一种采用微切助互作技术辅助提取紫苏花青素的方法与流程

文档序号:11930779阅读:286来源:国知局

本发明属于植物有效成分提取技术领域,具体涉及一种采用微切助互作技术辅助提取紫苏花青素的方法。



背景技术:

天然植物因其资源丰富、毒副作用小、无抗药性、无有害残留等优点而日益受到人们的青睐。天然植物所含的成分非常复杂,分为有效成分、无效成分和有毒成分,其中,纤维素、叶绿素、树胶和无机盐等被认为是无效成分,色素、生物碱、黄酮、香豆素、水质素、萜类、苷类、有机酸及微量元素等为有效成分。天然植物有效活性成分的提取方法很多,其传统的提取方法主要有煎煮法、浸渍法、回流提取法等。煎煮法方便易行,但煎出液中的杂质较多,易发生霉变、腐败,一些不耐热或挥发性成分在煎煮的过程中容易被破坏、挥发和损失。浸渍法是比较简便和常用的一种方法,适用于有效成分遇热易挥发和易破坏的药材,但操作时间比较长,有效成分往往不易完全的浸出。回流提取法可分为回流热浸法和循环回流冷浸法,是用乙醇等易挥发的有机溶剂提取药材成分,将浸出液加热蒸馏,其中挥发性溶剂馏出后又被冷凝,重复流回浸出器中浸提药材,直至有效成分回流提取完全的方法。

近些年来,许多国内外学者不断对植物有效活性成分提取的工艺进行摸索和优化,一些新的提取和分离技术不断的涌现出现,如微波、超声波、超微粉碎、超临界等,虽然这些新技术比传统技术有显著的进步,但有效成分水溶性差、利用度低的问题还没有从根本上得到解决,而且有些技术由于设备特殊,也仅限于实验室研究,而不能应用于工业化生产实践。可见,提取技术的不完善一直是制约着植物有效活性成分更深入研究以及开发和应用的关键问题。因此,提高有效成分的提取效率,降低成本,提高技术成熟度从而达到工业化生产要求的新技术的开发一直是人们追求的目标和方向。



技术实现要素:

本发明的目的旨在提供一种采用微切助互作技术辅助提取紫苏花青素的方法。

具体的,本发明所述采用微切助互作技术辅助提取紫苏花青素的方法,包括以下步骤:

(1)取紫苏去根、洗净,然后在真空条件下干燥,控制干燥后紫苏含水量在5%以下,接着将干燥后的紫苏粉碎,过30~60目筛,得紫苏粉;

(2)将紫苏粉和碳酸钠按重量比95~99:1~5放入行星磨或振动磨中进行研磨10~30min,得混合微粉;

(3)将混合微粉和50~65%乙醇按料液比1g:8~15ml放入单级式连续逆流超声波提取机中,在频率为20~80KHz、功率为300~500w、温度为20~50℃的超声波作用下超声逆流提取10~30min,过滤提取液,收集得到滤液和滤渣;将滤渣重复超声逆流提取2~3次,重复过滤,最后合并所有滤液,得总滤液;

(4)将总滤液通过旋转蒸馏仪进行减压蒸馏,回收乙醇,得浓缩滤液;

(5)将浓缩滤液加至树脂层析柱上样,依次采用蒸馏水和 5~10%乙醇水溶液洗脱除去杂质,再用40~50%乙醇水溶液洗脱得到洗脱液,流速控制为20~50mL/min;

(6)将洗脱液进行减压浓缩,在真空条件下干燥,得到紫苏花青素。

作为本发明的进一步说明,所述树脂层析柱所用树脂为D901型大孔吸附树脂。

紫苏,别名:桂荏、白苏、赤苏等;为唇形科一年生草本植物。具有特异的芳香,叶片多皱缩卷曲,完整者展平后呈卵圆形,长4至11厘米,宽2.5至9厘米,先端长尖或急尖,基部圆形或宽楔形,边缘具圆锯齿,两面紫色或上面绿色,下表面有多数凹点状腺鳞,叶柄长2至5厘米,紫色或紫绿色,质脆。嫩枝紫绿色,断面中部有髓,气清香,味微辛。紫苏叶能散表寒,发汗力较强,用于风寒表症,见恶寒、发热、无汗等症,常配生姜同用;如表症兼有气滞,有可与香附、陈皮等同用。行气宽中紫苏叶用于脾胃气滞、胸闷、呕恶。紫苏在中国种植应用约有近2000年的历史,主要用于药用、油用、香料、食用等方面,其叶(苏叶)、梗(苏梗)、果(苏子)均可入药,嫩叶可生食、作汤,茎叶可淹渍。近代,紫苏因其特有的活性物质及营养成分,成为一种倍受世界关注的多用途植物,经济价值很高。

花青素,又称花色素,是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素,属类黄酮化合物。也是植物花瓣中的主要呈色物质,水果、蔬菜、花卉等五彩缤纷的颜色大部分与之有关。花青素存在于植物细胞的液泡中,可由叶绿素转化而来。在植物细胞液泡不同的pH值条件下,使花瓣呈现五彩缤纷的颜色。

本发明的采用微切互作技术,是利用高强度的研磨所产生的机械化学效应,可使得紫苏粉达到超微粉碎状态,从而提高其细胞破壁率,进一步促进有效成分花青素的暴露与释放,改变其微观性能,表面能增加,表面积增大,吸附性和极性增加,为化学助剂碳酸钠与有效成分花青素间发生吸附作用提供提前条件,提高有效成分花青素在乙醇溶液中的溶解性,进一步提高花青素的析出率。

进一步,在超声波的作用下,加快了提取过程渗透溶解和扩散的速度,缩短了提取时间;同时,采用连续逆流提取技术,在提取管内保持连续不间断逆流状态,每一段实现最大的尝试梯度,使用最少的溶剂得到最大的溶解度,减少溶剂用量,而且全程采用管道密闭生产,减少溶剂损失。

超声波是指频率为2×104~109Hz的声波。由于超声波具有波长短而束射性强和易于通过聚焦集中能量的特点,因此它与煤质间的作用可分为热学机制、机械力学机制和空化机制3种。其作用原理是利用超声波产生的空化效应和机械效应,增加溶剂进入植物细胞的渗透性,强化被提取物在植物细胞与提取介质间的传质速率;且超声波振动产生的空化气泡形成了剪切力,该气泡崩溃时形成局部冲击波和高速射流能使植物细胞破裂,加速了细胞内容物的释放。

与现有技术相比,本发明方法采用微切互作技术辅助提取紫苏花青素,在超微粉状态下可有效提高花青素在乙醇溶液中的溶解性,进一步提高花青素的析出率;在花青素乙醇提取过程中,在超声波作用下,辅以采用连续逆流提取技术,既可加快花青素提取过程渗透溶解和扩散的速度,缩短了提取时间,又能减少溶剂使用量,是一种高效率、低消耗的花青素提取方法。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细说明,本实施例仅是对本发明作更清楚的说明,而不是对本发明的限制。应当指出,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些均落在本发明的保护范围之内。

实施例1

采用微切助互作技术辅助提取紫苏花青素的方法,具体包括以下步骤:

(1)取紫苏去根、洗净,然后在真空条件下干燥,控制干燥后紫苏含水量在5%以下,接着将干燥后的紫苏粉碎,过40目筛,得紫苏粉;

(2)将紫苏粉和碳酸钠按重量比96:4放入行星磨或振动磨中进行研磨15min,得混合微粉;

(3)将混合微粉和55%乙醇按料液比1g:15ml放入单级式连续逆流超声波提取机中,在频率为30KHz、功率为450w、温度为30℃的超声波作用下超声逆流提取25min,过滤提取液,收集得到滤液和滤渣;将滤渣重复超声逆流提取2次,重复过滤,最后合并所有滤液,得总滤液;

(4)将总滤液通过旋转蒸馏仪进行减压蒸馏,回收乙醇,得浓缩滤液;

(5)将浓缩滤液加至D901型大孔吸附树脂层析柱上样,依次采用蒸馏水和 8%乙醇水溶液洗脱除去杂质,再用45%乙醇水溶液洗脱得到洗脱液,流速控制为35mL/min;

(6)将洗脱液进行减压浓缩,在真空条件下干燥,得到紫苏花青素。

实施例2

采用微切助互作技术辅助提取紫苏花青素的方法,具体包括以下步骤:

(1)取紫苏去根、洗净,然后在真空条件下干燥,控制干燥后紫苏含水量在5%以下,接着将干燥后的紫苏粉碎,过50目筛,得紫苏粉;

(2)将紫苏粉和碳酸钠按重量比95:5放入行星磨或振动磨中进行研磨30min,得混合微粉;

(3)将混合微粉和65%乙醇按料液比1g:8ml放入单级式连续逆流超声波提取机中,在频率为80KHz、功率为300w、温度为30℃的超声波作用下超声逆流提取15min,过滤提取液,收集得到滤液和滤渣;将滤渣重复超声逆流提取3次,重复过滤,最后合并所有滤液,得总滤液;

(4)将总滤液通过旋转蒸馏仪进行减压蒸馏,回收乙醇,得浓缩滤液;

(5)将浓缩滤液加至D901型大孔吸附树脂层析柱上样,依次采用蒸馏水和 10%乙醇水溶液洗脱除去杂质,再用50%乙醇水溶液洗脱得到洗脱液,流速控制为20mL/min;

(6)将洗脱液进行减压浓缩,在真空条件下干燥,得到紫苏花青素。

实施例3

采用微切助互作技术辅助提取紫苏花青素的方法,具体包括以下步骤:

(1)取紫苏去根、洗净,然后在真空条件下干燥,控制干燥后紫苏含水量在5%以下,接着将干燥后的紫苏粉碎,过60目筛,得紫苏粉;

(2)将紫苏粉和碳酸钠按重量比99:1放入行星磨或振动磨中进行研磨25min,得混合微粉;

(3)将混合微粉和50%乙醇按料液比1g:12ml放入单级式连续逆流超声波提取机中,在频率为60KHz、功率为400w、温度为35℃的超声波作用下超声逆流提取30min,过滤提取液,收集得到滤液和滤渣;将滤渣重复超声逆流提取2次,重复过滤,最后合并所有滤液,得总滤液;

(4)将总滤液通过旋转蒸馏仪进行减压蒸馏,回收乙醇,得浓缩滤液;

(5)将浓缩滤液加至D901型大孔吸附树脂层析柱上样,依次采用蒸馏水和 5%乙醇水溶液洗脱除去杂质,再用40%乙醇水溶液洗脱得到洗脱液,流速控制为25mL/min;

(6)将洗脱液进行减压浓缩,在真空条件下干燥,得到紫苏花青素。

实施例4

采用微切助互作技术辅助提取紫苏花青素的方法,具体包括以下步骤:

(1)取紫苏去根、洗净,然后在真空条件下干燥,控制干燥后紫苏含水量在5%以下,接着将干燥后的紫苏粉碎,过30目筛,得紫苏粉;

(2)将紫苏粉和碳酸钠按重量比98:2放入行星磨或振动磨中进行研磨20min,得混合微粉;

(3)将混合微粉和55%乙醇按料液比1g:10ml放入单级式连续逆流超声波提取机中,在频率为40KHz、功率为400w、温度为40℃的超声波作用下超声逆流提取20min,过滤提取液,收集得到滤液和滤渣;将滤渣重复超声逆流提取3次,重复过滤,最后合并所有滤液,得总滤液;

(4)将总滤液通过旋转蒸馏仪进行减压蒸馏,回收乙醇,得浓缩滤液;

(5)将浓缩滤液加至D901型大孔吸附树脂层析柱上样,依次采用蒸馏水和 10%乙醇水溶液洗脱除去杂质,再用45%乙醇水溶液洗脱得到洗脱液,流速控制为30mL/min;

(6)将洗脱液进行减压浓缩,在真空条件下干燥,得到紫苏花青素。

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