CN102775414B - 银杏叶下脚料制备叶绿素铜钠盐的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种银杏叶下脚料制备叶绿素铜钠盐的工艺,其目的在于克服现有从苜蓿、蚕沙中提取叶绿素铜钠盐存在的生产成本高、产品的纯度不理想,以及银杏叶提取物生产时产生的银杏叶下脚料当成废物处理,造成较大的浪费的问题。本发明主要步骤为:(1)提取、浓缩,(2)皂化,(3)乙酸乙酯萃取除杂,(4)酸化铜代,(5)大孔树脂除杂,(6)成盐。本发明以廉价的银杏叶提取物生产时产生的银杏叶下脚料为原料,大大降低了生产成本,提高了产品的竞争力,增加了经济效益,而且本发明的工艺提取时,除杂效果好,所得产品纯度高、质量稳定。
Description
技术领域
本发明涉及植物提取技术领域,特别涉及一种银杏叶下脚料制备叶绿素铜钠盐的工艺。
背景技术
银杏叶为银杏科植物的干燥叶,我国早在五千年前已将其作药用。银杏叶中除含有大量的银杏黄酮和银杏内酯外,还含有丰富的叶绿素。现有的银杏叶利用时大多提取其中的药用成分即银杏叶提取物,其主要工艺路线为:银杏叶加乙醇回流提取,浓缩后分层,上层为银杏叶提取物粗提液,下层为固体状的银杏叶下脚料,离心分离后,上层的银杏叶提取物粗提液做进一步处理的银杏叶提取物,下层沉淀为银杏叶下脚料(即废料)。银杏叶提取物为浅黄棕色可流动性粉末,味苦。银杏叶提取物药用功效主要为:活血化瘀通络,用于瘀血阻络引起的胸痹心痛、中风、半身不遂、舌强语蹇;冠心病稳定型心绞痛、脑梗塞见上述证候者。但是在利用银杏叶提取银杏叶提取物(主要为银杏黄酮和银杏内酯)的生产过程中会产品大量的废弃物即银杏叶下脚料,可占银杏叶原料的60%-70%,银杏叶下脚料中含有大量叶绿素,既不溶于水也不易腐烂,很多厂家都是当成废物处理掉,这样造成较大的浪费。叶绿素在微生物和植物光合反应中起着重要作用,隶属卟啉类化合物。叶绿素难溶于水且不稳定,所以使用起来很不方便。而叶绿素铜钠盐除了着色力强还有对热较稳定、易溶于水等特点,而且叶绿素铜钠盐还具有一定的保健功能,如:消炎、促进肝功能恢复等功能,对治疗口腔溃疡、祛除口臭有明显疗效。所以和叶绿素相比,叶绿素铜钠盐是一种更为理想的天然色素。叶绿素铜钠盐目前国内外企业主要从苜蓿、蚕沙中提取, 如CN102199153A公开了一种以蚕沙为原料制备叶绿素铜钠盐的方法,包括如下步骤:原料选择;原料软化;取软化的原料装于索式提取器中,在底部烧瓶中加入丙酮水溶液和CuSO4水溶液,浸提置铜,得到叶绿素铜提取液;皂化得叶绿素铜酸钠;除杂得叶绿素铜酸;将叶绿素铜酸用丙酮溶解后,过滤,向滤液中加入NaOH乙醇溶液,搅拌反应,静置,过滤得滤饼,干燥、研碎,即得到叶绿素铜钠盐。这样的方法生产成本较高,且产品的纯度也不理想。
发明内容
本发明的目的在于克服现有从苜蓿、蚕沙中提取叶绿素铜钠盐存在的生产成本高、产品的纯度不理想,以及银杏叶提取物生产时产生的银杏叶下脚料当成废物处理,造成较大的浪费的问题,提供一种银杏叶下脚料制备叶绿素铜钠盐的工艺,它以廉价的银杏叶提取物生产时产生的银杏叶下脚料为原料,大大降低了生产成本,提高了产品的竞争力,增加了经济效益,而且本发明的工艺提取时,除杂效果好,所得产品纯度高、质量稳定。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种银杏叶下脚料制备叶绿素铜钠盐的工艺,所述的工艺步骤如下:
(1)提取、浓缩:银杏叶下脚料用质量浓度90-95%的乙醇70-80℃下加热回流提取1-2次,过滤除去残渣,所得滤液减压浓缩;
食品安全国家标准(GB26406-2011)对食品添加剂—叶绿素铜钠盐的理化指标的要求是,总铜含量(w/%) ≤ 8.0,游离铜含量(w/%) ≤ 0.025。
本发明采用质量浓度90-95%的乙醇70-80℃下加热回流提取银杏叶下脚料,而非采用冷浸提取的方法,因为采用冷浸提取,产品的游离铜含量会超标,提取时间也较长。70-80℃下加热回流提取制得的叶绿素铜钠盐游离铜含量达到了标准,而且不会破坏叶绿素的结构,提取速度也较快。
(2)皂化:将步骤(1)处理完的滤液用质量浓度20-40%的氢氧化钠水溶液调节pH为11-12,加热至30-40℃,皂化20-60min,冷却至室温后,过滤除去不皂化的粘稠状杂质得滤液;
本发明考察了pH值和皂化时间对皂化效果的影响:
95%的乙醇80℃下加热回流提取银杏叶下脚料,在不同pH值和皂化时间条件下,加入40%氢氧化钠水溶液,30℃加热搅拌,进行皂化反应,皂化结果通过用石油醚萃取分层结果来判断,结果见表1。
由上可见,pH是影响皂化效果的主要因素,控制pH为11-12可保证皂化效果。
控制皂化温度在30-40℃可保证叶绿素在皂化时的稳定性。
(3)乙酸乙酯萃取除杂:将步骤(2)所得滤液减压蒸去乙醇,加入与蒸去乙醇的滤液等体积的水,搅拌均匀得混合液,向混合液中加入混合液体积1-2倍的乙酸乙酯,萃取4-5次,减压蒸馏回收乙酸乙酯,得萃取液;
乙酸乙酯萃取除杂用于去除提取物中存在的有机杂质。萃取溶剂的选择是本发明的关键点之一,按照下述实验方案制备叶绿素铜钠盐,在变化萃取溶剂的条件下进行考察:
95%的乙醇80℃下加热回流提取银杏叶下脚料100g,过滤除去残渣,所得滤液减压浓缩,加入40%氢氧化钠水溶液调节pH=11,30℃加热皂化60min,冷却至室温后,过滤除去不皂化的粘稠状杂质得滤液,所得滤液减压蒸去乙醇,加入与蒸去乙醇的滤液等体积的水,搅拌均匀得混合液,向混合液中加入混合液等体积的乙酸乙酯或石油醚,萃取4-5次,减压蒸馏回收乙酸乙酯,得萃取液,萃取液中加入10ml质量浓度20%的五水硫酸铜水溶液,搅拌加热至60℃,反应1小时,加盐酸调节pH至2-3,保温搅拌30分钟,抽滤得滤渣为粗铜酸,粗铜酸经石油醚洗涤后,过滤弃去石油醚得铜酸;所得铜酸用5%NaOH水溶液调pH=9-11成盐,最后105℃干燥得产品。
结果见表2:
以上实验结果表明,用乙酸乙酯比用石油醚更能有效的除去杂质。石油醚的极性小,难以除去脂溶性的杂质,这样除杂不彻底,除杂效果不佳。
(4)酸化铜代:向步骤(3)所得萃取液中加入质量浓度20%-30%的五水硫酸铜水溶液,搅拌加热至40-60℃,反应1-4小时,加盐酸调节pH至2-3,保温搅拌30-40分钟,抽滤得滤渣为粗铜酸,粗铜酸经石油醚洗涤后,过滤弃去石油醚得铜酸;
(5)大孔树脂除杂:将步骤(4)所得铜酸上大孔树脂柱,依次用80wt%乙醇、90wt%乙醇、乙酸乙酯洗脱,收集乙酸乙酯洗脱段;
大孔树脂除杂是本发明的关键点之一,只通过上述步骤中的萃取、石油醚洗涤等并不能有效除去杂质,为确保除杂效果,发明人探索开发了大孔树脂除杂步骤。
大孔树脂除杂的效果实验如下:
95%的乙醇80℃下加热回流提取银杏叶下脚料100g,过滤除去残渣,所得滤液减压浓缩,加入40%氢氧化钠水溶液调节pH=11-12,30℃加热皂化20min,冷却至室温后,过滤除去不皂化的粘稠状杂质得滤液,所得滤液减压蒸去乙醇,加入与蒸去乙醇的滤液等体积的水,搅拌均匀得混合液,向混合液中加入混合液等体积的乙酸乙酯,萃取4-5次,减压蒸馏回收乙酸乙酯,得萃取液,萃取液中加入10ml质量浓度20%的五水硫酸铜水溶液,搅拌加热至60℃,反应1小时,加盐酸调节pH至2-3,保温搅拌30分钟,抽滤得滤渣为粗铜酸,粗铜酸经石油醚洗涤后,过滤弃去石油醚得铜酸;接下来的操作通过以下不同的步骤进行:
一:将铜酸用5%NaOH水溶液调pH=9-11成盐,过滤,最后105℃干燥得产品,编号为dk0。
二:将铜酸溶于乙醇过大孔树脂(AB-8),分别用纯水、20%、40%、60%、80%、90%乙醇、乙酸乙酯洗涤,由于20%-80%乙醇段为黄绿色溶液,90%乙醇和乙酸乙酯洗脱下来为绿色溶液,本实验收集90%乙醇和乙酸乙酯段洗脱下来的溶液,蒸干溶剂得固体铜酸。用5%NaOH水溶液调pH=9-11成盐,过滤,最后105℃干燥得产品,编号分别为dk1和dk2。
三:将铜酸用5%NaOH水溶液调pH=9-11成盐,过滤,最后105℃干燥,将干燥所得的叶绿素铜钠盐溶于少量水,过大孔树脂,用纯水洗脱,将洗脱下来的溶液蒸干,所得产品编号为dk3。实验结果如表3。
以上结果表明,dk2的结果明显好于其它样品,证明用大孔树脂能有效的除去杂质。由上表也可以看出,90%乙醇洗脱下来的大部分为杂质,乙酸乙酯洗脱下来的为叶绿素铜酸,再经成盐处理,效果较为理想。而成盐后再过大孔树脂除杂,效果并不好,所以本发明选择当制得铜酸时过大孔树脂,先用80wt%乙醇、90wt%乙醇洗脱除杂,最终收集乙酸乙酯洗脱下来的部分。
(6)成盐:将步骤(5)收集的乙酸乙酯洗脱段减压蒸去乙酸乙酯得精制铜酸,向精制铜酸中加质量浓度5-10%的氢氧化钠水溶液调节pH至9-11成盐,过滤,干燥后得叶绿素铜钠盐成品。
本发明工艺中的反应原理如下:
作为优选,步骤(1)中加热回流提取的时间为4-6小时。
作为优选,步骤(1)中滤液减压浓缩至原体积的70-80%。
作为优选,步骤(4)所述五水硫酸铜水溶液用量为每100g银杏叶下脚料加10-15ml的量计。
作为优选,步骤(5)中铜酸上大孔树脂柱之前对铜酸进行除杂处理,所述除杂处理为将铜酸溶于乙酸乙酯,用蒸馏水萃取洗涤3-4次,放去水层,减压蒸去乙酸乙酯。铜酸上大孔树脂柱之前对铜酸进行除杂处理,是为了除去铜酸中混杂的可溶性无机杂质,通过蒸馏水萃取洗涤将可溶性无机杂质去除,这样除杂较全面彻底,产品质量好。
作为优选,步骤(5)中所述大孔树脂为AB-8型大孔树脂,大孔树脂的用量为每100g银杏叶下脚料使用400-500g的量计。选择AB-8型大孔树脂具有最佳的除杂效果。
作为优选,步骤(5)中80wt%乙醇、90wt%乙醇、乙酸乙酯分别洗脱2-3个柱体积。
现有技术中除杂的方法大多通过皂化后的石油醚萃取和将所得铜酸用石油醚、纯水、30-40%乙醇洗涤。但由于下脚料中所含物质比较混杂,仅仅通过皂化后的石油醚萃取和对铜酸用石油醚、纯水、30-40%乙醇洗涤并不能有效除去其中非叶绿素的杂质。本发明通过大孔树脂梯度洗脱能有效除去其中的杂质。
本发明的有益效果是:以廉价的银杏叶提取物生产时产生的银杏叶下脚料为原料,大大降低了生产成本,提高了产品的竞争力,增加了经济效益,而且本发明的工艺提取时,除杂效果好,所得产品纯度高、质量稳定。
具体实施方式
下面通过具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明中,若非特指,所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域的常规方法。
AB-8型大孔树脂(上海华震科技有限公司);
石油醚(分析纯,纯度90%,沸程60-90℃,国药集团化学试剂有限公司);
乙醇(分析纯,纯度95%,杭州长征化学试剂有限公司);
乙酸乙酯(分析纯,纯度99.5%,国药集团化学试剂有线公司);
五水合硫酸铜(纯度99.0%,国药集团化学试剂有限公司);
氢氧化钠(纯度96.0%,天津博迪化工股份有限公司);
银杏叶下脚料来自于宁波立华植物提取技术有限公司。
实施例1:
(1)提取、浓缩:100g银杏叶下脚料用质量浓度90%的乙醇80℃下加热回流提取6小时,提取2次,过滤除去残渣,所得滤液减压浓缩至原体积的70%(用于蒸去部分溶剂);
(2)皂化:将步骤(1)处理完的滤液用质量浓度20%的氢氧化钠水溶液调节pH为11左右,加热至40℃,皂化20min,冷却至室温后,过滤除去不皂化的粘稠状杂质得滤液;
(3)乙酸乙酯萃取除杂:将步骤(2)所得滤液减压蒸去乙醇,加入与蒸去乙醇的滤液等体积的水,搅拌均匀得混合液,向混合液中加入混合液等体积的乙酸乙酯,萃取5次,减压蒸馏回收乙酸乙酯,得萃取液;
(4)酸化铜代:向步骤(3)所得萃取液中加入15ml质量浓度20%的五水硫酸铜水溶液,搅拌加热至60℃,反应1小时,加盐酸调节pH至2左右,保温搅拌40分钟,抽滤得滤渣为粗铜酸,粗铜酸经石油醚洗涤后,过滤弃去石油醚得铜酸;
(5)大孔树脂除杂:对步骤(4)所得铜酸进行除杂处理,除杂处理为将铜酸溶于乙酸乙酯(使溶质溶解的溶剂的量),用蒸馏水萃取洗涤3次,放去水层,减压蒸去乙酸乙酯;将除杂处理后的铜酸上大孔树脂柱(AB-8型大孔树脂,大孔树脂的用量为每100g银杏叶下脚料使用400g的量计),依次用80wt%乙醇、90wt%乙醇、乙酸乙酯洗脱,分别洗脱2个柱体积,收集乙酸乙酯洗脱段;
(6)成盐:将步骤(5)收集的乙酸乙酯洗脱段减压蒸去乙酸乙酯得精制铜酸,向精制铜酸中加质量浓度5%的氢氧化钠水溶液调节pH至9左右成盐,过滤,105℃干燥后得叶绿素铜钠盐成品。
实施例2:
(1)提取、浓缩:100g银杏叶下脚料用质量浓度95%的乙醇70℃下加热回流提取4小时,提取1次,过滤除去残渣,所得滤液减压浓缩至原体积的80%;
(2)皂化:将步骤(1)处理完的滤液用质量浓度40%的氢氧化钠水溶液调节pH为12左右,加热至30℃,皂化60min,冷却至室温后,过滤除去不皂化的粘稠状杂质得滤液;
(3)乙酸乙酯萃取除杂:将步骤(2)所得滤液减压蒸去乙醇,加入与蒸去乙醇的滤液等体积的水,搅拌均匀得混合液,向混合液中加入混合液体积2倍的乙酸乙酯,萃取4次,减压蒸馏回收乙酸乙酯,得萃取液;
(4)酸化铜代:向步骤(3)所得萃取液中10ml加入质量浓度30%的五水硫酸铜水溶液,搅拌加热至40℃,反应4小时,加盐酸调节pH至3左右,保温搅拌30分钟,抽滤得滤渣为粗铜酸,粗铜酸经石油醚洗涤后,过滤弃去石油醚得铜酸;
(5)大孔树脂除杂:对步骤(4)所得铜酸进行除杂处理,除杂处理为将铜酸溶于乙酸乙酯(使溶质溶解的溶剂的量),用蒸馏水萃取洗涤4次,放去水层,减压蒸去乙酸乙酯;将除杂处理后的铜酸上大孔树脂柱(AB-8型大孔树脂,大孔树脂的用量为每100g银杏叶下脚料使用500g的量计),依次用80wt%乙醇、90wt%乙醇、乙酸乙酯洗脱,分别洗脱2个柱体积,收集乙酸乙酯洗脱段;
(6)成盐:将步骤(5)收集的乙酸乙酯洗脱段减压蒸去乙酸乙酯得精制铜酸,向精制铜酸中加质量浓度10%的氢氧化钠水溶液调节pH至11左右成盐,过滤,105℃干燥后得叶绿素铜钠盐成品。
实施例3:
(1)提取、浓缩:100g银杏叶下脚料用质量浓度95%的乙醇75℃下加热回流提取5小时,提取1次,过滤除去残渣,所得滤液减压浓缩至原体积的75%;
(2)皂化:将步骤(1)处理完的滤液用质量浓度20%的氢氧化钠水溶液调节pH为11左右,加热至30℃,皂化30min,冷却至室温后,过滤除去不皂化的粘稠状杂质得滤液;
(3)乙酸乙酯萃取除杂:将步骤(2)所得滤液减压蒸去乙醇,加入与蒸去乙醇的滤液等体积的水,搅拌均匀得混合液,向混合液中加入混合液等体积的乙酸乙酯,萃取5次,减压蒸馏回收乙酸乙酯,得萃取液;
(4)酸化铜代:向步骤(3)所得萃取液中加入12ml质量浓度20%的五水硫酸铜水溶液,搅拌加热至50℃,反应2小时,加盐酸调节pH至2左右,保温搅拌30分钟,抽滤得滤渣为粗铜酸,粗铜酸经石油醚洗涤后,过滤弃去石油醚得铜酸;
(5)大孔树脂除杂:对步骤(4)所得铜酸进行除杂处理,除杂处理为将铜酸溶于乙酸乙酯(使溶质溶解的溶剂的量),用蒸馏水萃取洗涤4次,放去水层,减压蒸去乙酸乙酯;将除杂处理后的铜酸上大孔树脂柱(AB-8型大孔树脂,大孔树脂的用量为每100g银杏叶下脚料使用,450g的量计),依次用80wt%乙醇、90wt%乙醇、乙酸乙酯洗脱,80wt%乙醇、90wt%乙醇分别洗脱2个柱体积,乙酸乙酯洗脱3个柱体积,收集乙酸乙酯洗脱段;
(6)成盐:将步骤(5)收集的乙酸乙酯洗脱段减压蒸去乙酸乙酯得精制铜酸,向精制铜酸中加质量浓度5的氢氧化钠水溶液调节pH至10左右成盐,过滤,105℃干燥后得叶绿素铜钠盐成品。
本发明的产品理化指标测定见表4。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案,并非对本发明作任何形式上的限制,在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (3)
1.一种银杏叶下脚料制备叶绿素铜钠盐的工艺,其特征在于:所述的工艺步骤如下:
(1)提取、浓缩:银杏叶下脚料用质量浓度90-95%的乙醇70-80℃下加热回流提取1-2次,过滤除去残渣,所得滤液减压浓缩;加热回流提取的时间为4-6小时;滤液减压浓缩至原体积的70-80%;
(2)皂化:将步骤(1)处理完的滤液用质量浓度20-40%的氢氧化钠水溶液调节pH为11-12,加热至30-40℃,皂化20-60min,冷却至室温后,过滤除去不皂化的粘稠状杂质得滤液;
(3)乙酸乙酯萃取除杂:将步骤(2)所得滤液减压蒸去乙醇,加入与蒸去乙醇的滤液等体积的水,搅拌均匀得混合液,向混合液中加入混合液体积1-2倍的乙酸乙酯,萃取4-5次,减压蒸馏回收乙酸乙酯,得萃取液;
(4)酸化铜代:向步骤(3)所得萃取液中加入质量浓度20%-30%的五水硫酸铜水溶液,搅拌加热至40-60℃,反应1-4小时,加盐酸调节pH至2-3,保温搅拌30-40分钟,抽滤得滤渣为粗铜酸,粗铜酸经石油醚洗涤后,过滤弃去石油醚得铜酸;所述五水硫酸铜水溶液用量为每100g银杏叶下脚料加10-15ml的量计;
(5)大孔树脂除杂:将步骤(4)所得铜酸上大孔树脂柱,依次用80wt%乙醇、90wt%乙醇、乙酸乙酯洗脱,收集乙酸乙酯洗脱段;铜酸上大孔树脂柱之前对铜酸进行除杂处理,所述除杂处理为将铜酸溶于乙酸乙酯,用蒸馏水萃取洗涤3-4次,放去水层,减压蒸去乙酸乙酯;
(6)成盐:将步骤(5)收集的乙酸乙酯洗脱段减压蒸去乙酸乙酯得精制铜酸,向精制铜酸中加质量浓度5-10%的氢氧化钠水溶液调节pH至9-11成盐,过滤,干燥后得叶绿素铜钠盐成品。
2.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于:步骤(5)中所述大孔树脂为AB-8型大孔树脂,大孔树脂的用量为每100g银杏叶下脚料使用400-500g的量计。
3.根据权利要求1所述的工艺,其特征在于:步骤(5)中80wt%乙醇、90wt%乙醇、乙酸乙酯分别洗脱2-3个柱体积。
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银杏叶中提取叶绿素铜钠盐的方法;李新岗等;《南京军医学院学报》;20010331;第23卷(第1期);第43页 * |
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