CN101811950A - 高纯度黄腐酚的工业化生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种高纯度黄腐酚的工业化生产方法，步骤为：(1)用低级醇或丙酮溶液浸提二氧化碳萃取后的酒花残渣；(2)收集溶液，回收低级醇或丙酮后的水溶液经澄清后收集固体；(3)固体用二氯乙烷或二氯甲烷或三氯甲烷溶解并澄清。(4)澄清液用强极性溶剂甲酰胺或乙二醇或丙三醇萃取其中的黄腐酚；(5)含有黄腐酚的强极性溶剂相用极性略弱的溶剂萃取黄腐酚；(6)前步骤含有黄腐酚的有机相用水洗涤；(7)前步骤含有黄腐酚的有机相在真空下蒸馏浓缩，向浓缩液中加入非极性有机溶剂，使黄腐酚沉淀析出；(8)前步骤得到的黄腐酚进行结晶；(9)前步骤得到的黄腐酚结晶进行重结晶，得到高纯度黄腐酚。本发明的方法设备简单，产品纯度高，适合小规模工业化生产。
Description
技术领域 本发明属于精细化工领域，具体涉及一种从二氧化碳萃取酒花残渣中提取黄腐酚、并精制得到高纯度黄腐酚的工业化生产方法。
背景技术 二氧化碳萃取酒花后，残渣经常被用作饲料，但残渣中尚含有大量的多酚、黄酮类化合物，近年来的研究表明这类物质具有广泛的生理和药理活性，包括利胆、抗溃疡、护肝、利尿、抗病毒、防癌抗癌、雌激素作用等。从二氧化碳萃取酒花残渣中提取并富集多酚、黄酮等，既能够充分利用资源，又能够为人类的健康事业做出贡献。特别需要提及的是黄腐酚，近年来的研究表明，黄腐酚具有防癌、抗癌的作用；预防、治疗糖尿病和动脉硬化的作用；具有抗氧化作用；具有雌激素的作用能够改善妇女更年期综合症，因而有着极高的开发价值。酒花是目前发现的天然黄腐酚的唯一来源，因此开发应用黄腐酚将对啤酒花产业产生较大的影响。
目前，国外提纯高纯度黄腐酚的方法主要是采用制备液相色谱的方法，中国山西大学杨小兰等人申请的专利200810079205.8采用逆流色谱的方法制备高纯度黄腐酚，这两种方法由于处理样品的能力太小，无法实现工业化生产；中国食品发酵工业研究院谷方红等人申请的专利200810225869.0及美国专利USP6867332均采用硅藻土吸附洗脱的方法制备高纯度黄腐酚，但该方法至今未实现产业化；桂林莱茵生物科技股份有限公司申请的中国专利200810073983.6采用吸附树脂提纯黄腐酚到90％以上，但市场上也未见产品或样品；本申请人申请的中国专利200910117234.3也采用吸附树脂富集黄腐酚，目前已有产品在市场上销售，但黄腐酚纯度不高。
发明内容 本发明的目的在于提供一种从啤酒花二氧化碳萃取残渣中提取黄腐酚，并精制得到高纯度黄腐酚的工业化生产方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种高纯度黄腐酚的工业化生产方法，从啤酒花二氧化碳萃取残渣中提取黄腐酚，并精制得到高纯度黄腐酚，该方法按照以下步骤进行：
①用体积百分比浓度为40～80％的低级醇或丙酮溶液浸提二氧化碳萃取后的酒花残渣，使酒花残渣中的黄腐酚充分溶解，浸提后过滤收集溶液；
②将步骤①过滤收集的溶液，减压蒸馏回收低级醇或丙酮，剩余的溶液经过-20℃～0℃低温澄清后，离心或过滤分离并收集固体；
③将步骤②得到的固体，用溶剂二氯乙烷、二氯甲烷或三氯甲烷溶解，经离心沉降或过滤得到澄清溶液；
④将步骤③得到的澄清溶液，用强极性溶剂甲酰胺、乙二醇或甘油萃取，将黄腐酚萃取到强极性溶剂相中，萃取次数为1～5次，经过这一步骤部分深色杂质得以去除；
⑤将步骤④得到的含有黄腐酚的强极性溶剂相，用极性略弱的溶剂乙酸丁酯、乙酸己脂、乙酸异戊脂、乙酸丁酯加正己烷或乙酸丁酯加环己烷进行萃取，得到含有黄腐酚的有机相，部分杂质留在强极性溶剂相中得以去除，其中乙酸丁酯加正己烷或乙酸丁酯加环己烷的体积比均为1/0.1～10；
⑥将步骤⑤得到的含有黄腐酚的有机相，用水洗涤；
⑦将步骤⑥洗涤后得到的含有黄腐酚的有机相，在真空下进行蒸馏浓缩，向浓缩液中加入非极性有机溶剂石油醚或正己烷或汽油，使黄腐酚沉淀析出，过滤并在20～40℃下干燥至恒重，得到纯度为40～65％的黄腐酚；
⑧将步骤⑦得到的黄腐酚进行重结晶，重结晶采用溶剂三氯甲烷或二氯甲烷或二氯甲烷加四氯化碳或三氯甲烷加四氯化碳，得到纯度为90％～94％的黄腐酚结晶，其中二氯甲烷加四氯化碳、三氯甲烷加四氯化碳的体积比均为1/0.05～0.5；
⑨将步骤⑧得到的黄腐酚结晶再次进行重结晶，重结晶溶剂采用体积百分比浓度为40～80％的甲醇或乙醇水溶液，经过重结晶得到纯度为95％以上的黄腐酚。
本发明提供的上述生产高纯度黄腐酚的方法，采用萃取及重结晶的方法，产品纯度能够达到95％以上，设备简单，适合小规模工业化生产。
具体实施方式 为进一步阐述本发明在实现预定目的时所采用的技术手段和达到的预期技术效果，下面通过具体实施例详细阐述本发明的技术方案及其实施步骤：
①用体积百分比浓度为40～80％的低级醇或丙酮溶液浸提二氧化碳萃取后的酒花残渣(萃取溶剂用量一般取酒花残渣重量的3～10倍)，使酒花残渣中的黄腐酚充分溶解，同等条件下浸提1～3次，浸提后过滤收集溶液。浸提过程可通过加热、搅拌或超声中的一种、两种或三种方法来加速，加热温度为10～70℃，浸提时间为0.5～3小时。采用超声辅助时，超声功率为1～3千瓦，浸提时间可缩短至0.5～1小时。低级醇包括甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇，优选乙醇。
②将步骤①过滤收集的溶液，按常规方法减压(压力范围一般控制在-0.06～-0.09MPa范围内)蒸馏回收低级醇或丙酮，剩余的溶液在低温-20℃～0℃下澄清后，经离心或过滤分离固体和溶液。
③将步骤②离心或过滤得到的固体，一般采用相对于固体重量5～20倍的二氯乙烷、二氯甲烷或三氯甲烷溶剂溶解，经离心沉降或过滤得到澄清溶液。溶解所用溶剂优选二氯乙烷。
④将步骤③得到的澄清溶液，用强极性溶剂甲酰胺、乙二醇或甘油萃取，将黄腐酚萃取到强极性溶剂相中，萃取次数为1～5次，经过这一步骤部分深色杂质得以去除。强极性溶剂优选甲酰胺。
⑤将步骤④得到的含有黄腐酚的强极性溶剂相，用极性略弱的溶剂乙酸丁酯或乙酸己脂或乙酸异戊脂或乙酸丁酯加正己烷或乙酸丁酯加环己烷进行萃取，得到含有黄腐酚的有机相，部分杂质留在强极性溶剂相中得以去除，其中乙酸丁酯加正己烷或乙酸丁酯加环己烷的体积比均为1/0.1～10。萃取所用溶剂优选乙酸丁酯加正己烷，乙酸丁酯与正己烷比例优选体积比1/0.5～2，更优选比例为体积比1/1。
⑥将步骤⑤得到的含有黄腐酚的有机相，用水洗涤1～3次。
⑦将步骤⑥洗涤后得到的含有黄腐酚的有机相，一般在真空-0.06～-0.093MPa、40～80℃下进行蒸馏浓缩，回收80～99％的有机溶剂，向浓缩液中加入2～50倍体积的非极性有机溶剂石油醚、正己烷或汽油，使黄腐酚沉淀析出，用滤纸过滤后，再用石油醚、正己烷或汽油洗涤固体，并在20～40℃干燥至恒重，得到纯度为40～65％的黄腐酚。非极性有机溶剂优选正己烷。
⑧将步骤⑦得到的黄腐酚进行重结晶，重结晶采用溶剂三氯甲烷、二氯甲烷、二氯甲烷加四氯化碳或三氯甲烷加四氯化碳，得到纯度为90％～94％的黄腐酚结晶，其中二氯甲烷加四氯化碳、三氯甲烷加四氯化碳的体积比均为1/0.05～0.5。重结晶采用的溶剂优选三氯甲烷。
⑨将步骤⑧得到的黄腐酚结晶再次进行重结晶，重结晶溶剂采用体积百分比浓度为40～80％的甲醇水溶液或乙醇水溶液，经过重结晶得到纯度为95％以上黄腐酚。
实施例1：
①向100千克体积百分比浓度为70％的乙醇溶液中加入二氧化碳萃取酒花后的残渣，残渣加入量12千克，当溶液中加满残渣后开始加热萃取，加热温度为70℃，同时以超声的方法加速浸提过程，超声功率3千瓦，提取时间为1小时。滤出溶液，在同样的条件下再加入50千克体积百分比浓度为70％的乙醇溶液提取第二次；
②合并两次浸提过滤收集的溶液129升，-0.085MPa下减压蒸馏回收乙醇。将回收乙醇后的浑浊水溶液在-15℃下冷冻结冰自然解冻后澄清，400目过滤收集固体，固体重约550克；
③将步骤②得到的固体用二氯乙烷溶解，二氯乙烷用量3升，经过2500rpm、20分钟离心沉降后得到深绿色澄清溶液；
④将步骤③得到的3升二氯乙烷溶液，用1.5升甲酰胺萃取第一次，而后再用1.5升甲酰胺萃取第二次，而后用0.8升甲酰胺萃取第三次，合并甲酰胺溶液，萃取后的二氯乙烷溶液仍为深绿色，经过这一步骤部分深色杂质得以去除；
⑤将步骤④得到含有黄腐酚的4升甲酰胺溶液，用1升乙酸丁酯加1升正己烷的混合溶剂萃取第一次，而后再用1升乙酸丁酯加1升正己烷的混合溶剂萃取第二次和第三次，部分杂质留在强极性溶剂相中得以去除；
⑥将步骤⑤得到的含有黄腐酚的乙酸丁酯-正己烷溶液用水洗涤，洗涤次数为2次，每次用水2升；
⑦将步骤⑥洗涤得到的含有黄腐酚的乙酸丁酯-正己烷溶液，在真空-0.08～-0.09MPa、40～80℃下进行蒸馏浓缩，浓缩至约70毫升，快速搅拌下向浓缩液中加入1升正己烷，产生橙黄色沉淀，滤纸过滤收集沉淀，并用正己烷洗涤沉淀，沉淀在室温下干燥至恒重，得到纯度为60％的黄腐酚粉末，重25克；
⑧将步骤⑦得到的黄腐酚进行重结晶，重结晶采用的溶剂为三氯甲烷。取10克步骤⑦得到的黄腐酚粉末，加250毫升三氯甲烷，加热50℃使粉末溶解，趁热40～50℃过滤得到澄清溶液，溶液静置，慢慢析出橙黄色细小结晶状固体，过滤收集固体，并用少量三氯甲烷洗涤固体。将固体在30℃下干燥，得到4克较高纯度黄腐酚，纯度约91％；
⑨将步骤⑧得到的黄腐酚结晶进行重结晶，重结晶采用溶剂为体积比70％甲醇水溶液。取1克步骤⑧得到的黄腐酚结晶用10毫升甲醇溶解，慢慢滴加水约4毫升，溶液变浑浊，加热60℃溶液又变澄清。溶液在室温下静置过夜(一般需10小时左右)，析出橙黄色针状结晶。过滤收集结晶并用少量体积比为50％的稀甲醇洗涤后室温下干燥，得到高纯度黄腐酚0.53克，纯度约为99％。
实施例2：
①向100千克体积百分比浓度为80％的甲醇溶液中加入二氧化碳萃取酒花后的残渣，当溶液中加满残渣后开始加热萃取，残渣加入量12千克。加热温度为60℃，提取时间为3小时，滤出溶液，再加入50千克体积百分比浓度为80％的甲醇溶液提取第二次。
②合并两次浸提过滤收集的溶液124升，减压蒸馏回收甲醇。将回收甲醇后的浑浊水溶液在-15℃下冷冻结冰自然解冻后澄清，400目过滤收集固体，固体重约500克。
③将步骤②得到的固体用二氯乙烷溶解，二氯乙烷用量3升，经过10小时400目过滤处理得到深绿色澄清溶液。
④将步骤③得到的3升二氯乙烷溶液，用1.5升乙二醇萃取第一次，而后再用1.5升乙二醇萃取第二次，而后用1.5升乙二醇萃取第三次，合并乙二醇溶液。萃取后的二氯乙烷溶液仍为深绿色，经过这一步骤部分深色杂质得以去除。
⑤将步骤④得到的含有黄腐酚的4.5升乙二醇溶液，用1升乙酸丁酯加1升正己烷的混合溶剂萃取第一次，而后再用1升乙酸丁酯加1升正己烷的混合溶剂萃取第二次、第三次。
⑥将步骤⑤得到的含有黄腐酚的乙酸丁酯-正己烷溶液用水洗涤，洗涤次数为2次，每次用水2升。
⑦将步骤⑥得到的含有黄腐酚的乙酸丁酯-正己烷溶液在真空-0.08～-0.09MPa、80℃以下进行蒸馏浓缩，浓缩至约80毫升，快速搅拌下向浓缩液中加入1升正己烷，产生橙黄色沉淀。滤纸过滤收集沉淀，并用正己烷洗涤沉淀。沉淀在室温下干燥至恒重，得到纯度为55％的黄腐酚粉末，重22克。
⑧将步骤⑦得到的黄腐酚进行重结晶，得到较高纯度黄腐酚结晶。重结晶采用溶剂为二氯甲烷加四氯化碳。取10克步骤⑦得到的黄腐酚粉末，加300毫升二氯甲烷，再加入20毫升四氯化碳，加热35℃使粉末溶解，趁热30～35℃过滤得到澄清溶液，溶液静置数日，慢慢析出橙黄色细小结晶状固体，过滤收集固体，并用少量二氯甲烷洗涤固体。将固体在室温下干燥，得到3克较高纯度黄腐酚，纯度约91％。
⑨将步骤⑧得到的黄腐酚结晶进行重结晶，重结晶采用溶剂为体积百分比浓度为67％乙醇水溶液。即取1克步骤⑧得到的黄腐酚结晶用10毫升体积百分比浓度为95％乙醇溶解，慢慢滴加水4毫升，溶液变浑浊，加热60℃溶液又变澄清。溶液在室温下静置过夜(一般需要10小时左右)，析出橙黄色针状结晶。过滤收集结晶并用少量体积百分比浓度50％稀乙醇洗涤后室温下干燥，得到高纯度黄腐酚0.51克，纯度约为98.3％。
实施例3：
步骤①②与实施例1相同。
③将步骤②得到的固体用三氯甲烷溶解，三氯甲烷用量3升，经过10小时后，400目过滤处理得到深绿色澄清溶液。
④将步骤③得到的3升三氯甲烷溶液用1.5升甘油萃取第一次，而后再用1.5升甘油萃取第二次，而后用1.5升甘油萃取第三次，合并甘油溶液。萃取后的三氯甲烷溶液仍为深绿色，经过这一步骤部分深色杂质得以去除。
⑤将步骤④得到的4.5升甘油溶液用1升乙酸丁酯加1升环己烷的混合溶剂萃取第一次，而后再用1升乙酸丁酯加1升环己烷的混合溶剂萃取第二次、第三次。
以下步骤同实施例1。最后得到0.45克98％的黄腐酚。
实施例4：
除步骤⑦外，其他步骤与实施例1相同。
⑦将步骤⑥得到的含有黄腐酚的乙酸丁酯-正己烷溶液在-0.08～-0.09MPa真空下80℃以下进行蒸馏浓缩，浓缩至约82毫升，快速搅拌下向浓缩液中加入1升石油醚，产生橙黄色沉淀。滤纸过滤收集沉淀，并用石油醚洗涤沉淀。沉淀在室温下干燥成为粉末，得到纯度为55％的黄腐酚，重23克。
实施例5：
与实施例1相同，只是在步骤①用体积百分比浓度为50％的丙酮水溶液代替70％的乙醇。步骤②得到固体约600克。
实施例6：
与实施例1相同，只是在步骤①用体积百分比浓度为40％的异丙醇水溶液代替70％的乙醇。步骤②得到固体约450克。
Claims (9)
1.一种高纯度黄腐酚的工业化生产方法，从啤酒花二氧化碳萃取残渣中提取黄腐酚，并精制得到高纯度黄腐酚，其特征是：该方法按照以下步骤进行：
①用体积百分比浓度为40～80％的低级醇或丙酮溶液浸提二氧化碳萃取后的酒花残渣，使酒花残渣中的黄腐酚充分溶解，浸提后过滤收集溶液；
②将步骤①过滤收集的溶液，减压蒸馏回收低级醇或丙酮，剩余的溶液经过-20℃～0℃低温澄清后，离心或过滤分离并收集固体；
③将步骤②得到的固体，用溶剂二氯乙烷、二氯甲烷或三氯甲烷溶解，经离心沉降或过滤得到澄清溶液；
④将步骤③得到的澄清溶液，用强极性溶剂甲酰胺、乙二醇或甘油萃取，将黄腐酚萃取到强极性溶剂相中，萃取次数为1～5次，经过这一步骤部分深色杂质得以去除；
⑤将步骤④得到的含有黄腐酚的强极性溶剂相，用极性略弱的溶剂乙酸丁酯、乙酸己脂、乙酸异戊脂、乙酸丁酯加正己烷或乙酸丁酯加环己烷进行萃取，得到含有黄腐酚的有机相，部分杂质留在强极性溶剂相中得以去除，其中乙酸丁酯加正己烷或乙酸丁酯加环己烷的体积比均为1/0.1～10；
⑥将步骤⑤得到的含有黄腐酚的有机相，用水洗涤；
⑦将步骤⑥洗涤后得到的含有黄腐酚的有机相，在真空下进行蒸馏浓缩，向浓缩液中加入非极性有机溶剂石油醚或正己烷或汽油，使黄腐酚沉淀析出，过滤并在20～40℃下干燥至恒重，得到纯度为40～65％的黄腐酚；
⑧将步骤⑦得到的黄腐酚进行重结晶，重结晶采用溶剂三氯甲烷或二氯甲烷或二氯甲烷加四氯化碳或三氯甲烷加四氯化碳，得到纯度为90％～94％的黄腐酚结晶，其中二氯甲烷加四氯化碳、三氯甲烷加四氯化碳的体积比均为1/0.05～0.5；
⑨将步骤⑧得到的黄腐酚结晶再次进行重结晶，重结晶溶剂采用体积百分比浓度为40～80％的甲醇或乙醇水溶液，经过重结晶得到纯度为95％以上的黄腐酚。
2.根据权利要求1所述的高纯度黄腐酚的工业化生产方法，其特征是：所述的步骤①中浸提过程通过加热、搅拌或超声中的一种、两种或三种方法来加速，加热温度为10～70℃，浸提时间为0.5～3小时；采用超声辅助时，超声功率为1～3千瓦，浸提时间缩短至0.5～1小时。
3.根据权利要求1所述的高纯度黄腐酚的工业化生产方法，其特征是：所述的步骤①中的低级醇包括甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇，优选乙醇。
4.根据权利要求1所述的高纯度黄腐酚的工业化生产方法，其特征是：所述的步骤③中的溶剂优选二氯乙烷。
5.根据权利要求1所述的高纯度黄腐酚的工业化生产方法，其特征是：所述的步骤④中的强极性溶剂优选甲酰胺。
6.根据权利要求1所述的高纯度黄腐酚的工业化生产方法，其特征是：所述的步骤⑤中萃取所用溶剂优选乙酸丁酯加正己烷，乙酸丁酯与正己烷比例优选体积比1/0.5～2。
7.根据权利要求6所述的高纯度黄腐酚的工业化生产方法，其特征是：所述的步骤⑤中萃取所用溶剂优选乙酸丁酯加正己烷，乙酸丁酯与正己烷比例更优选体积比1/1。
8.根据权利要求1所述的高纯度黄腐酚的工业化生产方法，其特征是：所述的步骤⑦中的非极性有机溶剂优选正己烷。
9.根据权利要求1所述的高纯度黄腐酚的工业化生产方法，其特征是：所述的步骤⑧中的重结晶采用的溶剂优选三氯甲烷。
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