壁材,以富集后混合脂肪酸为芯材,以壁材和芯材按照重量比3:1配比,将称取的阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉按照重量比1:1:2混合后在60℃条件下搅拌30min,然后经搅拌,使其充分溶解,放置室温冷却,得到水相;称取上述步骤(5)制备的25%富集后混合脂肪酸,并加入2%吐温80在60℃条件下进行搅拌溶解,得到油相;将油相缓慢加入到水相中继续在60℃条件下搅拌,使其充分溶解,然后用经高速均质10000r/min条件下分散3min,使油滴均匀乳化在壁材溶液中,呈乳状液状态,最后置于-55℃的真空冷冻干燥箱中干燥12h,收集产品,制备获得马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊。
同时,本发明具体提供一种从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊的方法,%按照重量百分比计,具体方法步骤如下:
(1)马齿苋渣的制备:以鲜马齿苋、生活饮用水为主要原料,鲜马齿苋经挑选、清洗、切碎,按重量比1:3比例加水浸泡12h,80℃下熬煮6h,过滤获得马齿苋渣。
(2)采用马齿苋渣为原料的预处理:采用马齿苋加工生产中的马齿苋渣或上述步骤制备的马齿苋渣为原料,经70℃烘干、粉碎、过筛60目、称量、填料。
(3)亚临界异丁烷萃取技术提取马齿苋油:进行亚临界流体萃取工艺,设定条件,萃取压力0.8MPa,萃取温度40℃,萃取150min,将经过萃取制备的马齿苋油浸膏,待萃取三次后合并每次得到的马齿苋油浸膏,经4000r/min离心15min、过滤后制备获得成品马齿苋油。
(4)皂化水解制备富集前混合脂肪酸:按照g/mL计,将马齿苋油与0.5mol/L KOH-乙醇溶液按1:20混合,即将上述步骤(3)制备的马齿苋油加入KOH的乙醇溶液,然后放于75℃的水浴中搅拌、回流120min,得到皂化液;加入与0.5 mol/L KOH-乙醇溶液等量的冰蒸馏水迅速冷却,然后用与0.5 mol/L KOH-乙醇溶液等量的石油醚萃取不皂化物,经萃取多次,取水层加一倍量水稀释,缓慢加入10%的HCl,调至pH=2~3,此时可明显看到油层和水层,立即用与0.5mol/LKOH-乙醇溶液等量的石油醚萃取混合脂肪酸,萃取多次,通过分液漏斗得到石油醚层;石油醚层用5%的NaCl溶液水洗至中性,再用无水硫酸钠干燥、过滤后旋转蒸发,即得富集前混合脂肪酸。
(5)采用尿素包合法富集多不饱和脂肪酸:按照g/g/mL计,将富集前的混合脂肪酸、尿素和无水乙醇按照1:1:16,即以尿素/富集前的混合脂肪酸按m/m,为1,富集前的混合脂肪酸/乙醇按m/v为1:16,将尿素与无水乙醇在60℃下加热搅拌回流,直至尿素全部溶解,迅速倒入盛有上述步骤(4)制备的富集前的混合脂肪酸中,混匀后,于60℃下加热搅拌回流20min,冷却至室温,置于4℃中结晶24h后,将结晶包合物迅速抽滤,得到结晶包合物和滤液两部分,其中结晶包合物中含有多数的饱和脂肪酸和油酸;将滤液中未包合脂肪酸,即将高纯度的多不饱和脂肪酸经过萃取,将滤液旋转蒸发除去乙醇后得到固体颗粒,加入30%的水,HCL调至pH5~6,再加与无水乙醇等量的石油醚进行萃取,用蒸馏水洗醚层至用尿素试纸检测无尿素为止,用无水硫酸钠干燥4h,即可得到含有较高纯度的多不饱和脂肪酸的富集后混合脂肪酸。
(6)多不饱和脂肪酸软胶囊的制备:选用阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉作为壁材,以富集后的混合脂肪酸为芯材,以壁材和芯材按照重量比3:1配比,将称取的阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉按照重量比1:1:2混合后在60℃条件下搅拌30min,然后经搅拌,使其充分溶解,放置室温冷却,得到水相;称取上述步骤(5)制备的25%富集后的混合脂肪酸,并加入2%吐温80在60℃条件下进行搅拌溶解,得到油相;将油相缓慢加入到水相中继续在60℃条件下搅拌,使其充分溶解,然后用经高速均质10000r/min条件下分散3min,使油滴均匀乳化在壁材溶液中,呈乳状液状态;在溶胶罐中先加入甘油(15%)、纯水(40%),搅拌并加热到75℃后加入明胶(45%),搅拌溶解60min使明胶完全溶解,抽真空,除去气泡,60℃保温待用;将胶液和混合好的内容物装入制囊机中进行压丸,胶丸定型后自然干燥,温度控制在45℃~50℃,制备获得马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊。
本发明提供的技术方案中充分考虑马齿苋油中的多不饱和脂肪酸,主要是指亚麻酸和亚油酸都以甘油酯的形式存在,而甘油酯的空间位阻较大,难以直接包合分离,为此在进行采用尿素包合法富集马齿苋油中多不饱和脂肪酸前,先把脂肪酸甘油酯进行皂化水解制成富集前混合脂肪酸;本发明通过皂化水解反应制备富集前混合脂肪酸,皂化的最佳工艺条件为:KOH-乙醇浓度为0.5 mol/L,皂化温度为75℃,皂化时间为120min,混合脂肪酸得率为57.36%,富集前混合脂肪酸中的多不饱和脂肪酸占68.12%,主要为亚油酸、亚麻酸。
本发明通过上述提供的制备方法,通过采用亚临界流体萃取法提取马齿苋油,并利用尿素包合技术对马齿苋油中的多不饱和脂肪酸进行分离纯化,得到含有高纯度多不饱和脂肪酸的富集后混合脂肪酸并制备多不饱和脂肪酸微胶囊及软胶囊,制备的马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊产品颜色为乳黄色,无特殊气味,粉末细腻均匀;表面含油率为17.3%,包埋率为82.7%;微胶囊含水率为3.80%,符合微胶囊水分含量要求;平均粒径为306.6nm。制备的马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊产品颜色为淡黄色,无特殊气味,粒度适中。
进一步,本发明提供了马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊和软胶囊的降血糖功效实验:设定马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊和软胶囊的剂量一致,研究不同剂量对糖尿病大鼠的降血糖功能的影响。通过大鼠降血糖功能实验证实:马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊及软胶囊降低血糖的同时,亦能升高糖尿病大鼠血清胰岛素的含量,与模型组大鼠比较有显著性差异(P<0.01)。由此可知马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊及软胶囊可以有效降低糖尿病大鼠的血糖和胰岛素水平,对于糖尿病的预防和治疗具有积极的效果。可见,本发明通过糖尿病大鼠试验证实制备的马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊及软胶囊可以有效降低血糖和胰岛素水平,对于糖尿病的预防和治疗具有积极的效果,表明本发明提供的马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊和马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊在制备预防和治疗糖尿病的食品或者药品中具有广泛的应用价值和前景。
通过实施本发明具体的发明内容可以达到以下有益效果:
(1)本发明首先采用亚临界异丁烷萃取技术提取马齿苋油,考察了萃取压力、萃取温度、萃取时间等单因素对马齿苋油提取率的影响,依据单因素实验设计正交实验以确定最佳的工艺参数。结果表明:亚临界流体萃取的马齿苋油的最优工艺条件:萃取压力0.8MPa,萃取温度40℃,萃取时间150min,提取率为2.91%,与本领域常见采用的超声辅助酶解-索氏提取联用法相比提高了1.2%。
(2)本发明通过采用亚临界流体萃取法和本领域常见采用的超声辅助酶解-索氏提取联用法两种方法制备马齿苋油,通过对马齿苋油理化指标的测定以及脂肪酸GC-MS分析比较了两种提油方法的优劣。结果表明:采用传统的超声辅助酶解-索氏联用法所得马齿苋油的多不饱和脂肪酸含量达到56.39%,亚临界流体萃取马齿苋油的多不饱和脂肪酸含量达到64.23%,相比于前法提高了7.84%。亚临界流体萃取的马齿苋油酸值和过氧化值要比超声酶解-索氏提取联用法低,品质要好。
(3)本发明对马齿苋油采用皂化水解制备富集前混合脂肪酸,以富集前混合脂肪酸得率为指标考察了KOH-乙醇、皂化时间、皂化温度三因素对马齿苋油的皂化反应的影响,根据单因素实验设计正交实验以确定最佳工艺参数。皂化的最佳工艺条件为 :KOH-乙醇浓度为0.5 mol/L,皂化温度为75℃,皂化时间为120min,放大验证实验,得富集前混合脂肪酸得率为57.36%。
(4)本发明采用尿素包合法富集多不饱和脂肪酸,以富集后混合脂肪酸的碘值和回收率为判定指标,考察了尿素/富集前混合脂肪酸(m/m)、富集前混合脂肪酸/乙醇(m/v)、回流时间及包合时间对尿素包合反应的影响,通过单因素和正交实验结果确定尿素包合最优条件,利用GC-MS分析纯化后的产品脂肪酸成分;结果表明:尿素包合最佳工艺为:尿素/富集前混合脂肪酸(m/m)为1,富集前混合脂肪酸/乙醇(m/v)为1:16,回流时间20min,包合时间24h,在此工艺下得到的富集后混合脂肪酸与未包合前马齿苋油的脂肪酸相比,多不饱和脂肪酸含量由64.23%提高到94.56%。
(5)通过采用本发明提供的从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸的方法,制备的马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊产品颜色为乳黄色,无特殊气味,粉末细腻均匀;表面含油率为17.3%,包埋率为82.7%;微胶囊含水率为3.80%,符合微胶囊水分含量要求;平均粒径为306.6nm。制备的马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊产品颜色为淡黄色,无特殊气味,粒度适中。本发明通过糖尿病大鼠试验证实制备的马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊及软胶囊可以有效降低血糖和胰岛素水平,对于糖尿病的预防和治疗具有积极的效果,在制备预防和治疗糖尿病的食品或者药品中具有广泛的应用价值和前景。
附图说明
图1从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸胶囊的工艺流程图。
图2显示为萃取压力对提取率的影响图。
图3显示为萃取温度对提取率的影响图。
图4显示为萃取时间对提取率的影响图。
图5 显示为萃取次数对马齿苋油提取率的影响图。
图6显示为KOH-乙醇浓度对富集前混合脂肪酸得率的影响图。
图7显示为皂化温度对富集前混合脂肪酸得率的影响图。
图8显示为皂化时间对富集前混合脂肪酸得率的影响图。
图9显示为尿素/富集前混合脂肪酸(m/m)对富集后混合脂肪酸尿素包合的影响图。
图10显示为富集前混合脂肪酸/乙醇(m/v)对富集后混合脂肪酸尿素包合的影响图。
图11显示为包合时间对富集后混合脂肪酸尿素包合的影响图。
具体实施方式
下面,举实施例说明本发明,但是,本发明并不限于下述的实施例,本发明中基本涉及到的%无特别指明都是重量百分比计。
本发明中选用的所有原辅材料,所选用的所有试剂和仪器都为本领域熟知选用的,但不限制本发明的实施,其他本领域熟知的一些试剂和设备都可适用于本发明以下实施方式的实施。
实施例一:马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊的制备
%按照重量百分比计,从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊的具体方法步骤如下:
(1)马齿苋渣的制备:以鲜马齿苋、生活饮用水为主要原料,鲜马齿苋经挑选、清洗、切碎,按重量比1:3比例加水浸泡12h,80℃下熬煮6h,过滤获得马齿苋渣。
(2)采用马齿苋渣为原料的预处理:采用马齿苋加工生产中的马齿苋渣或上述步骤提供的马齿苋渣为原料,经70℃烘干、粉碎、过筛60目、称量、填料。
(3)亚临界异丁烷萃取技术提取马齿苋油:进行亚临界流体萃取工艺,设定条件,萃取压力0.8MPa,萃取温度40℃,萃取150min,将经过萃取制备的马齿苋油浸膏,待萃取三次后合并每次得到的马齿苋油浸膏,经4000r/min离心15min、过滤后制备获得成品马齿苋油。
(4)皂化水解制备富集前混合脂肪酸:按照g/mL计,将马齿苋油与0.5mol/L KOH-乙醇溶液按1:20混合,即将上述步骤(3)制备的马齿苋油加入KOH的乙醇溶液,然后放于75℃的水浴中搅拌、回流120min,得到皂化液;加入与0.5 mol/L KOH-乙醇溶液等量的冰蒸馏水迅速冷却,然后用与0.5 mol/L KOH-乙醇溶液等量的石油醚萃取不皂化物,经萃取多次,取水层加一倍量水稀释,缓慢加入10%的HCl,调至pH=2~3,此时可明显看到油层和水层,立即用与0.5mol/LKOH-乙醇溶液等量的石油醚萃取混合脂肪酸,萃取多次,通过分液漏斗得到石油醚层;石油醚层用5%的NaCl溶液水洗至中性,再用无水硫酸钠干燥、过滤后旋转蒸发,即得富集前混合脂肪酸。
(5)采用尿素包合法富集多不饱和脂肪酸:按照g/g/mL计,将富集前的混合脂肪酸、尿素和无水乙醇按照1:1:16,即以尿素/富集前的混合脂肪酸按m/m,为1,富集前的混合脂肪酸/乙醇按m/v为1:16,将尿素与无水乙醇在60℃下加热搅拌回流,直至尿素全部溶解,迅速倒入盛有上述步骤(4)制备的富集前的混合脂肪酸中,混匀后,于60℃下加热搅拌回流20min,冷却至室温,置于4℃中结晶24h后,将结晶包合物迅速抽滤,得到结晶包合物和滤液两部分,其中结晶包合物中含有多数的饱和脂肪酸和油酸;将滤液中未包合脂肪酸,即将高纯度的多不饱和脂肪酸经过萃取,将滤液旋转蒸发除去乙醇后得到固体颗粒,加入30%的水,HCL调至pH5~6,再加与无水乙醇等量的石油醚进行萃取,用蒸馏水洗醚层至用尿素试纸检测无尿素为止,用无水硫酸钠干燥4h,即可得到含有较高纯度的多不饱和脂肪酸的富集后混合脂肪酸。
(6)多不饱和脂肪酸微胶囊的制备:选用阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉作为壁材,以富集后混合脂肪酸为芯材,以壁材和芯材按照重量比3:1配比,将称取的阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉按照重量比1:1:2混合后在60℃条件下搅拌30min,然后经搅拌,使其充分溶解,放置室温冷却,得到水相;称取上述步骤(5)制备的25%富集后混合脂肪酸,并加入2%吐温80在60℃条件下进行搅拌溶解,得到油相;将油相缓慢加入到水相中继续在60℃条件下搅拌,使其充分溶解,然后用经高速均质10000r/min条件下分散3min,使油滴均匀乳化在壁材溶液中,呈乳状液状态,最后置于-55℃的真空冷冻干燥箱中干燥12h,收集产品,制备获得马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊。
经上述制备方法制备的马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊产品颜色为乳黄色,无特殊气味,粉末细腻均匀;表面含油率为17.3%,包埋率为82.7%;微胶囊含水率为3.80%,符合微胶囊水分含量要求;平均粒径为306.6nm。
实施例二:马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊的制备
%按照重量百分比计,从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊的具体方法步骤如下:
(1)马齿苋渣的制备:以鲜马齿苋、生活饮用水为主要原料,鲜马齿苋经挑选、清洗、切碎,按重量比1:3比例加水浸泡12h,80℃下熬煮6h,过滤获得马齿苋渣。
(2)采用马齿苋渣为原料的预处理:采用马齿苋加工生产中的马齿苋渣或上述步骤制备的马齿苋渣为原料,经70℃烘干、粉碎、过筛60目、称量、填料。
(3)亚临界异丁烷萃取技术提取马齿苋油:进行亚临界流体萃取工艺,设定条件,萃取压力0.8MPa,萃取温度40℃,萃取150min,将经过萃取制备的马齿苋油浸膏,待萃取三次后合并每次得到的马齿苋油浸膏,经4000r/min离心15min、过滤后制备获得成品马齿苋油。
(4)皂化水解制备富集前混合脂肪酸:按照g/mL计,将马齿苋油与0.5mol/L KOH-乙醇溶液按1:20混合,即将上述步骤(3)制备的马齿苋油加入KOH的乙醇溶液,然后放于75℃的水浴中搅拌、回流120min,得到皂化液;加入与0.5 mol/L KOH-乙醇溶液等量的冰蒸馏水迅速冷却,然后用与0.5 mol/L KOH-乙醇溶液等量的石油醚萃取不皂化物,经萃取多次,取水层加一倍量水稀释,缓慢加入10%的HCl,调至pH=2~3,此时可明显看到油层和水层,立即用与0.5mol/LKOH-乙醇溶液等量的石油醚萃取混合脂肪酸,萃取多次,通过分液漏斗得到石油醚层;石油醚层用5%的NaCl溶液水洗至中性,再用无水硫酸钠干燥、过滤后旋转蒸发,即得富集前混合脂肪酸。
(5)采用尿素包合法富集多不饱和脂肪酸:按照g/g/mL计,将富集前的混合脂肪酸、尿素和无水乙醇按照1:1:16,即以尿素/富集前的混合脂肪酸按m/m,为1,富集前的混合脂肪酸/乙醇按m/v为1:16,将尿素与无水乙醇在60℃下加热搅拌回流,直至尿素全部溶解,迅速倒入盛有上述步骤(4)制备的富集前的混合脂肪酸中,混匀后,于60℃下加热搅拌回流20min,冷却至室温,置于4℃中结晶24h后,将结晶包合物迅速抽滤,得到结晶包合物和滤液两部分,其中结晶包合物中含有多数的饱和脂肪酸和油酸;将滤液中未包合脂肪酸,即将高纯度的多不饱和脂肪酸经过萃取,将滤液旋转蒸发除去乙醇后得到固体颗粒,加入30%的水,HCL调至pH5~6,再加与无水乙醇等量的石油醚进行萃取,用蒸馏水洗醚层至用尿素试纸检测无尿素为止,用无水硫酸钠干燥4h,即可得到含有较高纯度的多不饱和脂肪酸的富集后混合脂肪酸。
(6)多不饱和脂肪酸软胶囊的制备:选用阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉作为壁材,以富集后的混合脂肪酸为芯材,以壁材和芯材按照重量比3:1配比,将称取的阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉按照重量比1:1:2混合后在60℃条件下搅拌30min,然后经搅拌,使其充分溶解,放置室温冷却,得到水相;称取上述步骤(5)制备的25%富集后的混合脂肪酸,并加入2%吐温80在60℃条件下进行搅拌溶解,得到油相;将油相缓慢加入到水相中继续在60℃条件下搅拌,使其充分溶解,然后用经高速均质10000r/min条件下分散3min,使油滴均匀乳化在壁材溶液中,呈乳状液状态;在溶胶罐中先加入甘油(15%)、纯水(40%),搅拌并加热到75℃后加入明胶(45%),搅拌溶解60min使明胶完全溶解,抽真空,除去气泡,60℃保温待用;将胶液和混合好的内容物装入制囊机中进行压丸,胶丸定型后自然干燥,温度控制在45℃~50℃,制备获得马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊。
通过上述制备的马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊,富集后混合脂肪酸脂肪酸相对于富集前混合脂肪酸、马齿苋油的总体抗氧化能力显著,制备的马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊产品颜色为淡黄色,无特殊气味,粒度适中。
实施例三:马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊及软胶囊的制备
%按重量百分比计,马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊及软胶囊的具体方法步骤如下:
(1)采用马齿苋渣为原料的预处理:以鲜马齿苋、生活饮用水为主要原料,鲜马齿苋经挑选、清洗、切碎,按重量比1:3比例加水浸泡12h,80℃下熬煮6h,过滤获得马齿苋渣,或采用马齿苋加工生产中的马齿苋渣为原料,马齿苋渣70℃烘干、粉碎、过筛60目、称量、填料。
(2)亚临界异丁烷萃取技术提取马齿苋油:采用亚临界流体萃取工艺,设定条件:萃取压力0.8MPa,萃取温度40℃,萃取150min,将经过萃取制备的马齿苋油浸膏,待萃取三次后合并每次得到的马齿苋油浸膏,经4000r/min离心15min、过滤后制备获得成品马齿苋油。
(3)皂化水解制备富集前混合脂肪酸:称取1g的由上述步骤(2)制备的马齿苋油,加入20mL 0.5 mol/L浓度的KOH的乙醇溶液,然后放于75℃的水浴中搅拌、回流120min,得到皂化液;加入与0.5mol/LKOH-乙醇溶液等量的冰蒸馏水迅速冷却,然后用与0.5mol/LKOH-乙醇溶液等量的30ml石油醚萃取不皂化物,经萃取多次,取水层加一倍量水稀释,缓慢加入10%的HCl,调至pH=2~3,此时可明显看到油层和水层,立即用与0.5mol/LKOH-乙醇溶液等量的20ml的石油醚萃取混合脂肪酸,萃取多次,通过分液漏斗得到石油醚层;石油醚层用5%的NaCl溶液水洗至中性,再用无水硫酸钠干燥、过滤后旋转蒸发,即得富集前混合脂肪酸。
(4)采用尿素包合法富集多不饱和脂肪酸:取1g的尿素与16mL无水乙醇在60℃下加热搅拌回流,直至尿素全部溶解,迅速倒入盛有上述步骤(3)制备的1g的富集前混合脂肪酸中,混匀后,于60℃下加热搅拌回流20min,冷却至室温,置于4℃中结晶24h后,将结晶包合物迅速抽滤,得到结晶包合物和滤液两部分,其中结晶包合物中含有多数的饱和脂肪酸和油酸;将滤液中未包合脂肪酸,即将高纯度的多不饱和脂肪酸经过萃取,将滤液旋转蒸发除去乙醇后得到固体颗粒,加入30%的5mL水,浓HCL调至pH5~6,再加与无水乙醇等量的石油醚进行萃取,用蒸馏水洗醚层至用尿素试纸检测无尿素为止,用无水硫酸钠干燥4h,即可得到含有较高纯度的多不饱和脂肪酸的富集后混合脂肪酸。
(5)多不饱和脂肪酸微胶囊的制备:选用阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉作为壁材,以富集前混合脂肪酸为芯材,以壁材和芯材按照重量比3:1配比;将称取的阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉按照重量比1:1:2混合后在60℃条件下搅拌30min,然后经搅拌,使其充分溶解,放置室温冷却,得到水相;称取上述步骤(4)制备的25%富集前混合脂肪酸,并加入2%吐温80在60℃条件下进行搅拌溶解,得到油相;将油相缓慢加入到水相中继续在60℃条件下搅拌,使其充分溶解,然后用经高速均质10000r/min条件下分散3min,使油滴均匀乳化在壁材溶液中,呈乳状液状态,最后置于-55℃的真空冷冻干燥箱中干燥12h,收集产品,制备获得马齿苋多不饱和脂肪酸微胶囊。
(6)多不饱和脂肪酸软胶囊的制备:选用阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉作为壁材,以富集后的混合脂肪酸为芯材,以壁材和芯材按照重量比3:1配比,将称取的阿拉伯胶、β-环糊精和变性淀粉按照重量比1:1:2混合后在60℃条件下搅拌30min,然后经搅拌,使其充分溶解,放置室温冷却,得到水相;称取上述步骤(4)制备的25%富集后的混合脂肪酸,并加入2%吐温80在60℃条件下进行搅拌溶解,得到油相;将油相缓慢加入到水相中继续在60℃条件下搅拌,使其充分溶解,然后用经高速均质10000r/min条件下分散3min,使油滴均匀乳化在壁材溶液中,呈乳状液状态;在溶胶罐中先加入甘油(15%)、纯水(40%),搅拌并加热到75℃后加入明胶(45%),搅拌溶解60min使明胶完全溶解,抽真空,除去气泡,60℃保温待用;将胶液和混合好的内容物装入制囊机中进行压丸,胶丸定型后自然干燥,温度控制在45℃~50℃,制备获得马齿苋多不饱和脂肪酸软胶囊。
实施例四:亚临界流体萃取马齿苋油
1.1亚临界流体萃取马齿苋油工艺流程简述:首先将马齿苋渣经烘干、粉碎、过筛,称取一定量分装于200目尼龙袋内,扎紧袋口,投入浸出罐中,抽浸出罐负压至-0.08MPa。将溶剂由溶剂罐导入浸出罐,由于浸出罐容积较大,每次浸提溶剂量的少量误差对实验结果影响较小,因此通过视镜观察使溶剂淹没过物料约5cm为止。打开进热水阀和热水泵对浸出罐进行循环加热,当温度升至一定温度,使马齿苋中的油充分溶解,萃取一定时间后,用加压泵将萃取液导入蒸发罐,通过加热使溶剂不断气化,用系统压缩机将溶剂蒸汽通过冷凝器回收至溶剂罐继续使用,打开蒸发罐出油阀,用干净容器盛接第一浸的马齿苋油浸膏。待萃取多次后合并每次得到的马齿苋油浸膏,经离心、过滤后既得成品马齿苋油。
1.2马齿苋油萃取率计算方法:萃取率=
式中: m1为马齿苋的质量(g),m2为萃取出的马齿苋油的质量(g)。
1.3单因素实验
1.3.1萃取压力对马齿苋油提取率的影响
取粉碎过筛(60目)后样品4kg,萃取温度30℃、萃取时间120min,考察在0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa、1.0MPa、1.1MPa不同萃取压力对马齿苋油提取效果的影响。
由附图2可知,马齿苋油提取率随着萃取压力的升高而增加,当压力在0.8MPa时马齿苋油提取率达到最大值2.29%,当超过0.8 MPa后,提取率趋向稳定。在亚临界区域范围内,压力的增加使得流体溶剂的密度增加,溶解能力也随之增加。而且随着流体溶剂压力的增加,溶质分子内的相互作用也增加,所以马齿苋油的溶解性也呈增加趋势,因此提取率增加。当压力高于0.8MPa时,萃取压力对提取率的影响不显著,表明此时压力的增加对马齿苋油的溶解性影响较小。因此,本发明的萃取压力选用0.8MPa为宜。
1.3.2萃取温度对马齿苋油提取率的影响:
取粉碎过筛(60目)后样品4kg,萃取压力为0.8MPa,萃取时间120min,考察25℃、30℃、35℃、40℃、45℃不同萃取温度对马齿苋油提取效果的影响。
由附图3可知,在萃取的前段时间,马齿苋油的提取率随着温度升高而增加。当温度从25℃上升到35℃时,提取率显著增加,从1.87%上升到2.57%,在35℃时获得最大提取率。这说明温度的升高会使流体的传质系数增加,粘度下降,有利于萃取。但当温度继续上升时,提取率呈下降趋势,这由于温度的增高会降低流体流体的密度,溶剂有部分汽化趋势。不仅不能提高萃取率,反而增加系统危险性,同时也不利于产品中生物活性的保留,能耗消耗也增加,因此选择35℃作为萃取的最适温度。
1.3.3萃取时间对马齿苋油提取率的影响
取粉碎过筛(60目)后样品4kg,萃取压力为0.8MPa,萃取温度35℃,考察60min、90min、120min、150min、180min不同萃取时间对马齿苋油提取效果的影响。
油脂在亚临界流体中达到溶解平衡需要一定的时间。由附图4可知,随萃取时间延长,提取率呈现升高趋势。当萃取时间为120 min时达到最大值2.6%,之后随着时间延长,提取率下降,有可能萃取时间的延长导致杂质溶出量增加,使得马齿苋油提取率呈现下降趋势。再延长萃取时间,提取率稍稍有下降且趋向稳定。这也说明了萃取时间并不是越长越好,一味延长萃取时间,能耗升高,萃取效率下降。
1.3.4萃取次数对马齿苋油提取率的影响
取粉碎过筛(60目)后样品4kg,萃取压力为0.8MPa,萃取温度35℃,萃取时间40min,考察萃取次数对马齿苋油提取效果的影响。
与超临界流体萃取不同的是:超临界萃取能够实现连续萃取、解析,而亚临界萃取由于解析过程中萃取剂与萃取物分离速度较慢,因此只能实现间歇式浸提。由附图5可知,萃取次数对亚临界萃取的影响较为显著,这是因为流体流体对油脂的溶解性很强。当萃取次数到3次时,马齿苋油提取率已达到2.73%,随着萃取次数的增加,油脂几乎被完全萃取,增加萃取次数,只能使能耗增加,萃取率不变。实验表明萃取次数为3次,萃取效率最高。
1.4正交试验:根据单因素实验结果,以马齿苋油提取率为实验指标,设置三因素三水平试验,选用L9(34)正交表进行实验。每个实验组合重复三次,结果取其平均值。正交试验因素水平表见表1-1,试验结果及方差分析表见表1-2和表1-3。
表1-1 正交试验因素水平表
表1-2试验正交结果表
表1-3 亚临界萃取正交试验方差分析表
注:*为显著(P<0.05)
由表1-2和表1-3可以看出,萃取温度对马齿苋油的提取率影响最小,萃取时间和萃取压力对马齿苋油提取率的影响显著,萃取温度对提取率的影响不显著。根据以上分析可以得到因素影响次序为:萃取时间>萃取压力>萃取温度。试验结果表明,亚临界流体萃取马齿苋油最优工艺条件为A2B3C3,即萃取压力为0.8MPa,萃取温度为40℃,萃取时间为150min,放大验证实验马齿苋油提取率为2.91%,且结果重复性好,说明所选条件合理。
1.5马齿苋油中脂肪酸的组成采用常见的GC-MS分析法。
1.5.1油脂的理化指标测定结果见表1-4 :表1-4 亚临界流体萃取与超声酶解-索氏提取的马齿苋油的理化性质比较
从表1-4得知,亚临界流体萃取得到的马齿苋油品质明显高于常见采用的超声酶解-索氏提取联用法得到的马齿苋油及马齿苋籽油的品质,超声酶解-索氏提取联用法制备的马齿苋油的酸价明显偏高,达到10.5 mgKOH·g-1。酸价高可能与提油方法有关,提取温度在70℃左右,使它的油脂肪酸甘油酯结构被破坏程度高,从而在提油过程中产生的游离脂肪酸比较多,导致超声酶解-索氏提取联用法制备的马齿苋油酸值很高。
1.5.2油脂的脂肪酸组成成分分析见表1-5:表1-5亚临界流体萃取与超声酶解-索氏提取的马齿苋油的脂肪酸组成分析
从表1-5中可以看出,超声辅助酶解-索氏联用法所得的马齿苋油含有3种不饱和脂肪酸分别是油酸、亚油酸、亚麻酸,由此可知马齿苋油中的多不饱和脂肪酸的含量占脂肪酸总量的56.39%,主要成分是亚油酸及亚麻酸两种成分。而亚临界流体萃取所得的马齿苋油含有的亚油酸和亚麻酸占脂肪酸总量的64.23%,相比于前法提高了7.84%,其中,亚麻酸含量明显高于常见采用的超声辅助酶解-索氏联用法。
结论:亚临界异丁烷萃取马齿苋油最优工艺条件萃取压力为0.8MPa,萃取温度为40℃,萃取时间为150min,在此条件下马齿苋油提取率高达2.91%;与传统采用的索氏提取法相比提高了1.2%;通过马齿苋油理化指标的测定和油脂肪酸GC-MS分析,结果表明:采用常见的超声辅助酶解-索氏联用法所得马齿苋油的多不饱和脂肪酸含量达到56.39%,本发明采用的亚临界异丁烷萃取马齿苋油的多不饱和脂肪酸含量达到64.23%,相比于前法提高了7.84%。亚临界异丁烷萃取的马齿苋油酸值和过氧化值要比常见采用的超声酶解-索氏提取联用法低,品质要好。
实施例五:马齿苋油的富集前混合脂肪酸的制备
1.1试验方法:准确称取一定量的由上述实施例四亚临界流体萃取得到的马齿苋油,加入一定浓度KOH的乙醇溶液,然后放于预定温度的水浴中搅拌、回流一定时间,得到皂化液。加入适量冰蒸馏水迅速冷却,然后用30mL石油醚萃取不皂化物,萃取三次。取水层加一倍量水稀释,缓慢加入10%的HCl,调至pH=2~3。此时可明显看到油层和水层,立即用20mL的石油醚萃取混合脂肪酸,萃取两次,通过分液漏斗得到石油醚层。石油醚层用5%的NaCl溶液水洗至中性,再用无水硫酸钠干燥、过滤后旋转蒸发,即得富集前混合脂肪酸。置于冰箱中冷冻贮存,待用。
1.2富集前混合脂肪酸得率计算方法:混合脂肪酸得率=
式中: m3为马齿苋油的质量(g),m4为混合脂肪酸的质量(g)。
1. 3单因素试验
1.3.1 KOH-乙醇浓度对富集前混合脂肪酸得率的影响
按试验步骤,分别取KOH-乙醇浓度0.5mol/L、1mol/L、1.5mol/L、2mol/L、2.5mol/L皂化时间40min,皂化温度60℃,对马齿苋油进行皂化试验。
由附图6可知,随着KOH-乙醇溶液的浓度的逐渐增加,富集前混合脂肪酸的得率呈现先增大后趋于平稳略下降的趋势。当KOH-乙醇溶液浓度达到1mol/L时富集前混合脂肪酸的得率最高。因为KOH-乙醇溶液可以作为皂化反应的催化,所以催化剂的用量越大,皂化反应的速度就越快,皂化也就越完全。但KOH-乙醇溶液的浓度过高时会致使整个的体系粘度增大,并加大皂化反应的难度,致使反应不完全。可以看到,当KOH-乙醇浓度超过1mol/L时,富集前混合脂肪酸得率下降。
1.3.2皂化温度对富集前混合脂肪酸得率的影响
按试验步骤,分别取皂化温度60℃、65℃、70℃、75℃、80℃,KOH-乙醇浓度1mol/L,皂化时间40min,对马齿苋油进行皂化试验。
由附图7可知,富集前混合脂肪酸得率在70℃之前随温度升高而增大 ,在70℃之后随温度的升高而趋于平缓。由于在70℃之前,随温度升高,皂化程度相应增大,到70℃时水解已达到平衡,皂化已经基本完成,这时的富集前混合肪酸得率最高。所以对马齿苋油的皂化温度选择70℃较好。
1.3.3皂化时间对富集前混合脂肪酸得率的影响
按试验步骤,分别取皂化时间20min、40min、60min、80min、100min,KOH-乙醇浓度1mol/L,皂化温度70℃,对马齿苋油进行皂化试验。
由附图8可知,随着皂化时间的延长,富集前混合脂肪酸的得率先增大后略有降低。皂化一般分三段时间,第一段时间油与KOH-乙醇混匀,此时两个溶液是不相容的,第二段时间当反应达到20%时,速度急剧加快,第三段皂化完成。皂化时间越大,马齿苋油被皂化程度越高,相应地得到的富集前混合肪酸就越多。皂化反应100min后,马齿苋油已基本被皂化完全,再延长反应时间,曲线呈降低趋势。所以对马齿苋油的皂化时间选择100min较好。
1.4正交试验:根据单因素实验结果,以富集前混合脂肪酸得率为实验指标,设置三因素三水平试验,选用L9(34)正交表进行实验。每个实验组合重复三次,结果取其平均值,最终得到制备富集前混合脂肪酸最佳工艺。
正交试验因素水平表见表2-1,试验结果及方差分析表见表2-2和表2-3。
表2-1正交试验因素水平表
表2-2 试验正交结果表
表2-3正交试验方差分析表
注:*为显著(P<0.05)
由表2-2和2-3可以看出,极差值中最大的是皂化时间,其次是KOH-乙醇浓度,最后是皂化温度,其因素影响次序为C > A >B。皂化最优条件为A1B3C3,即KOH-乙醇浓度为0.5 mol/L,皂化温度为75℃,皂化时间为120min,在此条件下富集前混合脂肪酸得率高达57.36%。
1.5油脂的理化指标测定:过氧化值:参照GB/T5538-2005植物油过氧化值测定;酸价:参照GB/T5530-2005植物油酸价测定;碘价:参照GB/T5532-2008植物油碘价测定;皂化价:参照GB/T5534-2008油脂皂化价测定法;富集前混合脂肪酸中脂肪酸组成GC-MS分析方法采用常见的方法即可。
1.5.1富集前混合脂肪酸的理化指标测定结果
表2-4富集前混合脂肪酸的理化指标
从表2-4得知,富集前混合脂肪酸的色泽与马齿苋油相比较浅,而且在常温下接近液态。
1.5.2富集前混合脂肪酸的脂肪酸主要成分分析
表2-5富集前混合脂肪酸的脂肪酸主要成分分析
由表2-5可以看出,由马齿苋油中制备得到的富集前混合脂肪酸中检测出8种脂肪酸,饱和脂肪酸包括豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、花生酸、山嵛酸,单不饱和脂肪酸包括油酸,多不饱和脂肪酸占68.12%,主要为亚油酸、亚麻酸。
结论:本实施例通过对马齿苋油采用皂化水解制备富集前混合脂肪酸,以富集前混合脂肪酸得率为指标考察了KOH-乙醇浓度、皂化温度、皂化时间三因素对皂化反应的影响,通过设计正交试验得到最佳工艺参数;皂化的最佳工艺条件为:KOH-乙醇浓度为0.5 mol/L,皂化温度为75℃,皂化时间为120min,在此条件下富集前混合脂肪酸得率高达57.36%。富集前混合脂肪酸中的多不饱和脂肪酸占68.12%,主要为亚油酸、亚麻酸。
实施例六:尿素包合富集多不饱和脂肪酸工艺
本实施例采用尿素包合法富集多不饱和脂肪酸,通过降温结晶,将富集前混合脂肪酸中饱和脂肪酸和油酸除去,提纯其中的多不饱和脂肪酸,从而富集得到含有高纯度的多不饱和脂肪酸的富集后混合脂肪酸。
1.1试验材料:富集前混合脂肪酸:实施例五制备提供。
1.2尿素包合法富集多不饱和脂肪酸工艺流程:取一定量的尿素与无水乙醇置于圆底烧瓶中,在60℃下加热搅拌回流,直至尿素全部溶解。迅速倒入盛有一定量的富集前混合脂肪酸的三颈烧瓶中,混匀后,于60℃下加热搅拌回流一定时间,冷却至室温,置于4℃冰箱中结晶一定时间后,将结晶包合物迅速抽滤,得到结晶包合物和滤液两部分,其中结晶包合物中含有多数的饱和脂肪酸和油酸,滤液中含有的多不饱和脂肪酸因而得到富集。
滤液中未包合脂肪酸(含有高纯度多不饱和脂肪酸)的萃取:将滤液旋转蒸发除去乙醇后得到固体颗粒,加入5mL水,浓HCL调至pH5~6,再加适量的石油醚进行萃取,用蒸馏水洗醚层至用尿素试纸检测无尿素为止,用无水硫酸钠干燥4h,可富集得到含有高纯度的多不饱和脂肪酸的富集后混合脂肪酸。
1.3富集后混合脂肪酸的碘价和回收率的测定
富集后混合脂肪酸中碘价采用GB/T5532-2008植物油碘价测定法测定,其回收率计算公式:
回收率=富集后混合脂肪酸质量/富集前混合脂肪酸质量×100%
公式中的富集前、后混合脂肪酸质量单位为g。
1.4单因素试验
1.4.1尿素/富集前混合脂肪酸(m/m)对富集后混合脂肪酸尿素包合影响
分别取尿素/富集前混合脂肪酸(m/m):0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,固定富集前混合脂肪酸/乙醇(m/v)为1:18,回流时间20min,包合时间为24h,以富集后混合脂肪酸的回收率和碘值来作为衡量标准。
由附图9可以看出,随着尿素含量的增加,碘值呈现先增加后降低的趋势,而回收率则呈现递降规律。当尿素的用量过少时,尿素包合饱和脂肪酸不完全,因而得到的脂肪酸中有较多饱和脂肪酸,导致碘值较低;继续加大尿素用量,随饱和脂肪酸不断地被尿素包合,因此碘价的升高也说明了富集后混合脂肪中的多不饱和脂肪酸的纯度升高。当尿素/富集前混合脂肪酸(m/m)达到1时,碘值达到最大值。而当继续加大尿素用量时,它除了能包合饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸(油酸)之外,还会有部分的亚油酸和亚麻酸等多不饱和脂肪酸的成分被尿素包合形成结晶,则会导致富集后混合脂肪酸中的多不饱和脂肪酸的回收率大大降低,相应的纯度也会降低;并且添加量过多,形成晶体过大过多会增加过滤的难度,这些因素都会影响产品的纯度。综合考虑,选择尿素/富集前混合脂肪酸(m/m)为1适宜。
1.4.2富集前混合脂肪酸/乙醇(m/v)对富集后混合脂肪酸尿素包合影响
分别取富集前混合脂肪酸/乙醇(m/v):1:12,1:14,1:16,1:18,1:20,固定尿素/富集前混合脂肪酸(m/m)为1.0,回流时间20min,包合时间为24h,以富集后混合脂肪酸的回收率和碘值来作为衡量标准。
在尿素包合过程中,富集后混合脂肪酸的纯度和回收率会直接受到尿素添加量的影响,而作为溶剂的乙醇的添加量则直接关系到了尿素与被包合的饱和及单不饱和脂肪酸之间的分散程度。由附图10可以看出,碘值随着富集前混合脂肪酸/乙醇(m/v)增加而减少,纯度降低。而回收率与之相反,呈上升趋势。反应刚开始尿素不能完全溶解导致包合程度不好,但当富集前混合脂肪酸/乙醇(m/v)逐渐升高,尿素用量也就相对于增加,也会包合部分的多不饱和脂肪酸,导致包合的效果不理想。当富集前混合脂肪酸/乙醇(m/v)达到1:16时,富集后混合脂肪酸的纯度和回收率共同达到了各自的最优值。
1.4.3回流时间的选择对富集后混合脂肪酸尿素包合影响:分别取回流时间:10min,20min,30min,40min,50min,固定尿素/富集前混合脂肪酸(m/m)为1.0,富集前混合脂肪酸/乙醇(m/v)为1:16,包合时间为24h,以富集后混合脂肪酸的回收率和碘值来作为衡量标准。
回流的主要目的是将富集前混合脂肪酸同尿素-乙醇溶液混合均匀,使得尿素包合反应的顺利进行。如果回流搅拌时间短,混合不均匀,得到的产品质量会有所降低。实验表明,回流时间对富集后混合脂肪酸的纯度和回收率影响不大。但可以看出,回流时间为10min得到的回收率要比回流20min以后要低。而回流时间超过20min后,对尿素包合反应影响不大。但回流时间较长导致耗能大,另一方面也增大了多不饱和脂肪酸引发变质的风险,所以选择回流时间20min为宜。
1.4.4包合时间的选择对富集后混合脂肪酸尿素包合影响
分别取包合时间:6h,12h,18h,24h,30h,固定尿素/富集前混合脂肪酸(m/m)为1.0,富集前混合脂肪酸/乙醇(m/v)为1:16,回流时间20min,以富集后混合脂肪酸的回收率和碘值来作为衡量标准。
由附图11可以
一种从马齿苋渣制备马齿苋多不饱和脂肪酸的方法专利购买费用说明
Q:办理专利转让的流程及所需资料
A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。
1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2:按规定缴纳著录项目变更手续费。
3:同时提交相关证明文件原件。
4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q:专利转让变更,多久能出结果
A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
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