CN111228325A - 一种决明子全成分的提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种决明子全成分的提取方法,具体涉及中药提取技术领域。本发明通过融合使用超临界CO2萃取技术与高压差低温连续式提取技术两套提取方式，最大程度地将决明子中全部有效成分分别提取并转化为成品，提高产品附加值，在减少有机溶剂使用量的同时又保证了各种有效成分的高提取率、减少了污染，使总黄酮、多糖、大黄酚、橙黄决明素、决明子苷C、决明子苷B2的提取率均高达65％以上，尤其是蛋白质、红镰霉素龙胆二糖苷这样在药材原材料中含量高但对温度敏感的成分的提取率能够达到65％以上，同时还简化了提取步骤，从而节约了生产成本。本发明操作简单、易于重复，适于实现标准工业化生产。

Description

一种决明子全成分的提取方法
【技术领域】
本发明涉及中药提取技术领域，具体涉及一种决明子全成分的提取方法。
【背景技术】
决明子是被记录在《中国药典》、《神农本草经》等的药食同源植物。经多年药理研究证明，决明子具有降血压、降血脂、润肠通便、明目等药理活性，同时又是药食同源的良好原料。在传统的中药汤剂的使用中，决明子以药材原料直接使用，随着中成药及保健品不断发展，决明子需要以提取物入药，而决明子提取的方法及提取液中有效成分的种类和含量直接影响了决明子提取物的质量，从而影响成品的品质，因此决明子有效成分的提取具有巨大的研究、利用和开发前景。
决明子药效显著，同时决明子中有效成分种类多，各有效成分间相互配合发挥决明子的药理功效，在中医药理目前仍无法一一解释哪种成分在决明子药效中的作用时，尽可能在符合制备工艺的前提下，多提取决明子中有效成分的种类和含量，决明子提取物运用于产品中时的效果就越好，产品质量也就越高。而目前决明子多采用单一提取方法进行提取获得部分成分物质，如果用有机溶剂提取，如提取脂溶性成分后，药渣中仍含有黄酮、多糖、蛋白质等多种成分；而传统的水煮提取后，脂溶性成分则难提取，同时长时间煎煮，成分容易破坏。决明子提取方法的好坏及效率直接影响决明子的利用率，特别是企业大生产中成本和最终产品的质量。
针对目前决明子目前提取物制备工艺存在的缺点，有必要开发一种针对决明子有效成分提取全面且高效率的决明子全成分的提取方法。
【发明内容】
本发明的发明目的在于：针对决明子背景技术中提出的技术问题，提供一种决明子全成分的提取方法。本发明最大程度地将决明子中全部有效成分分别提取并转化为成品，提高产品附加值，在减少有机溶剂使用量的同时又保证了各种有效成分的高提取率、减少了污染，使总黄酮、多糖、大黄酚、橙黄决明素、决明子苷C、决明子苷B2的提取率均高达65％以上，尤其是蛋白质、红镰霉素龙胆二糖苷这样在药材原材料中含量高但对温度敏感的成分的提取率能够达到65％以上，同时还简化了提取步骤，从而节约了生产成本。本发明操作简单、易于重复，适于实现标准工业化生产。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种决明子全成分的提取方法，包括以下步骤：
a.原材料处理：取决明子药材干法粉碎，过30-50目筛，收集过筛后的粉末，得到决明子细碎品；
b.超临界CO2萃取决明子脂肪油：取决明子细碎品投入超临界CO2萃取装置中进行萃取，得到决明子脂肪油和决明子粕；
c.高压差低温连续式提取技术：取决明子粕，加入乙醇溶液，混合均匀后，投入高压差低温连续式提取器中进行提取，然后经反渗透膜浓缩分离后，得决明子药效成分提取液。
优化的，步骤b中所述决明子细碎品的投入量为5-10kg。
进一步优化的，所述超临界CO2萃取的萃取压力为25-35Mpa、萃取温度为45-55℃、萃取时间为60-120min、分离压力为10-12Mpa、分离温度为50-55℃、气体流量300-350m3/h。
更进一步优化的，步骤c中所述高压差低温连续式提取的提取压力为25-35MPa、提取温度为25-35℃。
再更进一步优化的，步骤c中所述乙醇溶液按料液比1:10-15加入。
再更进一步优化的，步骤c中所述乙醇溶液的体积浓度为65％-75％。
再更进一步优化的，步骤a中所述决明子细碎品的含水量为2％-5％。
再更进一步优化的，所述决明子粕在进行步骤c前，先进行高压蒸汽闪爆，设置闪爆的蒸汽温度为45-55℃、压力为2.5-5.5MPa、保压时间为20-40s。
再更进一步优化的，步骤c中先加入活性炭纤维混合均匀后，再经反渗透膜浓缩分离；得到的得到的决明子药效成分提取液经过离心，使活性炭纤维沉降而被分离除去。
再更进一步优化的，所述活性炭纤维的直径为10-20μm，孔径为15-25nm。
再更进一步优化的，所述活性炭纤维的加入量为决明子粕重量的5％-15％。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明通过融合使用超临界CO2萃取技术与高压差低温连续式提取技术两套提取方式，最大程度地将决明子中全部有效成分分别提取并转化为成品，提高产品附加值，在减少有机溶剂使用量的同时又保证了各种有效成分的高提取率、减少了污染，使总黄酮、多糖、大黄酚、橙黄决明素、决明子苷C、决明子苷B2的提取率均高达65％以上，尤其是蛋白质、红镰霉素龙胆二糖苷这样在药材原材料中含量高但对温度敏感的成分的提取率能够达到65％以上，同时还简化了提取步骤，从而节约了生产成本。本发明操作简单、易于重复，适于实现标准工业化生产。
2.本发明全程在55℃以下的较低温度条件下进行提取，尽可能避免提取过程中对有效成分的破坏，特别是对蛋白质、红镰霉素龙胆二糖苷这种高温易变性或降解的物质，保证了较高的提取率，与采用乙醇回流提取红镰霉素龙胆二糖苷相比，本发明的提取方法提取率提高了50％以上，其他各成分的提取率也有显著提高。
3.本发明采用高压差低温连续式提取方法提取决明子粕中的总黄酮、蛋白质、多糖、大黄酚、橙黄决明素、红镰霉素龙胆二糖苷、决明子苷C和决明子苷B2等成分，所用溶剂为低毒的乙醇，且在保证溶剂低使用量的情况下获得了高提取率，并且溶剂通过浓缩分离后能够继续用于决明子粕的提取，实现循环使用，避免了对环境造成污染，也节约了生产成本。
4.本发明在进行高压差低温连续式提取前，先进行高压蒸汽闪爆，能够预先浸润软化决明子的坚硬表皮，并在瞬间卸压时使表皮结构发生变化，提高表皮通透性，使有效成分易于溶出，从而提高高压差低温连续式提取中各有效成分的提取率。并且，由于超临界CO2萃取是在加压条件下完成的，得到的决明子粕被挤压得较为紧实，不利于高压差低温连续式提取时有效成分的溶出，但通过闪爆过程中的加压然后瞬间卸压的过程，能够使决明子粕受到挤压产生的内应力瞬间释放，从而使紧实的决明子粕变得疏松，同样也利于有效成分的溶出。同时，超临界CO2萃取后，决明子粕中有残留的CO2，这样不利于高压差低温连续式提取中的溶剂对物料的渗透，采用高压蒸汽闪爆后，能使CO2在卸压瞬间随水蒸气排出到空气中，有效避免了CO2对后续提取步骤的干扰。
相较于自然放置使决明子粕缓慢松动所需的长时间，本发明的高压蒸汽闪爆处理方法实现了绝对的短时优势；而相比于重新打粉导致决明子粕长时间接触较高温度，使得其中蛋白质、红镰霉素龙胆二糖苷等温度敏感成分降解损失，本发明的高压蒸汽闪爆处理方法用时仅有短短的20-40秒，敏感成分在如此段的时间内不容易受损，很好保证了这些成分的稳定性，从而获得高提取率。
5.本发明在反渗透浓缩前加入活性炭纤维，对反渗透膜的分离过滤起到助滤作用，提升浓缩速度，同时有利于减低反渗透压差，提高反渗透浓缩分离系统的使用寿命。通过对活性炭纤维适宜孔径的选择，可以使黄酮、小分子多糖等粒径小的成分，以及乙醇分子和水分子进入其孔洞中，以孔洞为通道快速扩散，又由于其孔洞的孔径大，这些物质能够顺利穿行而不堵塞，有助于水分子快速抵达和渗透反渗透膜，起到助滤作用，从而提高浓缩效率。同时，将活性炭纤维的直径和用量控制在一定范围内，相当于固定了其颗粒大小和在反渗透膜表面的分布量，由于其疏松的孔洞结构，使其不至于在反渗透膜表面形成板结阻塞，还能起到上述的助滤作用。
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
除另有说明外，高压差低温连续式提取采用的是高压差低温连续提取设备(专利号CN200920304058.X，一种连续式提取分离浓缩器,公开(公告)号CN201505465U)。
实施例1
一种决明子全成分的提取方法，包括以下步骤：
a.原材料处理：取决明子药材干法粉碎，过30目筛，收集过筛后的粉末，得到含水量为2％的决明子细碎品；
b.超临界CO2萃取决明子脂肪油：取决明子细碎品5kg投入超临界CO2萃取装置中在气体流量为300m3/h条件下进行萃取，萃取装置包括萃取釜和分离釜，设置萃取釜的萃取压力为25Mpa、萃取温度为45℃、萃取时间为60min，过程中超临界态的CO2将决明子中的油脂溶出，设置分离釜的分离压力为1大气压、分离温度为50℃，待萃取完成萃取釜压力降至大气压后，分别取出油脂和残渣，得到决明子脂肪油和决明子粕，计算出油率为4.48％；
c.高压差低温连续式提取技术：取决明子粕，按料液比1:10加入体积浓度为65％的乙醇溶液，混合均匀后，投入高压差低温连续式提取器中进行提取，设置提取压力为25MPa、提取温度为25℃，然后经反渗透膜浓缩分离后，得决明子药效成分提取液。
实施例2
一种决明子全成分的提取方法，包括以下步骤：
a.原材料处理：取决明子药材干法粉碎，过50目筛，收集过筛后的粉末，得到含水量为5％的决明子细碎品；
b.超临界CO2萃取决明子脂肪油：取决明子细碎品10kg投入超临界CO2萃取装置中在气体流量为350m3/h条件下进行萃取，萃取装置包括萃取釜和分离釜，设置萃取釜的萃取压力为35Mpa、萃取温度为55℃、萃取时间为120min，过程中超临界态的CO2将决明子中的油脂溶出，设置分离釜的分离压力为12Mpa、分离温度为55℃，待萃取完成萃取釜压力降至大气压后，分别取出油脂和残渣，得到决明子脂肪油和决明子粕，计算出油率为4.51％；
c.高压差低温连续式提取技术：取决明子粕，按料液比1:15加入体积浓度为75％的乙醇溶液，混合均匀后，投入高压差低温连续式提取器中进行提取，设置提取压力为35MPa、提取温度为35℃，然后经反渗透膜浓缩分离后，得决明子药效成分提取液。
实施例3
一种决明子全成分的提取方法，包括以下步骤：
a.原材料处理：取决明子药材干法粉碎，过40目筛，收集过筛后的粉末，得到含水量为3.7％的决明子细碎品；
b.超临界CO2萃取决明子脂肪油：取决明子细碎品7kg投入超临界CO2萃取装置中在气体流量为325m3/h条件下进行萃取，萃取装置包括萃取釜和分离釜，设置萃取釜的萃取压力为30Mpa、萃取温度为50℃、萃取时间为90min，过程中超临界态的CO2将决明子中的油脂溶出，设置分离釜的分离压力为11Mpa、分离温度为52℃，待萃取完成萃取釜压力降至大气压后，分别取出油脂和残渣，得到决明子脂肪油和决明子粕，计算出油率为5.93％；
c.高压差低温连续式提取技术：取决明子粕，按料液比1:12加入体积浓度为70％的乙醇溶液，混合均匀后，投入高压差低温连续式提取器中进行提取，设置提取压力为30-35MPa、提取温度为33℃，然后加入决明子粕重量10％的活性炭纤维，混合均匀后，再经反渗透膜浓缩分离，得决明子药效成分提取液，然后取决明子药效成分提取液经过离心，使活性炭纤维沉降而被分离除去；活性炭纤维的直径为15μm，孔径为20nm。
实施例4
一种决明子全成分的提取方法，包括以下步骤：
a.原材料处理：取决明子药材干法粉碎，过35目筛，收集过筛后的粉末，得到含水量为3％的决明子细碎品；
b.超临界CO2萃取决明子脂肪油：取决明子细碎品6kg投入超临界CO2萃取装置中在气体流量为310m3/h条件下进行萃取，萃取装置包括萃取釜和分离釜，设置萃取釜的萃取压力为27Mpa、萃取温度为47℃、萃取时间为75min，过程中超临界态的CO2将决明子中的油脂溶出，设置分离釜的分离压力为10.5Mpa、分离温度为51℃，待萃取完成萃取釜压力降至大气压后，分别取出油脂和残渣，得到决明子脂肪油和决明子粕，计算出油率为5.38％；
c.高压蒸汽闪爆:取决明子粕投入闪爆装置中进行闪爆，设置闪爆的蒸汽温度为45℃、压力为2.5MPa、保压时间为20s；
d.高压差低温连续式提取技术：取闪爆后的决明子粕，按料液比1:11加入体积浓度为67％的乙醇溶液，混合均匀后，投入高压差低温连续式提取器中进行提取，设置提取压力为25-30MPa、提取温度为28℃，然后加入决明子粕重量5％的活性炭纤维，混合均匀后，再经反渗透膜浓缩分离，得决明子药效成分提取液，然后取决明子药效成分提取液经过离心，使活性炭纤维沉降而被分离除去；活性炭纤维的直径为10μm，孔径为15nm。
实施例5
一种决明子全成分的提取方法，包括以下步骤：
a.原材料处理：取决明子药材干法粉碎，过45目筛，收集过筛后的粉末，得到含水量为4.5％的决明子细碎品；
b.超临界CO2萃取决明子脂肪油：取决明子细碎品8kg投入超临界CO2萃取装置中在气体流量为333m3/h条件下进行萃取，萃取装置包括萃取釜和分离釜，设置萃取釜的萃取压力为32Mpa、萃取温度为53℃、萃取时间为105min，过程中超临界态的CO2将决明子中的油脂溶出，设置分离釜的分离压力为11.5Mpa、分离温度为54℃，待萃取完成萃取釜压力降至大气压后，分别取出油脂和残渣，得到决明子脂肪油和决明子粕，计算出油率为5.58％；
c.高压蒸汽闪爆:取决明子粕投入闪爆装置中进行闪爆，设置闪爆的蒸汽温度为55℃、压力为5.5MPa、保压时间为40s；
d.高压差低温连续式提取技术：取闪爆后的决明子粕，按料液比1:13.5加入体积浓度为72％的乙醇溶液，混合均匀后，投入高压差低温连续式提取器中进行提取，设置提取压力为29-33MPa、提取温度为30℃，然后加入决明子粕重量15％的活性炭纤维，混合均匀后，再经反渗透膜浓缩分离，得决明子药效成分提取液，然后取决明子药效成分提取液经过离心，使活性炭纤维沉降而被分离除去；活性炭纤维的直径为20μm，孔径为25nm。
实施例6
一种决明子全成分的提取方法，包括以下步骤：
a.原材料处理：取决明子药材干法粉碎，过40目筛，收集过筛后的粉末，得到含水量为3.7％的决明子细碎品；
b.超临界CO2萃取决明子脂肪油：取决明子细碎品7kg投入超临界CO2萃取装置中在气体流量为325m3/h条件下进行萃取，萃取装置包括萃取釜和分离釜，设置萃取釜的萃取压力为30Mpa、萃取温度为50℃、萃取时间为90min，过程中超临界态的CO2将决明子中的油脂溶出，设置分离釜的分离压力为11Mpa、分离温度为52℃，待萃取完成萃取釜压力降至大气压后，分别取出油脂和残渣，得到决明子脂肪油和决明子粕，计算出油率为5.97％；
c.高压蒸汽闪爆:取决明子粕投入闪爆装置中进行闪爆，设置闪爆的蒸汽温度为50℃、压力为4MPa、保压时间为30s；
d.高压差低温连续式提取技术：取闪爆后的决明子粕，按料液比1:12加入体积浓度为70％的乙醇溶液，混合均匀后，投入高压差低温连续式提取器中进行提取，设置提取压力为30-35MPa、提取温度为33℃，然后加入决明子粕重量10％的活性炭纤维，混合均匀后，再经反渗透膜浓缩分离，得决明子药效成分提取液，然后取决明子药效成分提取液经过离心，使活性炭纤维沉降而被分离除去；活性炭纤维的直径为15μm，孔径为20nm。
实施例7
按实施例6的方法制备得到闪爆后的决明子粕，按料液比1:12加入体积浓度为70％的乙醇溶液，混合均匀后，在70℃下回流提取2小时，再按实施例6的方法进行反渗透浓缩分离，得决明子药效成分提取液。
实施例8
按实施例6的方法制备得到闪爆后的决明子粕，按料液比1:12加入体积浓度为70％的乙醇溶液，混合均匀后，在50℃下回流提取2小时，再按实施例6的方法进行反渗透浓缩分离，得决明子药效成分提取液。
实施例9
1.样品测定
采用同一批决明子药材，随机分成5份，按实施例2、3、6、7、8的方法进行制备，分别得到5份脂肪油和提取液。测定其中总黄酮、蛋白质、多糖、大黄酚、橙黄决明素、红镰霉素龙胆二糖苷、决明子苷C、决明子苷B2的提取率。
测定方法：
(1)总黄酮测定方法
参照SN/T 4592-2016《出口食品中总黄酮的测定》。其中，直接取决明子药效成分提取液用0.45μm微孔滤膜过滤，取续滤液按标准中7.4进行测定。
(2)蛋白质测定方法
参照GB5009.5-2016《食品中蛋白质的测定》
(3)多糖测定方法
苯酚硫酸法，参照NY/T 1676-2008食用菌中粗多糖含量的测定
(4)橙黄决明素和大黄酚测定方法
参照中国药典2015版一部决明子含量测定项下方法进行测定。其中，直接取决明子药效成分提取液用0.45μm微孔滤膜过滤，取续滤液注入液相色谱仪进行测定。
(5)红镰霉素龙胆二糖苷、决明子苷B2、决明子苷C测定方法
①对照品溶液的配制
精密称取对照品决明子苷B2、红镰霉素龙胆二糖苷、决明子苷C对照品适量，加甲醇溶解稀释成混合对照品溶液。
②供试品溶液的制备
决明子粕采用“(4)橙黄决明素和大黄酚测定方法”药典中含量测定项下制备方法进行提取，作为决明子粕供试品溶液。
决明子成分提取液用0.45μm微孔滤膜滤过，取续滤液作为提取液供试品溶液。
③样品测定
按照色谱条件，取供试品溶液进样分析，用外标法计算红镰霉素龙胆二糖苷、决明子苷B2、决明子苷C的含量。
色谱条件
色谱柱：C18柱(4.6mm*250mm，5μm)；流动相：甲醇和乙腈按体积比2：1制成混合流动相A，超纯水作为流动相B进行梯度洗脱；流速：1mL/min；检测波长：278nm；柱温：35℃。
2.测定结果
表1实施例2样品测定结果(按折干物质量算)
Figure BDA0002362528570000091
表2实施例3样品测定结果(按折干物质量算)
Figure BDA0002362528570000092
表3实施例6样品测定结果(按折干物质量算)
Figure BDA0002362528570000101
表4实施例7样品测定结果(按折干物质量算)
Figure BDA0002362528570000102
表5实施例8样品测定结果(按折干物质量算)
Figure BDA0002362528570000103
备注：总黄酮提取率＝药效成分提取液中总黄酮质量(g)/决明子粕中总黄酮质量(g)×100％
蛋白质提取率＝药效成分提取液中蛋白质质量(g)/决明子粕中蛋白质质量(g)×100％
多糖提取率＝药效成分提取液中多糖质量(g)/决明子粕中多糖质量(g)×100％
大黄酚提取率＝药效成分提取液中大黄酚质量(g)/决明子粕中大黄酚质量(g)×100％
橙黄决明素提取率＝药效成分提取液中橙黄决明素质量(g)/决明子粕中橙黄决明素质量(g)×100％
红镰霉素龙胆二糖苷提取率＝药效成分提取液中红镰霉素龙胆二糖苷质量(g)/决明子粕中红镰霉素龙胆二糖苷质量(g)×100％
决明子苷C提取率＝药效成分提取液中决明子苷C质量(g)/决明子粕中决明子苷C质量(g)×100％
决明子苷B2提取率＝药效成分提取液中决明子苷B2质量(g)/决明子粕中决明子苷B2质量(g)×100％
3.结论
从表1、表2、表3、表4、表5和出油率计算结果，看出本发明能将各成分提取出来，且提取率高，温度敏感性成分不易受损。
通过与回流提取方法进行比较，得知，在于实施例6同样的料液比条件下，实施例7采用较高温度回流后，所有测定的成分提取率均出现下降，其中蛋白质和红镰霉素龙胆二糖苷下降最为明显，表明高温导致成分受热分解。而实施例8为避免成分受热损失，采用50℃的较低温度进行回流，但提取率仍然较低，表明低温回流不能将各成分有效溶出。
实施例3与实施例6的区别在于，实施例3没有进行高压蒸汽闪爆处理，由实施例3(表2)和实施例6(表3)的测定结果可以看出，经过高压蒸汽闪爆处理后，决明子粕的结构变得疏松、表皮通透性增强，且CO2无残留，其中的成分提取较为完全，提取率高。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但实施例并非用以限定本发明的专利申请范围，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。

Claims (9)

1.一种决明子全成分的提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.原材料处理：取决明子药材干法粉碎，过30-50目筛，收集过筛后的粉末，得到决明子细碎品；
b.超临界CO2萃取决明子脂肪油：取决明子细碎品投入超临界CO2萃取装置中进行萃取，得到决明子脂肪油和决明子粕；
c.高压差低温连续式提取技术：取决明子粕，加入乙醇溶液，混合均匀后，投入高压差低温连续式提取器中进行提取，然后经反渗透膜浓缩分离后，得决明子药效成分提取液。
2.根据权利要求1所述的一种决明子全成分的提取方法，其特征在于，步骤b中所述决明子细碎品的投入量为5-10kg。
3.根据权利要求2所述的一种决明子全成分的提取方法，其特征在于，所述超临界CO2萃取的萃取压力为25-35Mpa、萃取温度为45-55℃、萃取时间为60-120min、分离压力为10-12Mpa、分离温度为50-55℃、气体流量300-350m3/h。
4.根据权利要求1所述的一种决明子全成分的提取方法，其特征在于，步骤c中所述高压差低温连续式提取的提取压力为25-35MPa、提取温度为25-35℃。
5.根据权利要求1所述的一种决明子全成分的提取方法，其特征在于，步骤c中所述乙醇溶液按料液比1:10-15加入。
6.根据权利要求1所述的一种决明子全成分的提取方法，其特征在于，步骤c中所述乙醇溶液的体积浓度为65％-75％。
7.根据权利要求1所述的一种决明子全成分的提取方法，其特征在于，步骤a中所述决明子细碎品的含水量为2％-5％。
8.根据权利要求1所述的一种决明子全成分的提取方法，其特征在于，所述决明子粕在进行步骤c前，先进行高压蒸汽闪爆，设置闪爆的蒸汽温度为45-55℃、压力为2.5-5.5MPa、保压时间为20-40s。
9.根据权利要求1所述的一种决明子全成分的提取方法，其特征在于，步骤c中先加入活性炭纤维混合均匀后，再经反渗透膜浓缩分离；得到的决明子药效成分提取液经过离心来分离除去活性炭纤维。
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