CN102764293B

CN102764293B - 一种快速简单提取植物黄酮化合物的生产工艺

Info

Publication number: CN102764293B
Application number: CN201210251720.6A
Authority: CN
Inventors: 郭军伟; 丁春邦; 陈彬; 李旭; 王顺尧; 周莉君; 袁明; 杨瑞武; 周永红
Original assignee: YAAN TIMES BIOTECH CO Ltd; Sichuan Agricultural University
Current assignee: YA'AN TAISHI BIOLOGICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY CO., LTD.; Sichuan Agricultural University
Priority date: 2012-07-20
Filing date: 2012-07-20
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2032-07-20
Also published as: CN102764293A

Abstract

本发明为一种快速简单提取植物黄酮化合物的生产工艺。该工艺包括1浸泡：将植物采收后的干燥的花蕾、果实通过喷洒水溶液浸润；2粉碎：将步骤1中浸润后的花蕾和果实进行粉碎；3冲蒸：对步骤2中粉碎后的花蕾和果实原料进行高温冲蒸30-60分钟；4洗脱后层析渗滤：将高温蒸煮后的物料用弱碱进行洗脱，然后进行层析渗滤，调节渗滤液的pH值，使黄酮化合物沉淀结晶；5将结晶液过滤，洗涤得到粗品；6对粗品进行干燥和粉碎制得产品。本工艺高温灭酶活，弱碱除杂，然后利用黄酮类化合物在碱性条件下易开环溶于水溶液，低浓度碱溶液低压层析可快速获得黄酮类化合物；低压下对设备要求不高，可降低了生产固定投入。一定压力下的层析，提高了分离效率。

Description

一种快速简单提取植物黄酮化合物的生产工艺

技术领域

本发明属于植物活性成分的提取领域，具体为一种快速简单提取植物黄酮化合物的生产工艺。

背景技术

黄酮类化合物是一类在植物中广泛分布的天然产物，主要分布于植物的花、果、叶、皮及根当中。在生物体内大部分以黄酮苷的形式存在，也有部分游离态的苷元。这些活性天然化合物已经成为食品、医药、保健等产品中不可或缺的成分。但是其在植物体内的分布各不相同，为分离获取这些成分带来了不少的麻烦。同时，由于黄酮类化合物在一定条件下会发生氧化降解，也给分离这类化合物提出了更高的要求。所以利用一定的生物技术和化学技术提高黄酮类化合物的分离工艺具有一定的实际价值。

黄酮类化合物广泛存在于植物的各个部位，特别是花、果实、叶子，如槐花米、金银花、大豆、枳实、葡萄籽、银杏、银杏叶、茶叶、竹叶等。截止到2000年，黄酮类化合物总数已达约8000种，并且还不断在增加。黄酮类化合物不仅种类多，应用也非常广泛，据不完全统计，黄酮类化合物在降血压、降血脂、增强免疫力、改善心脑血管、抗肿瘤、促进新陈代谢等生理活动中有很好的疗效。

随着黄酮类化合物的应用不断扩大，市场对黄酮类化合物的需求也不断的增长，因此对黄酮类化合物分离、应用的研究也成为天然产物研究的热点。特别是新技术的发展后针对黄酮类化合物的生产的提取分离方法已有不少的报道，如专利CN200610090929.3利用超声波技术提取沙棘黄酮，专利CN201010289334.7利用酶技术提高黄酮类化合物的收率提取方法，还有多项专利利用柱层析分离技术分离大豆异黄酮的提取方法。研究人员充分利用了现有的化学、生物、物理等技术提取和分离黄酮类化合物。

植物果实、花朵不仅含有大量的黄酮类化合物，而且含有大量的色素、果胶还有改变黄酮含量的生物酶的存在，给提取带来了很多不便。所以，一种旨在以果实、花蕾、花等为原料的黄酮类共性的提取方法有研究的必要。

发明内容

本发明正是针对以上技术问题，提供以花、果类为原料，克服现有技术中以花、果类为原料提取黄酮类化合物的缺陷，提出操作简单，产品得率提高，提高生产效率的种快速简单提取植物黄酮化合物的生产工艺。

本发明的技术方案为：

一种快速简单提取植物黄酮化合物的生产工艺，包括以下步骤：

1）浸泡：将植物采收后得到的干燥花蕾、果实通过喷洒水溶液，然后用

水溶液浸泡花蕾和果实使其达到浸润的效果；因为植物的花蕾和果实在采收干燥后相对比较坚硬，通过浸泡达到浸润的效果，可降低粉碎时的硬度。

2）粉碎：将浸润后的花蕾和果实进行粉碎，粉碎的物料过5-20目筛；

浸润后的花蕾、果实可以降低机械的粉碎强度，而且减少了粉碎过程粉尘的产生，可改善了生产环境。

3）冲蒸：对粉碎后的花蕾和果实原料进行高温冲蒸30-60分钟，采用的温度为100℃，冲蒸的具体操作为：先将粉碎后的花蕾和果实原料放入冲蒸的设备，然后再原料上盖上竹编盖子并压紧，然后打开蒸汽，并调整压力蒸汽能自然溢出，蒸煮30-60分钟后关掉蒸汽。冲蒸不仅灭活了生物降解的酶，而且提高了原料的松散性，冲蒸将部分水溶性色素和杂质有效的从原料上分离出来，根据原料的不同，冲蒸时间控制在30-60分钟，主要去除各种原料自身的生物酶，使得各种活性组分处于一个稳定的化学环境中，如槐米中的芸香酶，缓解了芦丁的分解。另外，上述冲蒸能使得原料迅速膨胀，改变原料的致密性，细胞壁在一定压力的条件下发生破壁，从而使得有效成分利于溶解，如枳实黄酮的提取过程中效果就特别明显；

4）洗脱后层析渗滤：先用去离子水洗涤原料，待步骤3）中冲蒸后的原料温度降到30-35℃时，用浓度为0.1-5%，pH值为8—9的弱碱溶液中，采用的压力为0.01-0.2MPa，即洗脱液流速为流速控制在15-30升/分的条件下进行快速洗脱。待洗出液体的色泽转淡后停止洗脱。洗脱液可以用作它用。待洗脱液都流出后，然后用压力泵泵入0.1-5%的强碱溶液，在0.05-0.1MPa的条件下进行层析渗滤，此时渗滤液的pH值为12-14。控制强碱溶液的流速为1000L/小时，层析渗滤后的溶液收集。弱碱溶液是指在低浓度弱碱如碳酸氢胺和/或碳酸氢钠等存在的条件下，洗脱原料，达到去除杂质、色素的目的，由于黄酮类化合物在碱性条件下容易开环溶于水溶液中，可快速获得黄酮类化合物；一定压力下分离黄酮组分的方法是基于高效液相分离技术的扩展，以原料本身作为柱层析的固体填料，在提取过程中分离的效果。同时由于低压的条件对设备的要求不高，降低了生产固定投入。一定压力下的层析，提高了分离效率，减少了生产时间，从而降低生产成本。

5）将结晶液过滤，洗涤并用酸调节步骤4）中收集的渗滤液的pH值至5—6，然后使黄酮化合物沉淀结晶，静置除去上清液，将结晶液进行过滤，然后采用去离子水进行洗涤，得到黄酮类化合物的粗品；

6）对粗品进行干燥和粉碎，即制得产品，干燥的温度为100℃。

步骤5）中采用的酸为盐酸、硫酸或醋酸，所述的强碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水溶液。

本工艺利用原料生物特性提取植物黄酮化合物的方法，主要针对以花、果食等富含果胶、色素的原料来源的黄酮化合物的提取。本发明以生物技术、化学技术等为理论基础，结合花果类原料色素多、果胶丰富的特点设计的一种提取黄酮类化合物的生产工艺。该工艺在特定条件下终止引起黄酮化合物分解的生物酶的活性，提高了产品的质量，低压层析大大提高了生产效率，降低能耗。该工艺为一种低成本、高效率、低投入、高产出的适合大生产的工艺。

与现有技术相比，有益效果为：

（一）、黄酮类化合物在碱性条件下易开环溶于水溶液中，可快速获得黄酮类化合物；根据色素、黄酮类化合物在碱性条件下分离速度的不同，在弱碱条件下，色素和部分碱溶性杂质可以分离出来，而有效成分却能保留。

（二）、低压下对设备要求不高，可降低了生产固定投入。采用一定压力下的层析，提高了分离效率，减少了生产时间，从而降低生产成本。

（三）、高温冲蒸原料不仅灭活了生物降解的酶，而且提高了原料的松散性，从而将部分水溶性色素和杂质有效的从原料上分离出来，提高了产品品质。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于下述实施例。

实施例1 ：

以枳实为原料

将枳实原料浸泡15个小时，粉碎过20目筛，按照设备的大小，装入原料，要求原料高度在80cm左右即可。在原料上压上竹编盖子，打开蒸汽，调整压力使得蒸汽能自然溢出并带一定压力，溢出后计时45分钟，关掉蒸汽。

用去离子水渗滤洗涤原料，待原料温度降到35℃左右时改用浓度为5%，pH值为8.5的碳酸氢钠水溶液进行快速洗脱洗脱，待洗出液色泽转淡，即停止洗脱。待洗脱液基本流出后，将设备封闭，用压力泵泵入1% 氢氧化钠水溶液，在0.05MPa的压力下层析渗滤，流速达到每小时1000L左右，待流出液pH值增加到13.5，洗脱液色泽变淡，将洗脱液分流道另一个储存池中，作为下批次洗脱用液。然后用盐酸调节洗脱液PH值到6，沉淀结晶；静止后，除去上清液，将结晶液用板框过滤器过滤，最后用去离子水洗涤；将结晶固体烘干，粉碎，黄酮化合物的提取率为20.50%以上，其中黄酮化合物中，以橙皮苷的质量百分含量计达到91.20%以上。

实施例2：

以槐米为原料

将槐米原料浸泡过夜，粉碎成20目的粗粉颗粒，按照设备的大小，装入原料，要求原料高度在60cm左右即可。在原料上盖上竹编盖子，打开蒸汽，调整压力使得蒸汽能自然溢出并带一定压力，溢出后计时25分钟，关掉蒸汽。用去离子水渗滤洗涤原料，待原料温度降到25-30度时改用1%碳酸氢钠水溶液洗脱，待洗出液色泽转淡，即停止洗脱。待洗脱液基本流出后，将设备封闭，用压力泵泵入浓度为1%的氢氧化钙水溶液，在0.05-0.1MPa的压力下层析渗滤，流速达到每小时800L左右，待流出液PH值增加，洗脱液色泽变淡，洗脱液约为物料的15倍左右，将洗脱液分流道另一个储存池中，作为下批次洗脱用液。用盐酸调节洗脱液PH值到5，沉淀结晶静止后，除去上清液，将结晶液用板框过滤器过滤，最后用去离子水洗涤将结晶固体烘干，粉碎，黄酮化合物的提取率达到15%以上，该黄酮化合物中，以芦丁的质量百分含量计，其含量达到95%以上。

实施例3-7:

以枳实为原料，其余工序步骤与实施例1一致，其中改变其冲蒸的时间，改变将物料冲蒸后冷却的温度，改变洗脱液的浓度及pH值，改变渗滤液的浓度和调整渗滤液的pH值，将实验后与实施例1的对比数据列表一：

从表中可以看出，实施例1与实施例8进行对比实验，说明冲蒸的时间对产品的提取率有较大的影响；实施例1与实施例9进行对比实验，说明冲蒸的时间对产品黄酮化合物中橙皮苷的含量有较大的影响；将实施例1与实施例5进行对比，可以说明除杂洗脱液的pH值对黄酮化合物的提取率有较大的影响，对提取的黄酮化合物种橙皮苷的含量也有较大的影响；将实施例1与实施例6相比，说明渗滤液可以提高黄酮化合物的提取率收率，但是在黄酮化合物中，有效成分橙皮甘的含量却较低。将实施例1与实施例7相比，说明洗脱液的pH值对黄酮化合物产品的提取率和黄酮化合物种有效成分橙皮苷的含量均有影响。因此，选出本申请中对各参数进行优选的调整范围。

Claims

1.一种快速简单提取植物黄酮化合物的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：

1）浸泡：将植物采收后的干燥的花蕾、果实通过喷洒水溶液，然后进行浸泡2-20小时，直到浸润；

2）粉碎：将步骤1）中浸润后的花蕾和果实进行粉碎；

3）冲蒸：对步骤2）中粉碎后的花蕾和果实原料进行高温冲蒸30-60分钟；

4）洗脱后层析渗滤：待步骤3）中冲蒸后的原料温度降到30-35℃时，用0.1-5%的弱碱溶液进行洗脱，洗脱液的流速控制在15-30升/分钟，待色泽转淡后停止洗脱，然后再用0.1-5%的强碱溶液和在0.05-0.1MPa的条件下进行层析渗滤；

5）将层析液过滤，采用酸调节渗滤液的pH值，使黄酮化合物沉淀结晶，静置除去上清液，将结晶液进行过滤，然后采用去离子水进行洗涤，得到黄酮类化合物的粗品；

对粗品进行干燥和粉碎，即制得产品。

2.根据权利要求1所述的快速简单提取植物黄酮化合物的生产工艺，其特征在于：所述的步骤4）中渗滤液的pH值为12-14。

3.根据权利要求1所述的快速简单提取植物黄酮化合物的生产工艺，其特征在于：所述的步骤4）中的弱碱溶液的pH值为8.5。

4.根据权利要求1所述的快速简单提取植物黄酮化合物的生产工艺，其特征在于：所述的步骤2）中将浸润后的花蕾和果实进行粉碎，粉碎后的粉屑过5-20目筛。

5.根据权利要求1所述的快速简单提取植物黄酮化合物的生产工艺，其特征在于：所述的步骤3）冲蒸的温度为100℃。

6.根据权利要求1所述的快速简单提取植物黄酮化合物的生产工艺，其特征在于：所述的步骤6）干燥的温度为100℃。

7.根据权利要求1所述的快速简单提取植物黄酮化合物的生产工艺，其特征在于：步骤5）中采用的酸为盐酸、硫酸或醋酸，调节渗滤液的pH值至5—6，并采用板框过滤器进行过滤。

8.根据权利要求1所述的快速简单提取植物黄酮化合物的生产工艺，其特征在于步骤3）中所述的冲蒸的具体操作为：先将粉碎后的花蕾和果实原料放入冲蒸的设备，然后再原料上盖上竹编盖子并压紧，然后打开蒸汽，并调整压力蒸汽能自然溢出，蒸煮30-60分钟后关掉蒸汽。

9.根据权利要求1所述的快速简单提取植物黄酮化合物的生产工艺，其特征在于所述的强碱为氢氧化钠、氢氧化钾或氨水溶液。