專利名稱：以芥菜籽為原料提取辣根素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以芥菜籽為原料提取辣根素的方法。
背景技術(shù)：
異硫氰酸烯丙酯(AITC)是辣根素的主要成分，可以用作調(diào)味劑、倉儲防腐劑、殺 蟲劑、殺菌劑、精細(xì)化工中間體及醫(yī)療用品，在食品、化工、農(nóng)藥和醫(yī)藥等行業(yè)有著廣泛應(yīng) 用。目前制備異硫氰酸烯丙酯的方法主要有化學(xué)工業(yè)合成法和生物提取法。其中的生物提 取法隨著人們對食品安全，工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境問題的日益重視，使得生物提取法有著不可取代 的地位。 異硫氰酸烯丙酯的生物提取法是以十字花科蕓薹屬芥菜籽、辣根和山崳菜 等植物為加工原料，原料中所含的硫代葡萄糖苷(Thioglucosides)在硫代葡萄糖酶 (Myrosinase)催化下，水解產(chǎn)生異硫氰酸酯(ACTI)和葡萄糖(Glucose)，其中異硫氰酸烯 丙酯(AITC)被公認(rèn)為芥末油、芥末醬、青芥辣和葉芥制品的主要呈味物質(zhì)。天然芥末油因 其口感好，公認(rèn)安全等優(yōu)點(diǎn)，在人們的日常飲食生活中普遍使用。經(jīng)文獻(xiàn)檢索，《食品與機(jī) 械》1990年第4期192-201 ;《中國調(diào)味品》1991年第4期251 ;《中國調(diào)味品》2008年第4 期20-24 ;專利CN1050896 ;CN02141664. 8等報(bào)道，辣根素植物的生物提取工藝主要有兩種 一種是采用蒸餾酒原理及設(shè)備，將芥末籽粉碎，炒拌，靜態(tài)蒸餾，取其精油，用植物油勾兌， 即得到成品。但是這種工藝具有能耗大，產(chǎn)率低，成本高，難以形成規(guī)模生產(chǎn)的缺點(diǎn)。另一 種是將芥末籽粉碎，經(jīng)水發(fā)制，放在帶攪拌及冷凝器的不銹鋼反應(yīng)釜中動態(tài)水蒸汽蒸餾，餾 出物用植物油萃取，精制后即為成品。這種方法生產(chǎn)異硫氰酸烯丙酯的過程耗時(shí)長，萃取率 低，產(chǎn)率也不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種易于操作，反應(yīng)歷程短，萃取率高，產(chǎn)率高，綠色安全， 辣根素中異硫氰酸烯丙酯產(chǎn)品含量高的以芥菜籽為原料提取辣根素的方法。
本發(fā)明的以芥菜籽為原料提取辣根素的方法，包括如下步驟
A、準(zhǔn)備原料芥菜籽，并將其粉碎； B、將粉碎后的芥菜籽加入反應(yīng)釜中，用pH 4-6. 5、溫度30-80°C的酸性水 溶液浸泡粉碎后的芥菜籽l-4小時(shí)，采用現(xiàn)有技術(shù)將芥菜籽中所含的硫代葡萄糖苷 (Thioglucosides)在硫代葡萄糖酶tyrosinase)催化下水解為異硫氰酸烯丙酯，其中水 溶液的酸性調(diào)節(jié)物為食用酸，芥菜籽與水的重量比為1 : 2-8，其水解方程式如下
3<formula>formula see original document page 4</formula> C、利用現(xiàn)有技術(shù)亞臨界水萃取法，在l-5Mpa、100-15(TC條件下，對反應(yīng)釜中的物 質(zhì)進(jìn)行30-60min的萃取，然后分離反應(yīng)釜中的物質(zhì)，即得到含異硫氰酸烯丙酯的辣根素粗 產(chǎn)物。 本發(fā)明的以芥菜籽為原料提取辣根素的方法，其中所述步驟A中芥菜籽原料被粉 碎至20-40目，所述步驟B中浸泡芥菜籽的水為去離子水，食用酸為醋酸、乳酸、蘋果酸、檸 檬酸、葡萄糖酸、酒石酸、延胡索酸或抗壞血酸，所述酸性水溶液浸泡粉碎后的芥菜籽1. 5-3 小時(shí)，酸性水溶液的溫度為40-6(TC，所述芥菜籽與水的重量比為l : 3-6;所述步驟C中通 過亞臨界水萃取法在1. 5-4Mpa、110-14(TC條件下，對反應(yīng)釜中的物質(zhì)進(jìn)行35-60分鐘的萃 取。 本發(fā)明的以芥菜籽為原料提取辣根素的方法，其中所述步驟B中的酸性水溶液浸 泡粉碎后的芥菜籽1. 8-2. 5小時(shí)，酸性水溶液的溫度為45-55t:，所述芥菜籽與水的重量比 為l : 3. 5-5 ;所述步驟C中通過亞臨界水萃取法在1.8-3Mpa、115-13(TC條件下，對反應(yīng)釜 中的物質(zhì)進(jìn)行38-50分鐘的萃取。 本發(fā)明的以芥菜籽為原料提取辣根素的方法，其中所述步驟B中的所述酸性水 溶液浸泡粉碎后的芥菜籽2小時(shí)，酸性水溶液的溫度為5(TC，所述芥菜籽與水的重量比為 1 : 4 ;所述步驟C中通過亞臨界水萃取法在2Mpa、12(TC條件下，對反應(yīng)釜中的物質(zhì)進(jìn)行40 分鐘的萃取。 本發(fā)明的以芥菜籽為原料提取辣根素的方法，其采用獨(dú)特的工藝步驟，以十字花 科蕓薹屬芥菜籽為加工原料，先將原料粉碎后用水浸泡，然后通過亞臨界水萃取法快速、有 效地得到辣根素粗品。由于亞臨界水萃取技術(shù)是一種較新的不使用或少使用有機(jī)溶劑的綠 色萃取技術(shù)，當(dāng)水處于亞臨界狀態(tài)時(shí)，對中極性和非極性有機(jī)物具有一定的溶解能力，通過 對亞臨界水溫度和壓力的控制，可以改變水的極性、表面張力和黏度，使得亞臨界水對有機(jī) 物的溶解能力大大增加，進(jìn)而大大提高其萃取效率，辣根素中異硫氰酸烯丙酯產(chǎn)品含量高。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法工藝路線簡單，工藝條件合理，反應(yīng)操作簡單安全，反應(yīng)時(shí) 間短，溶劑損耗小，工藝成本低、收率高，生產(chǎn)所用萃取劑為水，綠色經(jīng)濟(jì)，生產(chǎn)和使用過程 均符合國家安全食品生產(chǎn)的要求，符合當(dāng)前綠色食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，使其具備良好的工業(yè) 化前景，具有較大的實(shí)施價(jià)值和社會經(jīng)濟(jì)效益。因此，本發(fā)明的以芥菜籽為原料提取辣根素 的方法具有突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的進(jìn)步。 下面對本發(fā)明以芥菜籽為原料提取辣根素的方法作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式

實(shí)施例1 本發(fā)明的以芥菜籽為原料提取辣根素的方法，包括如下步驟
A、準(zhǔn)備原料芥菜籽，并將其粉碎至20-40目；
~ Glucose
/
R~C
、N — OSCN-
4
B、將粉碎后的芥菜籽加入反應(yīng)釜中，用pH 4-6. 5、溫度30-8(TC的酸性水溶 液浸泡粉碎后的芥菜籽1-4小時(shí)，其中最佳值為酸性水溶液的溫度為50°C，浸泡2小 時(shí)，浸泡芥菜籽的水為最好是去離子水，采用現(xiàn)有技術(shù)將芥菜籽中所含的硫代葡萄糖苷 (Thioglucosides)在硫代葡萄糖酶tyrosinase)催化下水解為異硫氰酸烯丙酯，其中水 溶液的酸性調(diào)節(jié)物為醋酸或乳酸或蘋果酸或檸檬酸或葡萄糖酸或酒石酸或延胡索酸或抗
壞血酸，芥菜籽與水的重量比為i : 2或i : 2.5或i : 3或i : 3.5或i : 4或i : 4.5或
6. 5或1 : 7或1
i : 5或i : 5.5或i : 6或i :
其水解方程式如下
<image>image see original document page 5</image>
C、利用現(xiàn)有技術(shù)亞臨界水萃取法，在l-5Mpa、100-15(TC條件下，對反應(yīng)釜中的物 質(zhì)進(jìn)行30-60min的萃取，其中最佳值為在2Mpa、 12(TC條件下，對反應(yīng)釜中的物質(zhì)進(jìn)行40分 鐘的萃取，然后分離反應(yīng)釜中的物質(zhì)，即得到含異硫氰酸烯丙酯的辣根素粗產(chǎn)物，產(chǎn)物中異 硫氰酸烯丙酯含量為66. 5%，產(chǎn)油率為2. 3%。
實(shí)施例2 以芥菜籽為加工原料，先將芥菜籽粉碎成20-40目，然后加入反應(yīng)釜，再加入去 離子水，芥菜籽與去離子水的重量比為1 : 6，用醋酸調(diào)節(jié)去離子水的酸堿度為pH4.5， 并使水的溫度為40°C，用該水溶液浸泡芥菜籽3小時(shí)，使芥菜籽中所含的硫代葡萄糖苷 (Thioglucosides)在硫代葡萄糖酶tyrosinase)催化下水解為異硫氰酸烯丙酯，然后通 過亞臨界水萃取法在1Mpa、10(TC條件下萃取反應(yīng)釜中產(chǎn)物50分鐘，再分離反應(yīng)釜中產(chǎn)物， 可得到辣根素粗品，經(jīng)檢測產(chǎn)物中異硫氰酸烯丙酯含量為68. 6%，產(chǎn)油率為1. 9%。
實(shí)施例3 以芥菜籽為加工原料，先將芥菜籽粉碎成20-40目，然后加入反應(yīng)釜，再加入去 離子水，芥菜籽與去離子水的重量比為1 : 4，用檸檬酸調(diào)節(jié)去離子水的酸堿度為pH5， 并使水的溫度為5(TC，用該水溶液浸泡芥菜籽2小時(shí)，使原料中所含的硫代葡萄糖苷 (Thioglucosides)在硫代葡萄糖酶(Myrosinase)催化下水解為異硫氰酸烯丙酯，然后通 過亞臨界水萃取法在2Mpa、12(TC條件下萃取反應(yīng)釜中產(chǎn)物40分鐘，再分離反應(yīng)釜中產(chǎn)物， 可得到辣根素粗品，經(jīng)檢測產(chǎn)物中異硫氰酸烯丙酯含量為68. 2%，產(chǎn)油率為2. 2%。
實(shí)施例4 以芥菜籽為加工原料，先將原料粉碎成20-40目，然后加入反應(yīng)釜，再加入去 離子水，芥菜籽與去離子水的重量比為1 : 2，用醋酸調(diào)節(jié)去離子水的酸堿度為pH6， 并使水的溫度為7(TC，用該水溶液浸泡芥菜籽1小時(shí)，使原料中所含的硫代葡萄糖苷 (Thioglucosides)在硫代葡萄糖酶tyrosinase)催化下水解為異硫氰酸烯丙酯，然后通 過亞臨界水萃取法在5Mpa、15(TC條件下萃取反應(yīng)釜中產(chǎn)物30分鐘，再分離反應(yīng)釜中產(chǎn)物， 可得到辣根素粗品，經(jīng)檢測產(chǎn)物中異硫氰酸烯丙酯含量為66. 5%，產(chǎn)油率為2. 3%。
實(shí)施例5 以芥菜籽為加工原料，先將原料粉碎成20-40目，然后加入反應(yīng)釜，再加入去 離子水，芥菜籽與去離子水的重量比為1 : 8，用檸檬酸調(diào)節(jié)去離子水的酸堿度為pH4， 并使水的溫度為6(TC，用該水溶液浸泡芥菜籽4小時(shí)，使原料中所含的硫代葡萄糖苷 (Thioglucosides)在硫代葡萄糖酶tyrosinase)催化下水解為異硫氰酸烯丙酯，然后通 過亞臨界水萃取法在3Mpa、14(TC條件下萃取反應(yīng)釜中產(chǎn)物30分鐘，再分離反應(yīng)釜中產(chǎn)物， 可得到辣根素粗品，經(jīng)檢測產(chǎn)物中異硫氰酸烯丙酯含量為69. 5%，產(chǎn)油率為2. 2%。
本發(fā)明芥菜籽為加工原料，先將原料粉碎20-40目后，用水發(fā)制水解，然后通過亞 臨界水萃取法快速、得到含有異硫氰酸烯丙酯為主要成分的辣根素粗品。其中采用亞臨界 水萃取技術(shù)，以處于亞臨界狀態(tài)的水為萃取劑，可提高辣根素的萃取效率，符合當(dāng)前綠色食 品產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，使其具備良好的工業(yè)化前景。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明工藝路線簡單，工 藝條件合理，生產(chǎn)所用萃取劑為水，綠色經(jīng)濟(jì)，生產(chǎn)和使用過程均符合國家安全食品生產(chǎn)的 要求。反應(yīng)操作簡單安全，反應(yīng)時(shí)間短，溶劑損耗小，工藝成本低、收率高，具有較大的實(shí)施 價(jià)值和社會經(jīng)濟(jì)效益。 上面所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范 圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明技術(shù)方 案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
以芥菜籽為原料提取辣根素的方法，其特征在于包括如下步驟A、準(zhǔn)備原料芥菜籽，并將其粉碎；B、將粉碎后的芥菜籽加入反應(yīng)釜中，用pH 4-6.5、溫度30-80℃的酸性水溶液浸泡粉碎后的芥菜籽1-4小時(shí)，采用現(xiàn)有技術(shù)將芥菜籽中所含的硫代葡萄糖苷(Thioglucosides)在硫代葡萄糖酶(Myrosinase)催化下水解為異硫氰酸烯丙酯，其中水溶液的酸性調(diào)節(jié)物為食用酸，芥菜籽與水的重量比為1∶2-8；C、利用現(xiàn)有技術(shù)亞臨界水萃取法，在1-5Mpa、100-150℃條件下，對反應(yīng)釜中的物質(zhì)進(jìn)行30-60min的萃取，然后分離反應(yīng)釜中的物質(zhì)，即得到含異硫氰酸烯丙酯的辣根素粗產(chǎn)物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的以芥菜籽為原料提取辣根素的方法，其特征在于所述步驟 A中芥菜籽原料被粉碎至20-40目，所述步驟B中浸泡芥菜籽的水為去離子水，食用酸為 醋酸、乳酸、蘋果酸、檸檬酸、葡萄糖酸、酒石酸、延胡索酸或抗壞血酸，所述酸性水溶液浸泡 粉碎后的芥菜籽1. 5-3小時(shí)，酸性水溶液的溫度為40-6(TC，所述芥菜籽與水的重量比為 1 : 3-6;所述步驟C中通過亞臨界水萃取法在1.5-4Mpa、110-14(TC條件下，對反應(yīng)釜中的 物質(zhì)進(jìn)行35-60分鐘的萃取。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的以芥菜籽為原料提取辣根素的方法，其特征在于所述步 驟B中的酸性水溶液浸泡粉碎后的芥菜籽1. 8-2. 5小時(shí)，酸性水溶液的溫度為45-55°C， 所述芥菜籽與水的重量比為1 : 3. 5-5 ;所述步驟C中通過亞臨界水萃取法在1. 8-3Mpa、 115-13(TC條件下，對反應(yīng)釜中的物質(zhì)進(jìn)行38-50分鐘的萃取。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的以芥菜籽為原料提取辣根素的方法，其特征在于所述步驟 B中的所述酸性水溶液浸泡粉碎后的芥菜籽2小時(shí)，酸性水溶液的溫度為50°C ，所述芥菜籽 與水的重量比為l : 4 ;所述步驟C中通過亞臨界水萃取法在2Mpa、12(TC條件下，對反應(yīng)釜 中的物質(zhì)進(jìn)行40分鐘的萃取。
全文摘要
本發(fā)明的以芥菜籽為原料提取辣根素的方法，以十字花科蕓薹屬芥菜籽為加工原料，先將原料粉碎后用水浸泡，然后通過亞臨界水萃取法快速、有效地得到辣根素粗品。由于亞臨界水萃取技術(shù)是一種較新的不使用或少使用有機(jī)溶劑的綠色萃取技術(shù)，當(dāng)水處于亞臨界狀態(tài)時(shí)，對中極性和非極性有機(jī)物具有一定的溶解能力，通過對亞臨界水溫度和壓力的控制，可以改變水的極性、表面張力和黏度，使得亞臨界水對有機(jī)物的溶解能力大大增加，進(jìn)而大大提高其萃取效率，辣根素中異硫氰酸烯丙酯產(chǎn)品含量高。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的方法工藝路線簡單，工藝條件合理，反應(yīng)操作簡單安全，反應(yīng)時(shí)間短，溶劑損耗小，工藝成本低，具有較大的實(shí)施價(jià)值和社會經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C12P11/00GK101768611SQ20091024462
公開日2010年7月7日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者劉西莉, 劉鵬飛, 盧志軍, 曹永松, 李健強(qiáng), 石尚柏, 羅來鑫, 鄭建秋, 鄭煒, 鄭翔 申請人:北京農(nóng)鷹現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)研究院;中國農(nóng)業(yè)大學(xué);北京市大興現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)中心