CN104495840A - 一种从杜仲中提取杜仲胶并制备活性炭的方法 - Google Patents

Abstract

一种从杜仲中提取杜仲胶并制备活性炭的方法，先将杜仲绿叶、嫩枝以及树皮分别进行不同的处理以破坏细胞结构，使含有杜仲胶的组织受到充分破坏暴露出杜仲胶之后再进行提取，极大程度的提高了杜仲胶的得率以及提取效率；然后将制胶过程中的残渣与经过碱液浸泡、超声波处理的杜仲栽培中产生的废弃生物质以及杜仲汁液混合堆放处理，尽可能的保留其药用和保健的有效成分，最后再进行碳化处理得到活性炭产品，不仅充分的利用了杜仲栽培中产生的生物质，而且最终制得的活性炭中还保留有杜仲的少部分药用和保健成分，相比较于现有的木质材料制成的活性炭，气孔率更高，更适合应用于食品领域。

Description

一种从杜仲中提取杜仲胶并制备活性炭的方法

技术领域

本发明涉及到化工领域中植物提取物的提取方法，具体的说是一种从杜仲中提取杜仲胶并制备活性炭的方法。

背景技术

杜仲是我国名贵中药材，在我国已有两千多年的栽培历史，其树皮具有很高的药用价值，属于名贵的滋补药材，其味甘，性温。有补益肝肾、强筋壮骨、调理冲任、固经安胎的功效。 可治疗肾阳虚引起的腰腿痛或酸软无力，肝气虚引起的胞胎不固，阴囊湿痒等症。在《神农本草经》中被列为上品。杜仲叶是制作杜仲茶的原料，而杜仲茶具有很高的保健价值。现代研究杜仲具有清除体内垃圾，加强人体细胞物质代谢，防止肌肉骨骼老化，平衡人体血压，分解体内胆固醇，降低体内脂肪，恢复血管弹性，利尿清热，广谱抗菌，兴奋中枢神经，提高白血球药理作用。

杜仲胶是从杜仲树的叶、皮、根中提取的一种天然橡胶，杜仲胶可以用于开发热塑性功能材料、热弹性形状记忆材料，特别是我们开发研制的杜仲胶高弹性材料。它可以用于航空及有关行业轮胎的开发，顺应了国际上以反式胶为主，发展长寿命、高强度、安全、节能“绿色轮胎”的趋势，可以解决长期以来困扰航空业及相关行业中轮胎强度、轮胎寿命、轮胎摩擦放热等一系列重大问题，最大限度地减少由于飞机轮胎爆裂而造成的灾害，为我国国防工业、航空航天工业的发展提供了新型橡胶材料。

活性炭是一种黑色多孔的固体炭质，主要成分为碳，并含少量氧、氢、硫、氮、氯等元素。普通活性炭的比表面积在500～1700m²/g间，具有很强的吸附性能，为用途极广的一种工业吸附剂，除此之外，还具有脱色和过滤、吸收各种气体与蒸气等作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种从杜仲的叶子中提取杜仲胶并利用残渣制备活性炭的方法，不仅改善了杜仲胶的提取工艺，使得提取的杜仲胶在得率上有很大提升，同时也充分利用了制胶过程中的残余物以及杜仲栽培中的废弃物。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：一种从杜仲中提取杜仲胶并制备活性炭的方法，包括以下步骤：

1）选取新鲜的杜仲绿色叶片和嫩枝用清水清洗干净，然后采用机械压榨的方式对其进行加工，收集得到的压榨料饼和汁液，备用；

2）将步骤1）中得到的压榨料饼浸泡到体积浓度为40-50%的酒精中3-5h，而后向其施加超声波，超声波的施加方式为：先向其施加频率350-370KHz的超声波1min并停止0.5min，再施加频率为100-120KHz的超声波1min并停止0.5min，循环上述超声波的施加过程4-6次，过滤得到滤渣和滤液，备用；

3）选取杜仲的树皮烘干后粉碎至粒径不超过50目，并将其与步骤2）中的滤渣以及步骤1）中的汁液按照重量比2:8:1的比例拌合均匀，高温蒸汽灭菌后向其接种5%的食用菌菌液，接种完毕后在温度为35-40摄氏度、相对湿度为90-95%的温室内堆放发酵，直至开始长出菌丝为止；

4）将步骤3）中发酵完毕的混合物与步骤2）中的滤液、步骤1）中的汁液按照重量比为1:3-5:2-3的比例混合，并向其中加入总重3%的活性碳粉，然后向其施加微波以使混合液的温度达到90-95摄氏度，保持该状态0.5-1h后自然冷却，备用；

5）将步骤4）自然冷却后的混合物用苯或甲苯在120-140MPa、温度为50-70摄氏度的条件下用溶剂抽提法抽提，收集苯或甲苯提取液后回收苯或甲苯溶剂得到杜仲粗胶，再将杜仲粗胶用乙醇抽提纯化即得到杜仲胶产品，溶剂抽提法抽提后剩余的固体残渣过滤后烘干，备用；

6）取杜仲栽培中废弃的生物质粉碎至20-40目，并将其浸泡到质量浓度为25-35%、温度为40-50摄氏度的氢氧化钠溶液中3-5h，浸泡完毕后向其施加超声波，超声波的施加方式为：先向其施加频率400-420KHz的超声波1min并停止0.5min，再施加频率为170-190KHz的超声波1min并停止0.5min，循环上述超声波的施加过程2-3次，过滤得到固体粉末，备用；

所述废弃的生物质为干枯的杜仲叶子和枝条、落叶、修剪的杜仲枝条或叶子；

7）将步骤6）中的固体粉末与步骤5）中烘干后的固体残渣混合，并使用步骤1）中得到的汁液拌合均匀，汁液的加入量为混合物总重的10-15%，拌合均匀后堆放在温度为35-40摄氏度、相对湿度为90-95%的温室内26-30h，备用；

8）将堆放完毕后的混合物按照重量比为1:1-1.5的比例加入到质量浓度为40-50%的磷酸溶液中进行浸渍，浸渍温度为70-80摄氏度，浸渍时间为1-2h，备用；

9）将浸渍完毕的混合物送入活化炉中进行活化，活化时，先升温至180-200摄氏度，并保持该温度3-4h，然后再继续升温至500-540摄氏度，并保持该温度1-2h，冷却后水洗至中性，干燥后粉碎至200目即制得活性炭产品。

本发明中，在步骤3）中还可以加入干枯的杜仲枝条或落叶，干枯的杜仲枝条或落叶需要先经过清水洗涤干净，然后烘干粉碎至30-50目，并在浓度为30-40%、温度为50-60摄氏度的氢氧化钠溶液中浸泡3-5h，浸泡期间，每隔30min向其施加30s超声波，超声波的频率为560-580KHz；浸泡完毕后过滤得到粉末在与树皮粉碎物、步骤2）中的滤渣、步骤1）中的汁液按照重量比为5:2:8:1.5的比例拌合均匀。

本发明中，在步骤8）的浸渍过程中，每隔20min向其施加频率为510-530KHz的超声波30s，直至浸渍完毕，在浸渍过程中施加超声波处理，能够明显提高活性炭的气孔率和吸附效果。

有益效果：本发明具有以下优点：

1）通过将杜仲绿叶和嫩枝机械压榨才，初步破坏其结构，然后再通过酒精浸泡和超声波处理、接种食用菌发酵进一步破坏其细胞结构，最终使得其内含有杜仲胶的组织完全破坏，这样再使用常规的溶剂抽提法进行抽提得到杜仲胶时，不仅抽提效率更高，而且也提高了杜仲胶的得率；

2）将杜仲栽培中产生的一些废弃的生物质用碱液浸泡和超声波处理，破坏其细胞壁结构，而后再将其与制胶过程中产生的残渣、杜仲汁液拌合后堆放处理，尽可能的保留其药用和保健的有效成分，最后再进行碳化处理得到活性炭产品，不仅充分的利用了杜仲栽培中产生的生物质，而且最终制得的活性炭中还保留有杜仲的少部分药用和保健成分，相比较于现有的木质材料制成的活性炭，气孔率更高，更适合应用于食品领域。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的阐述。本发明各实施例中的溶剂抽提法得到杜仲粗胶以及用乙醇抽提纯化均为本领域技术人员所熟知的常规提取方法和纯化方法。

实施例1

    一种从杜仲中提取杜仲胶并制备活性炭的方法，包括以下步骤：

1）选取新鲜的杜仲绿色叶片和嫩枝用清水清洗干净，然后采用机械压榨的方式对其进行加工，收集得到的压榨料饼和汁液，备用；

2）将步骤1）中得到的压榨料饼浸泡到体积浓度为40%的酒精中5h，而后向其施加超声波，超声波的施加方式为：先向其施加频率350KHz的超声波1min并停止0.5min，再施加频率为100KHz的超声波1min并停止0.5min，循环上述超声波的施加过程6次，过滤得到滤渣和滤液，备用；

3）选取杜仲的树皮烘干后粉碎至粒径不超过50目，并将其与步骤2）中的滤渣以及步骤1）中的汁液按照重量比2:8:1的比例拌合均匀，高温蒸汽灭菌后向其接种5%的食用菌菌液，接种完毕后在温度为35-40摄氏度、相对湿度为90-95%的温室内堆放发酵，直至开始长出菌丝为止；

4）将步骤3）中发酵完毕的混合物与步骤2）中的滤液、步骤1）中的汁液按照重量比为1:3: 3的比例混合，并向其中加入总重3%的活性碳粉，然后向其施加微波以使混合液的温度达到90摄氏度，保持该状态1h后自然冷却，备用；

5）将步骤4）自然冷却后的混合物用苯或甲苯在120MPa、温度为50摄氏度的条件下用溶剂抽提法抽提，收集苯或甲苯提取液后回收苯或甲苯溶剂得到杜仲粗胶，再将杜仲粗胶用乙醇抽提纯化即得到杜仲胶产品，溶剂抽提法抽提后剩余的固体残渣过滤后烘干，备用；

6）取杜仲栽培中废弃的生物质粉碎至20-40目，并将其浸泡到质量浓度为25%、温度为40摄氏度的氢氧化钠溶液中5h，浸泡完毕后向其施加超声波，超声波的施加方式为：先向其施加频率400KHz的超声波1min并停止0.5min，再施加频率为170KHz的超声波1min并停止0.5min，循环上述超声波的施加过程3次，过滤得到固体粉末，备用；

所述废弃的生物质为干枯的杜仲叶子和枝条、落叶、修剪的杜仲枝条或叶子；

7）将步骤6）中的固体粉末与步骤5）中烘干后的固体残渣混合，并使用步骤1）中得到的汁液拌合均匀，汁液的加入量为混合物总重的10%，拌合均匀后堆放在温度为35-40摄氏度、相对湿度为90-95%的温室内30h，备用；

8）将堆放完毕后的混合物按照重量比为1:1的比例加入到质量浓度为50%的磷酸溶液中进行浸渍，浸渍温度为80摄氏度，浸渍时间为1h，备用；

9）将浸渍完毕的混合物送入活化炉中进行活化，活化时，先升温至180摄氏度，并保持该温度4h，然后再继续升温至500摄氏度，并保持该温度2h，冷却后水洗至中性，干燥后粉碎至200目即制得活性炭产品。

实施例2

    一种从杜仲中提取杜仲胶并制备活性炭的方法，包括以下步骤：

1）选取新鲜的杜仲绿色叶片和嫩枝用清水清洗干净，然后采用机械压榨的方式对其进行加工，收集得到的压榨料饼和汁液，备用；

2）将步骤1）中得到的压榨料饼浸泡到体积浓度为50%的酒精中3h，而后向其施加超声波，超声波的施加方式为：先向其施加频率370KHz的超声波1min并停止0.5min，再施加频率为120KHz的超声波1min并停止0.5min，循环上述超声波的施加过程4次，过滤得到滤渣和滤液，备用；

3）选取杜仲的树皮烘干后粉碎至粒径不超过50目，并将其与步骤2）中的滤渣以及步骤1）中的汁液按照重量比2:8:1的比例拌合均匀，高温蒸汽灭菌后向其接种5%的食用菌菌液，接种完毕后在温度为35-40摄氏度、相对湿度为90-95%的温室内堆放发酵，直至开始长出菌丝为止；

4）将步骤3）中发酵完毕的混合物与步骤2）中的滤液、步骤1）中的汁液按照重量比为1:5:2的比例混合，并向其中加入总重3%的活性碳粉，然后向其施加微波以使混合液的温度达到95摄氏度，保持该状态0.5h后自然冷却，备用；

5）将步骤4）自然冷却后的混合物用苯或甲苯在140MPa、温度为70摄氏度的条件下用溶剂抽提法抽提，收集苯或甲苯提取液后回收苯或甲苯溶剂得到杜仲粗胶，再将杜仲粗胶用乙醇抽提纯化即得到杜仲胶产品，溶剂抽提法抽提后剩余的固体残渣过滤后烘干，备用；

6）取杜仲栽培中废弃的生物质粉碎至20-40目，并将其浸泡到质量浓度为35%、温度为50摄氏度的氢氧化钠溶液中3h，浸泡完毕后向其施加超声波，超声波的施加方式为：先向其施加频率420KHz的超声波1min并停止0.5min，再施加频率为190KHz的超声波1min并停止0.5min，循环上述超声波的施加过程2次，过滤得到固体粉末，备用；

所述废弃的生物质为干枯的杜仲叶子和枝条、落叶、修剪的杜仲枝条或叶子；

7）将步骤6）中的固体粉末与步骤5）中烘干后的固体残渣混合，并使用步骤1）中得到的汁液拌合均匀，汁液的加入量为混合物总重的15%，拌合均匀后堆放在温度为35-40摄氏度、相对湿度为90-95%的温室内30h，备用；

8）将堆放完毕后的混合物按照重量比为1:1.5的比例加入到质量浓度为40%的磷酸溶液中进行浸渍，浸渍温度为70摄氏度，浸渍时间为2h，备用；

9）将浸渍完毕的混合物送入活化炉中进行活化，活化时，先升温至200摄氏度，并保持该温度3h，然后再继续升温至540摄氏度，并保持该温度1h，冷却后水洗至中性，干燥后粉碎至200目即制得活性炭产品。

实施例3

    一种从杜仲中提取杜仲胶并制备活性炭的方法，包括以下步骤：

1）选取新鲜的杜仲绿色叶片和嫩枝用清水清洗干净，然后采用机械压榨的方式对其进行加工，收集得到的压榨料饼和汁液，备用；

2）将步骤1）中得到的压榨料饼浸泡到体积浓度为45%的酒精中4h，而后向其施加超声波，超声波的施加方式为：先向其施加频率360KHz的超声波1min并停止0.5min，再施加频率为110KHz的超声波1min并停止0.5min，循环上述超声波的施加过程5次，过滤得到滤渣和滤液，备用；

3）选取杜仲的树皮烘干后粉碎至粒径不超过50目，并将其与步骤2）中的滤渣以及步骤1）中的汁液按照重量比2:8:1的比例拌合均匀，高温蒸汽灭菌后向其接种5%的食用菌菌液，接种完毕后在温度为35-40摄氏度、相对湿度为90-95%的温室内堆放发酵，直至开始长出菌丝为止；

4）将步骤3）中发酵完毕的混合物与步骤2）中的滤液、步骤1）中的汁液按照重量比为1:4:2.5的比例混合，并向其中加入总重3%的活性碳粉，然后向其施加微波以使混合液的温度达到93摄氏度，保持该状态45min后自然冷却，备用；

5）将步骤4）自然冷却后的混合物用苯或甲苯在130MPa、温度为60摄氏度的条件下用溶剂抽提法抽提，收集苯或甲苯提取液后回收苯或甲苯溶剂得到杜仲粗胶，再将杜仲粗胶用乙醇抽提纯化即得到杜仲胶产品，溶剂抽提法抽提后剩余的固体残渣过滤后烘干，备用；

6）取杜仲栽培中废弃的生物质粉碎至20-40目，并将其浸泡到质量浓度为30%、温度为45摄氏度的氢氧化钠溶液中4h，浸泡完毕后向其施加超声波，超声波的施加方式为：先向其施加频率410KHz的超声波1min并停止0.5min，再施加频率为180KHz的超声波1min并停止0.5min，循环上述超声波的施加过程2次，过滤得到固体粉末，备用；

所述废弃的生物质为干枯的杜仲叶子和枝条、落叶、修剪的杜仲枝条或叶子；

7）将步骤6）中的固体粉末与步骤5）中烘干后的固体残渣混合，并使用步骤1）中得到的汁液拌合均匀，汁液的加入量为混合物总重的12.5%，拌合均匀后堆放在温度为35-40摄氏度、相对湿度为90-95%的温室内28h，备用；

8）将堆放完毕后的混合物按照重量比为1:1.25的比例加入到质量浓度为45%的磷酸溶液中进行浸渍，浸渍温度为75摄氏度，浸渍时间为1.5h，备用；

9）将浸渍完毕的混合物送入活化炉中进行活化，活化时，先升温至190摄氏度，并保持该温度3.5h，然后再继续升温至520摄氏度，并保持该温度1.5h，冷却后水洗至中性，干燥后粉碎至200目即制得活性炭产品。

Claims (1)

1.一种从杜仲中提取杜仲胶并制备活性炭的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）选取新鲜的杜仲绿色叶片和嫩枝用清水清洗干净，然后采用机械压榨的方式对其进行加工，收集得到的压榨料饼和汁液，备用；

2）将步骤1）中得到的压榨料饼浸泡到体积浓度为40-50%的酒精中3-5h，而后向其施加超声波，超声波的施加方式为：先向其施加频率350-370KHz的超声波1min并停止0.5min，再施加频率为100-120KHz的超声波1min并停止0.5min，循环上述超声波的施加过程4-6次，过滤得到滤渣和滤液，备用；

3）选取杜仲的树皮烘干后粉碎至粒径不超过50目，并将其与步骤2）中的滤渣以及步骤1）中的汁液按照重量比2:8:1的比例拌合均匀，高温蒸汽灭菌后向其接种5%的食用菌菌液，接种完毕后在温度为35-40摄氏度、相对湿度为90-95%的温室内堆放发酵，直至开始长出菌丝为止；

4）将步骤3）中发酵完毕的混合物与步骤2）中的滤液、步骤1）中的汁液按照重量比为1:3-5:2-3的比例混合，并向其中加入总重3%的活性碳粉，然后向其施加微波以使混合液的温度达到90-95摄氏度，保持该状态0.5-1h后自然冷却，备用；

5）将步骤4）自然冷却后的混合物用苯或甲苯在120-140MPa、温度为50-70摄氏度的条件下用溶剂抽提法抽提，收集苯或甲苯提取液后回收苯或甲苯溶剂得到杜仲粗胶，再将杜仲粗胶用乙醇抽提纯化即得到杜仲胶产品，溶剂抽提法抽提后剩余的固体残渣过滤后烘干，备用；

6）取杜仲栽培中废弃的生物质粉碎至20-40目，并将其浸泡到质量浓度为25-35%、温度为40-50摄氏度的氢氧化钠溶液中3-5h，浸泡完毕后向其施加超声波，超声波的施加方式为：先向其施加频率400-420KHz的超声波1min并停止0.5min，再施加频率为170-190KHz的超声波1min并停止0.5min，循环上述超声波的施加过程2-3次，过滤得到固体粉末，备用；

所述废弃的生物质为干枯的杜仲叶子和枝条、落叶、修剪的杜仲枝条或叶子；

7）将步骤6）中的固体粉末与步骤5）中烘干后的固体残渣混合，并使用步骤1）中得到的汁液拌合均匀，汁液的加入量为混合物总重的10-15%，拌合均匀后堆放在温度为35-40摄氏度、相对湿度为90-95%的温室内26-30h，备用；

8）将堆放完毕后的混合物按照重量比为1:1-1.5的比例加入到质量浓度为40-50%的磷酸溶液中进行浸渍，浸渍温度为70-80摄氏度，浸渍时间为1-2h，备用；

9）将浸渍完毕的混合物送入活化炉中进行活化，活化时，先升温至180-200摄氏度，并保持该温度3-4h，然后再继续升温至500-540摄氏度，并保持该温度1-2h，冷却后水洗至中性，干燥后粉碎至200目即制得活性炭产品。