本发明涉及亚临界萃取及透析领域，具体涉及一种工艺简单、设备投入低，能广泛适用于食品、烟草、药食健康等行业，用于提升产品中水溶性成分的亚临界透析方法。
背景技术：
：目前现有的水溶性成分提取分离，都只是提取样品中的水溶性成分再纯化浓缩，没有再回到样品内部的；而水提取物中通常会带入蛋白质、鞣质等物质影响制备分离，需要先把这些物质除去才能再分离。技术实现要素：本发明的目的在于克服现有技术中存在的食品、烟草、药食健康等行业产品中水溶性成分品质较低的不足，而提供一种工艺简单、设备投入低，能广泛适用于食品、烟草、药食健康等行业，用于提升产品品质，无毒、无害，环保、无污染、非热加工、不破坏产品活性、防止氧化，产能大、可工业化大规模生产，节能、运行成本低，易于和产物分离的水溶性成分的亚临界透析方法。本发明的技术方案是这样实现的：一种水溶性成分的亚临界透析方法，包括以下步骤：步骤1）亚临界萃取：将样品置于密闭的萃取罐中，抽真空后向萃取罐内注入萃取用亚临界流体作为萃取溶剂，直至萃取溶剂将样品完全浸没，并注入萃取用夹带剂，进行亚临界萃取，萃取结束后，将液体溶剂抽进蒸发罐，对样品和液体溶剂分别进行恒温脱溶处理，即得到萃取后的样品及样品提取物；步骤2）样品提取物的净化：将样品提取物用水溶解，样品提取物和水的质量体积比为1:3～10g/ml，在30～70℃的温度下，磁力搅拌0.5～2h，静置分层，先将上层液体从分液漏斗的上口倒出，再打开旋塞使下层液体从分液漏斗的下口放出，收集下层液体，并对下层液体进行浓缩处理，浓缩处理后的下层液体即为净化后的样品提取物；步骤3）亚临界透析：将步骤2）中得到的净化后的样品提取物与步骤1）中得到的萃取后的样品一同置入亚临界透析罐，抽真空后向亚临界透析罐内注入透析用亚临界流体作为透析溶剂，直至透析溶剂将净化后的样品提取物和萃取后的样品完全浸没，并注入透析用夹带剂，进行亚临界透析，透析过程结束后对亚临界透析罐进行恒温脱溶处理，脱溶结束即得到透析处理后的样品。步骤1）中所述的样品和萃取溶剂的质量体积比为1:10～30g/ml，夹带剂的用量为样品和萃取溶剂的0～10%，萃取时间为10～30分钟，温度为30～40℃，压力为0.1～0.6mpa，循环萃取1～4次，所述的萃取用夹带剂为水。步骤1）中所述的作为萃取溶剂的萃取用亚临界流体为二甲醚或者液氨中的一种。步骤3）中所述的透析过程的透析条件为：净化后的样品提取物和萃取后的样品的质量与注入的亚临界流体注入剂的体积的比值为1:10～30g/ml，夹带剂的用量为样品和萃取溶剂总量的0～10%，透析时间为20～30分钟，温度为30～40℃，压力为0.1～0.6mpa，所述的透析用夹带剂为水。步骤3）中所述的作为透析溶剂的透析用亚临界流体为二甲醚或者液氨中的至少一种。步骤2）中所述的对下层液体进行浓缩，浓缩至密度为1.1～1.3g/ml。步骤2）中所述的样品提取物的净化可采用分子蒸馏法，进料速度0.8～1.0ml/min，真空度15～20pa，加热温度60℃，冷却温度10～12℃，转速260r/min。步骤2）中所述的样品提取物的净化可采取以下方法，先将所得样品提取物用10倍95%乙醇在50℃下加热回溶，于-30℃温度下冷冻24h，过滤，所得上清液经回收溶剂即得净化后的样品提取物。所述的亚临界萃取和亚临界透析过程中样品和液体溶剂中蒸发出的溶剂气体，经过压缩冷凝后成液态的溶剂，液态的溶剂流回溶剂贮存罐，循环使用。步骤1）中所述的样品为食品或者烟草或者药食健康产品中含有还原糖、总糖、烟碱、黄酮、多酚、皂苷、水溶性色素等成分的产品本发明的积极效果是：亚临界萃取技术是利用亚临界萃取溶剂，在密闭、无氧、低压的萃取罐内，依据有机物相似相溶的原理，通过萃取物料与萃取溶剂在萃取过程中的分子扩散过程，使物料中的天然活性成分转移到液态的萃取溶剂中，再通过减压蒸发的过程将萃取溶剂与目的产物分离，最终得到目的产物的一种新型萃取与分离技术。亚临界萃取技术相比其它分离方法有许多优点：无毒、无害，环保、无污染、非热加工、不破坏产品活性、防止氧化，产能大、可工业化大规模生产，节能、运行成本低，易于和产物分离等，具有十分广阔的应用前景。透析（dialysis）是通过溶质小分子经过半透膜从高浓度溶液向低浓度方向运动扩散到水（或缓冲液）的原理，将小分子与生物大分子分开的一种分离纯化技术。通常所说的透析是医学名词，是一种净化及再利用技术。大致分为血液透析、腹膜透析和结肠透析三类。亚临界透析则是一个全新的方法，是指在亚临界萃取后利用常规除杂、同时蒸馏萃取及分子蒸馏等技术，去除提取物中的杂质及有害成分，再利用成分在亚临界流体中的运动，选择性地将净化后的提取物重新带入物料内部，实现物料内部成分的变更及净化的一种新技术。结合亚临界萃取及常规除杂、同时蒸馏萃取及分子蒸馏等技术，亚临界透析技术可以将净化后的提取成分重新带入样品内部，改善样品外观及品质，效果明显，且不破坏样品表面结构，不影响样品的继续使用。本发明的水溶性成分的亚临界透析方法，工艺简单、设备投入低，整个过程都在常温或低温条件下进行，且压力相对较低，不会对样品中天然组分的活性和样品的结构造成破坏，能广泛适用于食品、烟草、药食健康等行业，用于提升产品品质、丰富产品功能，经过透析后，样品中的水溶性成分总糖、还原糖得到了净化，且因为杂质被剔除而使得品质得到了大幅度提升。具体实施方式一种水溶性成分的亚临界透析方法，包括以下步骤：步骤1）亚临界萃取：将样品置于密闭的萃取罐中，抽真空后向萃取罐内注入萃取用亚临界流体作为萃取溶剂，萃取用亚临界流体为二甲醚或者液氨中的一种，直至萃取溶剂将样品完全浸没，并注入萃取用夹带剂，进行亚临界萃取，萃取条件为：样品和萃取溶剂的质量体积比为1:10～30g/ml，萃取用夹带剂的体积为样品和萃取溶剂的0～10%，萃取时间为10～30分钟，温度为30～40℃，压力为0.1～0.6mpa，循环萃取1～4次，所述的萃取用夹带剂为水，萃取结束后，将液体溶剂抽进蒸发罐，对样品和液体溶剂分别进行恒温脱溶处理，即得到萃取后的样品及样品提取物；样品为食品或者烟草或者药食健康中含有还原糖、总糖、烟碱、黄酮、多酚、皂苷、水溶性色素等成分的产品；步骤2）样品提取物的净化：将样品提取物用水溶解，样品提取物和水的质量体积比为1:3～10g/ml，在30～70℃的温度下，磁力搅拌0.5～2h，静置分层，先将上层液体从分液漏斗的上口倒出，再打开旋塞使下层液体从分液漏斗的下口放出，收集下层液体，并对下层液体进行浓缩处理，浓缩至密度为1.1～1.3g/ml，浓缩处理后的下层液体即为净化后的样品提取物；样品提取物的净化可采用分子蒸馏法，进料速度0.8～1.0ml/min，真空度15～20pa，加热温度60℃，冷却温度10～12℃，转速260r/min；样品提取物的净化可采取以下方法，先将所得样品提取物用10倍95%乙醇在50℃下加热回溶，于-30℃温度下冷冻24h，过滤，所得上清液经回收溶剂即得净化后的样品提取物；步骤3）亚临界透析：将步骤2）中得到的净化后的样品提取物与步骤1）中得到的萃取后的样品一同置入亚临界透析罐，抽真空后向亚临界透析罐内注入透析用亚临界流体作为透析溶剂，透析用亚临界流体为二甲醚或者液氨中的至少一种，直至透析溶剂将净化后的样品提取物和萃取后的样品完全浸没，并注入透析用夹带剂，进行亚临界透析，透析条件为：净化后的样品提取物和萃取后的样品的质量与注入的亚临界流体注入剂的体积的比值为1:10～30g/ml，透析用夹带剂的体积为样品和萃取溶剂总量的0～10%，透析时间为20～30分钟，温度为30～40℃，压力为0.1～0.6mpa，透析用夹带剂为水，透析过程结束后对亚临界透析罐进行恒温脱溶处理，脱溶结束即得到透析处理后的样品。所述的亚临界萃取和亚临界透析过程中样品和液体溶剂中蒸发出的溶剂气体，经过压缩冷凝后成液态的溶剂，液态的溶剂流回溶剂贮存罐，循环使用。实施例1取500g重庆混打cxk低次烟叶，置于密闭萃取罐中，抽真空使萃取罐达到真空要求，并向萃取罐中注入6l，萃取用亚临界流体二甲醚作为萃取溶剂将烟叶完全浸没后进行亚临界萃取，萃取时间为20分钟，温度为35℃，压力为0.60mpa，循环萃取4次；萃取结束后，将液体溶剂抽进蒸发罐，对样品和液体溶剂分别进行恒温脱溶处理，温度为25℃，液体溶剂脱溶后即得到萃取后的烟叶和烟叶提取物；所得烟叶提取物用水溶解，烟叶提取物和水的质量体积比为1:5g/ml，在60℃的温度下磁力搅拌1h，静置分层，上层液体从分液漏斗的上口倒出，打开旋塞使下层液体从分液漏斗的下口放出，收集下层液体，对下层液体进行浓缩处理，浓缩至密度为1.1g/ml，即得到净化后的烟叶提取物；经检测净化后的烟叶提取物烟碱含量降低40%以上，胶质、蜡质含量降低80%以上；将上述净化后的烟叶提取物与萃取后的烟叶一同置入亚临界透析罐，对透析罐抽真空，注入透析用亚临界流体二甲醚作为透析溶剂，净化后的烟叶提取物与萃取后的烟叶和二甲醚的质量体积比为1:10g/ml，使得二甲醚将净化后的烟叶提取物与萃取后的烟叶完全浸没，进行亚临界透析，时间为20分钟，温度为35℃，压力0.60mpa，透析结束后，对透析罐进行蒸发脱溶处理，蒸发温度为30℃，脱溶结束即得到透析后的重庆混打cxk低次烟叶。表1cxk低次烟叶透析前后烟叶化学成分检测结果透析前后cxk低次烟叶化学成分如表1所示，由结果可以看出，透析后烟叶中的烟碱含量显著降低，这对卷烟产品尼古丁释放量的降低会产生明显的作用；总糖、还原糖含量升高，糖碱比，即总糖与烟碱的比值升高，氯钾比升高，有助于香气质的提高。表2cxk低次烟叶透析前后卷烟主流烟气检验结果表3cxk低次烟叶透析前后卷烟感官评价处理后烟叶卷烟主流烟气有害成分检测及感官评价的结果分别如表2和表3所示，其中，表3中的最大标准度为9，9表示很好，8表示好，7表示较好，6表示稍好，5表示中，4表示稍差，3表示较差，2表示差，1表示很差；由结果可以看出，透析后烟叶卷烟主流烟气中的总粒相物、焦油、烟碱及co释放量均明显降低；卷烟感官评价表明，处理后样品在香气质、香气量、杂气、浓度、劲头、刺激性、余味、燃烧性及灰色方面均有不同程度的提升，清甜香特征上扬，香气质较好，细腻，劲头适中，刺激较小，余味干净舒适，烟叶品质整体得到提升。实施例2取200g洛阳c3l烟叶，置于萃取罐中，抽真空使萃取罐达到真空要求，并向萃取罐中注入2l，液氨作为萃取溶剂，夹带剂为400ml水，将样品完全浸没，萃取时间为10分钟，温度为30℃，压力为0.1mpa，萃取1次；萃取结束后，将液体溶剂抽进蒸发罐，对样品和液体溶剂分别进行恒温脱溶处理，温度为10℃，液体溶剂脱溶后即得到萃取后的烟叶和烟叶提取物；所得烟叶提取物进行分子蒸馏：进料速度0.8ml/min，真空度为15pa，加热温度为60℃，冷却温度10℃，转速260r/min；将分子蒸馏所得产物与萃取后的烟叶一同置入亚临界透析罐，抽真空，注入透析用亚临界流体液氨作为透析溶剂，分子蒸馏所得产物和萃取后的烟叶的质量总和与透析溶剂的质量体积比为1:30g/ml，使得透析溶剂将分子蒸馏所得产物和萃取后的烟叶完全浸没，并加入体积为分子蒸馏所得产物和萃取后的烟叶及透析溶剂的总体积的10%的水作为透析用夹带剂，进行透析，透析时间为30分钟，温度为30℃，压力为0.1mpa，透析结束后，对透析罐进行蒸发脱溶处理，蒸发温度为20℃，脱溶结束后即得到透析后的洛阳c3l烟叶。表4洛阳c3l烟叶透析前后烟叶化学成分检测结果cxk低次烟叶总糖(%)总氮(%)烟碱(%)还原糖(%)氯(%)钾(%)蛋白质(%)透析前20.172.013.1519.020.402.199.11透析后23.111.742.2320.520.482.328.26透析前后洛阳c3l烟叶化学成分如表4所示，由结果可以看出：透析后烟叶中的烟碱、总氮含量显著降低，这对卷烟产品尼古丁释放量的降低会产生明显的作用；总糖、还原糖、氯、钾含量升高，有助于香气质的提高。表6洛阳c3l烟叶透析前后卷烟感官评价处理后烟叶卷烟主流烟气有害成分检测及感官评价的结果分别如表5表6所示，其中，表6中的最大标准度为9，9表示很好，8表示好，7表示较好，6表示稍好，5表示中，4表示稍差，3表示较差，2表示差，1表示很差；由结果可以看出：透析后烟叶卷烟主流烟气中的总粒相物、焦油、烟碱及co释放量均有不同程度的降低；卷烟感官评价表明，处理后样品除刺激性、余味及灰色保持不变，香气质、香气量、杂气、浓度、劲头及燃烧性方面均提升了一档，粉杂气减少，劲头减小，回甜感和圆润感有所增加，口腔舒适度提高，烟叶品质整体得到提升。实施例3取300g重庆混打cxk低次烟叶，置于密闭萃取罐中，抽真空使萃取罐达到真空要求，并向萃取罐中注入9l，萃取用亚临界流体二甲醚作为萃取溶剂将烟叶完全浸没后进行亚临界萃取，萃取时间为30分钟，温度为45℃，压力为0.5mpa，循环萃取3次；萃取结束后，将液体溶剂抽进蒸发罐，对样品和液体溶剂分别进行恒温脱溶处理，温度为25℃，液体溶剂脱溶后即得到萃取后的烟叶和烟叶提取物；先将所得样品提取物用10倍95%乙醇在50℃下加热回溶，于-30℃温度下冷冻24h，过滤，所得上清液经回收溶剂即得净化后的样品提取物；经检测净化后的烟叶提取物烟碱含量降低40%以上，胶质、蜡质含量降低80%以上；将上述净化后的烟叶提取物与萃取后的烟叶一同置入亚临界透析罐，对透析罐抽真空，注入透析用亚临界流体二甲醚和液氨的混合液作为透析溶剂，二甲醚和液氨按体积比1:1混合，净化后的烟叶提取物与萃取后的烟叶和透析溶剂的质量体积比为1:20g/ml，使得二甲醚将净化后的烟叶提取物与萃取后的烟叶完全浸没，进行亚临界透析，时间为25分钟，温度为40℃，压力0.55mpa，透析结束后，对透析罐进行蒸发脱溶处理，蒸发温度为30℃，脱溶结束即得到透析后的重庆混打cxk低次烟叶。实施例4取100g重庆混打cxk低次烟叶，置于密闭萃取罐中，抽真空使萃取罐达到真空要求，并向萃取罐中注入1l，萃取用亚临界流体二甲醚作为萃取溶剂将烟叶完全浸没后进行亚临界萃取，萃取时间为10分钟，温度为30℃，压力为0.10mpa，萃取1次；萃取结束后，将液体溶剂抽进蒸发罐，对样品和液体溶剂分别进行恒温脱溶处理，温度为25℃，液体溶剂脱溶后即得到萃取后的烟叶和烟叶提取物；所得烟叶提取物用水溶解，烟叶提取物和水的质量体积比为1:3g/ml，在30℃的温度下磁力搅拌0.5h，静置分层，上层液体从分液漏斗的上口倒出，打开旋塞使下层液体从分液漏斗的下口放出，收集下层液体，对下层液体进行浓缩处理，浓缩至密度为1.2g/ml，即得到净化后的烟叶提取物；经检测净化后的烟叶提取物烟碱含量降低40%以上，胶质、蜡质含量降低80%以上；将上述净化后的烟叶提取物与萃取后的烟叶一同置入亚临界透析罐，对透析罐抽真空，注入透析用亚临界流体二甲醚作为透析溶剂，净化后的烟叶提取物与萃取后的烟叶和二甲醚的质量体积比为1:10g/ml，使得二甲醚将净化后的烟叶提取物与萃取后的烟叶完全浸没，进行亚临界透析，时间为20分钟，温度为35℃，压力0.60mpa，透析结束后，对透析罐进行蒸发脱溶处理，蒸发温度为30℃，脱溶结束即得到透析后的重庆混打cxk低次烟叶。实施例5取200g洛阳c3l烟叶，置于萃取罐中，抽真空使萃取罐达到真空要求，并向萃取罐中注入2l，液氨作为萃取溶剂，夹带剂为400ml水，将样品完全浸没，萃取时间为10分钟，温度为30℃，压力为0.1mpa，萃取1次；萃取结束后，将液体溶剂抽进蒸发罐，对样品和液体溶剂分别进行恒温脱溶处理，温度为10℃，液体溶剂脱溶后即得到萃取后的烟叶和烟叶提取物；所得烟叶提取物用水溶解，烟叶提取物和水的质量体积比为1:10g/ml，在70℃的温度下磁力搅拌2h，静置分层，上层液体从分液漏斗的上口倒出，打开旋塞使下层液体从分液漏斗的下口放出，收集下层液体，对下层液体进行浓缩处理，浓缩至密度为1.3g/ml，即得到净化后的烟叶提取物；将净化后的烟叶提取物与萃取后的烟叶一同置入亚临界透析罐，抽真空，注入透析用亚临界流体液氨作为透析溶剂，分子蒸馏所得产物和萃取后的烟叶的质量总和与透析溶剂的质量体积比为1:30g/ml，使得透析溶剂将分子蒸馏所得产物和萃取后的烟叶完全浸没，并加入体积为分子蒸馏所得产物和萃取后的烟叶及透析溶剂的总体积的10%的水作为透析用夹带剂，进行透析，透析时间为30分钟，温度为30℃，压力为0.1mpa，透析结束后，对透析罐进行蒸发脱溶处理，蒸发温度为20℃，脱溶结束后即得到透析后的洛阳c3l烟叶。实施例6取200g洛阳c3l烟叶，置于萃取罐中，抽真空使萃取罐达到真空要求，并向萃取罐中注入2l，液氨作为萃取溶剂，夹带剂为400ml水，将样品完全浸没，萃取时间为10分钟，温度为30℃，压力为0.1mpa，萃取1次；萃取结束后，将液体溶剂抽进蒸发罐，对样品和液体溶剂分别进行恒温脱溶处理，温度为10℃，液体溶剂脱溶后即得到萃取后的烟叶和烟叶提取物；所得烟叶提取物进行分子蒸馏：进料速度0.9ml/min，真空度为17pa，加热温度为60℃，冷却温度11℃，转速260r/min；将分子蒸馏后的烟叶提取物与萃取后的烟叶一同置入亚临界透析罐，抽真空，注入透析用亚临界流体液氨作为透析溶剂，分子蒸馏所得产物和萃取后的烟叶的质量总和与透析溶剂的质量体积比为1:30g/ml，使得透析溶剂将分子蒸馏所得产物和萃取后的烟叶完全浸没，并加入体积为分子蒸馏所得产物和萃取后的烟叶及透析溶剂的总体积的10%的水作为透析用夹带剂，进行透析，透析时间为30分钟，温度为30℃，压力为0.1mpa，透析结束后，对透析罐进行蒸发脱溶处理，蒸发温度为20℃，脱溶结束后即得到透析后的洛阳c3l烟叶。实施例7取300g重庆混打cxk低次烟叶，置于密闭萃取罐中，抽真空使萃取罐达到真空要求，并向萃取罐中注入9l，萃取用亚临界流体二甲醚作为萃取溶剂将烟叶完全浸没后进行亚临界萃取，萃取时间为30分钟，温度为45℃，压力为0.5mpa，循环萃取3次；萃取结束后，将液体溶剂抽进蒸发罐，对样品和液体溶剂分别进行恒温脱溶处理，温度为25℃，液体溶剂脱溶后即得到萃取后的烟叶和烟叶提取物；所得烟叶提取物进行分子蒸馏：进料速度1.0ml/min，真空度为20pa，加热温度为60℃，冷却温度12℃，转速260r/min；将分子蒸馏后的烟叶提取物与萃取后的烟叶一同置入亚临界透析罐，对透析罐抽真空，注入透析用亚临界流体二甲醚和液氨的混合液作为透析溶剂，二甲醚和液氨按体积比1:1混合，净化后的烟叶提取物与萃取后的烟叶和透析溶剂的质量体积比为1:20g/ml，使得二甲醚将净化后的烟叶提取物与萃取后的烟叶完全浸没，进行亚临界透析，时间为25分钟，温度为40℃，压力0.55mpa，透析结束后，对透析罐进行蒸发脱溶处理，蒸发温度为30℃，脱溶结束即得到透析后的重庆混打cxk低次烟叶。当前第1页12