一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法与流程

1.本发明属于林产化工技术领域，更具体地说，特别涉及一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法。


背景技术：

2.核桃叶因其富含多酚及黄酮类物质，有研究表明核桃叶多酚的水提物清除羟自由基的能力比较强，且多酚类抗氧化剂较传统化学合成氧化剂具有更为稳定，且安全无毒的特点，但是存在在脂类物质中溶解度不高的局限性。
3.现有技术中有很多非常成熟的工艺，能将核桃叶多酚及其内中黄酮类物质进行提取，然其提取工艺复杂，且提取率较低。
4.同时，所得的核桃叶多酚由于自身酚羟基的亲水性，导致了其易溶于水不溶于油的溶解特性，加入脂质基质如植物油中，会引起沉淀，改变颜色的均一性；若为了提高其脂溶性，通过改性方式对核桃叶多酚进行酯化，则会有以下缺陷：
5.一、核桃叶中除了核桃叶多酚被酯化，其他核桃叶中有效成分也容易参与反应，造成提取的提取物整体效能降低。
6.二、现有的酯化反应分为三种，一是羧酸法，由于酚羟基氧原子上的未共享电子与苯环存在共轭效应，亲核能力很弱，又有较大空间位阻，因此直接酯化非常困难、收率很低且速度很慢；二是采用酶催化法(采用引入油溶性的脂肪烃的方式，长碳链的引入对周围的酚羟基产生的屏蔽作用使其空间位阻增大，同时长碳链还会聚集，达不到增溶的效果，且其溶剂残留问题将阻碍其在食品等行业中的应用；如核桃叶多酚及黄酮类物质通过氢氧化钠和硬脂酸酐反应产生了最终产物不容易氯仿，没有较好的脂溶性)、三是采用溶剂法，其对反应条件要求高，成本高或在油脂中易分层(脂溶性不高)、不稳定(容易发生逆反反应)的不足。


技术实现要素：

7.为了解决上述技术问题，本发明提供一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法，通过以较高提取率的方式从核桃叶提取核桃叶多酚及黄酮类物质，再以分子修饰的办法提高其脂溶性，同时保持其对自由基的吸附能力，便可以将其用作天然抗氧化剂，拓展其对提高脂质基质稳定性的作用，从而克服现有技术的不足。
8.本发明的一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法，由以下具体技术手段所达成：
9.一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法，该方法采用乙醇作为浸提液从核桃叶中提取核桃叶多酚形成核桃叶多酚浓缩液，然后将核桃叶多酚通过分子修饰的方法以提高其脂溶性，同时保持其对自由基的吸附能力。
10.优选的，所述核桃叶多酚的提取过程：将核桃叶经干燥、粉碎后，通过以乙醇为浸提液进行浸提，并采用超声波进行辅助浸提并取上清液；并最终得到核桃叶多酚溶液。
11.优选的，采用24℃～30℃范围内铺散晾干，然后在采用不高于80目过筛得到粉末
状核桃叶。
12.优选的，采用70％乙醇溶液，且粉末状核桃叶与乙醇溶液按1/35-45(m/v)的比例混合，浸提温度55℃-65℃；采用超声波辅助浸提时间为20min。
13.优选的，剔除出上清液后采用蒸发浓缩得到核桃叶多酚浓缩液，最终浓缩液体积为浓缩前的1/5％。
14.优选的，实现核桃叶多酚通过分子修饰的方法：将核桃叶多酚浓缩液与丁酸酐在溶剂中反应，并将入催化剂最终形成含有核桃叶多酚酯的成品溶液，将产品溶液浓缩干燥后得到粉末状的核桃叶多酚酯成分。
15.优选的，所述核桃叶多酚浓缩液与丁酸酐的体积比为：1:2.8-3.5；所述溶剂采用乙酸乙酯；所述催化剂采用吡啶。
16.优选的，所述核桃叶多酚浓缩液与丁酸酐的反应采用回流反应，反应温度控制在65℃-75℃。
17.优选的，含有核桃叶多酚酯的成品溶液于温度60-70℃下真空旋转蒸发浓缩，然后再用不高于-18℃预冷2h后，最后于-40℃干燥24h，得粉末状的核桃叶多酚酯。
18.一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法，包括以下步骤：
19.步骤一，将新鲜、无虫害、无病害的核桃叶于室内自然晾干，温度控制在24℃～30℃；
20.步骤二，将步骤一中的核桃叶用粉碎机粉碎，过80目筛；
21.步骤三，将步骤二中获得的叶粉与70％的乙醇溶液按1/40(m/v)的比例混合；
22.步骤四，将步骤三中的混合溶液置于超声波辅助提取设备中，超声功率300w，浸提温度60℃，浸提20min，静置30min后取上清液；
23.步骤五，将步骤四中获得的上清液进行抽滤，去除固形物杂质；
24.步骤六，将步骤五中抽滤后的滤液进行真空旋转蒸发浓缩，浓缩温度65-75℃；
25.步骤七，将步骤六中浓缩液与丁酸酐按体积比1:3混合放入溶剂为乙酸乙酯中，以吡啶作为催化剂，于70℃下回流反应3h；
26.步骤八，将步骤七中反应液于温度60-70℃下真空旋转蒸发浓缩，先将浓缩液用超低温冰箱于-18℃预冷2h后，再放入冷冻干燥机，于-40℃干燥24h，取得粉末状的核桃叶多酚酯。
27.与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
28.本发明采取在开放的环境中，利用自然室温和空气对流，将核桃叶片晾干，经过阳光的照射，能起到一定的杀菌作用，对比烘干无需额外设备，更加经济、绿色、环保；且与烘干叶片相比，多酚得率比较高，有利于为下一步核桃叶多酚酯的制备提供原料。
29.本发明采用的一定浓度乙醇溶液，控制提取温度和时间，并超声波辅助提取方法；超声处理产生一定能量的机械波，加之超声过程产生的机械效应、空化效应及热效应的叠加，能较快地穿透植物组织细胞，有效地破坏植物细胞壁，有利于胞内多酚物质的溶出；既有助于解决多酚制备中提取时间长、多酚得率低的问题，也有效的避免其他脂溶性杂质溶出等问题。
30.本发明采用以乙酸乙酯为溶剂，丁酸酐和吡啶作为催化剂制备核桃叶多酚酯，克服了羧酸法反应难进行，产物得率低的问题，弥补了酶催化法、溶剂法对反应条件要求高，
成本高或在油脂中易分层、不稳定的不足，而现有技术中采用硬脂酸酐，通过采用引入油溶性长碳链的方式和氢氧化钠反应产生的物质，不溶于氯仿，并没有较好的脂溶性。
31.上述工艺原理：通过浓缩液与丁酸酐发生酯化反应(在吡啶作为催化剂基础上)，核桃叶多酚反应形成核桃叶多酚酯(使用小分子丁酸酐，而不采背景技术中提到的长碳链结构，一方面避免了空间位阻增大，长碳链聚集的问题，可提高脂溶性，另一方面由于不存在多取代形式的空间屏蔽作用，可提高其活性。另外，伴随将吡啶作为催化剂的使用可以解决酯化反应可逆，正向反应困难、收率很低且反应速率很慢的问题；
32.)，而生成的核桃叶多酚酯易溶于溶剂乙酸乙酯中，从而避免形成分层；若形成分层(现有技术易遇到的技术问题)，则生成物不溶解到溶剂中，则会造成生成物中会含有大量的未溶解物体，造成生成物中杂质多，后期处理难；由于分层造成生成物较集中(生成物浓度高，生成物容易发生逆反反应，即酯变成多酚情况，使得酯化效果不明显)；由于本方案中生成的核桃叶多酯易融溶剂乙酸乙酯中(原有浓缩液中其他有效物质均能溶于乙酸乙酯)；再利用催化剂、回流反应及一定温度控制，从而使得溶解到乙酸乙酯中的核桃叶多酯保持其稳定性(可逆反应慢)；后期通过相同温度下进行蒸发溶剂乙酸乙酯，然后再以特定低温进行冷却干燥(上述温度参数均是确保核桃叶多酯缓慢或抑制的逆反反应)。
33.本发明对反应所得溶液均采取了静置取上清液和抽滤工艺，以除去杂质，提高目标物质的纯度；本发明制备的核桃叶多酚酯的脂溶性明显得到了提高，且研究表明核桃叶多酚酯仍具有一定的抗氧化能力(同时原因核桃叶中未与丁酸酐发生反应的有效为主仍然具有其本身的抗氧化能力等)，这对核桃叶多酚酯用作脂质基质的抗氧化剂提供了积极的借鉴意义，即本发明通过分子修饰的办法提高其脂溶性，同时保持其对自由基的吸附能力，便可以将其用作天然抗氧化剂，拓展其对提高脂质基质稳定性的作用。因此，提高核桃叶多酚的脂溶性，保持其较强的抗氧化能力，用于提高脂质基质的稳定性是非常有必要。
34.本发明从核桃叶中提取多酚的得率为5.6％～6.3％，酯化率为80.66％，所得的核桃叶多酚酯的透光率提高了2.48倍，尽管其对dpph自由基的清除能力弱于核桃叶多酚，但对dpph自由基的清除能力优于维生素c(对核桃叶多酚酯有一定浓度要求)，说明核桃叶多酚酯能较好的溶于脂质基质如植物油中，且仍具有一定的抗氧化能力。
附图说明
35.图1是本发明中叶粉与乙醇溶液比例关系与提取多酚浓度和含量的关系示意图；
36.图2是本发明中乙醇浓度与提取多酚浓度和含量的对比示意图；
37.图3是本发明中超声功率与提取多酚浓度和含量的对比示意图；
38.图4是本发明中浸提温度与提取多酚浓度和含量的对比示意图；
39.图5是本发明中浸提时间与提取多酚浓度和含量的对比示意图。
具体实施方式
40.下面将结合本发明实施例中的附图，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。
41.实施例：
42.如附图1至附图5所示：
43.本发明提供一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法，它工艺简单、适用性强，稳定性好，不仅提高了核桃叶多酚的脂溶性，且添加到油脂中有较好的抗氧化性。本发明是通过如下技术方案实现的：
44.步骤一，将新鲜、无虫害、无病害的核桃叶于室内自然晾干，气温控制在24-30度；
45.步骤二，将步骤一中的核桃叶用粉碎机粉碎，过80目筛；
46.步骤三，将步骤二中获得的叶粉与70％的乙醇溶液按1/40(m/v)的比例混合(见表1、2和附图1、2,可知，通过多组试验可知叶粉与70％的乙醇溶液的比例在1:40为最优效果)；
47.表一：叶粉与乙醇溶液比例关系与提取多酚浓度和含量的对比数据
[0048][0049]
表二：乙醇浓度与提取多酚浓度和含量的对比数据
[0050][0051]
步骤四，将步骤三中的混合溶液置于超声波辅助提取设备中，超声功率300w(本实施例的超声波辅助提取设备输出功率为500w，按百分比输出，见表3和图3)，浸提温度60℃(见表4和图4)，浸提20min，静置30min后取上清液(见表5和附图5,通过多组试验可知可知超声功率的设定以及处理温度的关系)；表三：超声功率与提取多酚浓度和含量的对比数据
[0052]
[0053][0054]
表四：浸提温度与提取多酚浓度和含量的对比数据
[0055][0056]
表五：浸提时间与提取多酚浓度和含量的对比数据
[0057][0058][0059]
步骤五，将步骤四中获得的上清液进行抽滤，去除固形物杂质；
[0060]
步骤六，将步骤五中抽滤后的滤液进行真空旋转蒸发浓缩，浓缩温度65-75℃；
[0061]
步骤七，将步骤六中浓缩液与丁酸酐按体积比1:3，加入一定量的催化剂，于70℃下回流反应3h；
[0062]
步骤八，将步骤七中反应液于温度60-70℃下真空旋转蒸发浓缩，先将浓缩液用超低温冰箱于-18℃预冷2h后，再放入冷冻干燥机，于-40℃干燥24h，取得粉末状的核桃叶多酚酯；反应完成实施例酯化率计算(本实施例中采用浓缩液体积体积为10ml，其浓缩液中核
桃叶多酚含量为697.8891051ug，经过步骤七酯化、步骤八水洗后(水洗次数为11次)后测出多酚剩余物含量，见表四)。
[0063]
表六：浓缩液酯化反应后水洗液中的多酚含量(水洗次数11次)
[0064][0065][0066]
由表四我们可知：酯化率＝(697.8891051-134.9931907)/697.8891051*100％＝80.66％。
[0067]
步骤八中所得粉末状的核桃叶多酚酯进行脂溶性测试，本实施例采用1mg样品溶于1ml氯仿中，配成1g/l的溶液，测其光度值(见表5)：
[0068]
表五：粉末状的核桃叶多酚酯对比核桃叶多酚的脂溶性测试(光度值)
[0069]
核桃叶叶多酚
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.278a
[0070]
核桃叶叶多酚酯
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
0.112a
[0071]
由此可见，粉末状的核桃叶多酚酯其脂溶性大大优于核桃叶叶多酚。
[0072]
对步骤八中所得粉末状的核桃叶多酚酯进行抗氧化性能测试(本实施例采用dpph清除率替换)对比见表六：
[0073]
表六：粉末状的核桃叶多酚酯与维c进行抗氧化性能测试(dpph清除率：核桃叶叶多酚酯的浓度为0.2mg/ml时)：
[0074]
项目光度值dpph清除率：核桃叶叶多酚0.913a 核桃叶叶多酚酯(即粉末状的核桃叶多酚酯)1.092a27.84％
维c1.165a19.95％空白1.178a 对照0.222a [0075]
由此可见，粉末状的核桃叶多酚酯的dpph自由基的清除能力虽不及核桃叶多酚，但优于维生素c。
[0076]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0077]
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法，其特征在于：该方法采用乙醇作为浸提液从核桃叶中提取核桃叶多酚形成核桃叶多酚浓缩液，然后将核桃叶多酚通过分子修饰的方法以提高其脂溶性，同时保持其对自由基的吸附能力。2.根据权利要求1所述的一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法，其特征在于所述核桃叶多酚的提取过程：将核桃叶经干燥、粉碎后，通过以乙醇为浸提液进行浸提，并采用超声波进行辅助浸提并取上清液；并最终得到核桃叶多酚溶液。3.根据权利要求2所述的一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法，其特征在于：采用24℃～30℃范围内铺散晾干，然后在采用不高于80目过筛得到粉末状核桃叶。4.根据权利要求2所述的一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法，其特征在于：采用70％乙醇溶液，且粉末状核桃叶与乙醇溶液按1/35-45(m/v)的比例混合，浸提温度55℃-65℃；采用超声波辅助浸提时间为20min。5.根据权利要求2所述的一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法，其特征在于：剔除出上清液后采用蒸发浓缩得到核桃叶多酚浓缩液，最终浓缩液体积为浓缩前的1/5。6.根据权利要求1所述的一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法，其特征在于实现核桃叶多酚通过分子修饰的方法：将核桃叶多酚浓缩液与丁酸酐在溶剂中反应，并加入催化剂最终形成含有核桃叶多酚酯的成品溶液，将产品溶液浓缩干燥后得到粉末状的核桃叶多酚酯成分。7.根据权利要求6所述的一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法，其特征在于：所述核桃叶多酚浓缩液与丁酸酐的体积比为：1:2.8-3.5；所述溶剂采用乙酸乙酯；所述催化剂采用吡啶。8.根据权利要求6所述的一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法，其特征在于：所述核桃叶多酚浓缩液与丁酸酐的反应采用回流反应，反应温度控制在65℃-75℃。9.根据权利要求6所述的一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法，其特征在于：含有核桃叶多酚酯的成品溶液于温度60-70℃下真空旋转蒸发浓缩，然后再用不高于-18℃预冷2h后，最后于-40℃干燥24h，得粉末状的核桃叶多酚酯。10.根据权利要求1-9任一所述提高核桃叶多酚脂溶性的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一，将新鲜、无虫害、无病害的核桃叶于室内自然晾干，温度控制在24℃～30℃；步骤二，将步骤一中的核桃叶用粉碎机粉碎，过80目筛；步骤三，将步骤二中获得的叶粉与70％的乙醇溶液按1/40(m/v)的比例混合；步骤四，将步骤三中的混合溶液置于超声波辅助提取设备中，超声功率300w，浸提温度60℃，浸提20min，静置30min后取上清液；步骤五，将步骤四中获得的上清液进行抽滤，去除固形物杂质；步骤六，将步骤五中抽滤后的滤液进行真空旋转蒸发浓缩，浓缩温度65-75℃；步骤七，将步骤六中浓缩液与丁酸酐按体积比1:3混合放入溶剂为乙酸乙酯中，以吡啶作为催化剂，于70℃下回流反应3h；步骤八，将步骤七中反应液于温度60-70℃下真空旋转蒸发浓缩，先将浓缩液用超低温冰箱于-18℃预冷2h后，再放入冷冻干燥机，于-40℃干燥24h，取得粉末状的核桃叶多酚酯。

技术总结
本发明提供一种提高核桃叶多酚脂溶性的方法，其特征在于：该方法采用乙醇作为浸提液从核桃叶中提取核桃叶多酚形成核桃叶多酚浓缩液，然后将核桃叶多酚通过分子修饰的方法以提高其脂溶性，同时保持其对自由基的吸附能力，便可以将其用作天然抗氧化剂，拓展其对提高脂质基质稳定性的作用。因此，提高核桃叶多酚的脂溶性，保持其较强的抗氧化能力，用于提高脂质基质的稳定性是非常有必要。高脂质基质的稳定性是非常有必要。高脂质基质的稳定性是非常有必要。


技术研发人员：何佳丽 王纪辉 刘亚娜 袁丛军 耿阳阳 陈梦
受保护的技术使用者：贵州省核桃研究所
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/7/21