CN113730952B - 一种工业大麻有效成分提取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工业提取领域，尤其是涉及一种工业大麻有效成分提取方法。该提取方法包括如下步骤：S1：采用水溶液对大麻颗粒进行逆流提取，即大麻颗粒与水溶液的输送方向相反，得到粗多糖提取液和大麻渣料；S2：对粗多糖提取液进行过滤、浓缩、干燥，得到多糖粉末；对大麻渣料进行干燥后用萃取剂进行提取，得到萃取液，经纯化后得到大麻素产物；然后对大麻素产物进行逆流提取，经后处理制得CBD大麻油。本申请通过采用逆流提取的方法依次对工业大麻中的非大麻素化合物与大麻素化合物进行逆流提取，有效提高两者的提取率与产量，并实现了对非大麻素化合物的连续大规模提取。

Description

一种工业大麻有效成分提取方法

技术领域

本发明涉及工业提取领域，尤其是涉及一种工业大麻有效成分提取方法。

背景技术

工业大麻是桑科大麻属植物，一年生直立草本。大麻植物活性成分包括大麻素类化合物和非大麻素化合物，其中大麻素化合物数量及活性成分较多。大麻素类化合物具有镇静催眠、治疗癫痫、神经保护、肿瘤治疗等一系列生理功能，是一种在医药、食品饮料、日化等领域极具应用前景的天然活性成分。非大麻素类化合物包括多糖类，蛋白质类，色素类，多肽等，是一种在食品饮料、日化等领域极具应用前景的天然活性成分，可用于药品、保健品、食品及日化品等多个领域。

大麻素化合物具有较高的经济效益，尤以大麻二酚为甚。因此大麻二酚(CBD)加工行业具有极大的发展潜力，而加工行业极为关键的是大麻二酚的提取与纯化技术，最近几年有植物提取厂家、科研院校已经开始研究大麻二酚提纯技术，已取得一定成绩。

然而，目前对非大麻素化合物的工业提取工艺的研究较少，使得非大麻素化合物在工业上的产量不高，导致其应用受限。

发明内容

本申请提供一种工业大麻有效成分提取方法，其能够实现对大麻中大麻素化合物与非大麻素化合物的大规模连续提取，提高对大麻中有效成分的提取率，从而创造更高的经济效益。

本申请提供的一种工业大麻有效成分提取方法，采用如下技术方案：

一种工业大麻有效成分提取方法，包括如下步骤：

S1：采用水溶液对大麻颗粒进行逆流提取，即大麻颗粒与水溶液的输送方向相反，得到粗多糖提取液和大麻渣料；

S2：对粗多糖提取液进行过滤、浓缩、干燥，得到多糖粉末；对大麻渣料进行干燥后用萃取剂进行提取，得到粗提液，粗提液再经脱溶、除杂、纯化后得到CBD大麻油。

通过采用上述技术方案，本申请相比提取罐静态间歇方式，超临界CO2流体萃取技术，具有设备成本低、运行成本低、效率低难以实现大规模化生产。

其中，采用水溶液对大麻颗粒进行逆流提取，一方面，使得物料在设备内与溶剂始终处于流动状态，且始终保持最大的浓度梯度，有效成分很容易析出，提取率相对于传统静态间隙提取要高，非常适合大规模连续生产。

优选的，步骤S1中，所述水溶液的温度为75～100℃。

通过采用上述技术方案，采用该温度范围的水溶液，在高温水溶液的作用下，能够促进大麻素化合物中低应用价值的酚酸，如四氢大麻酚酸和大麻二酚酸等发生脱羧，并转化为具有较高应用价值的四氢大麻酚与大麻二酚；且该脱羧过程较为彻底，能够大幅提高大麻二酚(CBD)的产量。

优选的，步骤S1中，所述水溶液的提取时长为30～120min，大麻颗粒与水溶液的质量比为1:(3～22)。

通过采用上述技术方案，本申请的固液比范围较大，能够达到以最少溶剂提取大量大麻素类化合物的目的，并且使大麻酚酸类化合物充分转为大麻酚类化合物。

优选的，步骤S2中，粗多糖提取液制备多糖粉末的具体操作如下：

S2-1:对粗多糖提取液进行过滤，得到过滤液和滤渣，将滤渣回用至步骤S1的逆流提取工序中；过滤液进行降膜蒸发，得到固含量为45～75％的浓缩液；

S2-2:将浓缩液依次进行干燥处理和切料粉碎，得到含水率＜4％的粗多糖粉末。

通过采用上述技术方案，将多糖提取液中的除去，既有利于提高粗多糖粉末的使用性能，又有利于将滤渣回用，提高大麻中有效成分的提取率。

优选的，步骤S2中，大麻渣料提取CBD大麻油的具体操作如下：

S2-3:将大麻渣料进行挤压脱溶，再进行干燥处理，得到含水率＜4％的干燥物料；

S2-4:采用浓度为80～95％乙醇对干燥物料进行连续逆流提取，得到粗提液，粗提液再经脱溶、除杂、纯化后得到CBD大麻油。

通过采用上述技术方案，实现了大麻素化合物中有效成分的分离纯化，得到了具有较高药用价值和经济效益的大麻二酚(CBD)。

优选的，步骤S2-2与步骤S2-3中，所述干燥处理采用连续真空履带式干燥，且加热段的干燥温度为65～75℃，冷却段的干燥温度为10～20℃。

通过采用上述技术方案，采用连续真空履带式干燥，先经加热干燥，再经冷却，干燥后得到的颗粒有一定程度的结晶效应，颗粒中形成微孔结构，有利于大麻渣料中有效成分的析出，从而提高大麻素类化合物的提取率。

优选的，步骤S1的水溶液中添加有十二烷基硫酸钠，所述十二烷基硫酸钠的用量为大麻颗粒质量的0.3～1％。

通过采用上述技术方案，十二烷基硫酸钠一方面能够作为分散剂，促使大麻颗粒充分分散，减少团聚现象，有利于提高有效成分的提取率以及大麻酚酸的转化率；另一方面，十二烷基硫酸钠能够溶解大麻颗粒细胞，膜上的脂类与蛋白质，促进有效成分的溶出，提高有效成分的提取率。

优选的，步骤S1的水溶液中还添加有柠檬酸，所述柠檬酸的用量为大麻颗粒质量的0.1～1％。

通过采用上述技术方案，柠檬酸也能够促进大麻颗粒的分散，同时，能够调节水溶液的pH值，促进有效成分的充分提取。

优选的，步骤S2-2中，于所述干燥处理之前，先将浓缩液与90～95％的乙醇混合，置于-10～15℃下进行沉淀，然后分离沉淀，将沉淀溶于水后再进行干燥处理。

通过采用上述技术方案，由于乙醇对大麻素类化合物具有较好的溶解性，而对多糖等非大麻素类化合物溶解性极差。因此，在上述低温条件下能够有效去除非大麻素类化合物中的大麻素类化合物。另外，该操作能够有效去除水溶液提取过程中加入的表面活性剂，进一步纯化粗多糖粉末。

综上所述，本申请具有如下有益效果：

1、本申请中采用水溶液对大麻颗粒进行逆流提取，在高效、充分提取多糖等非大麻素类化合物的同时，能够充分的实现大麻酚酸的脱羧，从而显著的提高大麻素类化合物的提取率，尤其是大麻二酚(CBD)的提取率。

2、本申请中采用连续真空履带式干燥，经加热和冷却干燥后，大麻渣料中能够形成一定的微孔结构，促进大麻素类化合物的析出，有利于提高大麻素类化合物的提取率。

3、本申请中通过在水溶液中添加十二烷基磺酸钠与柠檬酸，有助于进一步的促进大麻素类化合物的析出，增加其提取率。

具体实施方式

实施例

实施例1，一种工业大麻有效成分提取方法，包括如下步骤：

S1：将工业大麻的花、叶干燥并粉碎成20-80目的大麻颗粒，取60㎏大麻颗粒倒入逆流提取设备的料仓中，按照10kg/h的进料速度连续螺旋投料，溶剂采用8倍水溶液，即480㎏水溶液；水溶液按照100L/h连续进料，大麻颗粒从逆流提取设备的进料端经主机螺旋输送至出料端，溶剂从出料端输送至进料端，与大麻颗粒运行方向相反。采用夹套加热的方式，使得水溶液的温度保持在85℃，提取时长为90分钟，提取完成后两端分别收集得到粗多糖提取液和大麻渣料。

S2：对多糖提取液进行过滤、浓缩、干燥，得到多糖粉末；对大麻渣料进行干燥后用萃取剂进行提取，得到萃取液，经纯化后得到大麻素产物；然后对大麻素产物进行逆流提取，经后处理制得CBD大麻油。

其中，粗多糖提取液制备多糖粉末的具体操作如下：

S2-1：将粗多糖提取液转入转鼓过滤器连续过滤，过滤目数100目，得到过滤液和滤渣。滤渣回用至逆流提取设备中，过滤液转入真空降膜浓缩器，浓缩至固形物含量60％，蒸发掉大部分水分，获得浓缩液。

S2-2：将浓缩液进行连续真空履带式干燥，其中，三段加热的干燥的温度分别为65℃、75℃与75℃；冷却段的温度为15℃，干燥完毕后得含水率＜4％的淡黄色粗多糖粉末。

S2-3:逆流提取设备将大麻渣料进行料渣掏料，然后进行挤渣脱溶，再进入真空连续履带干燥机，进行干燥，去除水分；其中，三段加热的温度分别为65℃、70℃与75℃，冷却段的温度为15℃，干燥至水分低于4％，得到干燥物料；

S2-4:将干燥物料通过输送器投入连续逆流提取机组，采用浓度为95％的乙醇进行逆流提取，得粗提液。其中乙醇溶液按照60L/h连续进料，乙醇溶液浓度为95％，乙醇溶液与净材的投料比为8，提取温度为常温(25±5℃)，提取时间为60分钟。再将所得粗提液采用真空低温浓缩器，浓缩温度为50℃浓缩至乙醇含量为80％后，冷冻冬化除杂，冬化温度为-65℃，冬化时间为8h，冷冻过程中杂质会析出，得冬化混合液；然后将冬化混合液过滤后，真空60℃，蒸发除去将水和乙醇等溶剂后得到浸膏(大麻素产物)，浸膏(大麻素产物)送入短程分子蒸馏器，蒸馏得到金黄透明CBD大麻油。

实施例2，一种工业大麻有效成分提取方法，包括如下步骤：

S1：将工业大麻的花、叶干燥并粉碎成20-80目的大麻颗粒，取60㎏大麻颗粒倒入逆流提取设备的料仓中，按照10kg/h的进料速度连续螺旋投料，溶剂采用12倍水溶液，即720㎏水溶液；水溶液按照100L/h连续进料，大麻颗粒从逆流提取设备的进料端经主机螺旋输送至出料端，溶剂从出料端输送至进料端，与大麻颗粒运行方向相反。采用夹套加热的方式，使得水溶液的温度保持在95℃，提取时长为75分钟，提取完成后两端分别收集得到粗多糖提取液和大麻渣料。

S2：对多糖提取液进行过滤、浓缩、干燥，得到多糖粉末；对大麻渣料进行干燥后用萃取剂进行提取，得到萃取液，经纯化后得到大麻素产物；然后对大麻素产物进行逆流提取，经后处理制得CBD大麻油。

其中，粗多糖提取液制备多糖粉末的具体操作如下：

S2-1：将粗多糖提取液转入转鼓过滤器连续过滤，过滤目数120目，得到过滤液和滤渣。滤渣回用至逆流提取设备中，过滤液转入真空降膜浓缩器，浓缩至固形物含量70％，蒸发掉大部分水分，获得浓缩液。

S2-2：将浓缩液进行连续真空履带式干燥，其中，三段加热的干燥的温度分别为70℃、70℃与75℃；冷却段的温度为10℃，干燥完毕后得12.2kg含水率＜4％的淡黄色粗多糖粉末。

大麻渣料提取CBD大麻油的具体操作如下：

S2-3:逆流提取设备将大麻渣料进行料渣掏料，然后进行挤渣脱溶，再进入真空连续履带干燥机，进行干燥，去除水分；其中，三段加热的温度分别为65℃、75℃与75℃，冷却段的温度为15℃，干燥至水分低于4％，得到干燥物料；

S2-4:将干燥物料通过输送器投入连续逆流提取机组，采用浓度为95％的乙醇进行逆流提取，得粗提液。其中乙醇溶液按照60L/h连续进料，乙醇溶液浓度为95％，乙醇溶液与净材的投料比为10，提取温度为常温(25±5℃)，提取时间为90分钟。再将所得粗提液采用真空低温浓缩器，浓缩温度为50℃浓缩至乙醇含量为85％后，冷冻冬化除杂，冬化温度为-65℃，冬化时间为8h，冷冻过程中杂质会析出，得冬化混合液；然后将冬化混合液过滤后，真空60℃，蒸发除去将水和乙醇等溶剂后得到浸膏(大麻素产物)，浸膏(大麻素产物)送入短程分子蒸馏器，蒸馏得到金黄透明CBD大麻油。

实施例3，一种工业大麻有效成分提取方法，包括如下步骤：

S1：将工业大麻的花、叶干燥并粉碎成20-80目的大麻颗粒，取60㎏大麻颗粒倒入逆流提取设备的料仓中，按照10kg/h的进料速度连续螺旋投料，溶剂采用8倍水溶液，即480㎏水溶液，且水溶液中添加混合有0.3㎏的十二烷基硫酸钠和0.2㎏的柠檬酸；水溶液按照100L/h连续进料，大麻颗粒从逆流提取设备的进料端经主机螺旋输送至出料端，溶剂从出料端输送至进料端，与大麻颗粒运行方向相反。采用夹套加热的方式，使得水溶液的温度保持在85℃，提取时长为90分钟，提取完成后两端分别收集得到粗多糖提取液和大麻渣料。

S2：对多糖提取液进行过滤、浓缩、干燥，得到多糖粉末；对大麻渣料进行干燥后用萃取剂进行提取，得到萃取液，经纯化后得到大麻素产物；然后对大麻素产物进行逆流提取，经后处理制得CBD大麻油。

其中，粗多糖提取液制备多糖粉末的具体操作如下：

S2-1：将粗多糖提取液转入转鼓过滤器连续过滤，过滤目数120目，得到过滤液和滤渣。滤渣回用至逆流提取设备中，过滤液转入真空降膜浓缩器，浓缩至固形物含量60％，蒸发掉大部分水分，获得浓缩液。

S2-2：将浓缩液与95％的乙醇混合，得到混合溶液，并使得乙醇在混合溶液中浓度为70％，再置于15℃下进行结晶沉淀，分离出沉淀，将沉淀与水按照3:2的质量比混合重熔，然后再进行连续真空履带式干燥，其中，三段加热的干燥的温度分别为65℃、75℃与75℃；冷却段的温度为15℃，干燥完毕后得含水率＜4％的淡黄色粗多糖粉末。

S2-3:逆流提取设备将大麻渣料进行料渣掏料，然后进行挤渣脱溶，再进入真空连续履带干燥机，进行干燥，去除水分；其中，三段加热的温度分别为65℃、70℃与75℃，冷却段的温度为15℃，干燥至水分低于4％，得到干燥物料。

S2-4:将干燥物料通过输送器投入连续逆流提取机组，采用浓度为95％的乙醇进行逆流提取，得粗提液。其中乙醇溶液按照60L/h连续进料，乙醇溶液浓度为95％，乙醇溶液与净材的投料比为8，提取温度为常温(25±5℃)，提取时间为60分钟。再将所得粗提液采用真空低温浓缩器，浓缩温度为50℃浓缩至乙醇含量为80％后，冷冻冬化除杂，冬化温度为-65℃，冬化时间为8h，冷冻过程中杂质会析出，得冬化混合液；然后将冬化混合液过滤后，真空60℃，蒸发除去将水和乙醇等溶剂后得到浸膏(大麻素产物)，浸膏(大麻素产物)送入短程分子蒸馏器，蒸馏得到金黄透明CBD大麻油。

实施例4，一种工业大麻有效成分提取方法，与实施例3的区别在于，步骤S1中，水溶液的温度保持在50℃。

实施例5，一种工业大麻有效成分提取方法，与实施例3的区别在于，步骤S2-2中，冷却段的干燥温度为25℃。

实施例6，一种工业大麻有效成分提取方法，与实施例3的区别在于，步骤S2-2中，加热段的干燥温度为70℃。

实施例7，一种工业大麻有效成分提取方法，与实施例3的区别在于，步骤S2-3中，采用喷雾干燥工艺进行干燥处理，干燥温度为75℃，最终制得含水率＜4％的淡黄色粗多糖粉末。

实施例8，一种工业大麻有效成分提取方法，与实施例3的区别在于，步骤S1的水溶液中用等量的柠檬酸替代十二烷基硫酸钠。

实施例9，一种工业大麻有效成分提取方法，与实施例3的区别在于，步骤S1的水溶液中用等量的十二烷基硫酸钠替代柠檬酸。

实施例10，一种工业大麻有效成分提取方法，与实施例3的区别在于，步骤S1的水溶液中不添加柠檬酸与十二烷基硫酸钠。

实施例11，一种工业大麻有效成分提取方法，与实施例3的区别在于，步骤S2-2中，在干燥处理之前不将浓缩液与乙醇混合沉淀，直接进行连续真空履带式干燥，其具体操作为：将浓缩液进行连续真空履带式干燥，其中，三段加热的干燥的温度分别为65℃、75℃与75℃；冷却段的温度为15℃，干燥完毕后得11.3kg含水率＜4％的淡黄色粗多糖粉末。

对比例

对比例1，一种工业大麻有效成分提取方法，与实施例1的区别在于，步骤S1中不进行逆流提取，其具体操作如下：将大麻的花、叶干燥并粉碎成20-80目的大麻颗粒，取60㎏大麻颗粒浸泡于溶剂中，溶剂采用8倍水溶液，即480㎏水溶液。浸泡的同时进行超声搅拌，功率为1200W，占空比为1:1，时间为2h，温度为30℃，水溶液pH值为6。浸泡完成后收集得到粗多糖提取液和大麻渣料。

表1、各实施例与对比例有效成分提取率统计结果(％)

上述提取率为相应有效成分与步骤S1中加入的大麻颗粒的质量比。

结果分析：

(1)结合实施例1～11和对比例1并结合表1可以看出，相比对比例1，实施例1～11均采用了水溶液对大麻原料进行逆流提取，实现了对大麻中多糖等非大麻素化合物有的大规模连续提取，的并有效的提高了非大麻素化合物(粗多糖粉末)的提取率。其原因可能在于，采用水溶液对大麻颗粒进行逆流提取，一方面，使得物料在设备内与溶剂始终处于流动状态，且始终保持最大的浓度梯度，有效成分很容易析出，提取率相对于超声提取与传统静态间隙提取要高。

(2)结合实施例1和实施例4并结合表1可以看出，实施例4的水溶液温度为70℃，低于75～100℃的范围，最终使得大麻素类化合物与非大麻素类化合物的提取率均低于实施例1。在较高的温度下，不仅能够促进溶液渗入大麻细胞内，加快有效成分的析出，同时，还能够促进大麻二酚酸与四氢大麻酚酸等酚酸脱羧，从而有效提高CBD的提取率。

(3)结合实施例1和实施例5～7并结合表1可以看出，采用连续真空履带式干燥，且控制加热段温度在65～75℃范围内，控制冷却段温度在10～20℃范围内，有助于提高大麻素类化合物的提取率。其原因可能在于，在加热段与冷却段的温差作用下，得到的颗粒有一定程度的结晶效应，颗粒中形成微孔结构，有利于大麻渣料中有效成分的析出，从而提高大麻素类化合物的提取率。

(4)结合实施例1和实施例8～10并结合表1可以看出，通过在水溶液中添加十二烷基硫酸钠与柠檬酸，有利于提高大麻素类化合物与非大麻素类化合物的提取率。其原因可能在于，十二烷基硫酸钠一方面能够作为分散剂，促使大麻颗粒充分分散，减少团聚现象，有利于提高有效成分的提取率以及大麻酚酸的转化率；另一方面，十二烷基硫酸钠能够溶解大麻颗粒细胞，膜上的脂类与蛋白质，促进有效成分的溶出，提高有效成分的提取率。而柠檬酸也能够促进大麻颗粒的分散，同时，能够调节水溶液的至适宜的pH值，促进有效成分的充分提取。

(5)结合实施例1和实施例11并结合表1可以看出，通过将大麻素类化合物浓缩液与乙醇混合，并在低温下沉淀，能够有效去除非大麻素类化合物中的杂质，该杂质包括极少量析出于水中大麻素类化合物以及残留的十二烷基硫酸钠与柠檬酸。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种工业大麻有效成分提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：采用水溶液对大麻颗粒进行逆流提取，即大麻颗粒与水溶液的输送方向相反，得到粗多糖提取液和大麻渣料；

S2：对粗多糖提取液进行过滤、浓缩、干燥，得到多糖粉末；从大麻渣料中提取CBD大麻油，具体操作如下：

S2-3:将大麻渣料进行挤压脱溶，再进行连续真空履带式干燥，且加热段的干燥温度为65～75℃，冷却段的干燥温度为10～20℃，得到含水率＜4%的干燥物料；

S2-4:采用浓度为80～95%乙醇对干燥物料进行连续逆流提取，得到粗提液，粗提液再经脱溶、除杂、纯化后得到CBD大麻油。

2.根据权利要求1所述的一种工业大麻有效成分提取方法，其特征在于，步骤S1中，所述水溶液的温度为75～100℃。

3.根据权利要求1所述的一种工业大麻有效成分提取方法，其特征在于，步骤S1中，所述水溶液的提取时长为30～120min，大麻颗粒与水溶液的质量比为1:(3～22)。

4.根据权利要求1所述的一种工业大麻有效成分提取方法，其特征在于，步骤S2中，粗多糖提取液制备多糖粉末的具体操作如下：

S2-1:对粗多糖提取液进行过滤，得到过滤液和滤渣，将滤渣回用至步骤S1的逆流提取工序中；过滤液进行降膜蒸发，得到固含量为45～75%的浓缩液；

S2-2:将浓缩液依次进行干燥处理和切料粉碎，得到含水率＜4%的粗多糖粉末。

5.根据权利要求4所述的一种工业大麻有效成分提取方法，其特征在于，步骤S2-2中，所述干燥处理采用连续真空履带式干燥，且加热段的干燥温度为65～75℃，冷却段的干燥温度为10～20℃。

6.根据权利要求1所述的一种工业大麻有效成分提取方法，其特征在于，步骤S1的水溶液中添加有十二烷基硫酸钠，所述十二烷基硫酸钠的用量为大麻颗粒质量的0.3～1%。

7.根据权利要求6所述的一种工业大麻有效成分提取方法，其特征在于，步骤S1的水溶液中还添加有柠檬酸，所述柠檬酸的用量为大麻颗粒质量的0.1～1%。

8.根据权利要求4所述的一种工业大麻有效成分提取方法，其特征在于，步骤S2-2中，于所述干燥处理之前，先将浓缩液与90～95%的乙醇混合，置于-10～15℃下进行沉淀，然后分离沉淀，将沉淀溶于水后再进行干燥处理。