CN104974179A - 一种印楝素的提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于天然植物提取物制备领域，特别涉及一种从印楝种仁中提取印楝素的方法。首先将去皮的印楝种仁和松香酸钠加入到去离子水中，加热条件下，通过高速刀片切削搅拌粉碎去皮印楝种仁的方式，来对印楝素进行提取；提取完成后加入环己烷充分搅拌后静置、分层，将得到的水相中加入液态碳氢化合物，搅拌混合过程中施加超声波干预，将容器底部沉淀过滤出来并干燥，得到印楝素提取物。实现了在较高温度下的印楝素提取工艺，缩短了提取时间；得到的印楝素纯度理想、提取率高。

Description

一种印楝素的提取方法
技术领域
本发明属于天然植物提取物制备领域，特别涉及一种从印楝种仁中提取印楝素的方法。
背景技术
印楝(Azadirachta indica A.Juss)为楝科楝属植物，是一种生长于热带亚热带的速生落叶乔木。印楝素是从印楝的树皮、种仁等提取出来的一类高度氧化的柠檬素，具有强烈的杀虫作用。印楝素类杀虫剂具有广谱、高效、低毒、无残留、对人畜无毒副作用、对害虫天敌安全及不易产生抗药性等特点，是目前国内外研究和应用最为广泛的生物农药之一，已被国务院绿色食品办公室列为绿色食品生产重点推介的无公害农药。
由于印楝种子中含有大量的植物油而给提取印楝素提高了很大的难度。若先把油压榨出来，则过程中产生的高温极容易把印楝素分解：印楝素的热稳定性差，大于35℃时印楝素的降解速率明显增大，65℃时印楝素的降解速率最大，因此在压榨脱脂过程由于高温即有40％左右印楝素被降解，导致印楝素产率下降。若要把印楝种仁粉碎，则由于大量植物油的存在，粉碎到一半时碎料之间容易结团，阻碍粉碎设备的进一步运转，也容易造成结团的碎料局部过热，使印楝素分解。考虑到印楝素的稳定性，现有技术中通常采用低温提取的方式来得到印楝素，提取进程缓慢，工艺复杂，收率也不理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于：印楝素稳定性不佳，易发生分解；低温提取印楝素工艺复杂，且效率低。
为解决这一技术问题，本发明采用的技术方案为：
提供一种从印楝种仁中高温提取印楝素的方法：首先于常温(25℃)下，将去皮的印楝种仁和松香酸钠加入到去离子水中，加热条件下，通过高速刀片切削搅拌粉碎去皮印楝种仁的方式，来对印楝素进行提取；
提取完成后将体系降温至常温(25℃)，并加入环己烷充分搅拌后静置、分层；
分离水相和油相，将得到的水相中加入液态碳氢化合物正己烷，搅拌混合过程中施加超声波干预，直到容器底部形成黄白色的沉淀，且沉淀不再增加，将沉淀过滤出来并干燥，得到印楝素提取物。
上述提取方法的具体步骤为：
(1)在常温下，将去皮的印楝种仁和松香酸钠加入到去离子水中，得到预提取体系，其中，去皮印楝种仁、松香酸钠、去离子水的重量比为5～8：0.2～0.6：50，
(2)将步骤(1)中得到的预提取体系加热至85～90℃后，在所述体系中通过高速刀片切削搅拌粉碎去皮印楝种仁的方式，对印楝素提取20～40min，
其中，升温速率控制为2～4℃/min，上述“高速刀片切削搅拌粉碎”操作可以在豆浆机中进行，切削搅拌速率为2000～8000转/分钟，
上述步骤(2)中，在水溶剂中通过高速刀片切削的方式对印楝种仁进行粉碎，克服了种仁直接粉碎时容易引发粘结块而造成粉碎困难及过热的问题，将粉碎和提取工艺合二为一，节省了工序，
提取到的印楝素大分子中由于存在多个五元、六元环状结构，且这些环状结构并不在同一个平面上，导致了印楝素大分子具有比较复杂的折叠状构型，而印楝素分子上的其他环氧基团、酯基或烯醚基团正是基于该折叠结构而衍生出来的，
而步骤(1)中加入的松香酸钠是一种表面活性剂物质，将其分散在溶剂水中时，对水中生成的印楝素大分子形成一定的乳化、包覆作用，在此基础上，更重要的是松香酸钠分子结构中也存在个别五元、六元环状结构，赋予了松香酸钠大分子一定的折叠构型，该折叠结构容易与印楝素大分子的折叠部位发生嵌合，再加上分子力作用，导致若干个松香酸钠分子与一个印楝素大分子牢固地结合起来；此时原先印楝素分子上的酯基、烯醚等基团不再是孤立地衍生在折叠状环形结构的外面，与印楝素分子结合在一起的松香酸钠上的部分链段会对这些基团起到一个包围作用，并且与这些基团之间产生可观的分子力作用。因此若干个松香酸钠分子牢固地嵌合于一个印楝素大分子上，相当于是对该印楝素分子的环结构以及从环结构衍生出的各种基团起到一种“锁死”的作用，通过实验证明，这种“锁死”效应再加上周围所包覆松香酸钠的乳化效应，充分抑制住了热环境对印楝素稳定性的负面影响，使得印楝素大分子一旦从种仁中被提取出来，立刻得到了松香酸钠的锁死保护，即使在强加热条件下，也不易分解，
为了对印楝素分子更为充分地络合、保护，松香酸钠的用量应适当过量；
(3)提取结束后，将体系降温至常温，并加入与步骤(1)中去离子水等体积的环己烷充分搅拌后静置、分层，得到水相和油相，
该步骤中，通过分层的方式，使前面切削粉碎过程中，从印楝种仁中分离、提取出来的油脂进入到环己烷中，而由于松香酸钠不溶于烷烃，因此分层后松香酸钠仍然牢度地络合住印楝素分子，并存在于水相中，实现了印楝素与一同提取到的油脂的充分分离；
(4)向步骤(3)中得到的水相中加入(与水相)等体积的液态碳氢化合物正己烷，搅拌混合过程中施加超声波干预，直到容器底部形成黄白色的沉淀，且沉淀不再增加，将沉淀过滤出来并干燥，得到印楝素提取物，
其中，施加的超声波的频率为1500～2000赫兹，功率为260～400W，
超声波的振动产生并传递强大能量，在介质中产生强大的空化作用使印楝素分子与松油酸钠之间的包围、络合作用大大减弱，脱离松香酸钠的络合后，再通过液态碳氢化合物的作用使印楝素充分沉淀，从体系中分离出来。
本发明的有益效果在于：通过在提取过程中，对产生的印楝素进行及时的络合、保护，避免了因加热而导致的印楝素的分解，实现了在较高温度下的印楝素提取工艺，缩短了提取时间；得到的印楝素纯度理想、提取率高。
具体实施方式
实施例1
(1)在常温(25℃)下，将去皮的市售印楝种仁和松香酸钠加入到去离子水中，得到预提取体系，其中，去皮印楝种仁、松香酸钠、去离子水的重量比为6：0.5：50；
(2)以2℃/min的加热速率，将步骤(1)中得到的预提取体系加热至85℃后，采用洗净的豆浆机，以2500转/分钟的切削搅拌速率，通过高速刀片切削搅拌粉碎去皮印楝种仁的方式，对印楝素提取30min；
(3)提取结束后，将体系降温至常温(25℃)，并加入与步骤(1)中去离子水等体积的环己烷充分搅拌后静置、分层，得到水相和油相；
(4)向步骤(3)中得到的水相中加入(与水相)等体积的液态碳氢化合物正己烷，搅拌混合过程中，以频率1800赫兹、功率为280W施加超声波干预，直到容器底部形成黄白色的沉淀，且沉淀不再增加，将沉淀过滤出来并低温干燥，得到印楝素提取物。
最终产物的纯度为82％(可能是由于产物印楝素中还附有一些未完全脱除的松香酸钠，导致纯度受到影响)，根据上述纯度中的印楝素计算提取率，提取率为91.5％(计算出的纯印楝素质量÷原料中本该存在的印楝素的质量＝提取率)。
实施例2
(1)在常温(25℃)下，将去皮的市售印楝种仁和松香酸钠加入到去离子水中，得到预提取体系，其中，去皮印楝种仁、松香酸钠、去离子水的重量比为5：0.4：50；
(2)以4℃/min的加热速率，将步骤(1)中得到的预提取体系加热至85℃后，采用洗净的豆浆机，以2500转/分钟的切削搅拌速率，通过高速刀片切削搅拌粉碎去皮印楝种仁的方式，对印楝素提取30min；
(3)提取结束后，将体系降温至常温(25℃)，并加入与步骤(1)中去离子水等体积的环己烷充分搅拌后静置、分层，得到水相和油相；
(4)向步骤(3)中得到的水相中加入(与水相)等体积的液态碳氢化合物正己烷，搅拌混合过程中，以频率1600赫兹、功率为300W施加超声波干预，直到容器底部形成黄白色的沉淀，且沉淀不再增加，将沉淀过滤出来并低温干燥，得到印楝素提取物。
最终产物的纯度为84％，根据上述纯度中的印楝素计算提取率，提取率为89.6％。
对比实施例1
与实施例1相比，粉碎提取时未加入松香酸钠，其余步骤与实施例1相同：
(1)在常温(25℃)下，将去皮的市售印楝种仁加入到去离子水中，得到预提取体系，其中，去皮印楝种仁、去离子水的重量比为6：50；
(2)以2℃/min的加热速率，将步骤(1)中得到的预提取体系加热至85℃后，采用洗净的豆浆机，以2500转/分钟的切削搅拌速率，通过高速刀片切削搅拌粉碎去皮印楝种仁的方式，对印楝素提取30min；
(3)提取结束后，将体系降温至常温(25℃)，并加入与步骤(1)中去离子水等体积的环己烷充分搅拌后静置、分层，得到水相和油相；
(4)向步骤(3)中得到的水相中加入(与水相)等体积的液态碳氢化合物正己烷，搅拌混合过程中，以频率1800赫兹、功率为280W施加超声波干预，直到容器底部形成黄白色的沉淀，且沉淀不再增加，将沉淀过滤出来并低温干燥，得到提取物。
最终产物的纯度为10.4％，根据上述纯度中的印楝素计算提取率，提取率为1.15％，可见印楝素在受热过程中已经大量分解了。
对比实施例2
采用“硬脂酸钠”代替实施例1中的“松香酸钠”，其余步骤与实施例1相同：
(1)在常温(25℃)下，将去皮的市售印楝种仁和硬脂酸钠加入到去离子水中，得到预提取体系，其中，去皮印楝种仁、硬脂酸钠、去离子水的重量比为6：0.5：50；
(2)以2℃/min的加热速率，将步骤(1)中得到的预提取体系加热至85℃后，采用洗净的豆浆机，以2500转/分钟的切削搅拌速率，通过高速刀片切削搅拌粉碎去皮印楝种仁的方式，对印楝素提取30min；
(3)提取结束后，将体系降温至常温(25℃)，并加入与步骤(1)中去离子水等体积的环己烷充分搅拌后静置、分层，得到水相和油相；
(4)向步骤(3)中得到的水相中加入(与水相)等体积的液态碳氢化合物正己烷，搅拌混合过程中，以频率1800赫兹、功率为280W施加超声波干预，直到容器底部形成黄白色的沉淀，且沉淀不再增加，将沉淀过滤出来并低温干燥，得到印楝素提取物。
最终产物的纯度为17.6％，根据上述纯度中的印楝素计算提取率，提取率为3.42％。可见加入的硬脂酸钠由于在分子结构上与印楝素存在的差异，无法与印楝素形成嵌合，也就几乎起不到络合、保护作用。

Claims (8)

1.一种印楝素的提取方法，其特征在于：所述的提取方法为，首先于常温下，将去皮的印楝种仁和松香酸钠加入到去离子水中，加热条件下，通过高速刀片切削搅拌粉碎去皮印楝种仁的方式，来对印楝素进行提取；
提取完成后将体系降温至常温，并加入环己烷充分搅拌后静置、分层，分离水相和油相，将得到的水相中加入液态碳氢化合物，搅拌混合过程中施加超声波干预，直到容器底部形成黄白色的沉淀，且沉淀不再增加，将沉淀过滤出来并干燥，得到印楝素提取物。
2.一种印楝素的提取方法，其特征在于：所述的提取方法具体步骤为，
(1)在常温下，将去皮的印楝种仁和松香酸钠加入到去离子水中，得到预提取体系，其中，去皮印楝种仁、松香酸钠、去离子水的重量比为5～8：0.2～0.6：50；
(2)将步骤(1)中得到的预提取体系加热至85～90℃后，在所述体系中通过高速刀片切削搅拌粉碎所述去皮印楝种仁的方式，对印楝素提取20～40min；
(3)提取结束后，将体系降温至常温，并加入与步骤(1)中去离子水等体积的环己烷充分搅拌后静置、分层，得到水相和油相；
(4)向步骤(3)中得到的水相中加入等体积的液态碳氢化合物，搅拌混合过程中施加超声波干预，直到容器底部形成黄白色的沉淀，且沉淀不再增加，将沉淀过滤出来并干燥，得到印楝素提取物。
3.如权利要求2所述的印楝素的提取方法，其特征在于：步骤(2)中所述的加热过程中，升温速率为2～4℃/min。
4.如权利要求2所述的印楝素的提取方法，其特征在于：步骤(2)中所述的高速刀片切削搅拌粉碎所述去皮印楝种仁的过程中，切削搅拌速率为2000～8000转/分钟。
5.如权利要求2所述的印楝素的提取方法，其特征在于：步骤(2)中，采用豆浆机对去皮印楝种仁进行高速刀片切削搅拌粉碎。
6.如权利要求2所述的印楝素的提取方法，其特征在于：步骤(4)中所述的液态碳氢化合物为正己烷。
7.如权利要求2所述的印楝素的提取方法，其特征在于：步骤(4)中所述的施加的超声波的频率为1500～2000赫兹。
8.如权利要求2所述的印楝素的提取方法，其特征在于：步骤(4)中所述的施加的超声波的功率为260～400W。
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