CN104356247B - 从木槿叶中同时制取木槿植物胶和木槿叶绿素铜钠盐的工艺方法 - Google Patents
从木槿叶中同时制取木槿植物胶和木槿叶绿素铜钠盐的工艺方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及从木槿叶中同时制取木槿植物胶和制备木槿叶绿素铜钠盐的工艺方法。所用原料为新鲜木槿叶或生产中药木槿皮的废弃物的新鲜木槿叶；具体制备步骤是：1.将新鲜木槿叶和打浆剂混合打浆；2.将木槿浆离心沉淀或过滤残渣和提取剂混合，离心或过滤，合并两次离心上清或滤液得到木槿叶绿素提取液，同时得到沉淀物或过滤残渣；3.将沉淀物或过滤残渣洗涤、干燥即得木槿植物胶；4.木槿叶绿素提取液经萃取、皂化、铜离子取代和去杂工序，即制得木槿叶绿素铜钠盐。本发明利用木槿叶生产木槿植物胶及木槿叶绿素铜钠盐，不仅将生产药材的废弃物，变废为宝，还得到了副产品木槿叶绿素铜钠盐，木槿植物胶得率提高30%以上，能耗降低90%以上。
Description
技术领域
本发明属于生物制品的提取制备技术领域，具体涉及木槿植物胶和木槿叶绿素铜钠盐的加工工艺方法。
背景技术
植物胶是多糖类物质，广泛存在于高等植物的果、根、叶等组织中的多糖类化合物，对组织起软化胶粘等作用。利用植物胶可生成很好的胶冻这一性质，可将其作为胶凝剂、增稠剂、乳化剂、稳定剂、脱水剂广泛应用于食品、化工、医药等工业。植物胶还可以用作石油油井压裂液的增稠剂、地质钻井冲洗液的絮凝剂、石油炼制的催化剂、选矿作业的絮凝剂和助滤剂、造纸工业的添加剂、线稠和纺织上浆印染湖料、陶瓷工业中的增强剂、电池制造业中的新型涂料，建筑材料和耐火材料中的粘结剂等多种用途。目前国内植物胶产品供不应求，亟需开发高产新品种，有关产品开发市场潜力很大。另外，木槿植物胶还有洗涤和滋发功效，因此具有更广阔的利用前景。
叶绿素铜钠盐又名绿菲林，是一种蓝黑色粉末，无臭或略带特殊气味，由叶绿素通过皂化、铜代、酸化等一系列化学反应而形成。叶绿素铜钠盐是我国规定的几种天然色素之一，是我国食品工业中唯一允许使用的天然绿色色素，以其鲜亮的绿色及杀菌、除臭等功能应用于食品、罐头、酒类的着色剂及医药等方面。由于人们的生活水平的提高，对食品的安全性越来越重视，而与人工合成色素相比，天然色素具有较大的安全性，因此其发展将有广阔的前景。
木槿（Hibiscus Linn.）系锦葵科木本灌木，其花和叶等器官含植物胶，据《本草拾遗》记载，木槿花煎水洗脸，可美容，叶子汁洗头具有滋发功效。实验显示，木槿叶子汁液洗头效果比一些从市场上购买的一些洗头液要好。木槿的枝皮和根皮在中药中有广泛的用途，其用途在《本草拾遗》、《本草纲目》和《医林纂要》等书籍中都有记载。
目前木槿植物胶虽然已有提取方法报道，但其应用的是烘干后提取，由于木槿含水率高，烘干后提取不仅能耗高，同时叶绿素在烘干过程中被破坏，不能实现同时得到植物胶和叶绿素铜钠盐，另外，干燥后植物胶的得率也大大下降。
发明内容
为了降低能耗、提高生产效率，本发明提供一种通过一条工艺流程，从木槿叶中同时制取木槿植物胶和木槿叶绿素铜钠盐的工艺方法。
从木槿叶中同时制取木槿植物胶和木槿叶绿素铜钠盐的具体操作步骤如下：
所用主要原料为新鲜木槿叶；
（1）将新鲜木槿叶和打浆剂混合，打浆，去除难以过筛的纤维组织，得到木槿浆；
（2）将木槿浆离心或过滤，在离心沉淀或过滤残渣中加入叶绿素提取剂，混合，离心或过滤，合并两次离心上清液或滤液，即得到木槿叶绿素提取液，和沉淀物或过滤残渣物；
（3）将所述沉淀物或过滤残渣物经果胶洗涤剂洗涤、干燥即得木槿植物胶；木槿植物胶为白色或白中带少许绿色的粉末，无异臭，其主要成分为多糖类物质，多糖含量60～90%；
（4）将木槿叶绿素提取液通过浓缩、皂化、铜离子取代和去杂工序，得到木槿叶绿素铜钠盐；所述木槿叶绿素铜钠盐为墨绿色，色价>568E1% 1cm405nm，pH值为8.5～11.0。
本发明的有益技术效果体现在下述几个方面：
1、木槿叶是生产中药“木槿皮”的废弃物，本发明不仅可直接采集新鲜木槿叶进行加工木槿植物胶及木槿叶绿素铜钠盐，还可利用生产中药“木槿皮”的废弃物木槿叶，来生产木槿植物胶及木槿叶绿素铜钠盐，使生产药材的废弃物变废为宝；
2、目前报道的木槿植物胶加工方法为将叶烘干后用水提取，不仅需要大量能量进行鲜叶烘干，同时水提物在干燥时又需要大量能量，另外，叶绿素在干燥时受到破坏，不能得到叶绿素产品，而本发明的工艺方法从新鲜木槿叶中提取得到木槿植物胶，其能耗远远小于常规植物胶的制备方法，能耗下降90%以上，同时植物胶得率能提高30%以上，并且能同时得到木槿叶绿素并可加工成叶绿素铜钠盐；该工艺方法可极大地提高木槿利用水平；
3、本发明的木槿植物胶凝胶效果良好，可作为胶凝剂、增稠剂、乳化剂、稳定剂、脱水剂广泛应用于食品、日用化工、医药等工业。本发明的木槿叶绿素铜钠盐是一种优良的天然绿色色素，可广泛用于食品、药品和化妆品，具有广泛的用途；
4、按本发明工艺方法生产的产品成本低，工艺简便、工艺稳定、生产设备投资可大可小，生产灵活，适合多种规模的企业投资。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步地描述。
实施例1：
从木槿中同时制备木槿植物胶和木槿叶绿素铜钠盐的具体操作步骤如下：
1 木槿打浆
将1千克新鲜的木槿叶与200毫升打浆剂混合（重量体积比为1:0.2），然后用电动打浆机打浆，过20目筛，去除难以过筛的纤维组织，得到木槿浆。所述打浆剂由水、甲醇和丙酮按体积比0.1：0.1：0.1配制而成；
2 制备叶绿素提取液
将木槿浆在转速10000转/分钟条件下，离心分离10分钟，得离心上清液400毫升，离心沉淀物400克。在400克离心沉淀物中加入40毫升叶绿素提取剂，料液重量体积比为1:0.1，混合1分钟后进行过滤，得滤液40毫升，合并滤液和离心上清液共得到叶绿素提取液440毫升；同时还得到过滤残渣400克。叶绿素提取剂由乙醇、丙酮和石油醚按体积比0.1：0.1：0.05配制而成；
3木槿胶的获得
将步骤（2）中的400克过滤残渣用40毫升果胶洗涤剂洗涤1次，将固体部分在30℃干燥到含水率7%，得到120克木槿植物胶，得率为12.0%。果胶洗涤剂由水、甲醇和丙酮按体积比0.1：0.1：0.1混合均匀组成；
该木槿植物胶的色泽为白色或白中带少许绿色的粉末，无异臭，主要成分为多糖类物质, 多糖含量60%；
4制备木槿叶绿素铜钠盐
按如下工艺流程制备：
①粗叶绿素去杂：将440毫升叶绿素提取液在20℃条件下浓缩到50毫升（叶绿素含量5%），加入25毫升石油醚（体积比1:0.5）萃取去除去蜡、胡萝卜素和油脂，得到初步纯化的叶绿素溶液50毫升；
②叶绿素皂化：用浓度1%的氢氧化钠乙醇溶液调节初步纯化的叶绿素溶液的pH值到10，于50℃皂化20min，然后加入25毫升石油醚（体积比1:0.5）萃取去除不皂化物，得到50毫升叶绿素皂化液；
③铜离子取代：将50毫升叶绿素皂化液用硫酸调pH值至6，加入5毫升（体积比为1：0.1）浓度10%的硫酸铜溶液，接着用硫酸调pH值至1，然后50℃保温30min，用浓度1%的氢氧化钠溶液调pH值到4.5，转速10000转/分钟条件下离心分离10分钟，得到沉淀物5.0克，即粗木槿叶绿素铜钠盐5.0克；
④粗叶绿素铜钠盐去杂：将5.0克粗木槿叶绿素铜钠盐用5.0毫升水洗涤1次，接着加入5毫升溶剂溶解，溶剂由丙酮和乙醇按0.1：0.1的体积比混合而成（湿的粗木槿叶绿素铜钠盐与溶剂的重量体积比1：1），然后过滤去除不溶物，用浓度1%的氢氧化钠乙醇溶液调pH值到11，收集沉淀，用5毫升乙醇洗涤1次，干燥后得木槿叶绿素铜钠盐成品3.8克。
木槿叶绿素铜钠盐为墨绿色，色价>568E1% 1cm405nm，pH值 8.5，质量符合叶绿素铜钠盐国家标准GB 26406-2011。
实施例2：
从木槿中同时制备木槿植物胶和木槿叶绿素铜钠盐的具体操作步骤如下：
1 木槿打浆
将1千克新鲜的木槿叶与1000毫升打浆剂（重量体积比为1.0:1.0）混合，然后用电动打浆机打浆，过100目筛，去除难以过筛的纤维组织。打浆剂由水、乙醇和丙酮按体积比1：2：1配制组成；
2制备叶绿素提取液
将木槿浆减压抽滤，得滤液1400毫升，滤渣300克。在300克滤渣中加入180毫升（料液重量体积比为1:0.6）叶绿素提取剂，混合30分钟后进行过滤，得滤液180毫升，合并两次滤液共得到叶绿素提取液1580毫升；同时还得到过滤残渣300克。叶绿素提取剂由乙醇、丙酮和石油醚按体积比2：1：0.5混合组成；
3木槿胶的获得
将步骤（2）中的300克过滤残渣用150毫升果胶洗涤剂洗涤3次，将固体部分在120℃干燥到含水率6%，得到130克木槿植物胶，得率为13.0%。果胶洗涤剂由水、乙醇和丙酮按体积比0.5：2：1混合均匀组成；
该木槿植物胶为白色或白中带少许绿色的粉末，无异臭，主要成分为多糖类物质，多糖含量90%；
制备木槿叶绿素铜钠盐
按如下工艺流程制备：
①粗叶绿素去杂：将1580毫升叶绿素提取液在100℃条件下浓缩到8毫升，使叶绿素含量为50%，加入16毫升石油醚（体积比1:2）萃取去除去蜡、胡萝卜素和油脂，得到初步纯化的叶绿素溶液8毫升；
②叶绿素皂化：用浓度10%的氢氧化钠乙醇溶液调节初步纯化的叶绿素溶液的pH值到13，于80℃皂化40min，然后加入16毫升石油醚（体积比1:2）萃取去除不皂化物，得到叶绿素皂化液8毫升；
③铜离子取代：将8毫升叶绿素皂化液用硫酸调pH值至8，加入8毫升（体积比为1：1）浓度30%的硫酸铜溶液，接着用硫酸调pH值至3，然后70℃保温120min，用浓度10%的氢氧化钠溶液调pH值到5.0，转速10000转/分钟条件下离心分离10分钟，得到的沉淀物4.9克，即湿重4.9克的粗木槿叶绿素铜钠盐；
④ 粗叶绿素铜钠盐去杂：将湿重4.9克粗木槿叶绿素铜钠盐用9.8毫升水分2次洗涤，接着加入14.7毫升溶剂溶解（湿的叶绿素铜钠盐与溶剂的重量体积比1：3），溶剂由丙酮和乙醇按体积比0.1：1混合而成。然后过滤去除不溶物，用浓度10%的氢氧化钠乙醇溶液调pH值到13，收集沉淀，用14.7毫升乙醇分3次洗涤，干燥后得木槿叶绿素铜钠盐成品3.9克。
木槿叶绿素铜钠盐为墨绿色，色价>568E1% 1cm405nm，pH值 11.0，质量符合叶绿素铜钠盐国家标准GB 26406-2011。
实施例3：
从木槿中同时制备木槿植物胶和木槿叶绿素铜钠盐的具体操作步骤如下：
1 木槿打浆
将1千克新鲜的木槿叶与500毫升打浆剂（重量体积比为1:0.5）混合，然后用电动打浆机打浆，过60目筛，得到木槿浆。打浆剂由水、乙醇（或甲醇）和丙酮按体积比0.5：1.0：0.5混合而成；
叶绿素提取
将木槿浆减压抽滤，得滤液900毫升，滤渣400克。在400克滤渣中加入120毫升叶绿素提取剂（料液重量体积比为1:0.3），混合15分钟后进行过滤，得滤液120毫升，合并两次滤液共得到叶绿素提取液1020毫升，还得到过滤残渣400克。叶绿素提取剂由乙醇、丙酮和石油醚按体积比1：0.5：0.25配制而成；
木槿胶的获得
将400克过滤残渣用80毫升果胶洗涤剂分2次洗涤，果胶洗涤剂由水、乙醇和丙酮按体积比0.25：1：0.5混合均匀组成；将固体部分在80℃干燥到含水率6%，得到135克木槿植物胶，得率为13.5%；
该木槿植物胶为白色或白中带少许绿色的粉末，无异臭，主要成分为多糖类物质，多糖含量75%；
木槿叶绿素铜钠盐制备
按如下工艺流程制备：
①粗叶绿素去杂：将1020毫升叶绿素提取液在60℃条件下浓缩到15毫升（叶绿素含量在25%），加入15毫升石油醚（体积比1:1）萃取去除去蜡、胡萝卜素和油脂，得到初步纯化的叶绿素溶液15毫升；
②叶绿素皂化：用浓度5%的氢氧化钠乙醇溶液调节叶绿素溶液的pH值到15，于70℃皂化30min，然后加入15毫升石油醚（体积比1:1）萃取去除不皂化物，得到叶绿素皂化液15毫升；
③铜离子取代：将15毫升叶绿素皂化液用硫酸调pH值至7，加入7.5毫升（体积比为1：0.5）浓度20%的硫酸铜溶液，接着用硫酸调pH值至2，然后60℃加热60min，用浓度5%的氢氧化钠溶液调pH值到4.4，转速10000转/分钟条件下离心分离10分钟，得到的沉淀物，即得湿重5.1克的粗木槿叶绿素铜钠盐；
④粗叶绿素铜钠盐去杂：将湿重5.1克的粗木槿叶绿素铜钠盐用7.6毫升水，分2次洗涤，接着加入10.2毫升溶剂溶解（湿的叶绿素铜钠盐与溶剂的重量体积比1：2），溶剂由丙酮和乙醇按体积比0.1：0.8混合而成。然后过滤去除不溶物，用浓度5%的氢氧化钠乙醇溶液调pH值到12，收集沉淀，用10.2毫升乙醇分2次洗涤，干燥后得木槿叶绿素铜钠盐成品4.1克。
木槿叶绿素铜钠盐为墨绿色，色价>568E1% 1cm405nm， pH值10.5，质量符合叶绿素铜钠盐国家标准GB 26406-2011。
Claims (5)
1.从木槿叶中同时制取木槿植物胶和木槿叶绿素铜钠盐的工艺方法，其特征在于：所用主要原料为新鲜木槿叶；
具体操作步骤如下：
(1)木槿打浆
将新鲜木槿叶和打浆剂按重量体积比1.0：0.2～1.0混合，打浆，过20～100目筛，去除难以过筛的纤维组织，得到木槿浆；
(2)制备叶绿素提取液
将木槿浆离心或过滤后，将离心沉淀或过滤残渣和叶绿素提取剂按重量体积比1.0：0.1～0.6混合，混合1～30分钟后进行离心或过滤，合并两次离心上清液或滤液，即得到叶绿素提取液，同时还得到沉淀物或过滤残渣物；
(3)制得木槿植物胶
将沉淀物或过滤残渣物按重量体积比1:0.1～0.5加果胶洗涤剂洗涤1～3次，将固体部分在30～120℃干燥到含水率8％以下，即得木槿植物胶；所述木槿植物胶的色泽为白色或白中带少许绿色的粉末，无异臭，主要成分为多糖类物质；多糖含量60～90％；
(4)木槿叶绿素铜钠盐制备
按如下工艺流程制备：
(4.1)粗叶绿素去杂：将叶绿素提取液在20～100℃条件下浓缩成叶绿素含量在5～50％的液体，按体积比1:0.5～2加入石油醚萃取去除去蜡、胡萝卜素和油脂，得到初步纯化的叶绿素溶液；
(4.2)叶绿素皂化：在初步纯化的叶绿素提取液中，加浓度1～10％的氢氧化钠乙醇溶液，调pH值为10～13，于50～80℃皂化20～40min，然后按体积比1:0.5～2加石油醚萃取去除不皂化物，得到叶绿素皂化液；
(4.3)铜离子取代：将叶绿素皂化液用盐酸或硫酸调pH值至6～8，按体积比为1：0.1～1加入浓度10％～30％的硫酸铜溶液，接着用盐酸或硫酸调pH值至1～3，然后在温度50～70℃保温30～120min，用浓度1～10％的氢氧化钠溶液调pH值到4以上，离心或过滤分出沉淀，即得粗木槿叶绿素铜钠盐；
(4.4)粗叶绿素铜钠盐去杂：将粗木槿叶绿素铜钠盐按重量体积比1:1～2加水洗涤1～2次，按粗木槿叶绿素铜钠盐与溶剂的重量体积比1：1～3，在粗木槿叶绿素铜钠盐中加入溶剂溶解；过滤或离心去除不溶物，用浓度1～10％的氢氧化钠乙醇溶液调pH值到11～13，收集沉淀，按重量体积比1:1～3加乙醇洗涤1～3次，干燥，即得木槿叶绿素铜钠盐；
木槿叶绿素铜钠盐为墨绿色，色价>568E1％ 1cm405nm,pH值8.5～11.0，质量符合叶绿素铜钠盐国家标准GB 26406-2011。
2.根据权利要求1所述的从木槿中同时制备木槿植物胶和木槿叶绿素铜钠盐的工艺方法，其特征在于：所述打浆剂由水、乙醇或甲醇、丙酮，按体积比0.1～1：0.1～2：0.1～1混合均匀组成。
3.根据权利要求1所述的从木槿中同时制备木槿植物胶和木槿叶绿素铜钠盐的工艺方法，其特征在于：所述的叶绿素提取剂由乙醇、丙酮和石油醚，按体积比0.1～2：0.1～1：0.05～0.5混合均匀组成。
4.根据权利要求1所述的从木槿中同时制备木槿植物胶和木槿叶绿素铜钠盐的工艺方法，其特征在于：所述的果胶洗涤剂由水、乙醇或甲醇、丙酮，按体积比0.1～0.5：0.1～2：0.1～1混合均匀组成。
5.根据权利要求1所述的从木槿中同时制备木槿植物胶和木槿叶绿素铜钠盐的工艺方法，其特征在于：步骤(4.4)中所述溶剂由丙酮和乙醇按体积比0.1：0.1～1混合而成。
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