一种环保高效的青蒿素提取方法与流程

本发明涉及植物有效成分的萃取及其纯化工艺技术领域，尤其涉及青蒿素，具体是指一种环保高效的青蒿素提取方法。

背景技术：

青蒿素是附加值较高的药用有效成分，结构如图1所示，具有抗疟疾、抗肿瘤等药理作用，是我国唯一获得国际承认的抗疟新药。近年来，青蒿素的研究已受到广泛重视，虽然可以通过化学合成法得到青蒿素，但由于其有多个手性碳原子，合成步骤较为复杂，不利于工业化生产，故目前药用青蒿素主要是从黄花蒿中提取得到的。

青嵩素的获取方法主要有生物合成、化学合成、植物组织培养和天然产物提取等，其中从天然产物即黄花蒿中提取青蒿素是一种高效简便的青蒿素制备方法，而且我国拥有明显的资源优势。从黄花蒿中提取青嵩素的方法主要是以萃取原理为基础，传统的提取方法主要有索氏提取法、微波辅助提取法、回流提取、水蒸气蒸馏法提取等。而这些工艺存在提取率不高、步骤繁杂、溶剂损耗高、产品中溶剂残留多等问题，不能实现绿色清洁生产。

技术实现要素：

本发明的目的是克服了传统青蒿素提取工艺的缺点，提供了一种可以从黄花蒿中提取青蒿素的新工艺，该工艺具有环保、提取率高、产品纯度高、提取效率快、可操作性强等特点。

本发明的青蒿素提取工艺包括以下步骤：

（1）将粉碎的黄花蒿与纤维素酶、去离子水混合，升温至30～40℃，进行浸泡和酶解；

（2）向经过步骤（1）处理的物料中加入乙醇作为萃取剂，将物料置于胶体磨中，调节胶体磨夹套内的介质，使得在胶体磨在研磨物料时保持30～40℃的温度，经过胶体磨研磨的物料的细度介于2～10μm；

（3）将步骤（2）处理后得到的混合物进行压滤，获得母液ι和滤饼；

（4）向步骤（3）所获得的滤饼中加入乙醇作为夹带剂并进行二氧化碳超临界萃取，得到萃取物；

（5）将步骤（3）中所得母液ι与步骤（4）中所得萃取物混合，得到母液ⅱ，加入壳聚糖，搅拌并静置后，将沉淀物滤除，浓缩；

（6）将步骤（5）中浓缩后的提取物用乙醇溶解，通过层析柱进行洗脱，将洗脱液浓缩并结晶，得到青蒿素粗品；

（7）将所述的青蒿素粗品用乙醇溶解并重结晶，得到所述的青蒿素成品。

较佳地，所述的步骤（1）中的纤维素酶的酶活范围为cmc130万u/ml（g）～150万u/ml（g），去离子水与黄花蒿的比例为15.0l/kg～24.0l/kg，所述的纤维素酶在水中的浓度为0.2g/l～0.5g/l，浸泡和酶解的时间为2～4h。

较佳地，所述的步骤（1）中粉碎的黄花蒿与纤维素酶、去离子水混合时添加有柠檬酸、抗坏血酸或苹果酸中的一种或多种，所述的柠檬酸、抗坏血酸或苹果酸中的一种或多种在水中的浓度为0.025g/l～0.05g/l。

较佳地，所述的步骤（2）中添加的乙醇与所述的步骤（1）中的粉碎的黄花蒿的质量比为0.8:1～1:1，所述的胶体磨的加料斗内设置有温度传感器，根据温度传感器检测的温度，控制系统控制夹套内的冷热介质。

较佳地，所述的步骤（4）中二氧化碳超临界萃取的条件为：温度332～335.4k，压力19.8～21.1mpa，二氧化碳的流量为2.8～3.2kg/min，滤饼与乙醇夹带剂的体积比为15～35：1，萃取时间为3.1～4.0h。

较佳地，所述的步骤（5）中加入的壳聚糖，使其浓度达到为0.015g/ml，分别搅拌和静置0.5～1h。

较佳地，所述的方法中使用的乙醇的浓度为90%～99%。

与现有技术相比，本发明青蒿素提取方法的有益效果是：

（1）利用生物酶解法对黄花蒿进行预处理可以初步破坏植物细胞结构，大幅度增加有效成分青蒿素的溶出率。

（2）利用胶体磨对酶解后的物料进行粉碎，胶体磨具有的高剪切作用可以将物料粉碎至2～10μm，可以进一步破坏植物细胞结构，增加有效成分的溶出率；同时，胶体磨夹套的介质可以有效控制胶体磨内温度，可以将粉碎与萃取同步进行，大幅度简化工艺流程，也降低设备成本。

（3）采用超临界二氧化碳进行二次萃取，选择乙醇为夹带剂，用该方法进行青蒿素的萃取操作，青蒿素的提取率是采用纯二氧化碳为萃取剂的2.0倍以上。

（4）采用本发明的工艺，青蒿素粗品经过柱层析、重结晶后，得精制青蒿素，纯度98.0％以上，收率大于85.0％。

附图说明

图1为青蒿素的结构示意图。

图2为本发明的环保高效的青蒿素提取方法的工艺流程框图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本发明的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

本发明提供了一种可以从黄花蒿中提取青蒿素的新工艺，该工艺具有环保、提取率高、产品纯度高、提取效率快、可操作性强等特点。

本发明的提供的方法包括以下步骤：

（1）将粉碎的黄花蒿与纤维素酶、去离子水混合，升温至30～40℃，进行浸泡和酶解；

（2）向经过步骤（1）处理的物料中加入乙醇作为萃取剂，将物料置于胶体磨中，调节胶体磨夹套内的介质，使得在胶体磨在研磨物料时保持30～40℃的温度，经过胶体磨研磨的物料的细度介于2～10μm；

（3）将步骤（2）处理后得到的混合物进行压滤，获得母液ι和滤饼；

（4）向步骤（3）所获得的滤饼中加入乙醇作为夹带剂并进行二氧化碳超临界萃取，得到萃取物；

（5）将步骤（3）中所得母液ι与步骤（4）中所得萃取物混合，得到母液ⅱ，加入壳聚糖，搅拌并静置后，将沉淀物滤除，浓缩；

（6）将步骤（5）中浓缩后的提取物用乙醇溶解，通过层析柱进行洗脱，将洗脱液浓缩并结晶，得到青蒿素粗品；

（7）将所述的青蒿素粗品用乙醇溶解并重结晶，得到所述的青蒿素成品。

实施例1：

取粉碎的黄花蒿干品100kg，与1500l水混合均匀，搅拌条件下加入300g纤维素酶和37.5g柠檬酸，混合均匀后升温至35℃，进行酶解3h。向酶解后的物料中加入100kg乙醇并混合均匀，混合物料放入胶体磨进行粉碎，胶体磨夹套通入温水并维持胶体磨内温度为35℃。将磨细的物料趁热压滤，获得母液ι和滤饼，母液ι取样进行高效液相色谱（hplc）测试，测定青蒿素含量。将滤饼投入50l的超临界萃取设备，连接好管路，打开总电源及各仪器电源，随后开启装置控制系统，设置萃取压力为20.0mpa、萃取温度为332.0k、co2流量为3.0kg/min，系统压力和系统温度达到设定值后，启动夹带剂进料泵，夹带剂选用乙醇，滤饼与乙醇夹带剂的体积比为25:1，开始计时，循环萃取3.5h。萃取结束，关闭冷冻机、泵和各种加热循环开关，再关闭总电源开关。萃取缸内的压力放入后面的分离器，压力平衡后，从分离釜中取出萃取物并与母液ι混合得到母液ⅱ，从母液ⅱ中取样进行hplc测试。

向母液ⅱ中加入壳聚糖，壳聚糖的加入量为每100ml母液ⅱ加入1.5g壳聚糖，搅拌并静置后，将沉淀物滤除，沉淀物用热甲醇洗涤3次，滤液进行加热浓缩至近干状态，浓缩产物用乙醇溶解后与洗涤液混合，通过层析柱进行洗脱，将洗脱液浓缩并结晶，得到青蒿素粗品。青蒿素粗品用乙醇溶解并重结晶，重结晶体置恒温烘箱中在60～70℃下烘干即得青篙素。纯品的纯度由hplc进行测试，青蒿素称重并进行物料衡算计算收率。

表1实施例1青蒿素纯度及收率

。

实施例2：

取粉碎的黄花蒿干品100kg，与1500l水混合均匀，搅拌条件下加入750g纤维素酶和75g柠檬酸，混合均匀后升温至40℃，进行酶解4h。向酶解后的物料中加入80kg乙醇并混合均匀，混合物料放入胶体磨进行粉碎，胶体磨夹套通入温水并维持胶体磨内温度为30～40℃。将磨细的物料趁热压滤，获得母液ι和滤饼，母液ι取样进行高效液相色谱（hplc）测试，测定青蒿素含量。将滤饼投入50l的超临界萃取设备，连接好管路，打开总电源及各仪器电源，随后开启装置控制系统，设置萃取压力为21.1mpa、萃取温度为335.4k、co2流量为3.2kg/min，系统压力和系统温度达到设定值后，启动夹带剂进料泵，滤饼与乙醇夹带剂的体积比为30:1，开始计时，循环萃取3.8h。萃取结束，关闭冷冻机、泵和各种加热循环开关,再关闭总电源开关。萃取缸内的压力放入后面的分离器,压力平衡后，从分离釜中取出萃取物并与母液ι混合得到母液ⅱ，从母液ⅱ中取样进行hplc测试。

向母液ⅱ中加入壳聚糖，壳聚糖的加入量为每100ml母液ⅱ加入1.5g壳聚糖，搅拌并静置后，将沉淀物滤除，沉淀物用热甲醇洗涤3次，滤液进行加热浓缩至近干状态，浓缩产物用乙醇溶解后与洗涤液混合，通过层析柱进行洗脱，将洗脱液浓缩并结晶，得到青蒿素粗品。青蒿素粗品用乙醇溶解并重结晶，重结晶体置恒温烘箱中在60～70℃下烘干即得青篙素。纯品的纯度由hplc进行测试，青蒿素称重并进行物料衡算计算收率。

表2实施例2青蒿素纯度及收率

。

与现有技术相比，本发明青蒿素提取方法的有益效果是：

（1）利用生物酶解法对黄花蒿进行预处理可以初步破坏植物细胞结构，大幅度增加有效成分青蒿素的溶出率。

（2）利用胶体磨对酶解后的物料进行粉碎，胶体磨具有的高剪切作用可以将物料粉碎至2～10μm，可以进一步破坏植物细胞结构，增加有效成分的溶出率；同时，胶体磨夹套的介质可以有效控制胶体磨内温度，可以将粉碎与萃取同步进行，大幅度简化工艺流程，也降低设备成本。

（3）采用超临界二氧化碳进行二次萃取，选择乙醇为夹带剂，用该方法进行青蒿素的萃取操作，青蒿素的提取率是采用纯二氧化碳为萃取剂的2.0倍以上。

（4）采用本发明的工艺，青蒿素粗品经过柱层析、重结晶后，得精制青蒿素，纯度98.0％以上，收率大于85.0％。

在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。