CN106823454A - 一种侧柏叶中挥发油与黄酮的连续选择性提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种侧柏叶中挥发油与黄酮的连续选择性提取方法。该提取方法是使用超临界CO2萃取技术，通过控制反应条件来实现。将侧柏叶进行干燥、粉碎和过筛后放入萃取釜内，在压力5‑30MPa，温度30‑60℃，CO2循环流量100‑800L/h，动态萃取时间为1‑4h，第一分离釜的压力为3‑15MPa，温度为25‑50℃，第二分离釜的压力为1‑10MPa，温度为20‑40℃，可以得到侧柏叶精油。后使用40‑95％的乙醇作为夹带剂，继续进行超临界CO2萃取，在压力10‑40MPa，温度40‑70℃，CO2循环流量100‑800L/h，动态萃取时间为1‑4h，第一分离釜的压力为5‑20MPa，温度为30‑55℃，第二分离釜的压力为2‑15MPa，温度为25‑50℃，可以得到侧柏叶黄酮。本方法提取率高、无污染、不破坏活性成分，工艺流程短，可连续萃取，成本低。

Description

一种侧柏叶中挥发油与黄酮的连续选择性提取方法
技术领域
本发明涉及一种植物有效成分的提取分离方法，特别是涉及一种利用超临界CO2连续选择性提取侧柏叶中挥发油与黄酮的有效成分的方法。
背景技术
侧柏系柏科侧柏属常绿乔木，又名扁松、扁柏、扁桧、黄柏，是我国应用最广泛的园林绿化树种之一。侧柏叶中所含化学成分复杂，包括黄酮类化合物、鞣质和挥发油等，可应用于医药、农药、化妆品等领域。侧柏叶中黄酮成分的药理作用主要在于激活毛母细胞和促进血液循环，使毛发生长能力衰退的毛囊复活和促进血液循环后补充营养成分而发挥出养发、生发的作用。侧柏叶挥发油可以适当延缓脱毛，对毛囊损伤具有一定的保护作用且对毛发的生长促进作用较明显。
当前侧柏叶挥发油提取方法主要有物理压榨法、蒸馏提取法、溶剂提取法等。物理压榨法的产品大多不纯，需要进一步处理才能获得高品质的挥发油，且很难将所有挥发油一次提取出来。蒸馏提取法存在操作复杂、重现性不高、耗时较长且高温容易破坏挥发油中热敏性物质等缺点。溶剂提取法所得的挥发油较杂，存在溶剂残留的问题。侧柏叶黄酮的提取方法主要为溶剂提取法，同样存在溶剂残留问题和热敏性物质失活问题。
经检索，国内外并无采用超临界CO2连续选择性提取侧柏叶中挥发油与黄酮的有效成分的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种侧柏叶中挥发油与黄酮的连续选择性提取方法，是一种绿色环保，过程简单，产品质量高，安全高效的超临界CO2连续选择性提取侧柏叶中挥发油与黄酮的有效成分的方法。
为实现上述目的，本发明的解决方案如下：
一种侧柏叶中挥发油与黄酮的连续选择性提取方法，包括如下步骤：
1)将侧柏叶进行干燥、粉碎和过筛后放入萃取釜内，在压力5-30MPa，温度30-60℃，CO2循环流量100-800L/h，动态萃取时间为1-4h，第一分离釜的压力为3-15MPa，温度为25-50℃，第二分离釜的压力为1-10MPa，温度为20-40℃，可以得到侧柏叶精油；
2)后使用40-95％的乙醇继续进行超临界CO2萃取，在压力10-40MPa，温度40-70℃，CO2循环流量100-800L/h，动态萃取时间为1-4h，第一分离釜的压力为5-20MPa，温度为30-55℃，第二分离釜的压力为2-15MPa，温度为25-50℃，可以得到侧柏叶黄酮。
本发明的连续选择性提取方法，步骤1)中，二氧化碳从CO2钢瓶中出来，经过滤器过滤除去CO2中的杂质，经过第一换热器，将温度下降到0℃以下确保CO2为液态，然后对萃取釜进行萃取，开启阀门并关闭另一阀门，CO2高压泵将液体CO2泵入萃取釜，此时，经过第二换热器，加热液体CO2，使其温度达到设定温度30-60℃，待液体CO2压力达到设定压力5-30MPa时，开启阀门，确保萃取釜中的压力为设定压力5-30MPa。
本发明的连续选择性提取方法，在CO2的萃取分离作用下，侧柏叶中的挥发油成分随超临界CO2一起进入第一分离釜和第二分离釜中，溶解其中的挥发油成分就解析出来，分别通过阀门进行收集，而CO2则被重新回收利用。
本发明的连续选择性提取方法，待上述萃取完成后，开启阀门，将夹带剂釜中的夹带剂经夹带剂泵泵入萃取釜；调节萃取釜中压力10-40MPa，温度40-70℃，并设定第一分离釜的压力为5-20MPa，温度为30-55℃，第二分离釜的压力为2-15MPa，温度为25-50℃；
从第一分离釜和第二分离釜中得到侧柏叶黄酮，CO2则被重新回收利用。
本发明的连续选择性提取方法，步骤2中，夹带剂为40-95％的乙醇，其在萃取时由夹带剂泵将夹带剂泵入萃取釜，其比例为原料重量的10-150％。
借由上述技术方案，本发明的优点和有益效果是：
1)本发明的提取方法采用超临界CO2萃取设备，以无毒CO2为流体，连续选择性萃取侧柏叶中挥发油与黄酮的有效成分，具有连续萃取、工艺简单、提取效果好、功效成分含量高等特点。
2)本发明的提取方法其提取率高、绿色无污染；连续萃取、工艺流程简单、成本低；安全可靠，不破坏活性成分。
附图说明
图1为超临界CO2萃取的工艺流程图。
图2为超临界CO2萃取设备的结构示意图。
1：CO2钢瓶 2：过滤器 3：第一换热器
4：CO2高压泵 5：夹带剂釜 6：夹带剂泵
7：第二换热器 8：萃取釜 9：第一分离釜
10：第二分离釜 11～17：阀门
具体实施方式
本发明提供了一种侧柏叶中挥发油与黄酮的连续选择性提取方法，使用超临界CO2萃取工艺，通过控制反应条件来实现。
配合图1和图2所示，该超临界CO2萃取设备的具体工艺包括以下步骤：
步骤1，将侧柏叶进行干燥、粉碎和过筛(10-100目)后放入萃取釜8内；
步骤2，挥发油的萃取，设定萃取条件：压力5-30MPa，温度30-60℃，CO2循环流量100-800L/h，动态萃取时间为1-4h；
步骤3，挥发油的萃取，设定分离条件：第一分离釜9的压力为3-15MPa，温度为25-50℃，第二分离釜10的压力为1-10MPa，温度为20-45℃；
步骤4，黄酮的萃取，设定萃取条件：使用40-95％的乙醇作为夹带剂，压力10-40MPa，温度40-70℃，CO2循环流量100-800L/h，动态萃取时间为1-4h；
步骤5，黄酮的萃取，设定分离条件：第一分离釜9的压力为5-20MPa，温度为30-55℃，第二分离釜10的压力为2-15MPa，温度为25-50℃。
此时，从第一分离釜9和第二分离釜10中得到侧柏叶黄酮，CO2则被重新回收利用。以下通过具体较佳实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不仅限于以下的实施例。
实施例1
一种侧柏叶中挥发油与黄酮的连续选择性提取方法，使用超临界CO2萃取工艺，具体包括以下工艺步骤：
1)将干燥、粉碎和过50目筛后的侧柏叶1kg填入萃取釜8中，并密封。
2)检查设备、管线、阀门、仪表是否正常。开启第一换热器3开关，使其温度下降至0℃以下确保CO2为液态。开启第二换热器7开关，设定其温度为45℃，加热液体CO2。开启萃取釜8、第一分离釜9和第二分离釜10加热器，使其达到设定温度，分别为45℃、40℃和35℃。
3)开启CO2钢瓶1减压阀，开启阀门13，关闭阀门11、12、14、15、16和17。开启CO2高压泵4向萃取釜内注入CO2，待其达到设定压力15MPa时，停止CO2高压泵4，关闭阀门13，让萃取釜8温度和压力维持在设定值10min，使超临界CO2流体与物料充分接触。
4)10min后，开启CO2高压泵4，并同时开启阀门12-17，使整个系统连通。根据工艺参数调节阀门12-17的开度、CO2高压泵4的频率和温度控制器设定，使系统参数维持在以下设定：萃取釜8的压力为15Mpa，温度为45℃、第一分离釜9的压力为10Mpa,温度为40℃、第二分离釜10的压力为8MPa，温度为35℃、CO2循环流量300L/h。
5)萃取2h后，开启阀门14和16，得挥发油45g。
6)开启夹带剂釜5阀门，开启夹带剂泵6，开启阀门11，将夹带剂75％的乙醇泵入萃取釜8中，用量为侧柏叶量的100％即1kg。完毕后，关闭夹带剂5阀门，停止夹带剂泵6和关闭阀门11。
7)据工艺参数调节阀门12-17的开度、CO2高压泵4的频率和温度控制器设定，使系统参数维持在以下设定：萃取釜8的压力为30Mpa，温度为50℃、第一分离釜9的压力为20Mpa，温度为40℃、第二分离釜10的压力为10MPa，温度为30℃、CO2循环流量500L/h。
8)萃取3h后，开启阀门14和16，得侧柏叶黄酮208g。
9)萃取完成后，关闭CO2高压泵4和各温度控制器，清理设备。
实施例2
一种侧柏叶中挥发油与黄酮的连续选择性提取方法，使用超临界CO2萃取工艺，具体包括以下工艺步骤：
1)将干燥、粉碎和过20目筛后的侧柏叶1kg填入萃取釜8中，并密封。
2)检查设备、管线、阀门、仪表是否正常。开启第一换热器3开关，使其温度下降至0℃以下确保CO2为液态。开启第二换热器7开关，设定其温度为30℃，加热液体CO2。开启萃取釜8、第一分离釜9和第二分离釜10加热器，使其达到设定温度，分别为30℃、25℃和20℃。
3)开启CO2钢瓶1减压阀，开启阀门13，关闭阀门11、12、14、15、16和17。开启CO2高压泵4向萃取釜内注入CO2，待其达到设定压力10MPa时，停止CO2高压泵4，关闭阀门13，让萃取釜8温度和压力维持在设定值10min，使超临界CO2流体与物料充分接触。
4)10min后，开启CO2高压泵4，并同时开启阀门12-17，使整个系统连通。根据工艺参数调节阀门12-17的开度、CO2高压泵4的频率和温度控制器设定，使系统参数维持在以下设定：萃取釜8的压力为10Mpa，温度为30℃、第一分离釜9的压力为5Mpa，温度为25℃、第二分离釜10的压力为2MPa，温度为20℃、CO2循环流量200L/h。
5)萃取4h后，开启阀门14和16，得挥发油35g。
6)开启夹带剂釜5阀门，开启夹带剂泵6，开启阀门11，将夹带剂40％的乙醇泵入萃取釜8中，用量为侧柏叶量的50％即0.5kg。完毕后，关闭夹带剂5阀门，停止夹带剂泵6和关闭阀门11。
7)据工艺参数调节阀门12-17的开度、CO2高压泵4的频率和温度控制器设定，使系统参数维持在以下设定：萃取釜8的压力为20Mpa，温度为40℃、第一分离釜9的压力为10Mpa，温度为30℃、第二分离釜10的压力为6MPa，温度为25℃、CO2循环流量300L/h。
8)萃取4h后，开启阀门14和16，得侧柏叶黄酮183g。
9)萃取完成后，关闭CO2高压泵4和各温度控制器，清理设备。
实施例3
一种侧柏叶中挥发油与黄酮的连续选择性提取方法，使用超临界CO2萃取工艺，具体包括以下工艺步骤：
1)将干燥、粉碎和过80目筛后的侧柏叶1kg填入萃取釜8中，并密封。
2)检查设备、管线、阀门、仪表是否正常。开启第一换热器3开关，使其温度下降至0℃以下确保CO2为液态。开启第二换热器7开关，设定其温度为60℃，加热液体CO2。开启萃取釜8、第一分离釜9和第二分离釜10加热器，使其达到设定温度，分别为60℃、50℃和45℃。
3)开启CO2钢瓶1减压阀，开启阀门13，关闭阀门11、12、14、15、16和17。开启CO2高压泵4向萃取釜内注入CO2，待其达到设定压力30MPa时，停止CO2高压泵4，关闭阀门13，让萃取釜8温度和压力维持在设定值10min，使超临界CO2流体与物料充分接触。
4)10min后，开启CO2高压泵4，并同时开启阀门12-17，使整个系统连通。根据工艺参数调节阀门12-17的开度、CO2高压泵4的频率和温度控制器设定，使系统参数维持在以下设定：萃取釜8的压力为30Mpa，温度为60℃、第一分离釜9的压力为15Mpa，温度为50℃、第二分离釜10的压力为10MPa，温度为45℃、CO2循环流量500L/h。
5)萃取4h后，开启阀门14和16，得挥发油52g。
6)开启夹带剂釜5阀门，开启夹带剂泵6，开启阀门11，将夹带剂95％的乙醇泵入萃取釜8中，用量为侧柏叶量的150％即1.5kg。完毕后，关闭夹带剂5阀门，停止夹带剂泵6和关闭阀门11。
7)据工艺参数调节阀门12-17的开度、CO2高压泵4的频率和温度控制器设定，使系统参数维持在以下设定：萃取釜8的压力为40Mpa，温度为70℃、第一分离釜9的压力为20Mpa，温度为55℃、第二分离釜10的压力为15MPa，温度为50℃、CO2循环流量800L/h。
8)萃取1h后，开启阀门14和16，得侧柏叶黄酮245g。
9)萃取完成后，关闭CO2高压泵4和各温度控制器，清理设备。
效果试验例1
实验中，还利用水蒸气蒸馏法对侧柏叶中精油进行了提取实验，具体操作步骤如下：
准确称取500g粉碎的侧柏叶，加入蒸馏水浸泡，其中侧柏叶与蒸馏水的质量比为1:7。浸泡1h后，将材料与蒸馏水一并转移至蒸馏装置中进行蒸馏，蒸馏时间为3h。将收集瓶中的馏出液转移至分液漏斗中，静置1h使其自然分层，收集上层精油，并用无水硫酸钠干燥。准确称量精油质量，并计算提取率，多次实验结果平均提取率为1.3％。
水蒸气蒸馏法同超临界CO2提取侧柏叶精油的对比结果如下表1所示：
表1超临界CO2法与水蒸气蒸馏法提取侧柏叶精油结果对比
表1的结果可以看出，超临界CO2法相对于水蒸气蒸馏法提取率大幅度提升，最高可提升300％。
效果试验例2
实验中，还利用乙醇溶剂提取法对侧柏叶中黄酮进行了提取实验，具体操作步骤如下：
准确称取500g粉碎的侧柏叶,按1:15的比例加入石油醚回流脱脂2次,每次2h。脱脂后的侧柏叶粉,按1:12.5的比例加入75％乙醇热回流提取2次,每次2h,合并提取液,离心,取上清液并减压浓缩至浸膏,抽真空干燥,称重计算提取率。采用紫外分光光度法，以芦丁作为标准样品，测定侧柏叶黄酮的含量。多次实验结果平均提取率为10.8％，其中黄酮含量为19.7％。
乙醇溶剂提取法同超临界CO2提取侧柏叶黄酮的对比结果如下表2所示：
表2超临界CO2法与乙醇溶剂提取法的结果对比
表2可以看出，同常规乙醇溶剂提取法相比，无论是提取率还是提取物的纯度，超临界CO2法均有显著提高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种侧柏叶中挥发油与黄酮的连续选择性提取方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)将侧柏叶进行干燥、粉碎和过筛后放入萃取釜内，在压力5-30MPa，温度30-60℃，CO2循环流量100-800L/h，动态萃取时间为1-4h，第一分离釜的压力为3-15MPa，温度为25-50℃，第二分离釜的压力为1-10MPa，温度为20-40℃，可以得到侧柏叶精油；
2)后使用40-95％的乙醇继续进行超临界CO2萃取，在压力10-40MPa，温度40-70℃，CO2循环流量100-800L/h，动态萃取时间为1-4h，第一分离釜的压力为5-20MPa，温度为30-55℃，第二分离釜的压力为2-15MPa，温度为25-50℃，可以得到侧柏叶黄酮。
2.如权利要求1所述的侧柏叶中挥发油与黄酮的连续选择性提取方法，其特征在于：步骤1)中，二氧化碳从CO2钢瓶中出来，经过滤器过滤除去CO2中的杂质，经过第一换热器，将温度下降到0℃以下确保CO2为液态，然后对萃取釜进行萃取，开启阀门并关闭另一阀门，CO2高压泵将液体CO2泵入萃取釜，此时，经过第二换热器，加热液体CO2，使其温度达到设定温度30-60℃，待液体CO2压力达到设定压力5-30MPa时，开启阀门，确保萃取釜中的压力为设定压力5-30MPa。
3.如权利要求2所述的侧柏叶中挥发油与黄酮的连续选择性提取方法，其特征在于：在CO2的萃取分离作用下，侧柏叶中的挥发油成分随超临界CO2一起进入第一分离釜和第二分离釜中，溶解其中的挥发油成分就解析出来，分别通过阀门进行收集，而CO2则被重新回收利用。
4.如权利要求3所述的侧柏叶中挥发油与黄酮的连续选择性提取方法，其特征在于：待上述萃取完成后，开启阀门，将夹带剂釜中的夹带剂经夹带剂泵泵入萃取釜；调节萃取釜中压力10-40MPa，温度40-70℃，并设定第一分离釜的压力为5-20MPa，温度为30-55℃，第二分离釜的压力为2-15MPa，温度为25-50℃；
从第一分离釜和第二分离釜中得到侧柏叶黄酮，CO2则被重新回收利用。
5.如权利要求1所述的侧柏叶中挥发油与黄酮的连续选择性提取方法，其特征在于：步骤2中，夹带剂为40-95％的乙醇，其在萃取时由夹带剂泵将夹带剂泵入萃取釜，其比例为原料重量的10-150％。
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