CN1327038A - 超临界co2反向萃取法提取迷迭香抗氧化剂的方法 - Google Patents

Abstract

一种超临界CO2反向提取迷迭香抗氧化剂的工艺。首先制取迷迭香粗提物,然后将粉碎的粗提物装到多层料筒、放入萃取釜中,在40－60℃,CO2压力10－20MPa下萃取迷迭香精油;然后升高压力到25－35MPa,并加入10－20%乙醇或乙酸乙酯改性剂,提取迷迭香抗氧化剂。最后再用超临界CO2脱除残留溶剂,得迷迭香抗氧化剂产品,纯度95.9%。该工艺特点是,物料装入多层料筒反向萃取,压力分布均匀,传质快,效率高;CO2对人体、环境友好,流程简单,产品纯度高、产量大,节能增效显著,适于工业化生产。

Description

超临界CO2反向萃取法 提取迷迭香抗氧化剂的方法

本发明涉及一种迷迭香抗氧化剂提取方法，特别涉及一种超临界CO2反向萃取法从迷迭香粗提物中提取迷迭香精油和抗氧化剂的方法。

迷迭香(Rosemary)属唇形科常绿小灌木，用作香辛料。在我国各地尤以长江中上游引种成功，近年来种植面积正在扩大。迷迭香植株中含有约2％香精油，GC分析其成分为龙脑、α-蒎烯、樟脑、乙酸龙脑酯；还含有油树脂、鞣质、蛋白质等。其中油树脂即抗氧化剂，HPLC分析其含量约4％。迷迭香粗提物中主要组分为香精油、抗氧化剂、黄酮和花青素等。其中迷迭香精油为分子量较低的弱极性物质，一般采用水蒸汽蒸馏法或非极性溶剂萃取法提取香精油。而抗氧化剂则为分子量较高的极性较强的多酚和酸类物质，如迷迭香酚(Rosemanol)、表迷迭香酚、异迷迭香酚，还有迷迭香酸(Rosmarinic acid)、迷迭香二酚(RosmaridiPhenol)等，需用强极性溶剂才能提取出来。迷迭香抗氧化剂含有邻苯二酚基团，这种化学结构极易氧化，提供质子，故为很强的天然抗氧化剂，其抗氧化能力比BHA、BHT、Ve强3-9倍。迷迭香抗氧化剂还具有许多药理功能，如消除有害自由基、降血脂、降血糖、抗动脉硬化、抗衰老等功能。迷迭香抗氧化剂主要用作低脂食品如肉食制品，蛋黄酱，调料，油炸食品等的天然抗氧化剂和天然无毒药物。具有良好的应用前景和市场开发价值。

现有的提取迷迭香提取物的方法主要有二种。一是有机溶剂提取法，一般选用非极性溶剂提取精油，再用极性溶剂提取抗氧化剂。该法的主要缺点是，消耗大量溶剂，产品纯度低，含有溶剂残留，排放物污染环境。二是超临界CO2正向萃取法。如U.S.Pat.No.5，120，558。该法是在超临界CO2，50MPa压力、95℃萃取条件下，利用分级降压，分别收集香精油和油树脂，后者即抗氧化剂。50MPa的高压是一般萃取工业设备难以承受的，因而很难实施工业化生产。当前用超临界提取迷迭香提取物的主要困难有二，一是设备利用率低，精油和油树脂之和为6％，要形成规模，高压釜容积必需做大，增加成本。解决的办法是，用现有技术制取迷迭香粗提物，使有效成分浓缩5-10倍。二是迷迭香酚、酸都是含有邻苯二酚及其酸基团物质，极性很强，只单用CO2靠加大压力增加密度而提高其极性，显然事倍功半。解决办法是CO2中加极性改性剂，增加CO2的极性，并采用反向萃取法，就可在较低的压力下将迷迭香酚、酸萃取出来。

本发明的目的是，提供一种超临界CO2反向萃取法，从迷迭香粗提物中提取香精油和抗氧化剂的方法。该法的特点是迷迭香粗提物装在本发明人的专利号ZL99201463.8的多层料筒中，进行CO2反向(萃取釜中由上而下)萃取，即采用本发明人的专利申请号CN-00121565.5的工艺流程，在40-60℃，超临界CO2压力10-20MPa下萃取迷迭香精油；然后升高压力到25-35MPa，CO2中加入乙醇或乙酸乙酯改性剂，萃取迷迭香抗氧化剂。

本发明的实施方案如下：

1、如图1、萃取工艺流程图所示，制取迷迭香粗提物：将一定量的粉碎的迷迭香放入提取器中，加入8-10倍溶剂-水，加热，提取1-2小时后压滤，滤液真空干燥，得固体粗提物，粉碎到20—40目备用。

2、如图2、萃取设备流程图所示，从迷迭香粗提物中超临界CO2反向提取香精油和抗氧化剂。将粉碎到20-40目的250Kg迷迭香粗提物，装到多层固体料筒，放入萃取釜中，打开控制E1、E2反向流向阀V10、V13，V14、V17及相应的V4、V22，V5、V23和V25进行E1、E2反向并联萃取。萃取工艺条件是：首先萃取迷迭香精油，开CO2泵P1，使萃取釜压力为10-20MPa，温度50-70℃；分离釜A1压力4-8MPa，温度40-60℃，萃取2-6小时，分离釜A1放出精油。然后萃取抗氧化剂，萃取釜的温度不变，分离釜B1的温度、压力也不变，P1压力升高到25-35MPa，同时开动改性剂泵P3，将95％的乙醇或乙酸乙酯改性剂与CO2混合，通过预热器H1，打入萃取釜，提取抗氧化剂，CO2与改性剂的流速比为100∶10-20，萃取4-8小时后，分离釜B1放出含有抗氧化剂的乙醇或乙酸乙酯溶液，分离回收溶剂后，得固体抗氧化剂产品。萃取釜的萃余物，为黄酮、花青素类物质，作为副产强抗氧化剂，单独收集备用。最后抗氧化剂产品再用超临界CO2在25±2MPa，温度40-60℃条件下，脱除改性剂，得高品质抗氧化剂产品。

以下优选实施例，结合附图1、2详述本发明的工艺，但不意味着限制本发明的范围。

实施例1、迷迭香粗提物的提取：

用现有技术将一定量粉碎迷迭香放入提取容器中，加入8-10倍溶剂-水，通蒸汽加热，提取1-2小时后，压滤，滤液真空干燥，得固体迷迭香粗提物，粉碎到20-40目备用。经紫外分析，粗提物中抗氧化剂含量为41.2％，气相色谱分析香精油含量为16.8％。

实施例2、迷迭香粗提物的反向超临界CO2萃取：

如图2萃取设备流程图所示，将粉碎到20-40目，各250Kg迷迭香粗提物装到多层料筒，放入萃取釜中，打开控制E1、E2反向流向阀V10、V13，V14、V17及相应的V4、V22，V5、V23和V25进行E1、E2反向并联萃取。萃取工艺条件是：首先萃取迷迭香精油，开动泵P1使萃取釜压力为16MPa，温度60℃，分离釜A1压力为6MPa，萃取6小时，分离釜A1放出香精油，产量45Kg。然后萃取迷迭香抗氧化剂，P1泵压力升高到30MPa，温度不变，分离釜B1的压力、温度与萃取香精油同，同时开动P3泵，将95％的乙醇改性剂与CO2混合，经预热器H1进入E1、E2萃取抗氧化剂，CO2与乙醇流速比为100∶15。萃取6小时后，分离釜B1放出含有抗氧化剂的乙醇溶液，分离回收乙醇后，得固体抗氧化剂产品，产量105Kg。釜底萃余物为天然黄酮、花青素类，重量124Kg。最后，迷迭香抗氧化剂产品再用超临界CO2在25MPa，50℃脱除残留溶剂，得抗氧化剂产品，经HPLC、GC分析，迷迭香抗氧化剂含量95.9％，无溶剂残留。

实施例3、用乙酸乙酯作改性剂萃取抗氧化剂：

乙酸乙酯对迷迭香酚类有较好的选择性，故用其代替乙醇作改性剂，其它条件同实施例2。结果迷迭香抗氧化剂含量为96.2％。

本发明的优点：

1、粗提物装在多层料筒中，CO2反向萃取，减少返混，传质快、效率高、产量大，节能增效显著。

2、设备流程简单、实用，先用CO2萃取香精油，再加改性剂萃取抗氧化剂，最后用CO2脱溶剂得精制产品。

3、本工艺副产天然黄酮、花青素类药物，CO2对人体、环境友好，可用于抗氧化剂工业化生产。

图1、本发明的工艺流框图

图2、本发明的设备流程图

图中，A1、A2，B1、B2分离器，C冷凝器，E1、E2、E3萃取釜，H1、H2加热器，H3、H4制冷器，K膜式压缩机，M1、M2改性剂槽，P1、P2高压泵，P3改性剂泵，T二氧化碳贮槽，V4-V6高压流路阀，V7-V9串并联阀，V10-V13，V14-V17，V18-V21三组流向阀，V22-V24萃取阀，V25可调针阀，V26-V28二氧化碳回收球阀，V29-V31放空阀，V32-V34出料渣阀。

Claims (4)

1、一种超临界CO2反向萃取法从迷迭香粗提物中提取香精油和抗氧化剂的工艺，其特征在于：将粉碎到20-40目的迷迭香粗提物，装到多层料筒，放入萃取釜中，打开反向流向阀，进行反向萃取。首先用超临界CO2萃取香精油，再用CO2加改性剂提取抗氧化剂，最后用超临界CO2脱溶剂得抗氧化剂产品。

2、根据权利要求1所述的超临界CO2萃取香精油，其特征在于：开CO2泵P1使萃取釜压力为10-20MPa，温度50-70℃，分离釜A1压力4-6MPa，萃取2-6小时，分离釜A1放出香精油。

3、根据权利要求1所述的提取抗氧化剂的工艺，其特征在于：萃取釜的温度不变，分离釜B1的温度、压力与A1同，P1压力升高到25-35MPa，同时开动改性剂泵，将95％的乙醇或乙酸乙酯与CO2混合，通过预热器H1打入萃取釜，萃取抗氧化剂，CO2与改性剂流速比为100∶10-20，萃取4-8小时后，分离釜B1放出含有抗氧化剂的乙醇或乙酸乙酯溶液，分离回收改性剂后得固体抗氧化剂产品。

4、根据权利要求1所述的超临界CO2脱溶剂，其特征在于：将固体抗氧化剂产品，再用超临界CO2在25MPa，50℃脱除残留溶剂，得纯度95.9％的迷迭香抗氧化剂产品。

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