CN102924420A - 一种从落叶松树根提取二氢槲皮素的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用树种根部(地表以下200mm)二氢槲皮素含量较高的资源优势,从特定地区落叶松树根提取二氢槲皮素的方法。包括:原材料选定、处理、提取、浓缩、水解、萃取、重结晶等多个步骤。本发明利用树种根部二氢槲皮素含量较高的资源优势,研究、制定环保及各项指标优化的工艺,填补国内工业化提取工艺的空白。

Description

一种从落叶松树根提取二氢槲皮素的方法
技术领域
本发明涉及一种二氢槲皮素的提取工艺,具体的说是一种从落叶松树根提取二氢槲皮素的方法。
背景技术
二氢槲皮素(Dihydroquercetin):分子式:C15H12O7;分子量:304.26。
化学结构:2-(3,4-dihydroxyphenyl)-2,3-dihydro-3,5,7-trihydroxy-4H-benzopyran-4-one。分子结构: 
Figure 391857DEST_PATH_IMAGE001
二氢槲皮素属黄酮类,被命名为维生素P,是一种强抗氧化剂,可阻止人体内活性氧(自由基)的活动,具有抗辐射、解毒、抗体逆流的作用,能抑制过酸氧化脂化合物和细胞膜的病变。植物提取物属非合成类。
二氢槲皮素的用途包括:
①、黄酮类比较:紫杉醇、原花青素、银杏叶素、沙棘素、芦丁、桑色素、橙皮苷、槲皮素等在医学保健、治疗中得到认识和应用,但二氢槲皮素除治疗作用外,在防病方面的超强,医学研究证明,人吸入体内的氧气有98%被正常利用,但2%被转变为化学反应极其活跃的自由基,又称活性氧,其对生命来说是剧毒物质,由于自由基的存在致使人的肌体免疫能力下降,器官提前老化,循环系统衰退,而二氢槲皮素的存在可阻止自由基活动和由此产生的破坏作用。从药理学方面讲,它是一种强抗氧化剂、抗辐射剂,具有再生、解毒和抗体逆流的作用,能抑制过酸氧化脂化合物和细胞膜的病变。
②、医药:从医学、药理学方面讲,根据其药理作用,应用范围相当广泛,如治疗心脑血管、新陈代谢障碍类药品。哈尔滨医科大学正在利用其研制一类新药。
③、保健品:对于强抗氧化剂简单保健作用如耳、牙、皮肤等作用明显,安利、如新相应产品均含二氢槲皮素。
④、食品:由于二氢槲皮素具有生物活性和强抗氧化作用,将其作为食品生物活性添加剂,在使食品原料和食品本身防腐、延长保质期的同时增加了预防、治疗疾病的作用。
    ⑤、农业:以二氢槲皮素为主要原料的“植物生长调节剂”,可降低细菌和真菌对植物发芽、生长、结果期的影响,增强其耐寒、旱和贮藏性,相关“植物生长调节生长剂”已于1992年2月8日取得了俄罗斯国家发明专利。
    ⑥、工业:二氢槲皮素的性能超过了许多已知的正在使用中的抗氧化剂,如发动机和喷气火箭原料的抗振剂,火箭原料原料和碳氢化合物原料的稳定剂,颜料和油漆的抗氧化剂。
由于资源优势,国际上俄罗斯对此项技术研究较早并且生产工艺很成熟,现已形成工业化(三家生产公司合计年产量近11吨)。目前,我国已有教学和科研单位对此技术进行研究、实验,其中广州大学和黑龙江省紫杉科技有限公司已申请国家发明专利(申请人都曾经在黑龙江省同一科研机构工作),但无工业化记录。两项专利申请文献所述内容相比,其共同点为:地表以上、40年左右树龄落叶松的树干,产地均为兴安岭地域。不同点为:提取过程所用溶媒不同,二者分别用水(未注明是否去离子水)、50%乙醇。对照品均采用俄罗斯标准样品。由于未公布原料中二氢槲皮素的含量,无法考证收率,其原材料采用地表以上500mm树桩,对该树种成材是一种浪费。
发明内容
本发明的目的是要提供一种利用树种根部(地表以下200mm)二氢槲皮素含量较高的资源优势,环保及各项指标优化,二氢槲皮素收率高的从落叶松树根提取二氢槲皮素的方法。  
  本发明的目的是这样实现的,该利用落叶松树根提取二氢槲皮素的方法包括以下步骤:
①、原材料选定:选定的落叶松树根中二氢槲皮素含量在2.9%-3.9%之间;
②、原材料清理、清洗:将选定的落叶松树根锯掉、弃去根须,高压水枪冲洗泥沙,然后风干,在相对湿度65%条件下避光存放;
③、原材料处理:将步骤②中存放的原材料破碎成木屑,粒度为3x3x6mm,比表面积约为16,纤维间有撕裂状态。
④、提取、浓缩:采用热回流渗漉法,将③处理后的木屑加入提取罐中,加入去离子水和乙腈体积比为1:1的混合溶剂,木屑物料与混合溶剂质量之比是1:9-11,提取温度60℃,浓缩采用单效外循环蒸发器,6小时内完成此过程,浸膏比重1.04-1.05时收膏;
⑤、水解:将步骤④工序浸膏加入到盛有其质量3倍水的水解罐中,然后加入盐酸搅拌,当pH值等于6时加热,75℃恒温搅拌45分钟,然后冷却至30℃,静沉2小时;
⑥、萃取:将步骤⑤中水解物加入萃取罐中,然后加入甲基叔丁基醚和二氧六环体积比为3:1的萃取剂,水解物与萃取剂质量之比为1:0.35-0.4,加温、搅拌,30℃恒温搅拌30分钟,然后冷却,22℃保温静沉1小时,取上清液;
⑦、浓缩:将步骤⑥中上清液利用真空吸入单效外循环蒸发器中进行浓缩,除去萃取剂,常压、45℃,萃取剂除净后收粉;
⑧、重结晶:将粉体加入结晶罐中,然后加入纯化水,粉体与水质量之比为1:10,加热、搅拌,75℃时恒温搅拌20分钟,停止搅拌,冷却,4℃恒温12小时静沉,取结晶物装盘入真空干燥箱;
⑨、干燥:干燥过程温度为65℃、真空度为0.08MPa,12小时后取出,得到二氢槲皮素。
优选地,步骤④中所述木屑物料与所述混合溶剂质量之比是1:10。
    本发明具有以下优点和积极效果:
1、本发明利用树种根部二氢槲皮素含量较高的资源优势,研究、制定环保及各项指标优化的工艺,填补国内工业化提取工艺的空白。 
2、本发明采用的原料是落叶松树根,是将废弃物的再利用,树根属间伐废弃物(此树种树龄极限有值期,既寿命)。目前据林业部门统计一棵树(极限树龄)的利用率为49%,本发明在提高此树种利用率1.2%(提取过程结束后烘干木屑可用于造纸和其它用途)的同时可能带动科研部门研究和开发其它树种树根的有用价值。
3、本发明的提取物纯度高、提取率高。  
附图说明
图1是二氢槲皮素质谱图。
具体实施方式
实施例1   
   设备:0.5m3热回流提取罐、100L/h真空吸入单效外循环蒸发器、100L水解罐、100L萃取罐、ZG—5真空干燥箱、2BV5121水环真空泵。50L重结晶罐。
   原料:35Kg、二氢槲皮素平均含量3.3%,来自伊春美溪林场的树根,树龄38—42年之间的间伐区。
原材料清理、清洗:将选定的落叶松树根原材料锯掉、弃去根须,高压水枪冲洗泥沙,然后风干,在相对湿度65%条件下避光存放;
原材料处理:将步骤③中存放的原料破碎成木屑,粒度为3x3x6mm,比表面积为16,纤维间有撕裂状态;
操作过程:
1、将35Kg物料投入提取罐,加入315Kg去离子水和乙腈体积比为1:1的混合溶剂,提取罐加热至60℃时恒温静浸1小时。
2、提取液在真空的作用下抽入与之配套的单效蒸发器,提取罐一级冷凝器开始工作,当提取液50%进入蒸发器后,关闭真空阀门。
3、调节提取液出口阀门,流量为50L/h,此时提取罐、蒸发器所产生的二次蒸汽(溶媒)经过一级冷凝器成液相回到提取罐中,建立热回流滲漉平衡过程,提取、浓缩时间3.5小时,操作温度60℃。
4、提取过程结束后,在关闭提取罐加热蒸汽阀门的同时开启蒸发器加热器加热蒸汽阀门,提取液继续浓缩,操作温度65℃,溶媒回收,浸膏比重1.05时收膏,重9.0kg。
5、将浸膏加入盛有27Kg纯化水的水解罐中,加盐酸搅拌,当pH值=6时加热、恒温75℃搅拌45分钟,随后冷却至30℃静沉2小时。 
 6、将水解液加入盛有12.6Kg甲基叔丁基醚和二氧六环体积比分别为1:1的萃取剂的萃取罐中,在30℃条件下搅拌30分钟,22℃保温静沉1小时,取上清液利用单效蒸发器进行浓缩,常压、操作温度45℃回收萃取剂,得黄色粉体1.23Kg。
7、将粉体加入盛有12.3Kg纯化水的重结晶罐中,加热、搅拌,75℃时恒温搅拌20分钟,停止搅拌,随后开启罐体夹层冷冻盐水阀门对罐内液体进行冷却,温度为4℃,12小时后去除上清液,得结晶物1.69Kg, 取结晶物装盘入真空干燥箱,干燥过程温度为65℃、真空度为0.08MPa,12小时后取出,粉碎,得到粉体1.11kg,经MS检测,为二氢槲皮素,检测结果见图1,纯度为99.7%,收率为95.8%。
对比实施例1
  步骤④中的提取溶剂由去离子水和乙腈体积比为1:1的混合溶剂分别替换为水和50%乙醇,其余操作同实施例1,制备得到的二氢槲皮素纯度分别为96.7%和95.9%,收率分别为84.1%和81.2%。
对比实施例2
步骤⑥中的萃取剂由甲基叔丁基醚和二氧六环体积比为3:1的混合溶剂分别替换为甲基叔丁基醚和二氧六环,其余操作同实施例1,制备得到的二氢槲皮素纯度分别为96.1%和93.8%,收率分别为85.3%和71.2%。
 由实施例1和对比实施例1-2可知,本发明采用的方法能够获得高的产品纯度和高的收率。

Claims (2)

1.一种从落叶松树根提取二氢槲皮素的方法,其特征在于:包括以下步骤:
①、原材料选定:选定的落叶松树根中二氢槲皮素含量在2.9%-3.9%之间;
②、原材料清理、清洗:将选定的落叶松树根锯掉、弃去根须,高压水枪冲洗泥沙,然后风干,在相对湿度65%条件下避光存放;
③、原材料处理:将步骤②中存放的原材料破碎成木屑,粒度为3x3x6mm,比表面积约为16,纤维间有撕裂状态;
④、提取、浓缩:采用热回流渗漉法,将③处理后的木屑加入提取罐中,加入去离子水和乙腈体积比为1:1的混合溶剂,木屑物料与混合溶剂质量之比是1:9-11,提取温度60℃,浓缩采用单效外循环蒸发器,6小时内完成此过程,浸膏比重1.04-1.05时收膏;
⑤、水解:将步骤④工序浸膏加入到盛有其质量3倍的水的水解罐中,然后加入盐酸搅拌,当pH值等于6时加热,75℃恒温搅拌45分钟,然后冷却至30℃,静沉2小时;
⑥、萃取:将步骤⑤中水解物加入萃取罐中,然后加入甲基叔丁基醚和二氧六环体积比为3:1的萃取剂,水解物与萃取剂质量之比为1:0.35-0.4,加温、搅拌,30℃恒温搅拌30分钟,然后冷却,22℃保温静沉1小时,取上清液;
⑦、浓缩:将步骤⑥中上清液利用真空吸入单效外循环蒸发器中进行浓缩,除去萃取剂,常压、45℃,萃取剂除净后收粉;
⑧、重结晶:将粉体加入结晶罐中,然后加入纯化水,粉体与水质量之比为1:10,加热、搅拌,75℃时恒温搅拌20分钟,停止搅拌,冷却,4℃恒温12小时静沉,取结晶物装盘入真空干燥箱;
⑨、干燥:干燥过程温度为65℃、真空度为0.08MPa,12小时后取出,得到二氢槲皮素。
2.根据权利要求1所述的从落叶松树根提取二氢槲皮素的方法,其特征在于:步骤④中所述木屑物料与所述混合溶剂质量之比是1:10。
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