專利名稱：一種利用亞臨界水萃取技術從枇杷葉中提取制備熊果酸的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及ー種利用亞臨界水萃取技術提取枇杷葉中熊果酸的方法和裝置，屬于天然活性成分提取技術領域。
背景技術：
枇杷葉系薔薇科枇杷屬植物枇杷的干燥葉，在我國分布廣泛。是我國應用廣泛的一種中藥，具有廣泛的藥理作用，主要表現在抗炎止咳、降血糖、抗病毒、抗氧化等許多方面。枇杷葉的化學成分結構多祥，主要有揮發油、三萜酸類、倍半萜類、黃酮類、多酚類以及糖苷類等化合物。目前，枇杷葉的主要用途為經水提法生產抗炎止咳藥枇杷露和枇杷膏，三萜類中的熊果酸純品為白色針狀結晶，熔點277°C，不溶于水和石油醚，易溶于こ醇和甲醇，可溶于苯、氯仿。熊果酸是五環三萜化合物，它具有抗致癌、抗促癌、誘導F9畸胎瘤細胞分化和抗血管生成作用。它是抗癌方面極具潛力的候選新藥，作為抗癌藥物具有極大的市場和較高的經濟效益。枇杷葉中活性成分的提取目前主要有溶劑提取，酶法處理后溶劑提取、超聲波輔助溶劑提取、微波輔助溶劑提取以及超臨界流體萃取法。無論是輔助處理手段還是超臨界流體萃取主要集中在溶劑提取的調節控制上。溶劑提取具有流程長、耗時多、提取物雜質含量高、難以純化等問題，同時由于采用大量有機溶劑，還存在殘留問題及環境污染等問題。為了解決這些問題，近年來有人將超臨界CO2萃取技術運用到天然產物有效成分的提取中，該技術綠色環保、所得產品質量高、且生產過程易控制，但CO2流體為非極性物質且相對分子質量較低，該技術只能用于非極性化合物的萃取，對極性和相對分子質量大的物質缺乏足夠的溶解性而較難達到理想萃取效果。亞臨界流體技術是20世紀90年代剛剛興起的并正在迅速滲透到各個領域的ー個新技木。其中以亞臨界水的研究最為廣泛，亞臨界水既可作為溶剤，又可用作反應物和催化劑，這種特性能用于替代有毒有害的有機溶劑從而使其成為化工和食品、藥品領域中令人注目的技術。亞臨界水(Sub-critical water, SCff)也稱之為高溫水、超加熱水、高壓熱水或熱液態水，是指在一定壓カ下，將水加熱到100°C以上臨界溫度以下的高溫，水體仍然保持在液體狀態。研究發現它成為很多傳統氧化反應的ー種可能的溶劑，這些反應包括碳碳鍵的形成、異構化、脫氫、水解、部分氧化以及氫和氚的交換反應等等。通過對亞臨界水溫度和壓カ的控制可以改變水的極性、表面張カ和粘度。溫度升高，極性降低，亞臨界水對有機物的溶解能力大大增加。以亞臨界水為環境友好型溶劑，可以改變萃取體系的相行為、カロ速溶劑化效應，變傳統溶劑條件下的多相反應為單反應，增大擴散系數，較低傳質和傳熱阻力，可以在更短時間內達到萃取平衡，縮短處理時間，還能通過亞臨界體系的溫度與壓カ來控制提取產物的分布。
而有關亞臨界水提取技術應用于枇杷葉功效成分的研究尚未見報道。因此，為了克服現有枇杷葉藥效成分提取技術的不足，將亞臨界水萃取技術這一新型的綠色環保型提取技術引入枇杷葉藥效成分的研究中，通過改變亞臨界水萃取溫度和壓カ進而改變水的極性，對不同極性活性成分進行選擇性提取，實現一次裝料、連續化提取操作。萃取液可減壓濃縮后成為枇杷浸膏，也可進ー步分離純化獲得純度高的熊果酸產品，作為功能因子廣泛應用于藥品、保健品和化妝品領域。

發明內容
本發明提供一種運用亞臨界水萃取技術提取枇杷葉中熊果酸的方法及萃取裝置。該方法主要是以預處理后的枇杷葉為原料，以亞臨界水為溶劑，在萃取壓力0 10MP、萃取溫度100 300°C，通過調節水的溫度、壓カ及萃取時間，分級提取多糖、有機酸類、黃酮類化合物、皂苷類、三萜類以及揮發油類等有效成分。同時在獲得各類不同性質的提取物的基礎上，進ー步分離純化，可以獲得高純度的熊果酸。亞臨界萃取裝置主要包括萃取釜和分離收集罐，原料放置在萃取釜中，通過調節萃取參量，對提取物進行選擇性提取。萃取釜與收集罐通過泄壓閥連接，收集罐外包有降溫裝置，可實現靜態萃取和連續萃取。本發明的技術方案以預處理過的枇杷葉，以亞臨界水為萃取劑，在IOMpa下，在 100 300°C范圍內逐步升高萃取溫度，這些萃取物可經分步收集后進ー步純化其中的熊果酸，也可直接旋蒸得到浸膏，作為枇杷葉提取物。具體步驟為I、原料預處理稱取一定量的枇杷葉原料，用水洗浄、去毛、烘干并粉碎，利用分樣篩分級，樣品粒徑大小介于0. 4 0. 8mm之間。將脫除了溶氧的去離子水輸送到預加熱器中快速加熱到一定溫度。2、亞臨界水萃取將處理好的原料置于萃取釜中，利用液相泵將脫氧去離子水以小于10mL/min的流速注入爸中，萃取溫度100 300°C,壓カ0 IOMpa,萃取時間0. 5 3h，對枇杷葉進行萃取，萃取結束打開泄壓閥，萃取液流入收集罐中冷卻至室溫，并依極性(100 150°C, IOMpa ；200 250°C, IOMpa ；250 300°C, IOMpa)分步收集得到三部分萃取液(萃取物I、II、III)。3、分離純化對分步收集的萃取液分別進行旋轉蒸發濃縮，分別進行以下三種不同處理過程，可依次得到不同的產品(a)加入無水こ醇至混合物中使こ醇濃度達到70%后，靜止沉淀，過濾得不溶物并經干燥、粉碎，可以得到純度50%以上的枇杷葉多糖；(b)加水沉降3次，沉淀物用こ醇溶解，用NaOH調節pH至9_10，活性碳脫色過濾，并酸化濾液，經干燥、粉碎，可得到純度40%以上的黃酮類活性物質。(c)加水沉降3次，沉淀物用こ醇溶解，用NaOH調節pH至9-10，活性碳脫色過濾，并酸化濾液，使用非極性大孔樹吸附脂分離富集溶液中的熊果酸。經こ醇或甲醇重結晶后，得到熊果酸產品，純度達到95%以上。本發明的有益效果本發明利用亞臨界水提取技術，可以同步獲得高純度不同功能特征的系列功能因子，整個過程緑色無污染，本技術還進一歩提出了連續化生產系統包括提取、濃縮和分析過程的操作系統和系統優化控制策略，該發明開發出了系列產品，形成了枇杷浸膏、枇杷多糖、三萜類化合物、黃酮類化合物、熊果酸等功能因子配料系列產品，產品附加值大幅度提聞。


圖I是本發明設計的萃取裝置的結構示意圖。
具體實施例方式實施例I 稱取一定量的枇杷葉原料，用水洗浄、去毛、烘干并粉碎，利用分樣篩分級，粒徑大小介于0. 4 0. 8mm之間。將處理好的原料IOOOg置于萃取爸中，利用液相泵將脫氧去離子水以小于lOmL/min的流速注入釜中，調節壓力和溫度，當萃取罐中的物料壓カ達到lOMpa，Ih內，萃取溫度由100°C逐步提高至250°C，收集提取液1800mL，經旋轉蒸發后濃縮，即可得到枇杷葉提取浸膏，也可進ー步干燥，得到枇杷葉提取物42. 4g，其中含枇杷多糖，黃酮，三萜類及熊果酸等生物活性成分。實施例2:稱取一定量的枇杷葉原料，用水洗浄、去毛、烘干并粉碎，利用分樣篩分級，粒徑大小介于0. 4 0. 8mm之間。將處理好的原料IOOOg置于萃取爸中，利用液相泵將脫氧去離子水以小于lOmL/min的流速注入釜中，調節壓力和溫度，當萃取罐中的物料壓カ達到lOMpa，控制萃取罐溫度在100°C條件下萃取I. 5h，使用調節閥泄壓，提取液流入收集釜，冷卻至室溫后取出萃取物I ;保持萃取罐壓力lOMPa，將溫度提高到200°C條件下萃取lh，泄壓，提取液流入收集釜，冷卻后取出萃取物II ;保持壓カlOMPa，將溫度提高到250°C條件下萃取lh，泄壓后提取液流入收集釜，冷卻，取出萃取物III。將萃取物I旋轉蒸發，濃縮至膏狀，加入無水こ醇至混合物中こ醇濃度達到70%后，靜止沉淀，過濾得不溶物并經干燥、粉碎，可以達到純度58%的枇杷葉多糖約17. 5g。將萃取物II旋轉蒸發，濃縮至浸膏，水沉降3次，用こ醇溶解，用NaOH調節pH至9-10，活性碳脫色過濾，并酸化濾液，經干燥、粉碎，可得到純度為45 %的黃酮類物質14. 2g。將萃取物III加水沉降3次，沉淀物用こ醇溶解，用NaOH調節pH至9_10，活性碳脫色過濾，并酸化濾液，可得到純度40%的三萜類活性物質10. Sg，使用非極性大孔樹吸附脂XDA-200分離富集溶液中的熊果酸。經こ醇或甲醇重結晶后，得到熊果酸產品，純度達到95.0%，熊果酸回收率為31.5%。實施例3 稱取一定量的枇杷葉原料，用水洗浄、去毛、烘干并粉碎，利用分樣篩分級，粒徑大小介于0. 4 0. 8mm之間。將處理好的原料IOOOg置于萃取爸中，利用液相泵將脫氧去離子水以小于lOmL/min的流速注入釜中，調節壓力和溫度，當萃取罐中的物料壓カ達到lOMpa，控制萃取罐溫度在120°C條件下萃取lh，使用調節閥泄壓，提取液流入收集釜，冷卻至室溫后取出萃取物I ;保持萃取罐壓力lOMPa，將溫度提高到230°C條件下萃取lh，泄壓，提取液流入收集釜，冷卻后取出萃取物II ;保持壓カlOMPa，將溫度提高到280°C條件下萃取lh，泄壓后提取液流入收集釜，冷卻，取出萃取物III。將萃取物I旋轉蒸發，濃縮至膏狀，加入無水こ醇至混合物中こ醇濃度達到70%后，靜止沉淀，過濾得不溶物并經干燥、粉碎，可以達到純度52%的枇杷葉多糖約24. 6g。將萃取物II旋轉蒸發，濃縮至浸膏，水沉降3次，用こ醇溶解，用NaOH調節pH至9-10，活性碳脫色過濾，并酸化濾液，經干燥、粉碎，可得到純度為48 %的黃酮類物質17. Og0
將萃取物III加水沉降3次，沉淀物用こ醇溶解，用NaOH調節pH至9_10，活性碳脫色過濾，并酸化濾液，可得到純度42 %的三萜類活性物質15. 7g，使用非極性大孔樹吸附脂XDA-200分離富集溶液中的熊果酸。經こ醇或甲醇重結晶后，得到熊果酸產品，純度達到96.4%，熊果酸回收率為38.2%。實施例4 稱取一定量的枇杷葉原料，用水洗浄、去毛、烘干并粉碎，利用分樣篩分級，粒徑大小介于0. 4 0. 8mm之間。將處理好的原料IOOOg置于萃取爸中，利用液相泵將脫氧去離子水以小于lOmL/min的流速注入釜中，調節壓力和溫度，當萃取罐中的物料壓カ達到lOMpa，控制萃取罐溫度在150°C條件下萃取2h，使用調節閥泄壓， 提取液流入收集釜，冷卻至室溫后取出萃取物I ;保持萃取罐壓力lOMPa，將溫度提高到250°C條件下萃取I. 5h，泄壓，提取液流入收集釜，冷卻后取出萃取物II ;保持壓カlOMPa，將溫度提高到300°C條件下萃取lh，泄壓后提取液流入收集釜，冷卻，取出萃取物III。將萃取物I旋轉蒸發，濃縮至膏狀，加入無水こ醇至混合物中こ醇濃度達到70%后，靜止沉淀，過濾得不溶物并經干燥、粉碎，可以達到純度50%的枇杷葉多糖約20. 3g。將萃取物II旋轉蒸發，濃縮至浸膏，水沉降3次，用こ醇溶解，用NaOH調節pH至9-10，活性碳脫色過濾，并酸化濾液，經干燥、粉碎，可得到純度為41 %的黃酮類物質19. Og0將萃取物III加水沉降3次，沉淀物用こ醇溶解，用NaOH調節pH至9_10，活性碳脫色過濾，并酸化濾液，可得到純度47%的三萜類活性物質22. 4g，使用非極性大孔樹吸附脂XDA-200分離富集溶液中的熊果酸。經こ醇或甲醇重結晶后，得到熊果酸產品，純度達到95. 8%，熊果酸回收率為40. 5%。
權利要求
1.一種利用亞臨界水萃取技術從枇杷葉中提取制備熊果酸的方法和裝置，其特征是以枇杷葉為原料，對原料進行預處理，利用亞臨界水萃取技術分級提取枇杷葉中多種活性成分如黃酮類化合物、皂苷類、三萜類等，并進一步分離純化得到高純度的熊果酸。具體步驟如下(1)原料預處理枇杷葉原料用水洗凈、去毛、烘干并粉碎，利用分樣篩分級，樣品粒徑大小介于O. 4 O. 8mm之間。(2)亞臨界水萃取將原料置于萃取釜中，利用液相泵將脫氧去離子水以小于IOmL/min的流速注入爸中，萃取溫度100 300°C,壓力O IOMpa,萃取時間O. 5 3h,對枇杷葉進行萃取，萃取結束打開泄壓閥，萃取液流入收集罐中冷卻至室溫，并依極性(100 150°C, IOMpa ；200 250°C，IOMpa ；250 300°C，IOMpa)分步收集得到三部分萃取液。(3)分離純化對分步收集的萃取液分別進行旋轉蒸發濃縮，分別進行以下三種不同處理過程，可依次得到不同的產品(a)加入無水乙醇至混合物中使乙醇濃度達到70%后，靜止沉淀，過濾得不溶物并經干燥、粉碎，可以得到純度50%以上的枇杷葉多糖；(b)加水沉降3次，沉淀物用乙醇溶解，用NaOH調節pH至9_10，活性碳脫色過濾，并酸化濾液，經干燥、粉碎，可得到純度40%以上的黃酮類活性物質。(c)加水沉降3次，沉淀物用乙醇溶解，用NaOH調節pH至9-10，活性碳脫色過濾，并酸化濾液，使用非極性大孔樹吸附脂分離富集溶液中的熊果酸。經乙醇或甲醇重結晶后，得到熊果酸產品，純度達到95%以上。
2.實現權利要求I中所述方法，需要操作系統與控制系統，操作系統主要包括蓄水池、壓力泵、萃取釜、收集罐和冷卻器，控制系統為萃取釜內的溫度測定器及壓力測定器。液相泵通過管路，一端與蓄水池連接，一端與萃取釜連接，壓力泵可控制注入萃取釜中水的流速。萃取釜通過調節閥與收集罐相連，收集罐放置于冷卻器中可將萃取液迅速冷卻至室溫。控制系統使用傳感式，即一端放入萃取釜內，利用非接觸式傳感器，測定釜內溫度和壓力。
3.根據權利2所述的萃取裝置，其操作系統特征為蓄水池為不銹鋼材質圓柱形裝置；壓力泵為高效液相色譜專用泵，可以調節和顯示壓力大小，壓力范圍O 25Mpa ;萃取釜與收集罐均為耐高溫、高壓的不銹鋼材質圓柱狀裝置，冷卻器為盤管式冷卻器，通過不斷注入冷水進行冷卻，連接管路均為耐高溫高壓不銹鋼管路。
全文摘要
發明提供一種利用亞臨界水萃取技術從枇杷葉中提取制備熊果酸的方法和裝置。該方法主要以預處理后的枇杷葉為原料，以水為溶劑，在萃取壓力0～10Mpa、萃取溫度100～300℃，通過調節水的溫度、壓力及萃取時間，依次分級提取枇杷葉中的多糖、有機酸、黃酮類化合物、皂苷類、三萜類以及揮發油類等有效成分。在獲得各類提取物的基礎上，再通過柱層析分離進一步純化，可以獲得高純度(≥95％)的熊果酸產品。亞臨界萃取裝置主要包括萃取釜和分離收集罐，原料放置在萃取釜中，通過調節萃取參量，對提取物進行選擇性提取。萃取釜與收集罐通過泄壓閥連接，收集罐外包有降溫裝置，可實現靜態萃取和連續萃取。該提取工藝過程不使用有機溶劑，綠色環保、天然、無毒，提取效率高，可同時實現多種有效成分的連續化分離富集，具有很好的工業化應用前景。
文檔編號A61K36/73GK102617693SQ201210057030
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月7日 優先權日2012年3月7日
發明者于金召, 何志勇, 曾茂茂, 王林祥, 秦昉, 陳潔 申請人:江南大學