专利名称：苦荞黄酮提取方法
技术领域：
本发明涉及一种苦荞黄酮提取方法。
背景技术：
苦荞含有其它谷物所不含有的芦丁(Rutin)黄酮类化合物，芦丁主要分布于苦荞的花、茎、叶、根及籽粒、外壳中，大约在1%_7%之间，苦荞外壳含芦丁超过3%。具有降血脂、降血糖、降尿糖，降低微血管脆性和渗透性，防治出血症、冠心病、糖尿病和高血压，维持眼循环等多种生理功能和药用价值。目前提取异黄酮主要采用乙醇浸提工艺，包括传统浸提和超声波连续逆流提取两种工艺方式。相比较后者明显进步，缩短了提取时间，乙醇用量也 有所降低。但两者本质上都属于有机溶剂浸提，所得提取物品质特性完全一致，存在的问题是提取物纯度很低，需经过脱脂、树脂吸附等纯化工序才能达到纯度>50 %的商品规格。同时两种工艺都需大量使用正己烷和乙醇，其经济性和安全性也令人忧虑。
发明内容
本发明的目的就是公开一种苦荞黄酮提取方法，拓宽苦荞原料的综合利用价值，解决目前苦荞黄酮提取率低和不安全性问题。采取的技术方案苦荞黄酮提取方法，在完全密闭的提取设备中，采用乙醇为溶剂提取，具体工艺如下
(1)提取室内放入不少于其容积五分之一，颗粒大小为O.7 Imm之间的惰性二氧化硅和其容积四分之一的苦荞皮层粉，然后混合均匀，加入使得混合固体物料湿润的溶剂；
(2)制造氮气保护环境，向系统冲入不少于提取室体积I.5倍的氮气，赶走系统中的空气，形成氮气保护下的提取环境；
(3)向提取室中再注入溶剂，使注入的溶剂总量连同步骤(I)湿润物料的溶剂在内，为提取室总体积的五分之二的溶剂；打开热水加热装置，直到提取室的温度达到2(Γ80摄氏度，并使加热装置表面的温度一直维持在2(Γ80摄氏度；
(4)给提取室增压，直到气压计读数到达6 14MPa；
(5)稳定前述气压，维持此压力8(Γ120分钟，并开启磁力搅拌机，此时在搅拌和压力下作用，搅拌转速为100转/每分钟 800转/每分钟。溶剂和物料在压力和惰性二氧化硅的帮助下发生萃取反应；
(6)打开连接接受容器与提取室之间的阀门，提取后的混合液在压力的作用下从出料口流到接收容器中；
(7)清洗提取室和二次提取，待压力降至O.5MPa以下时，关闭伐门；往提取室中注入占提取室二分之一体积的溶剂；给提取室增压致f lOMPa，维持此压力6(Γ100分钟；
(8)放出提取混合液，压力降至常压；
(9)去除沙子，将接收容器中的提取混合液压缩过滤，过滤层的孔径不大于60微米；
(10)提取液引入浓缩和溶剂回收系统加热浓缩，通过管道回收蒸发的乙醇；(11)提取液在回收乙醇后形成水和黄酮的混合液，将水和黄酮的混合液引入专用的过滤干燥一体机。在氮气的氛围中进行干燥，干燥温度为35飞5摄氏度。干燥后的黄色物质就是最后的目的产物，苦荞黄酮。得到的产物黄酮的含量在55% 75%。100公斤的苦荞皮层粉可以最后提取4飞公斤的黄酮产品。以上工艺过程是以磁力反应釜作为提取室、与提取液储存罐、浓缩机组、混合液储存罐、多功能过滤机构成的完全密闭的提取设备中进行；其中回收乙醇的浓缩机组10采用DXNS -50-1型单效动态循环低温(25 — 30°C )浓缩机组，浓缩机组10与磁力反应釜5间通过提取液管路17、提取液储存罐16和提取液、空气三通阀19连通；在磁力反应釜5的入口端依顺序安装溶剂管路I、溶剂和氮气三通阀2、溶剂和氮气共用管道3、气压计4和氮气管路26 ;多功能过滤机11采用DG — 800型过滤洗涤干燥三合一过滤机，它与浓缩机组10间经混合液存储罐15和水与提取物混合液管路13连通。所述磁力反应釜是一种具有磁力搅拌机构的磁力反应釜。操作步骤如下
(I)打开提取室的进料端，在其内放入占其体积五分分之一的惰性二氧化硅(颗粒大小为O. 7 1_之间)和体积四分之一的的苦荞皮层粉，然后混合均匀。最后加入适量的溶剂，使得混合固体物料微微湿润；此时所有阀门处于关闭状态。(2)装上进料端，并将提取室密封地接入整个系统。( 3 )打开静止阀门和气阀门。(4)向系统冲入氮气，注入氮气的体积为不少于提取室体积的I. 5倍。关闭静止阀门。此步目的是赶走系统中的空气，使得提取在氮气的保护中进行。(5)关闭气阀门，打开泵阀门，向提取室中注入溶剂，注入体积为提取室总体积的五分之二。关闭泵阀门。(6)打开热水加热装置，直到提取室的温度达到2(Γ80摄氏度，并使加热装置表面的温度一直维持在2(Γ80摄氏度。(7)打开气阀门，给提取室增压，直到气压计读数到达6 14MPa。(8)在增压过程中，开始磁力搅拌，搅拌转速为100转/每分钟100转/每分钟。搅拌器为桨叶搅拌，搅拌器安装在提取室的取料端并离过滤钢板30厘米处。这样安装不仅 可以增加提取反应速度，还可以防止惰性二氧化硅堵塞过滤孔。(9)待气压稳定后，关闭气阀门。维持此压力8(Γ120分钟，此时溶剂和物料在压力和惰性二氧化硅的帮助下发生萃取反应。(10)打开静止阀门，提取后的混合液会在压力的作用下从出料口流到接收容器中。此过程维持搅拌以防止过滤孔堵塞。(11)清洗提取室和二次提取待压力降至O. 2MPa以下时，关闭静止伐门。停止搅拌，打开泵阀门，往提取室中注入占提取室五分之二体积的溶剂。关闭泵阀门，打开气阀门增压致f lOMPa。维持此压力3(Γ80分钟。开始磁力搅拌，搅拌转速为100转/每分钟 800转/每分钟。(此步的目的是I.)。打开静止阀门，放出提取混合液。直至压力降至常压。停止搅拌。(12)关闭静止阀门。(13)将过滤后的提取液引入浓缩和溶剂回收系统加热浓缩，加热方式为热水套管加热，加热温度25 45摄氏度；这样不破坏提取液中的生物活性物质。最后形成水和黄酮的混合液。蒸发的乙醇则通过管道回收。(14)将水和黄酮的混合液引入专用的过滤干燥一体机，在氮气的氛围中进行干燥，干燥温度为35飞5摄氏度。干燥后的黄色物质就是最后的目的产物。上述提取室即磁力反应釜或反应釜。且磁力反应釜是一种可控温的中、高压磁力反应爸。本工艺与传统的方法比较，有如下积极效果1.由于在提取过程中采用避光，惰性气体保护以及温度控制，所以提取的生物类黄酮纯度较高，生物活性保持好；2.提取所消耗的溶剂少；3.提取时间短，这样可以减少产生不必要的副产品和避免降低提取物的生物活性。
图I是苦荞黄酮提取方法使用的设备工艺流程 图中序号说明I是溶剂管路，2是溶剂和氮气三通阀门，3是溶剂和氮气共用管道，4是气压计，5是磁力反应釜，6是磁力搅拌电机，7是上磁盘，8是下磁盘，9是密封罩，10是用于回收乙醇的浓缩机组，11是多功能过滤机，12是过滤机的排料阀，13是水与提取物混合液管路，14是乙醇回收管路，15是提取物与水的混合液储存罐，16是提取液储存罐，17是提取液管路，18是空气出口管路，19是提取液、空气三通阀门，20是不锈钢和纤维过滤板，21是下端出料口，22是传动轴，23是搅拌桨叶，24是反应釜密封盖，25是反应釜控温冷热水进出口，26是氮气管路。
具体实施例方式以下参照附图，结合生产过程，作为实施例对本发明的技术方案进一步说明。参照图I，本发明使用的磁力反应釜是可控温的中、高压磁力反应釜，这样，提取设备包括磁力反应釜、提取液储存罐、浓缩机组、混合液储存罐、多功能过滤机；回收乙醇的浓缩机组10采用DXNS -50-1型单效动态循环低温(25 — 30°C )浓缩机组，浓缩机组10与磁力反应釜5间通过提取液管路17、提取液储存罐16和提取液、空气三通阀19连通；在磁力反应釜5的入口端依顺序安装溶剂管路I、溶剂和氮气三通阀2、溶剂和氮气共用管道3、气压计4和氮气管路26。多功能过滤机11采用DG — 800型过滤洗涤干燥三合一过滤机，它与浓缩机组10间经混合液存储罐15和水与提取物混合液管路13连通。本例磁力反应釜是可控温的中、高压磁力反应釜，采用静密封结构，搅拌器与电机传动间采用磁力偶合器联接，由于其无接触的传递力矩，以静密封取代动密封，能彻底解决以前机械密封与填料密封无法解决的泄漏问题，使整个介质各搅拌部件完全处于绝对密封的状态中进行工作。在设备图中，传动是通过“上磁盘7”和“下磁盘8”之间的磁力耦合完成。“下磁盘8”连接传动轴22被密封罩9封闭在反应釜的上部，这样就达到静密封的目的。反应釜6有两层构成，夹层是用于控温循环冷热水的。打开磁力反应釜5以及反应釜密封盖24，在其内放入占其体积五分之一的惰性二氧化硅(颗粒大小为O. 7 Imm之间)和体积四分之一的苦荞皮层粉，然后混合均匀。最后加入适量的溶剂，使得混合固体物料微微湿润。此时所有阀门处于关闭状态。关闭反应釜密封盖24以及反应釜外盖，并使反应釜密封的接入整个系统。打开三通阀门2中的氮气阀门和三通阀门19中的空气阀门。向反应釜5内冲入氮气3 10分钟，反应釜内以及管路3内的空气从空气出口管路18排出。关闭三通阀门19。关闭三通阀门2中的氮气阀门后，再打开三通阀2中的溶剂阀门，向反应釜5中注入溶剂乙醇，注入体积为提取室总体积的五分之二。关闭三通阀门2。打开反应釜中的温控开关，利用热水循环管路进出口 25，给反应釜5加热，使用冷热水控温法使反应釜内温度达到20 80摄氏度，并此后的提取过程中一直维持这一温度。打开三通阀门2中的氮气阀门，给反应釜5加压。同时打开反应釜5中的磁力搅拌电机，搅拌转度为100 800转/每分钟。等到气压计4的读数达到2 16MP时，关闭三通阀2。维持此压力搅拌100 120分钟，此时反应釜内5发生萃取黄酮的反应。时间到后，打开三通阀19的提取液阀门，提取液会在压力差的作用下经过下端出料口 21后从过滤板20中流出。提取液经过提取液管路17流向提取液储存罐16中。在这个过程中，在磁力搅拌机6带动下，上磁盘7旋转，通过磁力的作用，处于密封罩9中的下磁盘8相应转动，搅拌桨叶23的传动轴22同步转动，使桨叶22维持搅拌，加速反应釜中乙醇和原料的溶解浸出反应，同时防止过滤板20堵塞。待压力计4的读数在O. 2MP以下时，关闭三通阀 19，同时停止搅拌。此时，主要(即一次)提取过程已经完成。接着进行二次提取和清洗磁力反应釜。打开三通阀3中的溶剂阀门。向反应釜5中注入溶剂乙醇，注入体积为提取室总体积的五分之二。关闭三通阀门2。打开三通阀门2中的氮气阀门，给反应爸加压，同时打开磁力搅拌电机5,搅拌转度为100 800转/每分钟。等到气压计4的读数达到I IOMP时，关闭三通阀2。维持此压力搅拌30 80分钟。到时间后，打开三通阀19的提取液阀门，提取液会在压力差的作用下经过下端出料口 21后从过滤板20中流出。提取液经过管路17流向储存罐16中。在这个过程中维持搅拌。待压力计4的读数为常压时，关闭三通阀19，同时停止搅拌。之后是蒸发、冷凝回收乙醇并分离提取物的过程。将提取液从储存罐16中抽至DXNS-50-1型单效动态循环低温浓缩机组10中进行蒸发，经乙醇回收管路14冷凝回收乙醇。剩下的是提取物与水的混合液，将该液体从设备10的下部出口引至储存罐15中。把储存罐中的混合液经水与提取物混合管路13抽至DG-800型过滤洗涤干燥三合一多功能过滤机11中进行过滤干燥。整个过滤干燥是在氮气的保护下进行。最后从过滤机的排料阀12中得到干燥的黄酮提取物。苦荞子经粗磨，让荞仁和荞皮分开，取荞皮作提取苦荞黄酮的原料。苦荞皮层粉中生物类黄酮的含量是其他部分的两倍，所以在本工艺中苦荞皮层粉将是我们提取黄酮的原料。本发明介绍了一种快速，简单，并且容易自动化的一种高效的从苦荞种提取生物类黄酮的方法。苦荞中的生物类黄酮主要成分是2—苯基色原酮类化合物，有槲皮素、芦丁、桑色素、莰菲醇等黄酮类物质。这些物质在一定的温度时会发生分解和氧化，并且光照对它们的稳定性也很会造成一定的影响。所以在本工艺中，整个提取过程都在避光以及惰性气体的保护中进行，并且温度控制在25飞5摄氏度之间。在提取过程中，我们采用磁力搅拌状态下的高压来加速分子运动，并添加惰性二氧化硅以提高提取反应的接触面积。提取所用的溶剂是乙醇。乙醇可以回收再利用，并且无毒无害。选用这种溶剂不仅可以节约成本，还可以保证产品的安全以及保护环境。我们采用氮气加压来防止黄酮在提取过程中被氧化。由于本产品的原料是皮层粉而不是整荞粉或叶子，所以在提取后期的渣滓很少。传统的工艺1.水浴法，此法提取所需时间太长，提取效率低。2.超声波辅助法，虽然提取效率较高，但由于超声脉冲会使得提取液局部温度升高，从而使黄酮在没有惰性气体的保护下发生氧化。最后，这种方法得到的黄酮纯度很低，一般在30%—下。3.微波辅助法同样是在空气的氛围中进行，在提取过程中会导致提取物氧化。4.超临界萃取法，此法温度过高，会影响提取物的稳定性。传统工艺的提取条件(温度，酸碱环境，光照等)比较粗暴。本工艺与传统的方法比较总的来说有如下优势1.由于在提取过程中采用避光，惰性气体保护以及温度控制，所
以提取的生物类黄酮纯度较高，生物活性保持好；2.提取所消耗的溶剂少；3.提取时间短，这样可以减少产生不必要的副产品和避免降低提取物的生物活性。
权利要求
1.苦荞黄酮提取方法，在完全密闭的提取设备中，采用乙醇为溶剂提取，其特征在于工艺如下 (1)提取室内放入不少于其容积五分之一，颗粒大小为O.7 Imm之间的惰性二氧化硅和其容积四分之一的苦荞皮层粉，然后混合均匀，加入使得混合固体物料湿润的溶剂； (2)制造氮气保护环境，向系统冲入不少于提取室体积I.5倍的氮气，赶走系统中的空气，形成氮气保护下的提取环境； (3)向提取室中再注入溶剂，使注入的溶剂量连同步骤(I)湿润物料的溶剂在内，为提取室总体积的五分之二的溶剂；打开热水加热装置，直到提取室的温度达到2(Γ80摄氏度，并使加热装置表面的温度一直维持在2(Γ80摄氏度； (4)给提取室增压，直到气压计读数到达6 14MPa； (5)稳定前述气压，维持此压力8(Γ120分钟，并开启磁力搅拌机，此时在搅拌和压力下作用，搅拌转速为100转/每分钟 800转/每分钟；溶剂和物料在压力和惰性二氧化硅的帮助下发生萃取反应； (6)打开连接接受容器与提取室之间的阀门，提取后的混合液在压力的作用下从出料口流到接收容器中； (7)清洗提取室和二次提取，待压力降至O.5MPa以下时，关闭伐门；往提取室中注入占提取室二分之一体积的溶剂；给提取室增压致f lOMPa，维持此压力6(Γ100分钟； (8)放出提取混合液，压力降至常压； (9)去除沙子，将接收容器中的提取混合液压缩过滤，过滤层的孔径不大于60微米； (10)提取液引入浓缩和溶剂回收系统加热浓缩，通过管道回收蒸发的乙醇； (11)提取液在回收乙醇后形成水和黄酮的混合液，将水和黄酮的混合液引入专用的过滤干燥一体机；在氮气的氛围中进行干燥，干燥温度为35飞5摄氏度；干燥后的黄色物质就是最后的目的产物，苦荞黄酮；得到的产物黄酮的含量在55% 75% ；100公斤的苦荞皮层粉可以最后提取4飞公斤的黄酮产品。
2.根据权利要求I所述苦荞黄酮提取方法，其特征在于工艺过程是在磁力反应釜、提取液储存罐、浓缩机组、混合液储存罐、多功能过滤机构成的完全密闭的提取设备中进行；其中回收乙醇的浓缩机组(10)采用DXNS -50-1型单效动态循环低温(25 — 30°C )浓缩机组，浓缩机组(10)与磁力反应釜(5)间通过提取液管路(17)、提取液储存罐(16)和提取液、空气三通阀(19)连通；在磁力反应釜(5)的入口端依顺序安装溶剂管路(I)、溶剂和氮气三通阀(2)、溶剂和氮气共用管道(3)、气压计(4)和氮气管路(26);多功能过滤机(11)采用DG - 800型过滤洗涤干燥三合一过滤机，它与浓缩机组(10)间经混合液存储罐(15)和水与提取物混合液管路(13)连通。
3.根据权利要求I所述苦荞黄酮提取方法，其特征在于工艺过程在提取设备中的操作方法是 (1)打开提取室的进料端，在其内放入占其体积五分分之一的惰性二氧化硅(颗粒大小为O. 7 1_之间)和体积四分之一的的苦荞皮层粉，然后混合均匀；最后加入适量的溶剂，使得混合固体物料微微湿润；此时所有阀门处于关闭状态； (2)装上进料端，并将提取室密封地接入整个系统； (3)打开静止阀门和气阀门；(4)向系统冲入氮气，注入氮气的体积不少于提取室体积的I.5倍；关闭静止阀门；赶走系统中的空气，使得提取在氮气的保护中进行； (5)关闭气阀门，打开泵阀门，向提取室中注入溶剂，注入体积为提取室总体积的五分之二；关闭泵阀门； (6 )打开热水加热装置，直到提取室的温度达到2(Γ80摄氏度，并使加热装置表面的温度一直维持在20 80摄氏度； (7)打开气阀门，给提取室增压，直到气压计读数到达6 14MPa； (8)在增压过程中，开始磁力搅拌，搅拌转速为100转/每分钟100转/每分钟；搅拌器为桨叶搅拌，搅拌器安装在提取室的取料端并离过滤钢板30厘米处； (9)待气压稳定后，关闭气阀门；维持此压力8(Γ120分钟，此时溶剂和物料在压力和惰性二氧化硅的帮助下发生萃取反应； (10)打开静止阀门，提取后的混合液会在压力的作用下从出料口流到接收容器中；此过程维持搅拌以防止过滤孔堵塞； (11)清洗提取室和二次提取待压力降至O.2MPa以下时，关闭静止伐门；停止搅拌，打开泵阀门，往提取室中注入占提取室五分之二体积的溶剂；关闭泵阀门，打开气阀门增压致ΓIOMPa ;维持此压力3(Γ80分钟；开始磁力搅拌，搅拌转速为100转/每分钟 800转/每分钟；打开静止阀门，放出提取混合液；直至压力降至常压；停止搅拌； (12)关闭静止阀门； (13)将过滤后的提取液引入浓缩和溶剂回收系统加热浓缩，加热方式为热水套管加热，加热温度25 45摄氏度；这样不破坏提取液中的生物活性物质；最后形成水和黄酮的混合液；蒸发的乙醇则通过管道回收； (14)将水和黄酮的混合液引入专用的过滤干燥一体机，在氮气的氛围中进行干燥，干燥温度为35飞5摄氏度；干燥后的黄色物质就是最后的目的产物。
4.权利要求I所述的提取室是磁力反应釜。
5.权利要求3所述的提取室是磁力反应釜。
6.权利要求2、4和5所述的磁力反应釜是可控温的中、高压力磁力反应釜。
全文摘要
苦荞黄酮提取方法，在完全密闭的提取设备中，采用乙醇为溶剂提取，工艺是磁力反应釜内放入不少于其容积五分之一，颗粒大小为0.7~1mm之间的惰性二氧化硅和其容积四分之一的苦荞皮层粉，混匀，加入使得混合物料湿润的溶剂；冲入不少于磁力反应釜体积1.5倍的氮气；注入体积为磁力反应釜总体积的五分之二的溶剂；磁力反应釜的温度达到并保持20~80摄氏度；给磁力反应釜增压达6~14MPa，维持此压力80~120分钟；清洗磁力反应釜和二次提取往磁力反应釜中注入占磁力反应釜二分之一体积的溶剂；给磁力反应釜增压致1~10MPa，维持此压力60~100分钟；将水和黄酮的混合液在氮气的氛围中，35~65摄氏度干燥，得到黄色的苦荞黄酮。
文档编号A61P9/12GK102861135SQ20121037371
公开日2013年1月9日 申请日期2012年10月1日 优先权日2012年10月1日
发明者马梅芬, 刘春生 申请人:师宗彤野食品有限公司