CN102516325A - 一种以栀子为原料生产纯度大于95%的藏红花素的方法 - Google Patents
一种以栀子为原料生产纯度大于95%的藏红花素的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种以栀子为原料生产纯度大于95%的藏红花素的方法，本发明采用常温水渗漉提取，可以有效减少果胶和蛋白等杂质的提出，避免给后续分离纯化带来困难。提取前粉碎栀子果实时避免种子破碎，减少油脂的提出。水提液微滤可除去水提液中的固体颗粒和果胶等杂质，并滤除细菌等微生物，微滤后的水提液可以直接上大孔树脂柱连续吸附。同时采用精细大孔树脂代替常规的粗粒径大孔树脂进行吸附层析，将常压技术升级到加压技术，用连续循环层析方法取代传统的线性层析方法，提高了柱效和层析效率，配合C18柱精制，可以直接得到藏红花素纯品。整个工艺流程简单，节省溶剂，成本低，高效环保，适合工业化生产纯度大于95%的藏红花素产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种以栀子为原料生产纯度大于95%的藏红花素的方法，属于天然产物提取分离纯化领域。
背景技术
栀子成熟果实中含有约0.5%的藏红花素，又名α-藏红花素、西红花苷-1，是水溶性类胡萝卜素化合物，具有很强清除自由基、抗氧化和抗癌活性。藏红花素纯品的制备有一定难度，即使从Sigma公司购买的标准品纯度也低于95%。目前实验室提取藏红花素常采用水或含水乙醇浸提，经大孔吸附树脂柱和硅胶柱反复层析、梯度洗脱，再通过重结晶得到藏红花素纯品。现有技术难以实现工业化生产，直接影响到藏红花素这一活性物质的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以栀子为原料生产纯度大于95%的藏红花素的方法，适合工业化生产纯度95%以上的藏红花素产品。
本发明通过如下技术方案实现：包括水渗漉提取、微滤、高效大孔树脂柱层析、C18柱精制和柱的活化再生；
其制备方法包括以下步骤：
（1）提取：将栀子干果原料粉碎至10-40目，室温下用8-15倍量纯水浸泡0.8-1.2小时，然后共用25-35倍原料量的纯水渗漉提取，4-8小时渗漉提取完全，得到提取液A；
（2）微滤：提取液A过0.2-1微米的陶瓷膜，得到澄清滤液B；
（3）大孔树脂柱层析上样吸附：使用5节ZT-02大孔树脂吸附柱，将澄清滤液B先上第一节柱吸附，至流出液为微红色时，在第一节柱的尾端接上第二节柱，继续吸附至第二节柱流出液为微红色时，在第二节柱尾端串上柱C，至柱C流出液微红色，取下柱C；重新在第二节柱尾端，接上柱D，同柱C处理方法一样，以此类推，直到完成柱E；然后，第一、二节柱用乙醇和水再生，乙醇液回收溶剂，并入提取液A，重复上样吸附过程；整个上样过程控制在压力3Mpa内，流速控制在10-20分钟一个柱体积。
（4）分离纯化：分别将柱C、D和E的尾端接上一节ZT-03大孔树脂柱，用4-8倍柱体积15-25%乙醇循环洗脱除去杂质，最后用2-3倍柱体积80%乙醇洗脱色素，洗脱液浓缩和烘干，得藏红花素粗品F，其中藏红花素含量在60-70%；整个分离过程控制在压力3Mpa内，流速控制在5-10分钟一个柱体积；
（5）C18柱精制：将得到的藏红花素粗品F用3倍量60-90%乙醇热溶，再加水稀释8-10倍，上第一节C18柱吸附，待吸附饱和，下面接第二节C18柱，用30-60%乙醇将第一节C18柱中的红色带全部洗脱至第二节柱内；然后取下第一节柱，接在第二节柱下面，继续用30-60%乙醇洗脱，至流出液颜色微红；取下位于下面的第一节C18柱，用60-90%乙醇将红色带洗出，洗脱液于4°C冰箱中静置即有红色粉末析出；滤出红色粉末，低温真空烘干，将烘干所得物粉碎至200-300目，得到鲜红色粉末，为纯度大于95%的藏红花素产品G；
（6）柱的活化再生：当柱的分离能力下降十分之一时，分别用2-4%氢氧化钠水溶液，2-4%盐酸水溶液，水，95%乙醇，水依次在线清洗、活化再生，每种溶液用量为2-4倍柱体积，整个清洗过程控制在压力3Mpa内，流速控制在5-10分钟一个柱体积；
所述的百分数为质量百分数。
本发明采用常温水渗漉提取，可以有效减少果胶和蛋白等杂质的提出，避免给后续分离纯化带来困难。提取前粉碎栀子果实时避免种子破碎，减少油脂的提出。水提液微滤可除去水提液中的固体颗粒和果胶等杂质，并滤除细菌等微生物，微滤后的水提液可以直接上大孔树脂柱连续吸附。同时采用精细大孔树脂代替常规的粗粒径大孔树脂进行吸附层析，将常压技术升级到加压技术，用连续循环层析方法取代传统的线性层析方法，提高了柱效和层析效率，配合C18柱精制，可以直接得到藏红花素纯品。整个工艺流程简单，节省溶剂，成本低，高效环保，适合工业化生产纯度大于95%的藏红花素产品。
具体实施方式
本发明通过下面的实施例可以对本发明作进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。
本发明藏红花素(α- Crocin，α-藏红花素，西红花苷-1)的分子结构：
本发明R = β-D-gentiobiosyl (龙胆二糖) 的分子结构：
本发明藏红花素理化特征数据：
实施例1：
1. 提取：将1千克栀子干果粉碎至10-40目，室温下用8-15千克纯水浸泡1小时，然后以适当流速渗漉，共用25-35千克的纯水渗漉提取，4-8小时渗漉提取完全，得到提取液A。
2. 微滤：将提取液A过0.2-1微米的陶瓷膜，得到澄清滤液B。
3. 上样吸附：使用3节ZT-02大孔吸附树脂柱，每节柱70毫升，将澄清滤液B先上第一节柱吸附，至流出液为微红色时，在第一节柱的尾端接上第二节柱，继续吸附至第二节柱流出液为微红色时，在第二节柱尾端串上第三节柱C，至柱C流出液微红色，取下柱C。重新在第二节柱尾端，接上柱D，同柱C处理方法，以此类推，直到完成柱E。然后，第一、二节柱用乙醇和水再生，乙醇液回收溶剂，并入提取液A，重复上样吸附过程。整个上样过程控制在压力3Mpa内，流速控制在4-7毫升/分钟。
4. 分离纯化：分别将柱C、D和E的尾端接上一节ZT-03大孔树脂柱，用280-560毫升15-25%乙醇循环洗脱除去杂质，最后用140-210毫升80%乙醇洗脱色素，洗脱液浓缩、烘干，得藏红花素粗品F，其中藏红花素含量在60-70%。整个分离过程控制在压力3Mpa内，流速控制在7-15毫升/分钟。
5. 精制：将得到的藏红花素粗品F用3倍量60-90%乙醇热溶，再加水稀释8-10倍，上第一节C18柱吸附。待吸附完全，接第二节C18柱，用30-60%乙醇将红色带洗脱至第二节柱内，此时第一节柱应没有红色。取下第一节柱，接在第二节柱下面，继续洗脱，至流出液颜色微红。最后用60-90%乙醇洗下最后一节柱，洗脱液置于冰箱中即有红色粉末析出。滤出红色粉末，低温真空烘干，粉碎至200-300目，得到鲜红色粉末，为纯度大于95%的藏红花素产品G。
6. 柱的活化再生：当柱分离能力下降达一定程度时，分别用2-4%氢氧化钠水溶液、2-4%盐酸水溶液、水、95%乙醇、水依次在线清洗、活化再生，每种溶液用量为140-280毫升，整个清洗过程控制在压力3Mpa内，流速控制在7-15毫升/分钟。
实施例2：
1. 提取：将10千克栀子干果粉碎至10-40目，室温下用80-150千克纯水浸泡1小时，然后以适当流速渗漉，共用250-350千克的纯水渗漉提取，4-8小时渗漉提取完全，得到提取液A。
2. 微滤：将提取液A过0.2-1微米的陶瓷膜，得到澄清滤液B。
3. 上样吸附：使用3节ZT-02大孔吸附树脂柱，每节柱1000毫升，将澄清滤液B先上第一节柱吸附，至流出液为微红色时，在第一节柱的尾端接上第二节柱，继续吸附至第二节柱流出液为微红色时，在第二节柱尾端串上第三节柱C，至柱C流出液微红色，取下柱C。重新在第二节柱尾端，接上柱D，同柱C处理方法，以此类推，直到完成柱E。然后，第一、二节柱用乙醇和水再生，乙醇液回收溶剂，并入提取液A，重复上样吸附过程。整个上样过程控制在压力3Mpa内，流速控制在50-100毫升/分钟。
4. 分离纯化：分别将柱C、D和E的尾端接上一节ZT-03大孔树脂柱，用4-8升15-25%乙醇循环洗脱除去杂质，最后用2-3升80%乙醇洗脱，洗脱液浓缩、烘干，得藏红花素粗品F，其中藏红花素含量在60-70%。整个分离过程控制在压力3Mpa内，流速控制在100-200毫升/分钟。
5. 精制：将得到的藏红花素粗品F用3倍量60-90%乙醇热溶，再加水稀释8-10倍，上第一节C18柱吸附。待吸附完全，接第二节C18柱，用30-60%乙醇将红色带洗脱至第二节柱内，此时第一节柱应没有红色。取下第一节柱，接在第二节柱下面，继续洗脱，至流出液颜色微红。最后用60-90%乙醇洗下最后一节柱，洗脱液置于冰箱中即有红色粉末析出。滤出红色粉末，低温真空烘干，粉碎至200-300目，得到鲜红色粉末，为纯度大于95%的藏红花素产品G。
6. 柱的活化再生：当柱分离能力下降达一定程度时，分别用2-4%氢氧化钠水溶液、2-4%盐酸水溶液、水、95%乙醇、水依次在线清洗，活化再生，每种溶液流量为2-4升，整个清洗过程控制在压力3Mpa内，流速控制在100-200毫升/分钟。
实施例3：
1. 提取：将100千克栀子干果粉碎至10-40目，室温下用800-1500千克纯水浸泡1小时，然后以适当流速渗漉，共用2500-3500千克的纯水渗漉提取，4-8小时渗漉提取完全，得到提取液A。
2. 微滤：将提取液A过0.2-1微米的陶瓷膜，得到澄清滤液B。
3. 上样吸附：使用3节ZT-02大孔吸附树脂柱，每节柱10升，将澄清滤液B先上第一节柱吸附，至流出液为微红色时，在第一节柱的尾端接上第二节柱，继续吸附至第二节柱流出液为微红色时，在第二节柱尾端串上第三节柱C，至柱C流出液微红色，取下柱C。重新在第二节柱尾端，接上柱D，同柱C处理方法，以此类推，直到完成柱E。然后，第一、二节柱用乙醇和水再生，乙醇液回收溶剂，并入提取液A，重复上样吸附过程。整个上样过程控制在压力3Mpa内，流速控制在0.5-1升/分钟。
4. 分离纯化：分别将柱C、D和E的尾端接上一节ZT-03大孔树脂柱，用40-80升15-25%乙醇循环洗脱除去杂质，最后用20-30升80%乙醇洗脱，洗脱液浓缩、烘干，得藏红花素粗品F，其中藏红花素含量在60-70%。整个分离过程控制在压力3Mpa内，流速控制在1-2升/分钟。
5. 精制：将得到的藏红花素粗品F用3倍量60-90%乙醇热溶，再加水稀释8-10倍，上第一节C18柱吸附。待吸附完全，接第二节C18柱，用30-60%乙醇将红色带洗脱至第二节柱内，此时第一节柱应没有红色。取下第一节柱，接在第二节柱下面，继续洗脱，至流出液颜色微红。最后用60-90%乙醇洗下最后一节柱，洗脱液置于冰箱中即有红色粉末析出。滤出红色粉末，低温真空烘干，粉碎至200-300目，得到鲜红色粉末，为纯度大于95%的藏红花素产品G。
6. 柱的活化再生：当柱分离能力下降达一定程度时，分别用2-4%氢氧化钠水溶液、2-4%盐酸水溶液、水、95%乙醇、水依次在线清洗，活化再生，每种溶液用量为20-40升，整个清洗过程控制在压力3Mpa内，流速控制在1-2升/分钟。
Claims (8)
1.一种以栀子为原料生产纯度大于95%的藏红花素的方法，它包括水渗漉提取、微滤、大孔树脂柱层析、C18柱精制和柱的活化再生，其特征在于其制备方法中水渗漉提取的工艺为：将栀子干果原料粉碎至10-40目，室温下用8-15倍量纯水浸泡0.8-1.2小时，然后用25-35倍原料量的纯水渗漉提取，4-8小时渗漉提取完全，得到水渗漉提取液，再将水渗漉提取液进入下一道工艺。
2.根据权利要求1所述的一种以栀子为原料生产纯度大于95%的藏红花素的方法，其特征在于其制备方法中微滤的工艺为：水渗漉提取液过0.2-1微米的陶瓷膜，得到微滤澄清滤液，再将微滤澄清滤液进入下一道工艺。
3.根据权利要求1所述的一种以栀子为原料生产纯度大于95%的藏红花素的方法，其特征在于其制备方法中大孔树脂柱层析上样吸附的工艺为：将三节ZT-02大孔吸附树脂柱串联上样吸附，将第三节柱进一步分离纯化。
4.根据权利要求3所述的一种以栀子为原料生产纯度大于95%的藏红花素的方法，其特征在于其制备方法中大孔树脂柱层析上样吸附的工艺为：使用5节ZT-02大孔树脂吸附柱，将微滤澄清滤液先上第一节柱吸附，至流出液为微红色时，在第一节柱的尾端接上第二节柱，继续吸附至第二节柱流出液为微红色时，在第二节柱尾端串上柱C，至柱C流出液微红色，取下柱C；重新在第二节柱尾端，接上柱D，同柱C处理方法一样，以此类推，直到完成柱E；然后，第一、二节柱用乙醇和水再生，乙醇液回收溶剂，并入水渗漉提取液，重复上样吸附过程；整个上样过程控制在压力3Mpa内，流速控制在10-20分钟一个柱体积。
5.根据权利要求4所述的一种以栀子为原料生产纯度大于95%的藏红花素的方法，其特征在于其制备方法中分离纯化的工艺为：分别将柱C、D和E的尾端接上一节ZT-03大孔树脂柱，用4-8倍柱体积15-25%乙醇循环洗脱除去杂质，最后用2-3倍柱体积80%乙醇洗脱色素，洗脱液浓缩和烘干，得藏红花素粗品，其中藏红花素含量在60-70%；整个分离过程控制在压力3Mpa内，流速控制在5-10分钟一个柱体积；所述的百分数为质量百分数。
6.根据权利要求1所述的一种以栀子为原料生产纯度大于95%的藏红花素的方法，其特征在于其制备方法中C18柱精制的工艺为：将得到的藏红花素粗品用3倍量60-90%乙醇热溶，再加水稀释8-10倍，上第一节C18柱吸附，待吸附饱和，下面接第二节C18柱，用30-60%乙醇将第一节C18柱中的红色带全部洗脱至第二节柱内；然后取下第一节柱，接在第二节柱下面，继续用30-60%乙醇洗脱，至流出液颜色微红；取下位于下面的第一节C18柱，用60-90%乙醇将红色带洗出，洗脱液于4°C冰箱中静置即有红色粉末析出；滤出红色粉末，低温真空烘干，将烘干所得物粉碎至200-300目，得到鲜红色粉末，为纯度大于95%的藏红花素产品G；所述的百分数为质量百分数。
7.根据权利要求1所述的一种以栀子为原料生产纯度大于95%的藏红花素的方法，其特征在于其制备方法包括以下步骤：
（1）提取：将栀子干果原料粉碎至10-40目，室温下用8-15倍量纯水浸泡0.8-1.2小时，然后共用25-35倍原料量的纯水渗漉提取，4-8小时渗漉提取完全，得到提取液A；
（2）微滤：提取液A过0.2-1微米的陶瓷膜，得到澄清滤液B；
（3）大孔树脂柱层析上样吸附：使用5节ZT-02大孔树脂吸附柱，将澄清滤液B先上第一节柱吸附，至流出液为微红色时，在第一节柱的尾端接上第二节柱，继续吸附至第二节柱流出液为微红色时，在第二节柱尾端串上柱C，至柱C流出液微红色，取下柱C；重新在第二节柱尾端，接上柱D，同柱C处理方法一样，以此类推，直到完成柱E；然后，第一、二节柱用乙醇和水再生，乙醇液回收溶剂，并入提取液A，重复上样吸附过程；整个上样过程控制在压力3Mpa内，流速控制在10-20分钟一个柱体积；
（4）分离纯化：分别将柱C、D和E的尾端接上一节ZT-03大孔树脂柱，用4-8倍柱体积15-25%乙醇循环洗脱除去杂质，最后用2-3倍柱体积80%乙醇洗脱色素，洗脱液浓缩和烘干，得藏红花素粗品F，其中藏红花素含量在60-70%；整个分离过程控制在压力3Mpa内，流速控制在5-10分钟一个柱体积；
（5）C18柱精制：将得到的藏红花素粗品F用3倍量60-90%乙醇热溶，再加水稀释8-10倍，上第一节C18柱吸附，待吸附饱和，下面接第二节C18柱，用30-60%乙醇将第一节C18柱中的红色带全部洗脱至第二节柱内；然后取下第一节柱，接在第二节柱下面，继续用30-60%乙醇洗脱，至流出液颜色微红；取下位于下面的第一节C18柱，用60-90%乙醇将红色带洗出，洗脱液于4°C冰箱中静置即有红色粉末析出；滤出红色粉末，低温真空烘干，将烘干所得物粉碎至200-300目，得到鲜红色粉末，为纯度大于95%的藏红花素产品G；
所述的百分数为质量百分数。
8.根据权利要求1或7所述的一种以栀子为原料生产纯度大于95%的藏红花素的方法，在于其制备方法中柱的活化再生的工艺为：当柱的分离能力下降十分之一时，分别用2-4%氢氧化钠水溶液，2-4%盐酸水溶液，水，95%乙醇，水依次在线清洗、活化再生，每种溶液用量为2-4倍柱体积，整个清洗过程控制在压力3Mpa内，流速控制在5-10分钟一个柱体积；所述的百分数为质量百分数。
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