一种植物精油、多糖和黄酮的提取工艺的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及天然活性物质提取领域，特别涉及植物精油、多糖和黄酮的提取工艺。
【背景技术】
[0002]植物精油是一类有气味的挥发性油状液体物质，可从植物的花、叶、枝、根、皮、果实等中获得，具有抗菌、消炎、抗肿瘤、抗病毒、解热镇痛、怯疲止咳等功效。植物精油的提取方法包括水蒸汽蒸馏提取、溶剂提取、分子蒸馏提取、压榨提取、超声波辅助提取、酶辅助提取、超临界CO2提取、微波辅助提取等。多糖是机体内天然大分子之一，由多个相同或不相同的单糖以糖苷键相连而形成，广泛存在于高等动植物、真菌等体内。多糖在细胞中一直作为能量存储分子和结构组成的角色，近年来随着多糖研究的深入，多糖的多种生物活性被发现，如抗氧化、抗肿瘤、保湿、护肝、抗炎等，且其对人体正常细胞毒副作用较小，是理想的药物来源。多糖的提取方法有水提取、酸提取、碱提取、微波辅助提取、酶辅助提取、超声波辅助提取、超高压辅助提取、超临界0)2提取等。黄酮是一类广泛存在于植物体内的多酚类物质，该类化合物具有抗氧化、抗肿瘤、抑菌、镇痛、抗凝血、抗炎、保护肝脏等多种生物活性，可应用于制药和食品加工等方面。黄酮的提取方法有水提取、有机溶剂提取、超临界0)2提取、微波辅助提取、超声波辅助提取、酶辅助提取等。
[0003]超声波辅助提取天然活性物质是一种物理破碎过程，原理是利用超声波的空化作用破坏植物组织的细胞，使溶剂易于渗入细胞内，同时超声波的多次级效应，如机械震动、乳化、扩散、击碎、化学效应等，也能加速提取成分的扩散、释放并与溶剂充分混合而利于提取，该技术能耗低、投资小、操作简便，易实现工业扩大生产。酶辅助提取天然活性物质是根据植物细胞壁的构成，利用酶反应具有专一性和高效性的特点选择相应的酶，将细胞壁的组成成分(纤维素、半纤维素和果胶质等)水解或降解，破坏细胞壁结构，使细胞内的成分溶解、混悬或胶溶于溶剂中，从而达到提取目的。该技术具有得率高、产物活性受损小、环保等优点。
[0004]近年，对有关天然活性物质提取的报道逐渐增多，但不少存在产品单一、成本高、原料利用率低、使用了毒害性较大或易燃易爆试剂等缺点。
【发明内容】
[0005]本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种可提高原料的利用率和产物得率，提取过程安全环保的植物精油、黄酮与多糖的提取工艺。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为:
一种植物精油、黄酮与多糖的提取工艺，具体操作步骤如下:
(O干燥与粉碎:将原料洗净，干燥，粉碎后过10~100目筛，备用；
(2)浸泡:将步骤(I)备用的原料用乙醇水溶液浸泡1~15h ；
(3)一次提取:将步骤(2)中的原料和乙醇水溶液放入提取容器中，往提取溶剂乙醇水溶液中加入纤维素酶后在25°C ~65°C条件下超声波处理10~120 min，提取完毕后过滤，收集滤液、滤渣；
(4)二次提取:向步骤(3)的滤渣补加乙醇水溶液，浸泡10~120 min后重复步骤(3)的提取和过滤步骤；
(5)三次提取:重复步骤(4)的过程；
(6)一次减压蒸馏:将步骤(3)、(4)、(5)中的滤液合并，在45~60°C条件下减压蒸馏回收乙醇，除去部分水；
(7)离心分离:采用离心机将步骤(6)后剩余的滤液离心10~60min，得精油粗品、水相和黄酮苷元粗品；
(8)萃取分离:采用正丁醇从步骤(7)所得的中间水相中萃取黄酮苷至正丁醇相无明显颜色，得含黄酮苷的萃取相和含多糖的萃余相；
(9)醇沉:往步骤(8)中含多糖的萃余相加入4~10倍体积的无水乙醇，静置12~30h，过滤，收集滤液、滤渣；
(10)二次减压蒸馏和干燥:将步骤(7)得到的黄酮苷元粗品加入步骤(8)中含黄酮苷的萃取相中，在70°C ~80°C条件下减压蒸馏回收正丁醇，剩余的萃取相减压干燥得黄酮粗品；将步骤(9)得到的滤液在45~60°C条件下减压蒸馏回收乙醇，将步骤(9)得到的滤渣减压干燥得多糖粗品；
(11)分子蒸馏精制:将步骤(7)得到的精油粗品经分子蒸馏技术精制；
(12)检测精油粗品和经分子蒸馏技术精制后的质量；检测多糖粗品及所含多糖质量；检测黄酮粗品及所含黄酮质量。
[0007]作为上述技术方案的进一步改进:
优选的，所述步骤(2)、步骤(3)、步骤(4)、步骤(5)中乙醇水溶液为乙醇与水配置，体积分数为30%~70%。
[0008]优选的，所述步骤(2)、步骤(4)、步骤(5)所加溶剂乙醇水溶液的量，其体积与原料质量比为5-25: I mL/g。
[0009]优选的，所述步骤(3)、步骤(4)、步骤(5)中，加入纤维素酶的浓度为0.3-4.0 U/HiL提取溶剂。
[0010]优选的，所述超声波的功率为200 W，频率为25 kHz。
[0011]优选的，所述离心机的转速为3 000-5 000 rpm。
[0012]本发明的原理:
纤维素酶是一组能够降解纤维素生成葡萄糖的酶的总称，其来源广泛，例如软体动物、昆虫、原生动物、细菌、放线菌、真菌等都可产生纤维素酶。水可再生、无污染，乙醇早已被用做活性物质的提取溶剂，能与水以任何比例混合，具有污染小、毒性低、易回收等优点，在超声波和纤维素酶的辅助下，可以利用乙醇水溶液从植物中提取精油、黄酮与多糖。正丁醇类似于乙醇，也是粮食、玉米芯等农作物通过发酵得到的产品，在白酒中微量存在，也允许作为食品添加剂使用。
[0013]精油难溶于水、微溶于乙醇，精油的沸点高于水和乙醇。多糖是生物大分子，易溶于水，难溶于乙醇等有机溶剂。黄酮苷元易溶于乙醇、难溶于水，黄酮苷易溶于水和正丁醇，正丁醇微溶于水；利用这些特性将提取液中乙醇旋转蒸发后，通过离心得到精油粗品、水相和黄酮苷元粗品，采用正丁醇从水相中萃取黄酮苷将多糖和黄酮苷分离，萃取完毕，利用醇沉对萃余相中的多糖进行纯化，将黄酮苷元粗品加入萃取相中，经旋转蒸发回收正丁醇，减压干燥得黄酮粗品。
[0014]与现有技术相比，本发明的优点在于:
1.超声波协同纤维素酶辅助提取植物精油、多糖和黄酮等多种产品超声波协同纤维素酶辅助提取工艺，可以从一次投料中同时提取植物精油、多糖与黄酮等多种产品，能提高产物得率和原料利用率，降低成本，且产物活性受损低、热敏性成分遭受破坏小。
[0015]2.产品浓缩与溶剂回收技术简单、环保、效率高
利用黄酮苷元易溶于乙醇，难溶于水和精油，且精油和水的沸点高于乙醇，精油与水互不相溶这些特性，第一次减压蒸馏回收乙醇、除掉部分水后通过离心分离精油、黄酮苷元和水相；利用多糖易溶于水，难溶于正丁醇，黄酮苷易溶于水和正丁醇，正丁醇微溶于水这些特性，使用正丁醇从水相中萃取黄酮苷分离黄酮苷与多糖，将黄酮苷元粗品加入含黄酮苷的萃取相，减压蒸馏回收正丁醇后通过减压干燥得黄酮粗品；含多糖的萃余相经醇沉，过滤和减压干燥得多糖粗品。溶剂具有无毒、污染小、易回收等优点。
【具体实施方式】
[0016]为了便于理解本发明，下文将结合较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
[0017]实施例1:
将缬草根洗净后干燥，粉碎，过100目筛，选取100 g粉末作原料。用1.5 L的50%乙醇水溶液(即提取溶剂)浸泡原料12 h后，放入提取容器中，并加入纤维素酶，在纤维素酶浓度为2.4 U/mL提取溶剂、提取温度55°C条件下，超声波(功率:200 W，频率:25 kHz)处理35 min，提取完毕后过滤，收集滤液、滤渣，完成一次提取；向一次提取的滤渣加入1.5 L的50%乙醇水溶液浸泡60 min,重复一次提取中的提取和过滤等操作，收集滤液、滤渣，完成二次提取；向二次提取的滤渣加入1.5 L的50%乙醇水溶液，重复二次提取中的浸泡、提取和过滤等操作，完成三次提取。再将三次过滤得到的滤液合并，在45 V条件下进行减压蒸馏回收乙醇、除去部分水,之后离心机离心(转速:4000 r/min) 15 min,得到上层精油粗品、中间水相和底层黄酮苷元粗品。采用正丁醇从中间水相中萃取至正丁醇相无明显颜色，萃取完毕，收集含黄酮苷的萃取相和含多糖的萃取余相。将黄酮苷元粗品加入含黄酮苷的萃取相后在75°C条件下旋转蒸发回收正丁醇，剩余的萃取相减压干燥得黄酮粗品；含多糖的萃取余相加入6倍体积的无水乙醇，静置12h后过滤，收集滤渣、滤液，滤渣经减压干燥得多糖粗品，滤液在55°C条