CN111517946A - 从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法，包括以下步骤：S1.原料处理：将金银花洗净、干燥后通过气流粉碎机粉碎；S2.酶解：将金银花粉加入酶提取液中，微波处理，灭酶，过滤；S3.提取：加入异丙醇/石油醚混合溶剂，振荡，静置分层，得到提取物；S4.脱色：向提取物中加入活性炭，脱色，过滤；S5.再提取：加入丁戊醇水溶液，振荡，静置，过滤；S6.浓缩：将水相低温浓缩后得到浓缩液；S7.纯化：将浓缩液通过大孔树脂吸附柱进行饱和吸附，洗脱，浓缩、干燥后制得咖啡酸。本发明的方法具有工艺先进、操作简便、过滤容易、成本低、纯度高、得率高，适用于工业化大批量生产等优点。
Description
技术领域
本发明涉及生物提取技术领域，具体涉及一种从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法。
背景技术
金银花为忍冬科多年生半常绿缠绕性木质藤本植物忍冬LonicerajaponicaThund的花蕾，含木犀草素、异绿原酸、绿原酸、肌醇、挥发油等成分。咖啡酸，化学名：3,4-二羟基肉桂酸，化学名为trans-3,4-dihydroxycinnammic acid，分子式为C9H8O4，分子量为180.16，CAS号为331-39-5，为淡黄色固体，味微酸，具有酚酸的一半化学性质。其结构中含有不饱和双键，容易被氧化，在碱性溶液中不稳定，其水溶液遇三氯化铁显绿色。生理功能及作用包括：(1)抗氧化，咖啡酸能直接清除自由基，降低铁离子的螯合能力，抑制低密度脂蛋白氧化。局部使用能抑制紫外线照射引起的皮肤损伤，这主要是通过抗氧化和清除自由基作用而实现的；(2)抗突变作用，大鼠摄食含0.05％-0.5％咖啡酸的饲料能减少诱导肿瘤的发生率；(3)抗炎作用，咖啡酸可通过抑制炎症细胞的聚焦和炎症趋化因子的表达而减少动脉粥样硬化的形成。咖啡酸有广泛的抑菌和抗病毒活性，可抑制响尾蛇毒磷酸二酯酶故可用作抗蛇毒剂，可提高大鼠的中枢兴奋性，可增进大鼠胆汁分泌，咖啡酸还可抑制酪氨酸酶活性从而减少黑色素的生成，并可抑制蛋白质激酶和酪氨酸激酶的活性；(4)其他，咖啡酸是临床常用药物，可刺激白细胞生成，增加血小板产生。还具有缩短凝血时间和出血时间的作用。
发明内容
本发明的目的在于提出一种从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法，具有工艺先进、操作简便、过滤容易、成本低、无有害溶剂、纯度高、得率高的优点，适用于工业化大批量生产。
本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提供一种从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法，包括以下步骤：
S1.原料的处理：将金银花洗净、干燥后通过气流粉碎机粉碎至1000目以下，得到金银花粉，备用；
S2.酶解：将金银花粉加入酶提取液中，微波处理1-2h，灭酶，过滤，滤液留用；
S3.提取：向滤液中加入异丙醇/石油醚混合溶剂，充分振荡后，静置分层，将有机相分液，水相继续加入等体积石油醚，充分振荡后，静置分层，将有机相分液，合并2次有机相，得到提取物；
S4.脱色：向提取物中加入活性炭，搅拌脱色后，过滤，得到透明提取液；
S5.再提取：向透明提取液中加入丁戊醇水溶液，充分振荡后，静置，过滤，分液留用水相；
S6.浓缩：将水相低温浓缩后得到浓缩液；
S7.纯化：将浓缩液通过大孔树脂吸附柱进行饱和吸附，吸附后用甲醇/乙酸乙酯溶液洗脱，收集洗脱液浓缩、干燥后制得咖啡酸。
作为本发明的进一步改进，步骤S1中所述气流粉碎机的蒸汽压力为1-1.2Mpa，蒸汽温度为200-220℃，流量为2-2.5kg/s。
作为本发明的进一步改进，步骤S2中所述金银花粉和酶提取液的质量体积比为1：(20-50)；微波功率为500-800W，灭酶条件为105℃灭酶10min。
作为本发明的进一步改进，所述酶提取液由0.5-1.2wt％HCl、1.2-2.5wt％的外切葡聚糖酶、0.2-1.0wt％木瓜蛋白酶和去离子水混合制备而成。
作为本发明的进一步改进，步骤S3中所述异丙醇/石油醚混合溶剂中异丙醇和石油醚的体积比为2：(1-4)。
作为本发明的进一步改进，步骤S4中所述活性炭和提取物的质量体积比1：(5-10)。
作为本发明的进一步改进，步骤S5中所述丁戊醇水溶液中丁戊醇的质量分数为25-55％。
作为本发明的进一步改进，步骤S6中所述低温浓缩方法为在45-60℃的温度下加热浓缩至相对密度为1.5-2。
作为本发明的进一步改进，步骤S7中所述甲醇/乙酸乙酯溶液中甲醇和乙酸乙酯溶液的体积比为5：(3-5)。
作为本发明的进一步改进，步骤S7中制得的咖啡酸的含量为96.5-97.8％。
本发明具有如下有益效果：本发明对金银花物料进行气流粉碎法粉碎，可以粉碎常温无法粉碎的特质，得到比常温粉碎更细的粉末，得到的粉末为已破壁的金银花物料粉末，不氧化，粒度分布均匀，破壁率可达95％；并可防止有效待提取成分由于粉碎发热而变质；粉碎速度快，因而能最大限度地保留金银花粉体中的生物活性成分，生产过程全密闭，没有粉尘益出，符合GMP要求，金银花物料无损耗。
本发明通过气流粉碎技术得到已打破细胞壁的金银花物料粉末，有效待提取成分直接暴露出来，酶提取物的浸泡过程中，将金银花进一步分解，使有效成分的浸润溶出更迅速，完全，减少去离子水的消耗，有利于提取有效成分，提高浸提效率。
此外，本发明在酶提取液处理工序中金银花微粉中纤维素在弱酸性环境中明显得到润胀，纤维素结晶指数降低，纤维素结晶区受到破坏而水解；咖啡酸成分已经全部溶出，再经经外切葡聚糖酶处理后，纤维素结晶指数有所增强，咖啡酸从纤维素结晶区中得到完全分离。用异丙醇/石油醚混合溶剂萃取出脂溶性咖啡酸后，用活性炭脱色，继续用丁戊醇水溶液萃取，将大部分咖啡酸萃取出来，浓缩液用强极性大孔型大孔树脂柱进行饱和吸附属于成熟的生物制药除杂技术，应用于本工艺中，能保证本发明产品的纯度。
据上所述，本发明的技术效果是：本发明的方法具有工艺先进、操作简便、过滤容易、成本低、无有害溶剂、纯度高、得率高，适用于工业化大批量生产等优点。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1一种从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法
包括以下步骤：
S1.原料的处理：将金银花洗净、干燥后通过气流粉碎机粉碎至1000目以下，得到金银花粉，备用；
气流粉碎机的蒸汽压力为1Mpa，蒸汽温度为200℃，流量为2kg/s；
S2.酶解：将10g金银花粉加入200mL酶提取液中，微波处理1h，微波功率为500W，灭酶(灭酶条件为105℃灭酶10min)，过滤，滤液留用；
酶提取液由0.5wt％HCl、1.2wt％的外切葡聚糖酶、0.2wt％木瓜蛋白酶和去离子水混合制备而成；
S3.提取：向滤液中加入异丙醇/石油醚混合溶剂(异丙醇和石油醚的体积比为2：1)，充分振荡后，静置分层，将有机相分液，水相继续加入等体积石油醚，充分振荡后，静置分层，将有机相分液，合并2次有机相，得到提取物；
S4.脱色：向50mL提取物中加入10g活性炭，搅拌脱色后，过滤，得到透明提取液；
S5.再提取：向透明提取液中加入25wt％丁戊醇水溶液，充分振荡后，静置，过滤，分液留用水相；
S6.浓缩：将水相低温浓缩后得到浓缩液，低温浓缩方法为在45℃的温度下加热浓缩至相对密度为1.5；
S7.纯化：将浓缩液通过大孔树脂吸附柱进行饱和吸附，吸附后用甲醇/乙酸乙酯溶液(甲醇和乙酸乙酯溶液的体积比为5：3)洗脱，收集洗脱液浓缩、干燥后制得咖啡酸，咖啡酸的含量为96.5％。
实施例2一种从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法
包括以下步骤：
S1.原料的处理：将金银花洗净、干燥后通过气流粉碎机粉碎至1000目以下，得到金银花粉，备用；
气流粉碎机的蒸汽压力为1.2Mpa，蒸汽温度为220℃，流量为2.5kg/s；
S2.酶解：将10g金银花粉加入500mL酶提取液中，微波处理2h，微波功率为800W，灭酶(灭酶条件为105℃灭酶10min)，过滤，滤液留用；
酶提取液由1.2wt％HCl、2.5wt％的外切葡聚糖酶、1.0wt％木瓜蛋白酶和去离子水混合制备而成；
S3.提取：向滤液中加入异丙醇/石油醚混合溶剂(异丙醇和石油醚的体积比为2：1)，充分振荡后，静置分层，将有机相分液，水相继续加入等体积石油醚，充分振荡后，静置分层，将有机相分液，合并2次有机相，得到提取物；
S4.脱色：向100mL提取物中加入10g活性炭，搅拌脱色后，过滤，得到透明提取液；
S5.再提取：向透明提取液中加入55wt％丁戊醇水溶液，充分振荡后，静置，过滤，分液留用水相；
S6.浓缩：将水相低温浓缩后得到浓缩液，低温浓缩方法为在60℃的温度下加热浓缩至相对密度为2；
S7.纯化：将浓缩液通过大孔树脂吸附柱进行饱和吸附，吸附后用甲醇/乙酸乙酯溶液(甲醇和乙酸乙酯溶液的体积比为1：1)洗脱，收集洗脱液浓缩、干燥后制得咖啡酸，咖啡酸的含量为97.8％。
实施例3一种从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法
包括以下步骤：
S1.原料的处理：将金银花洗净、干燥后通过气流粉碎机粉碎至1000目以下，得到金银花粉，备用；
气流粉碎机的蒸汽压力为1.15Mpa，蒸汽温度为205℃，流量为2.1kg/s；
S2.酶解：将10g金银花粉加入250mL酶提取液中，微波处理1.5h，微波功率为600W，灭酶(灭酶条件为105℃灭酶10min)，过滤，滤液留用；
酶提取液由0.7wt％HCl、1.5wt％的外切葡聚糖酶、0.4wt％木瓜蛋白酶和去离子水混合制备而成；
S3.提取：向滤液中加入异丙醇/石油醚混合溶剂(异丙醇和石油醚的体积比为1：1)，充分振荡后，静置分层，将有机相分液，水相继续加入等体积石油醚，充分振荡后，静置分层，将有机相分液，合并2次有机相，得到提取物；
S4.脱色：向60mL提取物中加入10g活性炭，搅拌脱色后，过滤，得到透明提取液；
S5.再提取：向透明提取液中加入35wt％丁戊醇水溶液，充分振荡后，静置，过滤，分液留用水相；
S6.浓缩：将水相低温浓缩后得到浓缩液，低温浓缩方法为在50℃的温度下加热浓缩至相对密度为1.7；
S7.纯化：将浓缩液通过大孔树脂吸附柱进行饱和吸附，吸附后用甲醇/乙酸乙酯溶液(甲醇和乙酸乙酯溶液的体积比为5：4)洗脱，收集洗脱液浓缩、干燥后制得咖啡酸，咖啡酸的含量为96.9％。
实施例4一种从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法
包括以下步骤：
S1.原料的处理：将金银花洗净、干燥后通过气流粉碎机粉碎至1000目以下，得到金银花粉，备用；
气流粉碎机的蒸汽压力为1.12Mpa，蒸汽温度为215℃，流量为2.4kg/s；
S2.酶解：将10g金银花粉加入400mL酶提取液中，微波处理1.5h，微波功率为700W，灭酶(灭酶条件为105℃灭酶10min)，过滤，滤液留用；
酶提取液由1.0wt％HCl、2.2wt％的外切葡聚糖酶、0.8wt％木瓜蛋白酶和去离子水混合制备而成；
S3.提取：向滤液中加入异丙醇/石油醚混合溶剂(异丙醇和石油醚的体积比为2：3)，充分振荡后，静置分层，将有机相分液，水相继续加入等体积石油醚，充分振荡后，静置分层，将有机相分液，合并2次有机相，得到提取物；
S4.脱色：向80mL提取物中加入10g活性炭，搅拌脱色后，过滤，得到透明提取液；
S5.再提取：向透明提取液中加入45wt％丁戊醇水溶液，充分振荡后，静置，过滤，分液留用水相；
S6.浓缩：将水相低温浓缩后得到浓缩液，低温浓缩方法为在55℃的温度下加热浓缩至相对密度为1.85；
S7.纯化：将浓缩液通过大孔树脂吸附柱进行饱和吸附，吸附后用甲醇/乙酸乙酯溶液(甲醇和乙酸乙酯溶液的体积比为5：4)洗脱，收集洗脱液浓缩、干燥后制得咖啡酸，咖啡酸的含量为97.2％。
实施例5一种从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法
包括以下步骤：
S1.原料的处理：将金银花洗净、干燥后通过气流粉碎机粉碎至1000目以下，得到金银花粉，备用；
气流粉碎机的蒸汽压力为1.1Mpa，蒸汽温度为210℃，流量为2.25kg/s；
S2.酶解：将10g金银花粉加入350mL酶提取液中，微波处理1.5h，微波功率为650W，灭酶(灭酶条件为105℃灭酶10min)，过滤，滤液留用；
酶提取液由0.8wt％HCl、2wt％的外切葡聚糖酶、0.6wt％木瓜蛋白酶和去离子水混合制备而成；
S3.提取：向滤液中加入异丙醇/石油醚混合溶剂(异丙醇和石油醚的体积比为2：3)，充分振荡后，静置分层，将有机相分液，水相继续加入等体积石油醚，充分振荡后，静置分层，将有机相分液，合并2次有机相，得到提取物；
S4.脱色：向75mL提取物中加入10g活性炭，搅拌脱色后，过滤，得到透明提取液；
S5.再提取：向透明提取液中加入40wt％丁戊醇水溶液，充分振荡后，静置，过滤，分液留用水相；
S6.浓缩：将水相低温浓缩后得到浓缩液，低温浓缩方法为在55℃的温度下加热浓缩至相对密度为1.75；
S7.纯化：将浓缩液通过大孔树脂吸附柱进行饱和吸附，吸附后用甲醇/乙酸乙酯溶液(甲醇和乙酸乙酯溶液的体积比为5：4)洗脱，收集洗脱液浓缩、干燥后制得咖啡酸，咖啡酸的含量为97.0％。
与现有技术相比，本发明对金银花物料进行气流粉碎法粉碎，可以粉碎常温无法粉碎的特质，得到比常温粉碎更细的粉末，得到的粉末为已破壁的金银花物料粉末，不氧化，粒度分布均匀，破壁率可达95％；并可防止有效待提取成分由于粉碎发热而变质；粉碎速度快，因而能最大限度地保留金银花粉体中的生物活性成分，生产过程全密闭，没有粉尘益出，符合GMP要求，金银花物料无损耗。
本发明通过气流粉碎技术得到已打破细胞壁的金银花物料粉末，有效待提取成分直接暴露出来，酶提取物的浸泡过程中，将金银花进一步分解，使有效成分的浸润溶出更迅速，完全，减少去离子水的消耗，有利于提取有效成分，提高浸提效率。
此外，本发明在酶提取液处理工序中金银花微粉中纤维素在弱酸性环境中明显得到润胀，纤维素结晶指数降低，纤维素结晶区受到破坏而水解；咖啡酸成分已经全部溶出，再经经外切葡聚糖酶处理后，纤维素结晶指数有所增强，咖啡酸从纤维素结晶区中得到完全分离。用异丙醇/石油醚混合溶剂萃取出脂溶性咖啡酸后，用活性炭脱色，继续用丁戊醇水溶液萃取，将大部分咖啡酸萃取出来，浓缩液用强极性大孔型大孔树脂柱进行饱和吸附属于成熟的生物制药除杂技术，应用于本工艺中，能保证本发明产品的纯度。
据上所述，本发明的技术效果是：本发明的方法具有工艺先进、操作简便、过滤容易、成本低、无有害溶剂、纯度高、得率高，适用于工业化大批量生产等优点。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.原料的处理：将金银花洗净、干燥后通过气流粉碎机粉碎至1000目以下，得到金银花粉，备用；
S2.酶解：将金银花粉加入酶提取液中，微波处理1-2h，灭酶，过滤，滤液留用；
S3.提取：向滤液中加入异丙醇/石油醚混合溶剂，充分振荡后，静置分层，将有机相分液，水相继续加入等体积石油醚，充分振荡后，静置分层，将有机相分液，合并2次有机相，得到提取物；
S4.脱色：向提取物中加入活性炭，搅拌脱色后，过滤，得到透明提取液；
S5.再提取：向透明提取液中加入丁戊醇水溶液，充分振荡后，静置，过滤，分液留用水相；
S6.浓缩：将水相低温浓缩后得到浓缩液；
S7.纯化：将浓缩液通过大孔树脂吸附柱进行饱和吸附，吸附后用甲醇/乙酸乙酯溶液洗脱，收集洗脱液浓缩、干燥后制得咖啡酸。
2.根据权利要求1所述的从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法，其特征在于，步骤S1中所述气流粉碎机的蒸汽压力为1-1.2Mpa，蒸汽温度为200-220℃，流量为2-2.5kg/s。
3.根据权利要求1所述从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法，其特征在于，步骤S2中所述金银花粉和酶提取液的质量体积比为1：(20-50)；微波功率为500-800W，灭酶条件为105℃灭酶10min。
4.根据权利要求3所述从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法，其特征在于，所述酶提取液由0.5-1.2wt％HCl、1.2-2.5wt％的外切葡聚糖酶、0.2-1.0wt％木瓜蛋白酶和去离子水混合制备而成。
5.根据权利要求1所述从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法，其特征在于，步骤S3中所述异丙醇/石油醚混合溶剂中异丙醇和石油醚的体积比为2：(1-4)。
6.根据权利要求1所述从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法，其特征在于，步骤S4中所述活性炭和提取物的质量体积比1：(5-10)。
7.根据权利要求1所述从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法，其特征在于，步骤S5中所述丁戊醇水溶液中丁戊醇的质量分数为25-55％。
8.根据权利要求1所述从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法，其特征在于，步骤S6中所述低温浓缩方法为在45-60℃的温度下加热浓缩至相对密度为1.5-2。
9.根据权利要求1所述从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法，其特征在于，步骤S7中所述甲醇/乙酸乙酯溶液中甲醇和乙酸乙酯溶液的体积比为5：(3-5)。
10.根据权利要求1所述从金银花中提取高纯度咖啡酸的方法，其特征在于，步骤S7中制得的咖啡酸的含量为96.5-97.8％。
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