CN103040870A - 一种超临界二氧化碳萃取海马或海龙骨粉脂质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超临界二氧化碳萃取海马或海龙骨粉脂质的方法，特点是具体包括以下步骤：（1）将海马或海龙原材料在-40℃下进行冷冻，粉碎后过60目筛，取滤过物即得到海马或海龙骨粉；（2）将海马或海龙骨粉样品装入密闭萃取釜内进行超临界CO₂流体萃取，萃取条件为温度45-60℃、压强25-40MPa、静态萃取10min后调节CO₂流量为10-25L/h，再动态萃取50-140min后，然后随CO₂进入温度为60～80℃的分离釜，收集萃取物，得到产品，优点是具有萃取率高、选择性好、无有机溶剂残留、萃取与分离于一体并且能防止脂肪在萃取过程中氧化变质。

Description

一种超临界二氧化碳萃取海马或海龙骨粉脂质的方法

技术领域

本发明涉及一种骨粉脂质的提取方法，尤其是涉及一种超临界二氧化碳萃取海马或海龙骨粉脂质的方法。

背景技术

海马作为药物在我国历史悠久，早在梁代陶弘景《本草经集注》中已有记载“其性温味甘，归肝、肾经，具有温肾壮阳，消肿散结、妇人催生等功效，能够医治呼吸系统失调、性功能障碍、失眠、体乏、咽喉肿痛、皮肤病以及难产等疾症”时称“水马”。公元739年陈藏器在《本草拾遗》中首次使用海马之名，《本草纲目》中记载“主难产及血气痛，暖水脏，壮阳道，消瘕块，治疗疮肿痛”。现代《中国药典》每版均收录了海马入药的记载。在欧洲从18世纪开始将海马入药。迄今为止，除了中国大陆、香港、台湾、新加坡和世界各地的华人社会外，韩国和日本也把海马作为医药和保健食品。菲律宾人利用海马医治哮喘和过度活跃症。海马含蛋白质为67.9～73.56%，含17种氨基酸，7种为人体必需氨基酸，含20余种微量元素，其中锰、锌含量相对较高，含较丰富的不饱和脂肪酸；具有壮阳、抗衰老、抗血栓、抗疲劳、抗肿瘤、增强记忆力等药理作用；三斑海马临床应用于阳痿、不育、虚烦不眠、哮喘、腰腿疼、跌打损伤、腹痛、难产、乳腺癌、结肠癌、肝癌、皮肤癌等且具有治疗效果。

海龙属于脊索动物门，硬骨鱼纲、海龙目、海龙科动物。海龙科动物全世界共有36属170多种，我国有十二属20多种。作为温肾壮阳类海洋中药，具有较高药用价值，《本草纲目拾遗》记载海龙功同海马而倍之，体内富含甾体、脂肪酸、氨基酸、蛋白质、微量元素等成分，海龙性温味甘，具有抗疲劳、提高心肌细胞收缩力的生理功能，有滋阴补肾、消瘀散结的作用，可用于治疗阳痿遗精、遗尿虚喘等症。

目前，我国沿海各地包括一些大中院校已开展药用海龙、海马的人工和养殖开发应用，包括三斑海马、日本海马、大海马，尖海龙，刁海龙等海龙科鱼类。但是，现有的海马或海龙加工品往往采用较为传统的方法，将海马或海龙泡成药酒或通过干燥处理直接加工成干货。海马或海龙药酒、海马或海龙干货均不能充分利用海马或海龙各部分营养成分，会造成部分资源浪费。由于海马或海龙的骨粉脂质中含有四种具有抗血栓作用的脂肪酸，以及多种不饱和脂肪酸如DHA和EPA等，这类成分是人体必须的脂肪酸且自身不能合成，因此提取海马或海龙中的骨粉脂质意义重大。 

现有的海马或海龙骨粉脂质都是基于传统的溶剂萃取法来提取，大多采用索氏提取法或者是快速脂质提取法，上述脂质提取方法均需要对溶剂进行加热，操作过程复杂，而且溶剂萃取法所提取出来的脂质，不仅选择性差、在加热过程中脂质易氧化，还会造成一定程度的重金属残留或超标，其残留的溶剂会对环境造成污染，一般只适用于对海马脂质进行实验分析，不适用于生产应用。 CO₂超临界流体萃取技术是利用处于临界温度和临界压力以上、介于气态和液态之间的超临界CO₂流体作为萃取溶剂的一项萃取技术，广泛应用于医药、食品、香料，石油化工等领域，目前国内外还没有关于利用超临界二氧化碳流体萃取海马或海龙骨粉脂质的相关研究报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有萃取率高、选择性好、无有机溶剂残留、萃取与分离于一体并且能防止脂肪在萃取过程中氧化变质的超临界二氧化碳萃取海马或海龙骨粉脂质的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种超临界二氧化碳萃取海马或海龙骨粉脂质的方法，具体包括以下步骤：

（1）海马或海龙骨粉的制备：将海马或海龙原材料在-40℃下进行冷冻干燥36-54h，采用药物粉碎机粉碎后过60目筛，取滤过物即得到海马或海龙骨粉；

（2）超临界萃取：将海马或海龙骨粉样品装入密闭萃取釜内进行超临界CO₂流体萃取，萃取条件为萃取温度为45-60℃、萃取压强为25-40MPa、静态萃取10min后调节CO₂流量为10-25L/h，再动态萃取50-140min后，海马或海龙骨粉脂肪类化合物随CO₂进入温度为60～80℃的分离釜，在分离釜内CO₂由超临界状态体积迅速扩大汽化为气态，同时析出海马或海龙骨粉脂质，CO₂气体随导流管排出到空气中，收集分离釜内萃取物，即得到海马或海龙骨粉脂质。

所述的萃取条件为萃取温度为58℃、萃取压强为35MPa、静态萃取10min后调节CO₂流量为15L/h、动态萃取时间为125min。该萃取条件为最佳萃取条件，海马或海龙骨粉脂质的萃取率达到最高。

所述的超临界CO₂流体的纯度为90～99.99%。

所述的萃取釜的进样端装有2-3cm厚的脱脂棉。防止海马或海龙骨粉进入管道而导致堵塞。

所述的海马包括三斑海马、刺海马、线纹海马、大海马、日本海马；所述的海龙包括尖海龙、刁海龙、拟海龙。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明首次公开了一种超临界二氧化碳萃取海马或海龙骨粉脂质的方法，它是将海马在-40℃下进行冷冻干燥，采用药机粉碎后过60目筛得到即为海马骨粉，然后进行超临界CO₂萃取，萃取过程为：样品装入萃取釜、调节温度至45-60℃、调节压强至25-40MPa、静态萃取10min后再动态萃取50-140min，然后进入分离釜分离制得。采用超临界萃取法可避免传统溶剂萃取法溶剂溶出海马、海龙等海产品原料中重金属元素铅、铬、砷等，导致重金属含量经常超标，而且超临界萃取无溶剂残留，不污染环境，保留了海马脂质的原有生物学特性，为海马海龙进一步加工提供指导。

综上所述，本发明一种超临界二氧化碳萃取海马或海龙骨粉脂质的方法，具有传质速率快、穿透能力强、粘度低，萃取效率高、操作温度低、选择性高、萃取与分离于一体、无有机溶剂残留、能避免萃取物与氧接触防止脂肪在萃取过程中氧化变质等特点，适合对海马类珍贵药材的脂质进行提取加工。 

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

具体实施例1

本发明一种超临界二氧化碳萃取海马或海龙骨粉脂质的方法，具体包括以下步骤：

（1）海马或海龙骨粉的制备：将海马或海龙原材料在-40℃下进行冷冻干燥36-54h，采用药物粉碎机粉碎后由于海马或海龙皮层和骨组织所受剪切力不同，皮层与骨粉粒径差异很大，过60目筛即可得到很好的分离，下层得到的即为海马或海龙骨粉，即海马或海龙骨粉粒度在60目以下，含水量在4～10%，作为超临界萃取的原料；

（2）超临界萃取：将海马或海龙骨粉样品装入密闭萃取釜内进行超临界CO₂流体萃取，萃取条件为萃取温度为45-60℃、萃取压强为25-40MPa、静态萃取10min后调节CO₂流量为10-25L/h，再动态萃取50-140min后，海马或海龙骨粉脂肪类化合物随CO₂进入温度为60～80℃的分离釜，在分离釜内CO₂由超临界状态体积迅速扩大汽化为气态，同时析出海马或海龙骨粉脂质，CO₂气体随导流管排出到空气中，收集分离釜内萃取物，即得到海马或海龙骨粉脂质。

其中萃取釜使用美国ASI公司的speed型萃取装置，主要由两套萃取釜和两套分离釜组成，萃取釜为100ml，萃取釜内每次装样5g海马或海龙骨粉，样品两端各装2-3cm的脱脂棉防止海马或海龙骨粉进入管道而导致堵塞。所用CO₂纯度应在90～99.99%，每次进气前都要检漏，以保证在密闭环境中安全高效的进行萃取。

CO₂超临界萃取仪操作工艺流程为：超临界萃取的工艺流程：装萃取釜（原料两端分别附约2cm厚脱脂棉），密闭→检漏→调节萃取温度和萃取压强→静态萃取10min→调节CO₂流量→动态萃取一定时间→由分离瓶获得需要的脂质（萃取时间=静态萃取时间+动态萃取时间）。

其中海马包括三斑海马、刺海马、线纹海马、大海马、日本海马等；海龙包括尖海龙、刁海龙、拟海龙等。在此，不依次举例。

 具体实施例2

同实施例1，其区别在于：步骤（2）中萃取条件为萃取温度为58℃、萃取压强为35MPa、静态萃取10min后调节CO₂流量为15L/h、动态萃取时间为125min。该萃取条件为最佳萃取条件，海马或海龙骨粉脂质的萃取率达到最高为1.81%。

 具体实施例3

同实施例1，其区别在于：步骤（2）中萃取条件为萃取温度为45℃、萃取压强为25MPa、静态萃取10min后调节CO₂流量为10L/h、动态萃取时间为50min。萃取率为0.83%。

 具体实施例4

同实施例1，其区别在于：步骤（2）中萃取条件为萃取温度为60℃、萃取压强为40MPa、静态萃取10min后调节CO₂流量为25L/h、动态萃取时间为140min。萃取率为0.75%（原因是流量过大分离瓶温度降低过快瓶外迅速结冰，且会导致海马或海龙骨粉析出不完全而随导流管排出到空气中）。

 具体实施例5

最佳萃取条件的确定

海马或海龙骨粉原料和CO₂规格和超临界操作方法如实施例1。

选定3个压强水平（33MPa、35 MPa、37 MPa）、3个温度水平（52℃、55℃、58℃）、3个时间水平（105min、120min、135min）、3个CO₂流量水平（12L/h、15 L/h、18 L/h），根据正交实验方法按表L₉(4³)安排实验，因素水平按表1，实验分9次进行操作，每次分离釜温度均设为80℃。

表1  正交实验因素水平表

表2  正交实验结果及分析

 由表2可以得出，超临界CO₂流体萃取海马或海龙骨粉脂肪最佳工艺为萃取压强为35 MPa、萃取温度为58℃、萃取时间为135min、CO₂流量为15L/h，其中各因素对萃取率影响的顺序为：压强>时间> 温度> CO₂流量。根据上述确定最佳萃取条件，在该条件下进行了两次萃取验证，最终平均萃取率为1.81%，具有较好的重复性。

 具体实施例6

根据实施例2正交实验结果所得出的最佳萃取条件进行操作。海马骨粉原料和CO₂规格如实施例1所述。取5g干燥海马骨粉，在实施例2的最佳萃取条件下进行萃取，将得到的脂质取20mg，进行甲酯化采用Agilent7890和北京普析M7-80Ei型质谱仪组成气质联用仪进行GC-MS检测，由33个峰组成，经鉴定主要含十五种脂肪酸，其中9种为不饱和脂肪酸。

 

表3  萃取物脂肪酸成分的GC-MS鉴定结果及其含量

由表3可以得知海马骨粉脂肪中的主要十五种脂肪酸，其中不饱和脂肪酸占总脂肪酸的相对含量为39.10%，含量最高的为十六烷酸甲酯，其相对含量达38.30%，EPA和DHA分别占不饱和脂肪酸的的5.55%和11.00%。

EPA （ Eicosapntemacnioc Acid ）即二十碳五烯酸的英文缩写，是鱼油的主要成分。EPA属于Ω-3系列多不饱和脂肪酸，是人体自身不能合成但又不可缺少的重要营养素，因此称为人体必需脂肪酸。EPA具有帮助降低胆固醇和甘油三酯的含量，促进体内饱和脂肪酸代谢。从而起到降低血液粘稠度，增进血液循环，提高组织供氧而消除疲劳。防止脂肪在血管壁的沉积，预防动脉粥样硬化的形成和发展、预防脑血栓、脑溢血、高血压等心血管疾病。

DHA，学名二十二碳六烯酸,是大脑营养必不可少的高度不饱和脂肪酸，它除了能阻止胆固醇在血管壁上的沉积、预防或减轻动脉粥样硬化和冠心病的发生外，更重要的是DHA对大脑细胞有着极其重要的作用。它占了人脑脂肪的10％，对脑神经传导和突触的生长发育极为有利。

上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例。本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种超临界二氧化碳萃取海马或海龙骨粉脂质的方法，其特征在于具体包括以下步骤：

（1）海马或海龙骨粉的制备：将海马或海龙原材料在-40℃下进行冷冻干燥36-54h，采用药物粉碎机粉碎后过60目筛，取滤过物即得到海马或海龙骨粉；

（2）超临界萃取：将海马或海龙骨粉样品装入密闭萃取釜内进行超临界CO₂流体萃取，萃取条件为萃取温度为45-60℃、萃取压强为25-40MPa、静态萃取10min后调节CO₂流量为10-25L/h，再动态萃取50-140min后，海马或海龙骨粉脂肪类化合物随CO₂进入温度为60～80℃的分离釜，在分离釜内CO₂由超临界状态体积迅速扩大汽化为气态，同时析出海马或海龙骨粉脂质，CO₂气体随导流管排出到空气中，收集分离釜内萃取物，即得到海马或海龙骨粉脂质。

2.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳萃取海马或海龙骨粉脂质的方法，其特征在于：所述的萃取条件为萃取温度为58℃、萃取压强为35MPa、静态萃取10min后调节CO₂流量为15L/h、动态萃取时间为125min。

3.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳萃取海马或海龙骨粉脂质的方法，其特征在于：所述的超临界CO₂流体的纯度为90～99.99%。

4.根据权利要求1所述的一种超临界二氧化碳萃取海马或海龙骨粉脂质的方法，其特征在于：所述的萃取釜的进样端装有2-3cm厚的脱脂棉。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种超临界二氧化碳萃取海马或海龙骨粉脂质的方法，其特征在于：所述的海马包括三斑海马、刺海马、线纹海马、大海马、日本海马；所述的海龙包括尖海龙、刁海龙、拟海龙。