一种超临界CO₂提取和分级纯化灵芝孢子油的方法

专利名称：一种超临界CO₂提取和分级纯化灵芝孢子油的方法
技术领域：
本发明涉及灵芝孢子粉的深加工技术，特别是指利用超临界二氧化碳(CO2)提取 和分级纯化灵芝孢子油的方法。
背景技术：
灵芝自古以来被称为“仙草”，在中国已有五千年的悠久历史，历来被古代帝王当 作“灵丹妙药”，视为“吉祥如意”的象征，被西方人称为“神奇的东方蘑菇”。明代《本草纲 目》中记载灵芝“其味苦平、无毒、补中益气、增智慧、好颜色、久食轻身不老，延年神仙”。现 在，灵芝已被我国药典收载，是国家批准的中药材和保健食品的重要原料。灵芝孢子是灵芝发育成熟期弹射出来的种子，是灵芝的生殖细胞，生物学上称为 担孢子。药典记载孢子褐色，卵型，顶端平载，外壁无色，内壁有疣状突起，长8-12 μ m，宽 5-8 μ m。孢子被集中收集后称为孢子粉，孢子粉内含有脂类、维生素类、胡萝卜素类、三萜类、 生物碱类、多糖类、留醇类、蛋白质和氨基酸类等多种活性成分，由于灵芝孢子的内外双层壁 是坚硬的几丁质，如果没有破壁，其内部成分就很难被提取出来，服用后也很难被人体吸收。灵芝孢子被破壁后，采用超临界CO2提取可获得孢子油，根据药理研究，灵芝孢子 油可增强机体的免疫力，抗肿瘤，保肝养胃，对心血管疾病，高血压，糖尿病和神经衰弱具有 良好的保健功能。超临界CO2提取是近30年发展起来的一项高新技术，采用该技术提取 的孢子油，比常规石油醚，正己烷等化学溶剂提取的孢子油，主要有两大优点一是CO2无 毒、无味、无嗅，在超临界状态下具有强的溶解力，而该溶解力又随超临界压力和温度的改 变而变化，它提取的孢子油没有化学溶剂的残留，食用安全。二是提取温度低，提取温度为 35-60°C，易保持油中的活性成分不被破坏。目前，大多数采用超临界CO2提取孢子油的方 法，都是将破壁孢子粉放入提取釜内，通入超临界CO2进行提取，经降压后导入一个分离釜 内，降压后由于CO2的密度减少溶解能力下降，孢子油和其他一些成分析出被收集在一起， 例如中国专利CN1094766C、CN100508995C和CN1194079C所提供的方法，由于孢子粉内含有 多种化学成分，随同孢子油一起析出的除了水分外，还有其他一些成分，例如酯类、胡萝卜 素类和三萜类等，需要进一步用其他方法把这些杂质成分去除才能获得孢子油精油，增加 了工序，而杂质也难以完全除尽影响油纯度。现在，也有一些提取孢子油的方法是分级降压 导入二个分离釜，来实现孢子油和水分的分离，例如中国专利CN1931195A，该方法使用了有 机夹带剂，这不仅需要将提取的孢子油中包含的夹带剂进行后续分离，而且孢子油内因存 在溶剂残留而影响质量。中国专利CN100367975C采用二级降压，能分别把孢子油和水分分 离在二个分离釜内，但是孢子粉内成分复杂繁多，第一级降压析出的孢子油中含有一些低 极性和脂溶性杂质，使油的色泽变深，第二级降压析出的孢子油，因为含有水分和一些脂溶 性杂质难以除去被全部弃去而减少了收率。

发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺点，提供一种将提取和分离纯化合为一体的超临界CO2提取和分级纯化灵芝孢子油的方法。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种超临界CO2提取和分级纯化灵 芝孢子油的方法，其要点在于它包括以下步骤(1)破壁将灵芝孢子粉通过低温物理方法进行破壁，破壁率控制在99%以上；(2)制粒将破壁灵芝孢子粉倒入搅拌机内，一边搅拌一边加入占原料重量 40% -80%纯净水， 用20目筛进行湿法制粒，用制粒机挤压成粒，在55-60°C烘干到水分小 于6% ；(3)整粒过筛干燥成型的孢子粉颗粒控制在10-50目，筛出细粉返回重新制粒；(4)提取灵芝孢子油、分级降压分段收集灵芝孢子油C02钢瓶、CO2储罐、提取釜、 一级分离釜、二级分离釜依次相接，其上方有管道用于CO2及灵芝孢子油通过，CO2由CO2钢 瓶到CO2储罐经热交换器I、高压泵、热交换器II依次进入提取釜、一级分离釜和二级分 离釜后，回到CO2储罐完成一个工作循环，将经过整粒过筛的灵芝孢子粉粒放入提取釜的 料篮内，釜内通入超临界CO2,压力在10-30MPa，温度在35_60°C，提取釜下方有阀，用于控 制CO2的通入，溶解有孢子油的超临界CO2由提取釜，经阀门降压进入一级分离釜，釜内压 力在10-12MPa，温度40-60°C，分段收集0. 5_1. Ohr/段，一级分离釜的下方为收集阀；同时 经过一级降压后的超临界CO2，再次经阀门降压进入二级分离釜，釜内压力在5-7MPa，温度 40-600C，分段收集0. 5-1. Ohr/段，二级分离釜的下方为收集阀，完成整个提取与分级纯化 过程总时间为5-7hr。本发明的优点在于采用分级降压分段收集的流程，当溶解有孢子油和一些杂质成 分(例如酯类、胡萝卜素类、三萜类等脂溶性和低极性成分)的超临界CO2，在降到中压时溶 解能力有所下降，使溶解度小的孢子油，类胡萝卜素、三萜等脂溶性和低极性成分随着提取 时间依次先后析出，如果没有分段收集，则析出物全部混合在一起，上述杂质成分则溶解在 孢子油内易使油色泽变深，如果析出物被分段收集，则可先收集到孢子油，后收集到是其他 杂质成分，使油和杂质获得在线分离，提高了油的纯度。然后再在二级分离釜内由中压降到 低压，这时CO2已离开了超临界状态，溶解孢子油的能力进一步降低，使原来溶解在其内的 另一部分溶解度比较大的水分和酯质(酯在常温常压呈现固态，能和油混溶)等杂质成分， 和部分孢子油也迅速析出，同上所述，析出物按提取时间分段收集，即可将孢子油和水分酯 质等杂质分离开，从而实现了分级降压分段收集的在线纯化而获得孢子油精油，采用该方 法按不同工艺条件可得浅金黄色的孢子油精油达27. 6-30. 2%，在线分离出水分和其他色 泽深、酸价高或固态等杂质达3. 3-4. 2%0该工艺简单，操作简便，又不需要进一步使用其他 分离纯化设备，降低了能耗，属于低碳生产工艺。此外，还可以根据需要增加分离釜的级数。


图1超临界CO2提取和分级降压流程示意图其中1C02钢瓶2C02储罐3提取釜4 一级分离釜5 二级分离釜6管道7 阀门8阀门9热交换器I 10高压泵11热交换器II 12阀13收集阀
具体实施例方式下面以不同的实施例对本发明进行详细的描述，所列举的实施例可以使本专业的技术人员更理解本发明，但不以任何形式限制本发明，如可将本发明扩大至多种植物油的 超临界CO2提取和在线分离纯化薏苡仁油、小麦胚芽油、玉米油和花生油等。实施例1 本发明采用的设备为一种超临界CO2提取和分级纯化灵芝孢子油的设备，它主要 由CO2钢瓶1、C02储罐2、提取釜3、一级分离釜4、二级分离釜5依次相接组成，相互间由管 道相连，CO2可由CO2钢瓶1到CO2储罐2经热交换器I 9、高压泵10、热交换器II 11进入 提取釜，然后经阀门7降压进入一级分离釜4，经阀门8再次降压进入二级分离釜5后，回 到CO2储罐2，完成一个工作循环，提取釜下方有阀12，用于控制CO2的通入，一级分离釜的 下方为收集阀13，二级分离釜5的下方为收集阀13。其生产过程为(1)破壁将灵芝孢子粉通过低温物理方法进行破壁，破壁率控制 在99%以上；(2)制粒将破壁灵芝孢子粉倒入搅拌机内，一边搅拌一边加入占原料重量 40%-80%纯净水，用20目筛进行湿法制粒，用制粒机挤压成粒，在55-60°C烘干到水分小 于6%;(3)整粒过筛干燥成型的孢子粉颗粒控制在10-50目，筛出细粉返回重新制粒；(4) 提取灵芝孢子油、分级纯化灵芝孢子油=CO2钢瓶1、C02储罐2与提取釜3、一级分离釜4、二 级分离釜5依次相接，其上方有管道6用于CO2及灵芝孢子油通过，CO2由CO2钢瓶1到CO2 储罐2经热交换器I 9、高压泵10、热交换器II 11依次进入提取釜、一级分离釜4和二级 分离釜5后，回到CO2储罐2完成一个工作循环。将经过整粒过筛的灵芝孢子粉粒7. OOkg 放入24L提取釜的料篮内，釜内通入超临界CO2，压力25MPa温度45°C;提取釜下方有阀12， 用于控制CO2的通入，溶解有孢子油的超临界CO2由提取釜3，经阀门7降压进入一级分离釜 4，釜内压力12MPa，温度40°C，分段收集0. 5hr/段，一级分离釜的下方为收集阀13 ；同时经 过一级降压后的超临界CO2，再次经阀门8降压进入二级分离釜5，压力6MPa温度45°C，C02 流量130L/hr，分段收集0. 5hr/段，二级分离釜的下方为收集阀13，除收集阀13为定期开 启外，其余各阀门同时开启，即一级分离釜4与二级分离釜5同时工作，完成整个提取与分 级纯化过程总时间为6hr。表1超临界CO2提取和分级降压分段收集灵芝孢子油的实施例1
实施例2:破壁灵芝孢子粉7.001^，2虬提取釜压力2510^温度451，分离釜1压力lOMPa， 温度40°C，分离釜II压力6MPa温度45°C，CO2流量130L/hr。其余未述部分与上例相同。表2超临界CO2提取和分级降压分段收集灵芝孢子油的实施例2 通过实验对本发明所提取的灵芝孢子油内的脂肪酸分析先将孢子油样品甲酯化，再用GC/MS (气相色谱-质谱联用法)测定，各种脂肪酸 的含量采用总离子流的面积归一化方法计算灵芝孢子油的甲酯化取150ml甲醇和70ml甲苯进行混合，用冰水冷却，缓慢加入 7. 5ml浓硫酸，放入冰箱保存作为甲酯化试剂备用。取IOOmg孢子油样品，放入小玻璃衍生 瓶中，加2ml甲酯化试剂，在110°C恒温2小时，冷却，用石油醚萃取，萃取物用少量的蒸馏水 洗涤，再用无水Na2SO4干燥，挥去石油醚，用甲醇溶解定容，进行GC/MS测定。GC(气相色谱)条件Finnigan Vayager/Trace2000, DB-I 毛细管柱， 30mX0. 25mX0. 25 μ m，程序升温50°C —20°C/min —200°C—10°C/min —290°C (15min)， 进样口 250°C，氦气0. 8mL/min. MS条件EI源，离子源温度200°C，接口温度250°C，扫描质 荷比范围29-560amu。分析结果见表3 表3灵芝孢子油中主要脂肪酸的相对含量
权利要求
一种超临界CO2提取和分级纯化灵芝孢子油的方法，其特征在于它包括以下步骤(1)破壁将灵芝孢子粉通过低温物理方法进行破壁，破壁率控制在99％以上；(2)制粒将破壁灵芝孢子粉倒入搅拌机内，一边搅拌一边加入占原料重量40％--80％纯净水，用20目筛进行湿法制粒，用制粒机挤压成粒，在55-60℃烘干到水分小于6％；(3)整粒过筛干燥成型的孢子粉颗粒控制在10-50目，筛出细粉返回重新制粒；(4)提取灵芝孢子油、分级降压分段收集灵芝孢子油CO2钢瓶(1)、CO2储罐(2)、提取釜(3)、一级分离釜(4)、二级分离釜(5)依次相接，其上方有管道(6)用于CO2及灵芝孢子油通过，CO2由CO2钢瓶(1)到CO2储罐(2)经热交换器I(9)、高压泵(10)、热交换器II(11)依次进入提取釜(3)、一级分离釜(4)和二级分离釜(5)后，回到CO2储罐(2)完成一个工作循环，将经过整粒过筛的灵芝孢子粉粒放入提取釜(3)的料篮内，釜内通入超临界CO2，压力在10-30MPa，温度在35-60℃，提取釜下方有阀(12)，用于控制CO2的通入，溶解有孢子油的超临界CO2由提取釜(3)，经阀门(7)降压进入一级分离釜(4)，釜内压力在10-12MPa，温度40-60℃，分段收集0.5-1.0hr/段，一级分离釜的下方为收集阀(13)；同时经过一级降压后的超临界CO2，再次经阀门(8)降压进入二级分离釜(5)，釜内压力在5-7MPa，温度40-60℃，分段收集0.5-1.0hr/段，二级分离釜的下方为收集阀(13)，完成整个提取与分级纯化过程总时间为5-7hr。
2.根据权利要求1所述的一种超临界CO2提取和分级纯化灵芝孢子油的方法，其特 征在于所述的灵芝孢子油的提取过程，最佳的提取压力在15-20MPa，最佳的提取温度在 40-500C，最佳提取时间6hr，分级纯化由分级降压和分段收集二个流程组成，最佳分级为二 级，最佳分段收集时间0. 5hr/段。
3.一种超临界CO2提取和分级纯化灵芝孢子油的设备，其特征在于它主要由CO2钢瓶 (1)、CO2储罐(2)与提取釜(3)、一级分离釜(4)、二级分离釜(5)依次相接组成，相互间由 管道相连，CO2可由CO2钢瓶(1)到CO2储罐⑵经热交换器I (9)、高压泵(10)、热交换器 II(Il)进入提取釜，然后经阀门(7)降压进入一级分离釜(4)，再次经阀门(8)降压进入二 级分离釜(5)后，回到CO2储罐(2)，完成一个工作循环，提取釜下方有阀(12)，用于控制CO2 的通入，一级分离釜的下方为收集阀(13)，二级分离釜(5)的下方为收集阀(13)。
全文摘要
本发明涉及灵芝孢子粉的深加工技术，特别是利用超临界CO2提取和分级纯化灵芝孢子油的方法。一种超临界CO2提取和分级纯化灵芝孢子油的方法，包括以下步骤破壁、制粒、整粒过筛、提取灵芝孢子油、分级降压分段收集灵芝孢子油将灵芝孢子粉粒放入提取釜，通入超临界CO2，压力在10-30MPa，温度在35-60℃；溶解有孢子油的超临界CO2由提取釜进入一级分离釜，釜内压力在10-12MPa，温度40-60℃，分段收集0.5-1.0hr/段；经阀门降压进入二级分离釜，釜内压力在5-7MPa，温度40-60℃，分段收集0.5-1.0hr/段，总时间为5-7hr。采用分级降压分段收集的流程，使油和杂质获得在线分离，提高了油的纯度。
文档编号C11B1/10GK101845361SQ20101020368
公开日2010年9月29日 申请日期2010年6月18日 优先权日2010年6月18日
发明者姚渭溪, 李晔 申请人:福建仙芝楼生物科技有限公司