CN107325150A - 一种超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及了一种超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法，包括预处理、加料、升温过程、升压过程和分析计算等过程。女贞子粉碎放入到超临界二氧化碳萃取装置的萃取釜中，分别设定萃取釜和分离釜的温度和压力，当达到萃取时间后，从分离釜中收集萃取物，称量萃取物重量，并通过高效液相色谱法对熊果酸进行定量分析，并计算熊果酸的百分含量。本发明的技术优势在于采用超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸，无需使用有机溶剂，不存在后续处理，提取效率高、颜色状态较好，且工艺稳定、重复性好。

Description

一种超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法
技术领域
本发明属于植物种子萃取技术领域，具体涉及一种超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法。
背景技术
女贞子为木犀科植物女贞的干燥成熟果实，始载于东汉《神农本草经》，滋补肝肾、明目乌发、用于肝肾阴虚，眩晕耳呜，腰膝酸软，须发早白，目暗不明，内热消渴，骨蒸潮热。主要含有萜类、黄酮类、苯乙醇苷类、挥发油、磷脂、多糖、脂肪酸、氨基酸等化学成分，具有保肝、免疫调节、抗动脉粥样硬化、降血糖、降血脂、抗炎、抗衰老，抗肿瘤等药理作用。熊果酸是女贞子中主要的活性成分具有镇静、抗炎、抗菌、抗糖尿病、抗溃疡、降低血糖等多种生物学效应，熊果酸还具有明显的抗氧化功能和抗肿瘤活性，因而被广泛地用作医药和化妆品原料。女贞子含有较高含量的熊果酸是极具开发前景的药食同源药材。
中国专利申请CN1544455A公开了一种从女贞叶中提取熊果酸的方法，其采用的方法为先将女贞子与水在提取罐中加热煮沸、滤去水溶液再加低浓度乙醇与女贞子加热回流一定时间，取提取罐中的液体减压过滤到浓缩罐中回收乙醇等一系列步骤得到熊果酸。溶剂提取法提取时间长，而且在提取的过程中用到大量的有机溶剂，提取得到的产品易被有机溶剂污染，存在一定程度的溶剂残留。目前未见涉及超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法的专利，该方法无需使用有机溶剂不存在后续处理，且提取效率高、颜色状态较好、工艺稳定。
中国专利申请CN101279996A公开了一种高纯度科罗索酸和高纯度熊果酸的制造方法，其描述了从枇杷叶中分离提纯得到最高纯度为75％的科罗索酸和熊果酸，该发明虽然考虑的从植物原料中同时获取熊果酸和2a-羟基熊果酸，但该制备方法污染重、成品纯度低，所获得产品的纯度达不到药物级的要求。因此寻找一种环保高效提取女贞子熊果酸的方法刻不容缓。
发明内容
为解决现有技术中女贞子熊果酸提取时间长、有机溶剂用量大、并且有机溶剂难以回收，造成环境污染和溶剂残留等问题，本发明提供一种超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法。
本发明一种超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法，包括以下步骤：
S1、预处理：将女贞子粉碎备用；
S2、加料：称取步骤S1粉碎后的女贞子粉末，放入超临界二氧化碳萃取装置的萃取釜中，拧紧萃取釜盖，并检查分离釜盖和有关阀门是否处于关闭状态；
S3、升温过程：启动电源，接通冷却水，启动制冷剂开关，并打开萃取釜、分离釜的加热开关，设定萃取釜和分离釜I、II、III的温度；
S4、升压过程：在冷冻机温度降至5-6℃，且萃取釜、分离釜的温度达到设定的温度并且稳定时，打开二氧化碳的气瓶以及气源进气阀，先排出萃取分离系统内的空气，当萃取压力与储罐压力一致时，启动二氧化碳泵，调节萃取釜和分离釜的压力，并设置萃取时间为30-240min；
S5、分析计算：当达到萃取时间后，从分离釜中收集女贞子萃取物并称量其重量，并通过高效液相色谱法对熊果酸进行定量分析，并计算熊果酸的百分含量；样品中熊果酸的百分含量＝熊果酸样品浓度(mg/mL)×熊果酸样品体积(mL)/样品取样量，熊果酸的百分率＝样品中熊果酸的百分含量×样品所属萃取物重量/女贞子投药量(g)×100％。
优选的，所述的步骤S1中女贞子粉末的粒径为50目。
优选的，所述的步骤S2中女贞子粉末投放量为200g。
优选的，所述的步骤S3中设置萃取釜的温度为35-55℃，分离釜I的温度为35-55℃，分离釜II的温度为45℃，分离釜III的温度为45℃。
优选的，所述的萃取釜的温度为40℃，分离釜I的温度为55℃，分离釜II的温度为45℃，分离釜III的温度为45℃。
优选的，所述的步骤S4中调节萃取釜和分离釜的调节阀，使萃取釜压力为15-40MPa，分离釜I压力为8-15MPa，分离釜II压力为6-10MPa，分离釜III压力为6MPa。
优选的，所述的步骤S4中调节萃取釜和分离釜的调节阀，使萃取釜压力为18MPa，分离釜I压力为10MPa，分离釜II压力为6MPa，分离釜III压力为6MPa。
再优选的，所述的步骤S4中萃取时间为120min。
发明人经过研究发现压力和温度对超临界萃取的影响最大，并考察了萃取压力、萃取温度、分离釜I压力、分离釜I温度对超临界萃取的影响，得出四个因素对女贞子熊果酸萃取率的影响大小为：分离釜I温度>分离釜I压力>萃取温度>萃取压力；最佳工艺条件为萃取温度为40℃，萃取压力为18MPa，分离釜I温度为55℃，分离釜I压力为10MPa，分离釜II压力和温度分别为6MPa和45℃，分离釜III压力和温度分别为6MPa和45℃。本发明在最佳工艺条件下所得熊果酸的百分率高达0.6225％。
与现有技术相比，本发明提供的超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法，无需使用有机溶剂，不存在后续处理，提取效率高，工艺稳定，重现性好。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述，但不可理解为对本发明的限定，对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。
超临界二氧化碳萃取装置为中山大学中药集成制造与过程控制技术研究中心和南通睿智超临界科技发展公司联合制造，型号231-50-06，包括1个萃取釜、分离釜I、II、III。
实施例1超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法
S1、预处理：将女贞子粉碎至50目备用；
S2、加料：称取步骤S1粉碎后的女贞子粉末200g，放入超临界二氧化碳萃取装置的萃取釜中，拧紧萃取釜盖，并检查分离釜盖和有关阀门是否处于关闭状态；
S3、升温过程：启动电源，接通冷却水，启动制冷剂开关，并打开萃取釜、分离釜的加热开关，并设定萃取釜和分离釜I、II、III的温度分别为35℃、35℃、45℃、45℃；
S4、升压过程：在冷冻机温度降至5℃，且萃取釜、分离釜的温度达到设定的温度并且稳定时，打开二氧化碳的气瓶以及气源进气阀，先排出萃取分离系统内的空气，当萃取压力与储罐压力一致时，启动二氧化碳泵，调节萃取釜和分离釜I、II、III的压力分别为15MPa、8MPa、8MPa、6MPa，并设置萃取时间为30min；
S5、分析计算：当达到萃取时间后，从分离釜中收集女贞子萃取物并称量其重量，并通过高效液相色谱法对熊果酸进行定量分析，并计算熊果酸的百分含量；样品中熊果酸的百分含量＝熊果酸样品浓度(mg/mL)×熊果酸样品体积(mL)/样品取样量，熊果酸的百分率＝样品中熊果酸的百分含量×样品所属萃取物重量/女贞子投药量(g)×100％。
实施例2超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法
S1、预处理：将女贞子粉碎至50目备用；
S2、加料：称取步骤S1粉碎后的女贞子粉末200g，放入超临界二氧化碳萃取装置的萃取釜中，拧紧萃取釜盖，并检查分离釜盖和有关阀门是否处于关闭状态；
S3、升温过程：启动电源，接通冷却水，启动制冷剂开关，并打开萃取釜、分离釜的加热开关，并设定萃取釜和分离釜I、II、III的温度分别为40℃、55℃、45℃、45℃；
S4、升压过程：在冷冻机温度降至5.5℃，且萃取釜、分离釜的温度达到设定的温度并且稳定时，打开二氧化碳的气瓶以及气源进气阀，先排出萃取分离系统内的空气，当萃取压力与储罐压力一致时，启动二氧化碳泵，调节萃取釜和分离釜I、II、III的压力分别为18MPa、10MPa、6MPa、6MPa，并设置萃取时间为120min；
S5、分析计算：当达到萃取时间后，从分离釜中收集女贞子萃取物并称量其重量，并通过高效液相色谱法对熊果酸进行定量分析，并计算熊果酸的百分含量；样品中熊果酸的百分含量＝熊果酸样品浓度(mg/mL)×熊果酸样品体积(mL)/样品取样量，熊果酸的百分率＝样品中熊果酸的百分含量×样品所属萃取物重量/女贞子投药量(g)×100％。
实施例3超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法
S1、预处理：将女贞子粉碎至50目备用；
S2、加料：称取步骤S1粉碎后的女贞子粉末200g，放入超临界二氧化碳萃取装置的萃取釜中，拧紧萃取釜盖，并检查分离釜盖和有关阀门是否处于关闭状态；
S3、升温过程：启动电源，接通冷却水，启动制冷剂开关，并打开萃取釜、分离釜的加热开关，并设定萃取釜和分离釜I、II、III的温度分别为55℃、45℃、45℃、45℃；
S4、升压过程：在冷冻机温度降至6℃，且萃取釜、分离釜的温度达到设定的温度并且稳定时，打开二氧化碳的气瓶以及气源进气阀，先排出萃取分离系统内的空气，当萃取压力与储罐压力一致时，启动二氧化碳泵，调节萃取釜和分离釜I、II、III的压力分别为40MPa、15MPa、10MPa、6MPa，并设置萃取时间为240min；
S5、分析计算：当达到萃取时间后，从分离釜中收集女贞子萃取物并称量其重量，并通过高效液相色谱法对熊果酸进行定量分析，并计算熊果酸的百分含量；样品中熊果酸的百分含量＝熊果酸样品浓度(mg/mL)×熊果酸样品体积(mL)/样品取样量，熊果酸的百分率＝样品中熊果酸的百分含量×样品所属萃取物重量/女贞子投药量(g)×100％。
试验例一、熊果酸的含量测定
1.试验材料：实施例1-3萃取得到的熊果酸。
2.试验方法：(1)通过高效液相色谱法对熊果酸进行定量分析，色谱柱：Sharpsil-H C18色谱柱(250×4.6mm，5μm)；流动相：乙腈-0.1％磷酸；洗脱梯度：0-10min，乙腈40-75％，10-23min，乙腈75-79％，23-31min，乙腈79-79.4％，31-40min，乙腈79.4-95％，40-50min，乙腈95％；柱温为25℃；检测波长为210nm；流速为1.0mL/min；进样量为20μL。
(2)按外标法计算熊果酸的含量：
样品中熊果酸的百分含量＝熊果酸样品浓度(mg/mL)×熊果酸样品体积(mL)/样品取样量；
熊果酸的百分率＝样品中熊果酸的百分含量×样品所属萃取物重量/女贞子投药量(g)×100％。
3.试验结果：实施例1-3女贞子熊果酸的提取百分率如表1所示。
表1实施例1-3女贞子熊果酸提取百分率
组别 实施例1 实施例2 实施例3
熊果酸百分率％ 0.4179 0.6225 0.5046
从表1可以看出本发明超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法中，实施例1、实施例2、实施例3相比，实施例1和实施例3产率较低，说明本发明实施例2所采用的的萃取温度、萃取压力、萃取时间参数设计较实施例1和实施例3更好。
试验例二、萃取工艺条件优化
影响超临界二氧化碳萃取效率的因素有很多，其中压力和温度对超临界萃取的影响最大。确定影响萃取的主要因素为萃取压力、萃取温度、分离釜I温度、分离釜I压力(保持分离釜II、III温度和压力与实施例2类似)，并采用L9(3)4正交试验设计，在实施例2的基础上，进行优化萃取工艺条件的试验，正交试验参数及结果如表2所示。
表2正交实验结果分析
从表2可知实施例2所得女贞子熊果酸的收率比实施例1和实施例3所得女贞子熊果酸的收率高，从表3的极差分析可知四个因素对女贞子熊果酸萃取率的影响大小为：分离釜I温度>分离釜I压力>萃取温度>萃取压力；根据表1的K值分析可知，四个影响因素下的最大均值分别为：分离釜I温度0.102、分离釜I压力0.083、萃取温度0.019、萃取压力0.016，所以超临界二氧化碳萃取的最佳工艺组合理论上应该为：A1B2C3D2；即萃取温度为40℃，萃取压力为18MPa，分离釜I温度为55℃，分离釜I压力为10MPa，分离釜II压力和温度分别为6MPa和45℃，分离釜III压力和温度分别为6MPa和45℃。本发明在最佳工艺条件下所得熊果酸的百分率高达0.6225％。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预处理：将女贞子粉碎备用；
S2、加料：称取步骤S1粉碎后的女贞子粉末，放入超临界二氧化碳萃取装置的萃取釜中，拧紧萃取釜盖，并检查分离釜盖和有关阀门是否处于关闭状态；
S3、升温过程：启动电源，接通冷却水，启动制冷剂开关，并打开萃取釜、分离釜的加热开关，设定萃取釜和分离釜I、II、III的温度；
S4、升压过程：在冷冻机温度降至5-6℃，且萃取釜、分离釜的温度达到设定的温度并且稳定时，打开二氧化碳的气瓶以及气源进气阀，先排出萃取分离系统内的空气，当萃取压力与储罐压力一致时，启动二氧化碳泵，调节萃取釜和分离釜的压力，并设置萃取时间为30-240min；
S5、分析计算：当达到萃取时间后，从分离釜中收集女贞子萃取物并称量其重量，并通过高效液相色谱法对熊果酸进行定量分析，并计算熊果酸的百分含量；样品中熊果酸的百分含量＝熊果酸样品浓度(mg/mL)×熊果酸样品体积(mL)/样品取样量，熊果酸的百分率＝样品中熊果酸的百分含量×样品所属萃取物重量/女贞子投药量(g)×100％。
2.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法，其特征在于，所述的步骤S1中女贞子粉末的粒径为50目。
3.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法，其特征在于，所述的步骤S2中女贞子粉末投放量为200g。
4.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法，其特征在于，所述的步骤S3中设置萃取釜的温度为35-55℃，分离釜I的温度为35-55℃，分离釜II的温度为45℃，分离釜III的温度为45℃。
5.根据权利要求4所述的超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法，其特征在于，所述的萃取釜的温度为40℃，分离釜I的温度为55℃，分离釜II的温度为45℃，分离釜III的温度为45℃。
6.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法，其特征在于，所述的步骤S4中调节萃取釜和分离釜的调节阀，使萃取釜压力为15-40MPa，分离釜I压力为8-15MPa，分离釜II压力为6-10MPa，分离釜III压力为6MPa。
7.根据权利要求6所述的超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法，其特征在于，所述的步骤S4中调节萃取釜和分离釜的调节阀，使萃取釜压力为18MPa，分离釜I压力为10MPa，分离釜II压力为6MPa，分离釜III压力为6MPa。
8.根据权利要求1所述的超临界二氧化碳萃取女贞子熊果酸的方法，其特征在于，所述的步骤S4中萃取时间为120min。
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