本发明属于食品与医药技术领域，特别涉及一种从锦葵科秋葵属植物中提取、分离、提纯、浓缩天然黄酮的工艺方法。
背景技术：
目前，以银杏、大豆为主要原料的商品化生产的生物黄酮纯度在40％，由于工艺方法落后，无法生产出高纯度产品，价格仅为1100元/公斤，而90％以上高纯度异黄酮价值在每克10000元。
我国富含生物黄酮的植物种类丰富，但资源的开发利用起步较晚，提取工艺远远落后于日、德、法、美等国家，产品单一，缺乏深度的研究，原材料利用率低，只能加工粗产品，缺少国际市场的竞争力。
天然黄酮的精制提纯工艺很多，目前主要有树脂提取、微波提取、超声波提取、超临界提取等。这些工艺存在着很多问题，如：工艺过程繁琐、容易污染产品或对环境造成污染、回收率低、不易操作、危险性高、纯度不高、能耗高、设备成本高不易实现规模生产等。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服背景技术中的不足而提供一种工艺简单、操作简便、能耗低、污染少、提纯率高的天然生物黄酮分离、纯化、浓缩方法，它是一种采用组合膜技术进行分离、提纯、浓缩天然黄酮的方法。
在锦葵科秋葵属植物中，含有大量的生物活性物质，其中异黄酮含量高达5％以上，比目前在生物异黄酮生产中广泛应用的银杏、大豆等含量高几十倍，是目前已知植物资源中含量最高的。
膜分离技术是一种纯物理分离提纯技术，它是根据物料的分子形状和分子量大小，通过膜的选择性透过作用，将物料混合物中不同分子量的组分进行分离，达到目标物质的分离、提纯、浓缩。此工艺设备简单、操作方便、能耗低、产品纯度高、不会污染产品，也不会对环境造成污染，并可实现连续生产。
本发明技术方案是：
一种从锦葵科秋葵属植物中提取纯天然黄酮的方法，该方法步骤包括：取锦葵科秋葵属植物-菜芙蓉干花做为原料，经过清洗、烘干、粉碎，然后加入乙醇溶解，配合超声波浸提，经减压蒸馏回收乙醇，用板框压滤机做预处理后，在一定压力下，使用组合膜分离技术将黄酮溶液分离、提纯、浓缩，再经冷冻干燥得黄酮纯品。
其中，所述的压力为：0.05-3Mpa。
所述的组合膜分离技术是由不同材料制成的膜、不同截留分子量的膜、不同形式的膜之间的组合技术。可根据实际需求选择原材料分子的分子量大小、分子形状和极性，组合成不同的膜，以使黄酮纯品达到所需要的提纯纯度。
所述不同材料制成的膜，包括:无机(ceramic membrane)、聚砜(PS)、醋酸纤维素(CA)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰胺(PA)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚醚砜(PES)等。
所述不同截留分子量的膜，包括：陶瓷膜，截留分子量为20000～100000dalton；超滤膜，截留分子量为1000～50000dalton；纳滤膜，截留分子量为100～1000dalton。
所述不同形式的膜，包括:平板膜、管式膜、中空纤维膜和卷式膜。
一种精制提纯、浓缩天然黄酮的方法，该方法步骤包括：
(A)、设置分离天然黄酮的料液釜；在料液釜外设有与料液釜连通的陶瓷膜组件；设置与陶瓷膜组件连通的分离物中间储罐；将经过乙醇溶剂提取、减压回收溶剂后的黄酮提取液置于料液釜中，通过加压使料液流经陶瓷膜组件，去除溶液中的杂质；透过陶瓷膜组件的透过液，经陶瓷膜组件透过液口流入中间储罐；未透过陶瓷膜的溶液经陶瓷膜浓缩液口返回料液釜；在料液釜中不断加入纯净水，进行过滤，以使料液中尽量多的黄酮透过陶瓷膜组件，提高收率；
(B)、设置提纯天然黄酮的中间储罐；在中间储罐外设有与中间储罐连接的超滤膜组件；设置与超滤膜组件连通的分离物中间储罐；将中间储罐中的料液通过加压使料液流经超滤膜组件，去除溶液中的非黄酮物质；透过超滤膜的透过液，经超滤膜透过液口流入中间储罐；未透过超滤膜的溶液，经超滤膜浓缩液口返回中间储罐；在中间储罐中不断加入纯净水，进行过滤，以使料液中尽量多的黄酮透过超滤膜组件，提高收率；
(C)、设置浓缩天然黄酮的中间储罐；在中间储罐外设有与中间储罐连接的纳滤膜组件；将中间储罐中的料液通过加压使料液流经纳滤膜组件，尽可能多地去除溶液中的水分和金属离子；透过纳滤膜的透过液，经纳滤膜出口排出系统；未透过纳滤膜的溶液，经纳滤膜浓缩液口返回中间储罐；经不断循环，最终在中间储罐中得到纯品天然黄酮。
(D)、将浓缩后的黄酮溶液加入多歧管真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥，得固体黄酮纯品。
本发明优点在于：本发明应用组合膜技术分离、提纯、浓缩天然黄酮的方法，具有操作简便、能耗低、污染少、提纯率高的特点。本发明通过组合膜工艺方法突破了传统工艺桎梏，从锦葵科秋葵属植物中精制提纯出来的生物黄酮是高纯度异黄酮，目前国际市场对生物黄酮的年需求量高达1500吨，而实际产量仅为300吨，其中我国年产量仅为50吨，故本发明具有较大的积极效果。
附图说明
图1为本发明的生产工艺设备流程图。
图中标号说明：
料液釜1、中间储罐2、2’、加压泵4、
无机管式陶瓷膜组件5、聚砜中空纤维超滤膜6、聚酰胺卷式纳滤膜7、
陶瓷膜浓缩液8、陶瓷膜透过液9、
超滤膜浓缩液10、超滤膜透过液11、
纳滤膜浓缩液12、纳滤膜透过液13、
纯净水14。
具体实施方式
下面结合附图及实施例，对本发明作进一步说明。
实施例1：
本发明从锦葵科秋葵属植物中提取天然黄酮的方法步骤包括：
A、取物料锦葵科秋葵属植物-菜芙蓉干花1公斤，进行清洗；
B、通过热风循环烘干机(型号为：南京CT-C)烘干至含水率5％-10％，操作温度50-80℃；
C、将烘干后的物料放入气流粉碎机(型号为QWJ)中，进行粉碎至80-120目；
D、再将烘干粉碎后的物料放入500L不锈钢减压蒸馏反应釜中，且其内置超声波发生器(型号为JTM-1030)；
C、加入20-70％的乙醇溶液，料液比为：1/5-1/100；
D、将不锈钢减压蒸馏反应釜升温至40-60℃；
E、开启超声波，将频率调整到30-40KHz，浸提20-90分钟；
F、减压蒸馏回收乙醇；
G、然后，用板框压滤机做预处理，得到黄酮粗品溶液。
如图1所示，本发明精制提纯天然黄酮的生产工艺方法，包括：
1)、将黄酮粗品溶液放入不锈钢料液釜1中；经加压泵4加压，在0.05-3Mpa压力下，使用截留分子量是20000～100000dalton的无机管式陶瓷膜组件5过滤黄酮溶液，去除杂质；
2)、透过无机管式陶瓷膜组件5的陶瓷膜透过液9进入中间储罐2中；未透过部分返回料液釜1；在过程中不断地向料液釜1中加入纯净水14，以尽量多地洗脱黄酮；
3)、将中间储罐2中去除杂质后的黄酮溶液用截留分子量1000～50000dalton的聚砜中空纤维超滤膜6，经加压泵4加压，在0.05-3Mpa压力下进行黄酮的提纯，将其他分子量的物质排出黄酮溶液，得单纯的黄酮溶液；
4)、超滤膜透过液11进入中间储罐2’；
5)、超滤膜浓缩液10返回至中间储罐2中；随着超滤膜透过液11的产生，不断向中间储罐2中加入纯净水，以尽量多地排除非黄酮物质；
6)、使用截留分子量100～1000dalton的聚酰胺卷式纳滤膜7，经加压泵4加压，在0.05-3Mpa压力下，对中间储罐2’中的纯黄酮溶液进行浓缩，排出大部分水分和小分子盐；经纳滤膜透过液13排出系统，纳滤膜浓缩液12返回至中间储罐2’中，经5-10分钟，在中间储罐2’中得浓缩黄酮溶液；
7)、将浓缩后的黄酮溶液加入多歧管真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥，得固体黄酮纯品。
其中，所述的无机管式陶瓷膜5，是指该膜是陶瓷膜，该膜的材质是无机材料，该膜的形式是管式。
所述的聚砜中空纤维超滤膜6，是指该膜是超滤膜，该膜的材质是聚砜(PS)，该膜的形式是中空纤维。
所述的聚酰胺卷式纳滤膜7，是指该膜是纳滤膜，该膜的材质是聚酰胺(PA)，该膜的形式是卷式。
实施例2：
本发明从锦葵科秋葵属植物中提取天然黄酮的方法步骤包括：
A、取物料锦葵科秋葵属植物-菜芙蓉干花1公斤，进行清洗；
B、通过热风循环烘干机(型号为：南京CT-C)烘干至含水率10％，操作温度70℃；
C、将烘干后的物料放入气流粉碎机(型号为QWJ)中，进行粉碎至100目；
D、再将烘干粉碎后的物料放入500L不锈钢减压蒸馏反应釜中，且其内置超声波发生器(型号为JTM-1030)；
C、加入60％的乙醇溶液，料液比为：1/20；
D、将不锈钢减压蒸馏反应釜升温至60℃；
E、开启超声波，将频率调整到30KHz，浸提45分钟；
F、减压蒸馏回收乙醇；
G、然后，用板框压滤机做预处理，得到黄酮粗品溶液。
如图1所示，本发明精制提纯天然黄酮的生产工艺方法，包括：
1)、将黄酮粗品溶液放入不锈钢料液釜1中；经加压泵4加压，在0.1Mpa压力下，使用截留分子量是80000dalton的无机管式陶瓷膜组件5过滤黄酮溶液，去除杂质；
2)、透过无机管式陶瓷膜组件5的陶瓷膜透过液9进入中间储罐2中；未透过部分返回料液釜1；在过程中不断地向料液釜1中加入纯净水14，以尽量多地洗脱黄酮；
3)、将中间储罐2中去除杂质后的黄酮溶液用截留分子量20000dalton的聚砜中空纤维超滤膜6，经加压泵4加压，在0.15Mpa压力下进行黄酮的提纯，将其他分子量的物质排出黄酮溶液，得单纯的黄酮溶液；
4)、超滤膜透过液11进入中间储罐2’；
5)、超滤膜浓缩液10返回至中间储罐2中；随着超滤膜透过液11的产生，不断向中间储罐2中加入纯净水，以尽量多地排除非黄酮物质；
6)、使用截留分子量500dalton的聚酰胺卷式纳滤膜7，经加压泵4加压，在1.5Mpa压力下，对中间储罐2’中的纯黄酮溶液进行浓缩，排出大部分水分和小分子盐；经纳滤膜透过液13排出系统，纳滤膜浓缩液12返回至中间储罐2’中，经8分钟，在中间储罐2’中得浓缩黄酮溶液；
7)、将浓缩后的黄酮溶液加入多歧管真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥，得固体黄酮纯品。
实施例3：
本发明从锦葵科秋葵属植物中提取天然黄酮的方法步骤包括：
A、取物料锦葵科秋葵属植物-菜芙蓉干花1公斤，进行清洗；
B、通过热风循环烘干机(型号为：南京CT-C)烘干至含水率10％，操作温度50℃；
C、将烘干后的物料放入气流粉碎机(型号为QWJ)中，进行粉碎至120目；
D、再将烘干粉碎后的物料放入500L不锈钢减压蒸馏反应釜中，且其内置超声波发生器(型号为JTM-1030)；
C、加入65％的乙醇溶液，料液比为：1/5；
D、将不锈钢减压蒸馏反应釜升温至40℃；
E、开启超声波，将频率调整到30KHz，浸提40分钟；
F、减压蒸馏回收乙醇；
G、然后，用板框压滤机做预处理，得到黄酮粗品溶液。
如图1所示，本发明精制提纯天然黄酮的生产工艺方法，包括：
1)、将黄酮粗品溶液放入不锈钢料液釜1中；经加压泵4加压，在0.2Mpa压力下，使用截留分子量是70000dalton的无机管式陶瓷膜组件5过滤黄酮溶液，去除杂质；
2)、透过无机管式陶瓷膜组件5的陶瓷膜透过液9进入中间储罐2中；未透过部分返回料液釜1；在过程中不断地向料液釜1中加入纯净水14，以尽量多地洗脱黄酮；
3)、将中间储罐2中去除杂质后的黄酮溶液用截留分子量20000dalton的聚偏氟乙烯(PVDF)中空纤维超滤膜6，经加压泵4加压，在0.12Mpa压力下进行黄酮的提纯，将其他分子量的物质排出黄酮溶液，得单纯的黄酮溶液；
4)、超滤膜透过液11进入中间储罐2’；
5)、超滤膜浓缩液10返回至中间储罐2中；随着超滤膜透过液11的产生，不断向中间储罐2中加入纯净水，以尽量多地排除非黄酮物质；
6)、使用截留分子量400dalton的聚酰胺卷式纳滤膜7，经加压泵4加压，在1.0Mpa压力下，对中间储罐2’中的纯黄酮溶液进行浓缩，排出大部分水分和小分子盐；经纳滤膜透过液13排出系统，纳滤膜浓缩液12返回至中间储罐2’中，经6分钟，在中间储罐2’中得浓缩黄酮溶液；
7)、将浓缩后的黄酮溶液加入多歧管真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥，得固体黄酮纯品。
实施例4：
本发明从锦葵科秋葵属植物中提取天然黄酮的方法步骤包括：
A、取物料锦葵科秋葵属植物-菜芙蓉干花1公斤，进行清洗；
B、通过热风循环烘干机(型号为：南京CT-C)烘干至含水率10％，操作温度80℃；
C、将烘干后的物料放入气流粉碎机(型号为QWJ)中，进行粉碎至120目；
D、再将烘干粉碎后的物料放入500L不锈钢减压蒸馏反应釜中，且其内置超声波发生器(型号为JTM-1030)；
C、加入40％的乙醇溶液，料液比为：1/50；
D、将不锈钢减压蒸馏反应釜升温至60℃；
E、开启超声波，将频率调整到35KHz，浸提60分钟；
F、减压蒸馏回收乙醇；
G、然后，用板框压滤机做预处理，得到黄酮粗品溶液。
如图1所示，本发明精制提纯天然黄酮的生产工艺方法，包括：
1)、将黄酮粗品溶液放入不锈钢料液釜1中；经加压泵4加压，在0.08Mpa压力下，使用截留分子量是50000dalton的无机管式陶瓷膜组件5过滤黄酮溶液，去除杂质；
2)、透过无机管式陶瓷膜组件5的陶瓷膜透过液9进入中间储罐2中；未透过部分返回料液釜1；在过程中不断地向料液釜1中加入纯净水14，以尽量多地洗脱黄酮；
3)、将中间储罐2中去除杂质后的黄酮溶液用截留分子量20000dalton的聚丙烯腈(PAN)平板超滤膜6，经加压泵4加压，在0.15Mpa压力下进行黄酮的提纯，将其他分子量的物质排出黄酮溶液，得单纯的黄酮溶液；
4)、超滤膜透过液11进入中间储罐2’；
5)、超滤膜浓缩液10返回至中间储罐2中；随着超滤膜透过液11的产生，不断向中间储罐2中加入纯净水，以尽量多地排除非黄酮物质；
6)、使用截留分子量300dalton的聚酰胺卷式纳滤膜7，经加压泵4加压，在1.6Mpa压力下，对中间储罐2’中的纯黄酮溶液进行浓缩，排出大部分水分和小分子盐；经纳滤膜透过液13排出系统，纳滤膜浓缩液12返回至中间储罐2’中，经5分钟，在中间储罐2’中得浓缩黄酮溶液；
7)、将浓缩后的黄酮溶液加入多歧管真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥，得固体黄酮纯品。