CN102145135B - 一种超临界co2流体萃取技术提取竹叶粗多糖的工艺 - Google Patents

一种超临界co2流体萃取技术提取竹叶粗多糖的工艺 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种用超临界CO2流体萃取技术提取竹叶粗多糖的工艺，属竹叶有效成分提取技术，包括下述步骤：将粉碎的竹叶样品放入萃取釜内，加入乙醇溶液作为夹带剂，设定萃取釜温度45-50℃、萃取釜压力30-50MPa，先进行静态萃取，静态萃取时间为1-1.5小时，再进行动态萃取，动态萃取时间为1-1.5小时，萃取完毕后，对得到的提取液进行浓缩、冻干，最终得竹叶粗多糖提取物。本发明的工艺方法使用乙醇-水体系作为夹带剂，实现了无污染操作，同时，采用静态萃取与动态萃取兼顾的超临界CO2流体萃取方法，不仅竹叶多糖提取率高，且节省CO2气源与能源。

Description

一种超临界CO2流体萃取技术提取竹叶粗多糖的工艺
技术领域
本发明涉及一种竹叶粗多糖制备工艺，尤其是涉及一种超临界CO2流体提取竹叶粗多糖的工艺。
背景技术
竹子是禾本科(Poaceae)竹亚科(Bambusoideae)多年生常绿植物，竹叶多糖是一种中等相对分子质量的杂多糖，作为药用开始于1943年，诸多研究者对竹叶多糖进行了深入研究，证实竹叶多糖具有明显的药用效果，竹叶活性多糖有抗癌活性，抗氧化作用和免疫调节等作用。
以往研究者提取竹叶多糖采用水提法，微波法，超声波法等，这些传统的提取方法往往提取效率低、费时、可能会导致竹叶多糖分解等不理想的提取结果。
超临界流体萃取(Supercritical Fluid Extraction，SFE)是利用流体在临界点附近所具有的特殊性质而形成的新兴萃取技术。超临界CO2是最常使用的一种流体，它既不是液体，也不是气体，但具备液体的高密度和气体的低粘度的性质，因此有较高的溶解能力及较高的扩散性能，可以和样品充分的混合、接触，最大限度的发挥其溶解能力。由于超临界CO2流体对非极性及中极性化合物的提取效率较高，但对极性较强、分子量较大(如多糖等)的物质提取率低，为了提高对一些极性物质的选择性，常采用在超临界CO2萃取体系中加入适宜的夹带剂(或改性剂)的方法，常用的夹带剂有甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、水等，使用夹带剂改善CO2流体溶解性质，使得超临界CO2提取多糖等极性强的物质成为可能。
虽然利用超临界CO2流体萃取技术萃取某些植物多糖(如香菇、茯苓等)的研究已有报道，但采用超临界CO2流体萃取技术萃取竹叶粗多糖的研究还未见报道。
为此，本研究以高效率制备竹叶粗多糖为研究目标，采用添加夹带剂的超临界CO2萃方式提取竹叶粗多糖，为实现大规模超临界萃取竹叶粗多糖提供工艺参数，为合理利用生物量丰富的竹叶资源及制备高含量竹叶多糖提供指导。
发明内容
本发明的目的旨在以我国资源十分丰富、且尚未得到有效开发利用的竹叶为植物材料，提供一种高效的超临界CO2流体萃取竹叶粗多糖的制备方法。
一种经超临界CO2流体制备竹叶粗多糖提取物的方法，利用SFE-2型超临界CO2流体萃取设备，其设备示意图见图1，其特征在于：
(1)安装好萃取釜一端带有密封垫圈的釜盖，将叠好的3层脱脂纱布放入所述萃取釜一端，压平，再将粉碎至20目的竹叶粉样品放入萃取釜内，将一定体积的乙醇溶液倒入萃取釜内，而后，将叠好的3层脱脂纱布放入萃取釜另一端，并安装好另一端的釜盖，得到装填好的萃取釜，其中所述萃取釜体积为1000毫升，所述竹叶粉样品的质量与所述萃取釜的体积比为1∶5，所述乙醇溶液的体积浓度(v/v)为75％-95％，所述乙醇溶液的体积与所述萃取釜的体积比为3∶5，所述乙醇溶液的体积与所述萃取釜的体积单位为毫升，所述竹叶粉样品质量单位为克；
(2)将所述装填好的萃取釜固定在加热箱内，此时***中所有气阀都应在关闭状态，拧紧萃取釜两端接头，关好加热箱，其中所述的所有气阀包括安全阀、进气开关、出气阀和微调阀；
(3)打开超临界CO2流体萃取设备电源，设定加热箱温度，待萃取釜温度达到设定值时，打开进气开关调节压力，当萃取釜压力达到设定条件后，进行静态萃取，其中所述的萃取釜温度为45-50℃，所述的萃取釜压力为30-50MPa，所述的静态萃取的时间为1-1.5小时；
(4)静态萃取时间到达后，打开微调阀加热开关，设定其温度为90℃，温度达到设定值后打开出气阀，利用微调阀控制回收瓶内气体流量，使得尾接的流量计显示流量为2L/min，开始动态萃取，通过气动泵平衡萃取釜压力，保持萃取釜压力恒定，动态萃取时间达到后，关闭进气开关，关闭加热箱加热开关，让萃取釜内CO2继续排出，回收瓶继续收集提取物，直至CO2排空，取下回收瓶，其中所述的动态萃取时间为1-1.5小时；
(5)将所述回收瓶内的提取液转至浓缩瓶中，在旋转蒸发仪上进行浓缩，旋转蒸发仪真空度0.09Mpa，水浴温度控制在50-55℃，浓缩至浓缩瓶中的液体不再减少为止，再将浓缩瓶中的溶液倒入表面皿中，先放入-18℃冰箱中预冻3小时，再放入真空冷冻干燥机内冻干，脱除水分，得干燥后的竹叶粗多糖提取物。
附图说明
图1.SFE-2型超临界CO2流体萃取设备示意图
具体实施方式
以下，关于本发明的超临界CO2流体萃取竹叶粗多糖的制备方法，基于实施方式进行说明。
一种经超临界CO2流体制备竹叶粗多糖提取物的方法，其步骤为：
(1)安装好萃取釜一端带有密封垫圈的釜盖，将叠好的3层脱脂纱布放入所述萃取釜一端，压平，再将粉碎至20目的竹叶粉样品放入萃取釜内，将一定体积的乙醇溶液倒入萃取釜内，而后，将叠好的3层脱脂纱布放入萃取釜另一端，并安装好另一端的釜盖，得到装填好的萃取釜，其中所述萃取釜体积为1000毫升，所述竹叶粉样品的质量与所述萃取釜的体积比为1∶5，所述乙醇溶液的体积浓度(v/v)为75％-95％，所述乙醇溶液的体积与所述萃取釜的体积比为3∶5，所述乙醇溶液的体积与所述萃取釜的体积单位为毫升，所述竹叶粉样品质量单位为克；
(2)将所述装填好的萃取釜固定在加热箱内，此时***中所有气阀都应在关闭状态，拧紧萃取釜两端接头，关好加热箱，其中所述的所有气阀包括安全阀、进气开关、出气阀和微调阀；
(3)打开超临界CO2流体萃取设备电源，设定加热箱温度，待萃取釜温度达到设定值时，打开进气开关调节压力，当萃取釜压力达到设定条件后，进行静态萃取，其中所述的萃取釜温度为45-50℃，所述的萃取釜压力为30-50MPa，所述的静态萃取的时间为1-1.5小时；
(4)静态萃取时间到达后，打开微调阀加热开关，设定其温度为90℃，温度达到设定值后打开出气阀，利用微调阀控制回收瓶内气体流量，使得尾接的流量计显示流量为2L/min，开始动态萃取，通过气动泵平衡萃取釜压力，保持萃取釜压力恒定，动态萃取时间达到后，关闭进气开关，关闭加热箱加热开关，让萃取釜内CO2继续排出，回收瓶继续收集提取物，直至CO2排空，取下回收瓶，其中所述的动态萃取时间为1-1.5小时；
(5)将所述回收瓶内的提取液转至浓缩瓶中，在旋转蒸发仪上进行浓缩，旋转蒸发仪真空度0.09Mpa，水浴温度控制在50-55℃，浓缩至浓缩瓶中的液体不再减少为止，再将浓缩瓶中的溶液倒入表面皿中，先放入-18℃冰箱中预冻3小时，再放入真空冷冻干燥机内冻干，脱除水分，得干燥后的竹叶粗多糖提取物。发明得到的竹叶粗多糖提取物的特征是：产品得率4.28-6.82％，其中可溶性总糖占提取物的13.3-29.9％。
本发明所述的经超临界CO2流体制备竹叶粗多糖提取物的方法，出于从食品安全角度考虑，采用的夹带剂是乙醇-水体系，实现了整个工艺过程的无污染操作。
所述夹带剂乙醇溶液的体积浓度是与竹叶多糖的分子量范围相关，竹叶多糖是一种中等相对分子质量的杂多糖，实验证明，夹带剂乙醇溶液的体积浓度为75％-95％有利于竹叶粗多糖的提取。
本发明在超临界CO2流体萃取竹叶粗多糖的过程中采用静态萃取与动态萃取兼顾的萃取方法，不仅萃取效率高，而且节省CO2气源与能源。
实施例1.制备毛竹叶粗多糖提取物
安装好1000mL萃取釜一端的釜盖，将叠好的3层脱脂纱布放入萃取釜一端压平，将粉碎至20目的毛竹叶粉样品200g放入萃取釜内，将600mL体积浓度(v/v)为75％的乙醇溶液倒入萃取釜内，将叠好的3层脱脂纱布放入萃取釜另一端，并安装好另一端的釜盖，将装填好的萃取釜固定在加热箱内，拧紧萃取釜两端接头，关好加热箱，此时***中所有气阀都应在关闭状态。打开超临界CO2流体萃取设备电源，设定加热箱温度40℃，待萃取釜温度达到设定值时，打开进气开关调节压力，当萃取釜压力达到50MPa，进行静态萃取，静态萃取的时间为1小时。静态萃取时间到达后，打开微调阀加热开关，设定其温度为90℃，温度达到设定值后打开出气阀，利用微调阀控制回收瓶内气体流量，使得尾接的流量计显示流量为2L/min，开始动态萃取，动态萃取时间为1小时，通过气动泵平衡萃取釜压力，保持萃取釜压力恒定，动态萃取时间达到后，关闭进气开关，关闭加热箱加热开关，让萃取釜内CO2继续排出，回收瓶继续收集提取物，直至CO2排空，取下回收瓶。将回收瓶内的提取液转至浓缩瓶中，在旋转蒸发仪上进行浓缩，旋转蒸发仪真空度0.09Mpa，水浴温度控制在50-55℃，浓缩至浓缩瓶中的液体不再减少为止，再将浓缩瓶中的溶液倒入表面皿中，先放入-18℃冰箱中预冻3小时，再放入真空冷冻干燥机内冻干，脱除水分，得干燥后的毛竹叶粗多糖提取物8.56g，其中可溶性总糖占提取物的19.3％。
实施例2.制备绿竹叶粗多糖提取物
安装好1000mL萃取釜一端的釜盖，将叠好的3层脱脂纱布放入萃取釜一端压平，将粉碎至20目的绿竹叶粉样品200g放入萃取釜内，将600mL体积浓度(v/v)为75％的乙醇溶液倒入萃取釜内，将叠好的3层脱脂纱布放入萃取釜另一端，并安装好另一端的釜盖，将装填好的萃取釜固定在加热箱内，拧紧萃取釜两端接头，关好加热箱，此时***中所有气阀都应在关闭状态。打开超临界CO2流体萃取设备电源，设定加热箱温度40℃，待萃取釜温度达到设定值时，打开进气开关调节压力，当萃取釜压力达到50MPa，进行静态萃取，静态萃取的时间为1小时。静态萃取时间到达后，打开微调阀加热开关，设定其温度为90℃，温度达到设定值后打开出气阀，利用微调阀控制回收瓶内气体流量，使得尾接的流量计显示流量为2L/min，开始动态萃取，动态萃取时间为1小时，通过气动泵平衡萃取釜压力，保持萃取釜压力恒定，动态萃取时间达到后，关闭进气开关，关闭加热箱加热开关，让萃取釜内CO2继续排出，回收瓶继续收集提取物，直至CO2排空，取下回收瓶。将回收瓶内的提取液转至浓缩瓶中，在旋转蒸发仪上进行浓缩，旋转蒸发仪真空度0.09Mpa，水浴温度控制在50-55℃，浓缩至浓缩瓶中的液体不再减少为止，再将浓缩瓶中的溶液倒入表面皿中，先放入-18℃冰箱中预冻3小时，再放入真空冷冻干燥机内冻干，脱除水分，得干燥后的绿竹叶粗多糖提取物13.63g，其中可溶性总糖占提取物的24.33％。
实施例3.制备苦竹叶粗多糖提取物
安装好1000mL萃取釜一端的釜盖，将叠好的3层脱脂纱布放入萃取釜一端压平，将粉碎至20目的苦竹叶粉样品200g放入萃取釜内，将600mL体积浓度(v/v)为75％的乙醇溶液倒入萃取釜内，将叠好的3层脱脂纱布放入萃取釜另一端，并安装好另一端的釜盖，将装填好的萃取釜固定在加热箱内，拧紧萃取釜两端接头，关好加热箱，此时***中所有气阀都应在关闭状态。打开超临界CO2流体萃取设备电源，设定加热箱温度50℃，待萃取釜温度达到设定值时，打开进气开关调节压力，当萃取釜压力达到40MPa，进行静态萃取，静态萃取的时间为1小时。静态萃取时间到达后，打开微调阀加热开关，设定其温度为90℃，温度达到设定值后打开出气阀，利用微调阀控制回收瓶内气体流量，使得尾接的流量计显示流量为2L/min，开始动态萃取，动态萃取时间为1小时，通过气动泵平衡萃取釜压力，保持萃取釜压力恒定，动态萃取时间达到后，关闭进气开关，关闭加热箱加热开关，让萃取釜内CO2继续排出，回收瓶继续收集提取物，直至CO2排空，取下回收瓶。将回收瓶内的提取液转至浓缩瓶中，在旋转蒸发仪上进行浓缩，旋转蒸发仪真空度0.09Mpa，水浴温度控制在50-55℃，浓缩至浓缩瓶中的液体不再减少为止，再将浓缩瓶中的溶液倒入表面皿中，先放入-18℃冰箱中预冻3小时，再放入真空冷冻干燥机内冻干，脱除水分，得干燥后的苦竹叶粗多糖提取物9.51g，其中可溶性总糖占提取物的13.31％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上的实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种经超临界CO2流体制备竹叶粗多糖提取物的方法，利用SFE-2型超临界CO2流体萃取设备，其特征在于：
(1)安装好萃取釜一端带有密封垫圈的釜盖，将叠好的3层脱脂纱布放入所述萃取釜一端，压平，再将粉碎至20目的竹叶粉样品放入萃取釜内，将一定体积的乙醇溶液倒入萃取釜内，而后，将叠好的3层脱脂纱布放入萃取釜另一端，并安装好另一端的釜盖，得到装填好的萃取釜，其中所述萃取釜体积为1000毫升，所述竹叶粉样品的质量与所述萃取釜的体积比为1∶5，所述乙醇溶液的体积浓度(v/v)为75％-95％，所述乙醇溶液的体积与所述萃取釜的体积比为3∶5，所述乙醇溶液的体积与所述萃取釜的体积单位为毫升，所述竹叶粉样品质量单位为克；
(2)将所述装填好的萃取釜固定在加热箱内，此时***中所有气阀都应在关闭状态，拧紧萃取釜两端接头，关好加热箱，其中所述的所有气阀包括安全阀、进气开关、出气阀和微调阀；
(3)打开超临界CO2流体萃取设备电源，设定加热箱温度，待萃取釜温度达到设定值时，打开进气开关调节压力，当萃取釜压力达到设定条件后，进行静态萃取，其中所述的萃取釜温度为45-50℃，所述的萃取釜压力为30-50MPa，所述的静态萃取的时间为1-1.5小时；
(4)静态萃取时间到达后，打开微调阀加热开关，设定其温度为90℃，温度达到设定值后打开出气阀，利用微调阀控制回收瓶内气体流量，使得尾接的流量计显示流量为2L/min，开始动态萃取，通过气动泵平衡萃取釜压力，保持萃取釜压力恒定，动态萃取时间达到后，关闭进气开关，关闭加热箱加热开关，让萃取釜内CO2继续排出，回收瓶继续收集提取物，直至CO2排空，取下回收瓶，其中所述的动态萃取时间为1-1.5小时；
(5)将所述回收瓶内的提取液转至浓缩瓶中，在旋转蒸发仪上进行浓缩，旋转蒸发仪真空度0.09Mpa，水浴温度控制在50-55℃，浓缩至浓缩瓶中的液体不再减少为止，再将浓缩瓶中的溶液倒入表面皿中，先放入-18℃冰箱中预冻3小时，再放入真空冷冻干燥机内冻干，脱除水分，得干燥后的竹叶粗多糖提取物。
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