CN110776449B - 一种提取叶黄素和槲皮万寿菊素的工业化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种提取叶黄素和槲皮万寿菊素的工业化方法，包括如下步骤：用体积分数为90～99％的丙酮溶液对万寿菊花颗粒进行提取，得提取液；将所述提取液浓缩至固形物含量为60～95％，用体积分数为70～100％的低级醇溶液对浓缩物进行萃取，得槲皮万寿菊素产品和叶黄素产品。采用丙酮溶液对万寿菊花进行提取，可对叶黄素和槲皮万寿菊素进行充分地提取，并通过低级醇溶液萃取进行分离，得到两种产品，整个过程中严格控制丙酮浓度和浓缩程度，可对叶黄素和槲皮万寿菊素进行充分的提取以及较好的精制，所得提取物有较好的生物功效。

Description

一种提取叶黄素和槲皮万寿菊素的工业化方法
技术领域
本发明涉及植物功能性成分提取的技术领域，具体涉及一种从万寿菊花中提取叶黄素和槲皮万寿菊素的方法。
背景技术
万寿菊是我国主要栽培的草本盆花之一，且广泛用于室内外环境布置。随着营养健康产业发展，国际上对万寿菊的需求量越来越多。万寿菊不但具有观赏价值外，而且还有很好的药用价值，其起药理作用的主要成分是黄酮类物质、类胡萝卜素类、萜类、糖苷类、精油等成分。
目前关于叶黄素和黄酮的提取方法，主要是分步提取，即利用正己烷首先提取叶黄素，然后利用溶剂处理万寿菊花粕得到黄酮类产品。另外有两篇专利是利用混合溶剂提取，201410104645.X中采用双水相溶剂进行提取；主要是提取得到叶黄素和黄酮混合物，并不能提取得到高纯度的槲皮万寿菊素。中国专利201811188771.2采用石油醚和丙酮的混合溶剂进行提取，该专利中选用的分离方式为加入水后进行分离，操作较为复杂，而且也无法分离得到高纯度的槲皮万寿菊素，仅可得到万寿菊黄酮混合物。
现有技术中关于高纯度槲皮万寿菊素的制备方法主要利用色谱分离。如中国专利CN201410708334.4公开通过一维液相色谱和二维液相色谱法提取得到高纯度的槲皮万寿菊素。中国专利201610108596.6 是通过反复离心、过滤、洗涤等方法，制备得到含量大于85％的槲皮万寿菊素，还未见通过简单分离纯化得到高含量的槲皮万寿菊素的相关报道 ，中国专利201910406196.7中公开了一种采用正己烷和丙酮的混合溶剂提取叶黄素和槲皮万寿菊素的方法，该方法可提取得到高纯度的叶黄素和槲皮万寿菊素，但是在提取的过程中使用了混合溶剂，提取完成后提取剂的分离困难，而且对叶黄素和槲皮万寿菊素分离的过程成本较高，不利于进行大规模的工业化生产。
发明内容
本发明涉及一种简单地提取叶黄素和槲皮万寿菊素的工业化方法，包括如下步骤：
1)用体积分数为90～99％的丙酮溶液对万寿菊花颗粒进行提取，得提取液；
2)将所述提取液浓缩至固形物含量为60～95％，用体积分数为 70～100％的低级醇的溶液对浓缩物进行萃取，得槲皮万寿菊素产品和叶黄素产品。
研究发现，将丙酮浓度严格地控制在上述范围内，可直接提取得到槲皮万寿菊素和叶黄素，但是在采用低级醇溶液对上述两种物质分离的过程中发现，若直接将提取液挥干后进行萃取，不易将二者分离，槲皮万寿菊素和叶黄素的纯度会大大降低，分析原因可能为单独采用丙酮溶液对二者进行提取，挥发至干后二者以均匀的固体存在，相互之间存在较强的包裹，不易直接分离。低级醇溶液对叶黄素和槲皮万寿菊素均有一定的溶解性，但是槲皮万寿菊素的溶解性要远远大于叶黄素，这也是醇溶液可对二者进行萃取分离的原因。若浓缩程度太轻，则浓缩后的浸膏中含有较多的丙酮，丙酮易溶于醇溶液，因此在萃取的过程中，丙酮和醇溶液的混合溶液也能够溶解一定程度的叶黄素，导致槲皮万寿菊素的纯度降低，叶黄素得率降低。将提取剂浓缩至上述程度，二者依然存在一定的分散度，有利于醇溶液对其进行分离，而且不会因丙酮和醇溶液的互溶而影响提取效果。进一步的，醇相浓缩得槲皮万寿菊素，下层即得叶黄素浸膏，通过液液分离可将二者分开。
优选的，所述低级醇为1～4个碳原子的醇中的一种或几种。
进一步优选的，所述低级醇为甲醇、乙醇或丙醇中的一种或几种。
优选的，所述万寿菊花颗粒与所述丙酮溶液的质量体积比为1： 4～20。在上述范围内，可对叶黄素和槲皮万寿菊素进行充分地提取，提取率较高。
进一步优选的，所述万寿菊花颗粒与所述丙酮溶液的质量体积比为1：5～10。在上述范围内，既可对叶黄素和槲皮万寿菊素进行充分地提取，还不会导致成本的升高。
优选的，所述提取在温度30～60℃的条件下进行，和/或，提取时间为2～6h。在上述温度下，两种产品能够得到充分完全的提取，温度过低，提取不充分，温度过高槲皮万寿菊素得率也不会增加，叶黄素得率反而会降低，而且易引起丙酮的挥发。
优选的，所述浓缩的具体条件为温度50～90℃。在此条件下，叶黄素不会因高温浓缩而被破坏。
优选的，所述丙酮溶液中丙酮的体积分数为94～99％。在上述浓度下，可实现丙酮对叶黄素和槲皮万寿菊素的同时充分提取。
优选的，浓缩至固形物含量为80％～90％。将固形物含量浓缩至上述范围内，可更好地实现叶黄素和槲皮万寿菊素的分离。
优选的，所述低级醇溶液中醇的体积分数为80～90％。低级醇溶液对叶黄素和槲皮万寿菊素均有一定的溶解度，但是通过调节低级醇溶液的体积分数可以控制对槲皮万寿菊素有较好的溶解性，对叶黄素的溶解性较差，在上述体积分数下，可进一步降低叶黄素在醇溶液中的溶解度同时保证槲皮万寿菊素具有较高的溶解度。
作为优选的方案，提取过程中所述丙酮溶液中丙酮的体积分数为 94～99％，将提取液浓缩到固形物含量为80～90％，用体积分数为80～90％的甲醇溶液进行萃取。
本发明的另一目的是保护本发明所述方法提取得到的叶黄素产品和槲皮万寿菊素产品。
本发明所述的丙酮溶液为丙酮的水溶液，低级醇的溶液为低级醇的水溶液，所述的质量体积比中质量和体积均为标准单位，在比的过程中克对应毫升，千克对应升。
本发明具有如下有益效果：
1)本发明提出了一种单溶剂法提取叶黄素和槲皮万寿菊素的方法，仅包括提取、浓缩、萃取的操作，与现有技术中的多溶剂混合的提取方案相比，提取溶剂易于分离回收，易于进行下一步地生产应用，提取过程中干燥浓缩的成本低，适用于工业化大规模生产。
2)针对于万寿菊花，本发明选择丙酮作为提取剂，可以对叶黄素和槲皮万寿菊素同时进行提取，并且通过严格控制丙酮浓度能够将这两种产品的得率达到最高。通过控制浓缩程度，以及低级醇溶液的浓度和比例，能够保证两种产品的含量。
3)采用本发明的方法，可对叶黄素和槲皮万寿菊素进行充分提取，所得叶黄素收率98％，含量大于19％；槲皮万寿菊素的收率为90％，纯度为90％以上。
附图说明
图1为实施例1所述方法提取得到的槲皮万寿菊素的液相色谱图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例中涉及的万寿菊花颗粒是由万寿菊花经过发酵、压榨、烘干、粉碎、制粒得到的万寿菊花颗粒，可直接购买得到。
实施例1
本实施例涉及一种提取叶黄素和槲皮万寿菊素的工业化方法，包括如下步骤：
1)取万寿菊花颗粒50kg，加入浓度为99％的丙酮溶液350L，在 50℃条件下浸提5h。
2)将提取液在真空度0.07±0.002Mpa，温度50℃条件下进行加压浓缩，对浓缩液进行固含量测定，当固含量到90％时，停止浓缩，此时浓缩物的质量为11kg；
3)向上述浓缩液加入55L的90％甲醇进行萃取，静置分层，甲醇相浓缩的槲皮万寿菊素(对其进行液相色谱分析，其液相色谱图如图 1，由图可知，槲皮万寿菊素的含量非常高)，下层即得叶黄素浸膏。
实施例2
本实施例涉及一种提取叶黄素和槲皮万寿菊素的工业化方法，包括如下步骤：
1)取万寿菊花颗粒50kg，加入浓度为94％的丙酮溶液350L，在 50℃条件下浸提5h。
2)将提取液在真空度0.07±0.002Mpa，温度50℃条件下进行加压浓缩，对浓缩液进行固含量测定，当固含量到80％时，停止浓缩，此时浓缩物的质量为13kg。
3)向上述浓缩液加入62.5L的80％甲醇进行萃取，静置分层，甲醇相浓缩的槲皮万寿菊素，下层即得叶黄素浸膏。
实施例3
与实施例1相比，其区别在于，所述步骤1)中用浓度为90％的丙酮溶液进行提取。
实施例4
与实施例1相比，其区别在于，所述步骤2)中将提取液浓缩至固含量为60％。
实施例5
与实施例1相比，其区别在于，所述步骤2)中将提取液浓缩至固含量为70％。
实施例6
与实施例1相比，其区别在于，所述步骤3)甲醇溶液中甲醇的体积分数为70％。
实施例7
与实施例1相比，其区别在于，所述步骤3)甲醇溶液中甲醇的体积分数为100％。
实施例8
与实施例1相比，其区别在于，所述步骤3)醇溶液为90％的乙醇溶液进行萃取。
对比例1
与实施例1相比，其区别在于，所述步骤1)中采用丙醇对万寿菊花颗粒进行提取。
对比例2
与实施例1相比，其区别在于，所述步骤1)中采用正己烷对万寿菊花颗粒进行提取。
对比例3
与实施例1相比，其区别在于，所述步骤1)中采用乙酸乙酯对万寿菊花颗粒进行提取。
对比例4
与实施例1相比，其区别在于，采用体积分数为85％的丙酮溶液对万寿菊花颗粒进行提取。
对比例5
与实施例1相比，其区别在于，采用体积分数为100％的丙酮溶液对万寿菊花颗粒进行提取。
对比例6
与实施例1相比，其区别在于，所述步骤2)中将提取液浓缩至干。
对比例7
与实施例1相比，其区别在于，所述步骤2)中将提取液浓缩至固形物含量50％。
实验例
分别采用高效液相和紫外法对得到的槲皮万寿菊素和叶黄素的含量分别进行检测。
高效液相色谱检测的条件为，流动相：A相为2‰的磷酸溶液，B 相为乙腈，采用梯度洗脱进行分析(梯度洗脱的条件如表1)；洗脱的过程中控制流速：1ml/min；柱温：40℃；色谱柱：CORTECS C18 柱(4.6mm×50mm，粒径2.7μm)；紫外检测器波长：260nm；进样量：2μL。采用紫外分光光度法在474nm的条件下对叶黄素的含量进行检测。检测结果如表2。
表1
时间，min 流速，mL/min A，％ B，％
初始 1 88.0 12.0
5.0 1 88.0 12.0
5.5 1 10.0 90.0
7.5 1 10.0 90.0
8.0 1 88.0 12.0
9.0 1 88.0 12.0
表2
Figure BDA0002243237810000071
由以上实施例可以看出，采用本发明的方法，提取得到的叶黄素和槲皮万寿菊素的得率和纯度均很高，尤其是槲皮万寿菊素的含量是目前工业化生产的方法中所不能达到的。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (14)

1.一种提取叶黄素和槲皮万寿菊素的工业化方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)用体积分数为90～99％的丙酮溶液对万寿菊花颗粒进行提取，得提取液；
2)将所述提取液浓缩至固形物含量为60～95％，用体积分数为70～100％的低级醇的溶液对浓缩物进行萃取，得槲皮万寿菊素产品和叶黄素产品；所述低级醇为1～4个碳原子的醇中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的工业化方法，其特征在于，所述低级醇为甲醇或、乙醇或丙醇中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的工业化方法，其特征在于，所述万寿菊花颗粒与所述丙酮溶液的质量体积比为1：4～20。
4.根据权利要求3所述的工业化方法，其特征在于，所述万寿菊花颗粒与所述丙酮溶液的质量体积比为1：5～10。
5.根据权利要求1～4任一项所述的工业化方法，其特征在于，所述提取在温度30～60℃的条件下进行，和/或，提取时间为2～6h。
6.根据权利要求1～4任一项所述的工业化方法，其特征在于，所述浓缩的温度为50～90℃。
7.根据权利要求5所述的工业化方法，其特征在于，所述浓缩的温度为50～90℃。
8.根据权利要求1～4或7任一项所述的工业化方法，其特征在于，浓缩至固形物含量为80％～90％。
9.根据权利要求5所述的工业化方法，其特征在于，浓缩至固形物含量为80％～90％。
10.根据权利要求1所述的工业化方法，其特征在于，所述丙酮溶液中丙酮的体积分数为94～99％。
11.根据权利要求1、2、3、4、7、9或10所述的工业化方法，其特征在于，所述低级醇的溶液中醇的体积分数为80～90％；和/或，所述浓缩物与所述低级醇的溶液的质量体积比为1：1～10。
12.根据权利要求5所述的工业化方法，其特征在于，所述低级醇的溶液中醇的体积分数为80～90％；和/或，所述浓缩物与所述低级醇的溶液的质量体积比为1：1～10。
13.根据权利要求6所述的工业化方法，其特征在于，所述低级醇的溶液中醇的体积分数为80～90％；和/或，所述浓缩物与所述低级醇的溶液的质量体积比为1：1～10。
14.根据权利要求8所述的工业化方法，其特征在于，所述低级醇的溶液中醇的体积分数为80～90％；和/或，所述浓缩物与所述低级醇的溶液的质量体积比为1：1～10。
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万寿菊花 、叶 、茎中黄酮的含量及抗氧化性能的分析;侯冬岩 等;《鞍山师范学院学报》;20080820;第10卷(第4期);第15-18页 *

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