CN105535029B - 一种蜂胶提取物的逆流超声制备方法 - Google Patents

一种蜂胶提取物的逆流超声制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种蜂胶提取物的逆流超声制备方法，属于蜂胶活性成分开发利用领域。包括原料的粉碎、加溶剂调配、超声提取、固液分离、干燥、溶剂回收等工艺过程。本发明所具有的优点是：利用逆流聚能式超声波循环提取蜂胶中的活性成分，同时通过氦气保护易氧化成分在超声提取中损失，与现有方法相比，提取时间缩短了48~99.8%，可溶性物质提取率提高了37.2~172%，提取物黄酮含量提高了46~279%。

Description

一种蜂胶提取物的逆流超声制备方法
技术领域
本发明涉及蜂胶活性成分开发利用领域，特指一种蜂胶提取物的逆流超声制备方法。
背景技术
蜂胶是蜜蜂采集植物幼嫩枝芽或汁液，并混入自身上腭腺分泌物形成的混合物。含有多中有机酸、酚类、脂类、高级醇类、萜烯类、黄酮类等多种具有生理活性的成分。其不同形式的提取物具有抑菌、促进伤口愈合、麻醉、抗氧化、调节血糖等多种生理功效。因为蜂胶产量很少，全球年产量不足800吨，因此研究蜂胶的活性组分提取技术，尽可能提高蜂胶的利用率，节约这一宝贵资源，是目前的蜂胶开发的一个瓶颈问题。
乙醇提取蜂胶中活性成分已有报道，如已公开的发明专利“一种蜂胶黄酮提取物的制备方法及其用途”(公开号：CN103520213A)，提取时间8h，提取率52％～56％。和本方法相比，虽然提取率相当，但是本方式的提取时间缩短了48％～99％。“蜂胶提取方法”(公开号：CN104095174A)，提取时间30h，提取率23.5％～34.5％，本方法与之相比，时间缩短了86～99.8％，提取率提高了85.5～172％。上述普通醇提和本方法相比提取效率低、提取时间长。利用超声波促进蜂胶提取的方法也有报道，如已公开的发明专利“一种蜂胶的提纯方法”(公开号：CN104719760A)，提取时间25min。提取物黄酮含量8.7％～12.3％，本方法与之相比，提取时间相当，提取物黄酮含量增加了215％～229％。“一种超声波技术提取蜂胶功能性成分的方法”(公开号：CN1528130A)，提取时间25min，提取率34.26％，提取物黄酮含量10.02％，本方法与之相比，提取时间相当，提取率增加了37.2％～66.8％，提取物黄酮含量增加了79.6％～279％。上述方法所用超声波均为静态间歇式处理方式，和本方法相比，提取效率仍较低，提取时间仍较长，且温度升高易造成热敏性成分损失。
因为超声波是一种纵向波，波的发出方向是超声波工具头正下方一定距离内，所以常规超声波提取把超声探头直接插入容器中，容器中能够被处理的物料占总料液量的比例很小，处理效果较差，如公考号为CN1528130A的发明专利。本方法让物料逆向于超声波探头纵波方向，保证了物料全部被处理，改善了处理效果。
有关超声波多频组合提取的方法已有报道，如公开号为CN102764620B的发明专利公开的一种逆流通过式超声设备，该方法是物料流在诸多平行的超声头下方流过，和本方法相比，物料流并未与与超声波纵波发出方向逆向流动，传质效果较差。公开号为102764619A公开的一种顺序工作多频非接触和接触组合式超声处理设备、CN102764621A顺序工作多频接触式超声辅助提取和超声辅助反应设备均为静态提取设备，和本方法相比，物料流并未与与超声波纵波发出方向逆向流动，传质效果较差。
蜂胶等生物资源中很多有效成分是很好的抗氧化剂，但是很多抗氧化剂本身也容易被氧化失效，超声波提取过程中产生大量自由基，会造成提取物生物活性下降，本方法在超声提取的同时通过氦气保护，减少了活性成分的氧化。
发明内容
本发明的目的是提供一种蜂胶提取物的逆流超声制备方法。
本发明的上述目的是通过以下手段来实现的：
一种蜂胶提取物的逆流超声制备方法，按照下述步骤进行：
(1)原料冷冻粉碎至全部过80目筛，按液料比10:1-50:1(mL:g)加入质量浓度为50～90％的乙醇-水溶液调配，调配好的料液用蠕动泵以100～500mL/min的进料速度泵入逆流超声波提取室，
(2)通入10ml/min～1000ml/min的纯度>99.999％的氦气进行保护，惰性气体同时起到搅拌作用，以保证超声波处理均匀。
(3)用超声波的频率为20、22、25、28、33、40kHz中的一种或几种结合同步或依次处理，超声功率500W～2000W，超声工作/间歇时间比为1:10～10：1，料液初始温度20～60℃，超声时间5～25min。
(4)提取结束后，提取液采用10000r/min冷冻离心除去不溶的固体杂质。上清液采用真空浓缩浓缩至浸膏，得到蜂胶提取物，同时回收溶剂。
其中所述的步骤(3)优选用超声波的频率为20、28、40kHz同步组合使用，超声功率800W，超声工作/间歇时间比为3：1，料液初始温度40℃，超声时间15min。
本发明所具有的优点是：利用逆流聚能式超声波循环提取蜂胶中的活性成分，同时通过氦气保护易氧化成分在超声提取中损失，与现有方法相比，提取时间缩短了48～99.8％，可溶性物质提取率提高了37.2～172％，提取物黄酮含量提高了46～279％。
附图说明
图1本发明所用逆流超声波提取装置；1为超声波发生器1；2为超声波工具头；3为氦气管；4为氦气瓶；5为超声波提取室；6为储料槽；7为蠕动泵；
图2本发明生产蜂胶提取物的工艺路线。
具体实施方式
图1为本发明所用逆流超声波提取装置；装置由超声波发生器1、超声波工具头2、储料槽6、蠕动泵7、超声波提取室5及其之间的连接管路、氦气瓶4、氦气管3及其间连接管路等组成。其中超声波发生器1控制超声波工具头2分别发出频率为20、22、25、28、33、40kHz的超声波。
具体实施过程如下(如图2所示)：原料冷冻粉碎至全部过80目筛。按液料比10:1-50:1(mL:g)加入质量浓度为50～90％的食用乙醇水溶液调配，调配好的料液用蠕动泵以100～500mL/min的进料速度泵入逆流超声波提取室，通入10ml/min～1000ml/min的纯度>99.999％的氦气进行保护，惰性气体同时起到搅拌作用，以保证超声波处理均匀。用超声波的频率为20、22、25、28、33、40kHz中的一种或几种结合同步或依次处理，超声功率500W～2000W，超声工作/间歇时间比为1:10～10：1，料液初始温度20～60℃，超声时间5～25min，整个超声过程中物料逆向于超声波纵波方向。提取结束后，提取液采用10000r/min冷冻离心除去不溶的固体杂质。上清液采用真空浓缩浓缩至浸膏，得到蜂胶提取物，同时回收溶剂。
下面结合实施例对本发明作进一步阐述，但本发明不限于下述实施例，对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都属于本发明的构思和所附权利要求的保护范围。
本发明中蜂胶中有效成分总提取率的测定方法如下：
将提取后所得提取液的上清液倒入干燥称重过的滤纸及玻璃漏斗，过滤到锥形瓶中，再用少量的乙醇洗涤烧杯和滤纸两次，然后将残渣及滤纸与玻璃漏斗在50℃下干燥至恒重。按照下式进行总提取率的计算：
Figure BDA0000892024230000031
式中：m—样品质量(g)；m1—滤纸和漏斗质量(g)；m2—滤纸、漏斗和残渣质量(g)。
本发明中蜂胶中黄酮提取率的测定方法如下：
用电子天平精确称取芦丁标准品0.0050g，于25mL容量瓶中，并用70％乙醇溶解定容，配制成0.2mg/mL的标准溶液。用移液枪移取0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0mL，分别置于25mL容量瓶中，加去离子水至6mL，参比液直接加去离子水至6mL，依次加入5％亚硝酸钠1mL，摇匀静置6min。加入10％硝酸铝1mL，摇匀静置6min；再加入4.3％氢氧化钠10mL，最后加蒸馏水定容，摇匀静置15min。空白参照液直接加入6mL蒸馏水，后面依次加入相同的试剂为参比。用紫外分光光度计在510nm波长处测定吸光度，绘制标准曲线。
准确吸取定容后的提取液1mL，以80％乙醇为稀释液，稀释10倍，按上述方法测定、按照下式计算黄酮提取率。
Figure BDA0000892024230000041
式中：X—由回归方程得到的黄酮浓度(mg/mL)；m—样品的质量(g)；10—稀释倍数；240—提取液的总体积(mL)。
常规提取步骤：原料100g冷冻粉碎至全部过80目筛。按液料比10:1mL/g加入浓度为75％(v/v)的食用乙醇水溶液调配后进行提取。提取过程中持续对料液进行搅拌，以保证料液混合均匀。提取24h后，提取液采用10000r/min冷冻离心除去不溶的固体杂质。上清液采用真空浓缩浓缩至浸膏。
表1本方法与常规方法对照
Figure BDA0000892024230000042
实施例1
原料100g冷冻粉碎至全部过80目筛。按液料比10:1(mL:g)加入浓度为50％(v/v)的食用乙醇水溶液调配，调配好的料液用蠕动泵以100mL/min的进料速度泵入逆流超声波提取室，通入流速为10ml/min氦气进行保护和搅拌，用超声波的频率为20kHz进行处理，超声功率500W，超声工作/间歇时间比为1:10，料液初始温度20℃，超声时间5min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。提取结束后，提取液采用10000r/min冷冻离心除去不溶的固体杂质。上清液采用真空浓缩浓缩至浸膏。上清液采用真空浓缩浓缩至浸膏。获得浸膏47g，提取率为47％，提取物黄酮含量38％。
实施例2
原料1000g冷冻粉碎至全部过80目筛。按液料比50:1(mL:g)加入浓度为90％的食用乙醇水溶液调配，调配好的料液用蠕动泵以500mL/min的进料速度泵入逆流超声波提取室，通入流速为300ml/min氦气进行保护和搅拌，用超声波的频率为40kHz处理，超声功率2000W，超声工作/间歇时间比为10：1，料液初始温度60℃，超声时间25min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。提取结束后，提取液采用10000r/min冷冻离心除去不溶的固体杂质。上清液采用真空浓缩浓缩至浸膏，同时回收溶剂。得浸膏497g，提取率为49.7％，黄酮含量37.5％。
实施例3
原料500g冷冻粉碎至全部过80目筛。按液料比20:1(mL:g)加入浓度为75％的食用乙醇水溶液调配，调配好的料液用蠕动泵以200mL/min的进料速度泵入逆流超声波提取室，通入流速为50ml/min氦气进行保护和搅拌，用超声波的频率为33kHz处理，超声功率1000W，超声工作/间歇时间比为2：5，料液初始温度30℃，超声时间20min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。提取结束后，提取液采用10000r/min冷冻离心除去不溶的固体杂质。上清液采用真空浓缩浓缩至浸膏，同时回收溶剂。得到浸膏259g，提取率51.7％，黄酮含量37.3％。
实施例4
原料500g冷冻粉碎至全部过80目筛。按液料比30:1(mL:g)加入浓度为75％的食用乙醇水溶液调配，调配好的料液用蠕动泵以300mL/min的进料速度泵入逆流超声波提取室，通入流速为40ml/min氦气进行保护和搅拌，用超声波的频率为20、22两种同步组合使用，各频率超声功率500W，超声工作/间歇时间比为1:10～，料液初始温度20℃，超声时间25min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。提取结束后，提取液采用10000r/min冷冻离心除去不溶的固体杂质。上清液采用真空浓缩浓缩至浸膏，同时回收溶剂。得到浸膏290g，提取率58％，黄酮含量37.4％。
实施例5
原料5000g冷冻粉碎至全部过80目筛。按液料比40:1(mL:g)加入浓度为80％的食用乙醇水溶液调配，调配好的料液用蠕动泵以500mL/min的进料速度泵入逆流超声波提取室，通入流速为1000ml/min氦气进行保护和搅拌，用超声波的频率为20、22、25、28、33、40kHz组合同步处理，各频率超声功率500W，超声工作/间歇时间比为3：1，料液初始温度60℃，超声时间25min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。提取结束后，提取液采用10000r/min冷冻离心除去不溶的固体杂质。上清液采用真空浓缩浓缩至浸膏，同时回收溶剂。得到浸膏2870g，提取率57.4％，黄酮含量37.1％。
实施例6
原料2500g冷冻粉碎至全部过80目筛。按液料比30:1(mL:g)加入浓度为75％的食用乙醇水溶液调配，调配好的料液用蠕动泵以300mL/min的进料速度泵入逆流超声波提取室，通入流速为500ml/min氦气进行保护和搅拌，用超声波的频率为20、22、25、28、33、40kHz组合依次处理，超声功率500W，超声工作/间歇时间比为5：1，料液初始温度45℃，超声时间25min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。提取结束后，提取液采用10000r/min冷冻离心除去不溶的固体杂质。上清液采用真空浓缩浓缩至浸膏，同时回收溶剂。得到浸膏1460g，提取率59.2％，黄酮含量37.5％。
表2本方法与已公开专利数据对照
Figure BDA0000892024230000061
实施例7
原料3000g冷冻粉碎至全部过80目筛。按液料比30:1(mL:g)加入浓度为75％的食用乙醇水溶液调配，调配好的料液用蠕动泵以400mL/min的进料速度泵入逆流超声波提取室，通入流速为800ml/min氦气进行保护和搅拌，用超声波的频率为20、28、40kHz同步组合使用，超声功率800W，超声工作/间歇时间比为3：1，料液初始温度40℃，超声时间15min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。提取结束后，提取液采用10000r/min冷冻离心除去不溶的固体杂质。上清液采用真空浓缩浓缩至浸膏，同时回收溶剂。得到浸膏1920g，提取率64％，黄酮含量38.7％。
实施例8
原料5000g冷冻粉碎至全部过80目筛。按液料比40:1(mL:g)加入浓度为75％的食用乙醇水溶液调配，调配好的料液用蠕动泵以400mL/min的进料速度泵入逆流超声波提取室，通入流速为1000ml/min氦气进行保护和搅拌，用超声波的频率为22、28、33、40kHz依次组合使用，超声功率500W，超声工作/间歇时间比为8：1，料液初始温度30℃，超声时间20min。超声波处理的过程中持续对料液进行搅拌，以保证超声波处理均匀。提取结束后，提取液采用10000r/min冷冻离心除去不溶的固体杂质。上清液采用真空浓缩浓缩至浸膏，同时回收溶剂。得到浸膏2800g，提取率56％，黄酮含量37.4％。

Claims (1)

1.一种蜂胶提取物的逆流超声制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：
（1）原料冷冻粉碎至全部过80目筛，按液料比30:1 （mL:g）加入质量浓度为75%的乙醇-水溶液调配，调配好的料液用蠕动泵以400mL/min的进料速度泵入逆流超声波提取室，
（2）通入800ml/min的纯度>99.999%的氦气进行保护，惰性气体同时起到搅拌作用，以保证超声波处理均匀；
（3）用超声波的频率为20、28、40kHz同步组合使用，超声功率800W，超声工作/间歇时间比为3：1，料液初始温度40℃，超声时间15min；
（4）提取结束后，提取液采用10000r/min冷冻离心除去不溶的固体杂质；
上清液采用真空浓缩浓缩至浸膏，得到蜂胶提取物，同时回收溶剂。
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