CN102727629B - 一种利用柑橘废弃物提取生物类黄酮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种利用柑橘废弃物提取生物类黄酮的方法，涉及生物提取技术领域，其工艺流程包括：制干、粉碎、灭菌、超临界萃取、降压分离、二次萃取、二次分离；具有提取效率高、能耗较少、无污染、且能从提取到分离一步完成等特点，既可用于提取柑橘生物类黄酮，也可用于提取其它植物中的生物类黄酮，所提取的柑橘生物类黄酮可广泛应用于医学和食品方面。
Description
技术领域
本发明涉及生物提取技术领域，特别是一种利用柑橘废弃物提取生物类黄酮的方法。
背景技术
我国柑橘种植面积191万hm2，约占世界柑橘种植总面积的25％，产量达2059万t，占世界总量的17％，面积和产量均居世界首位。柑橘在食用和加工过程中，会产生大量的柑橘废弃物(包括皮、渣、籽)，约占鲜重的40％～50％。柑橘皮渣除含有水分、纤维素、木质素外，还含有丰富的香精油、果胶、色素和类黄酮等生物活性物质，其综合利用价值极高，可以说柑桔果实全身都是宝。传统做法是将这些皮渣填埋处理或加工成动物饲料。柑橘废弃物填埋处理极易霉变发臭，会对环境造成严重污染；将柑橘废弃物加工成饲料过于简单，不能有效发挥其剩余价值，浪费大量可循环利用资源，从环境和经济的角度分析都不合理。为此，国内外对柑橘废弃物的综合利用途径都进行了大量探索和研究。目前，柑橘废弃物综合利用的主要途径就是围绕其有效成分提取而展开的，另一个主要途径就是生物转化利用。
柑橘及其废弃物中含有的黄酮类物质主要有黄烷酮、黄酮、黄酮醇等，还含有黄酮类化合物60余种，最常见的是橙皮苷、柚皮苷、新橙皮苷、柚皮素芸香苷等二氢黄酮类[24]。
医学界已证明柑橘类黄酮在医学方面具有抗氧化、抗炎症、抑制微生物活性、抗凝血、抗血栓及预防动脉粥样硬化、预防癌症等重大作用(见《西华大学学报·自然科学版》2008年1月、第27卷第1期“柑橘属类黄酮生物活性的研究进展”，作者：焦士蓉、黄承钰，文章编号：16732159X(2008)0120032204)。由于柑橘属类黄酮的抗氧化作用，将其开发成相应的抗氧化药物，可用作心血管疾病、糖尿病等的辅助保健药物；利用其抗炎症和抑菌作用，可开发相应的抗炎症药物；橙皮苷与其他药物配合使用，具有健胃、祛痰、镇咳、驱风、利尿、止逆和止胃痛等疗效；在食品方面，柑橘类黄酮可作为抗氧化剂添加到油脂中。由此可见，利用柑橘废弃物提取柑橘类黄酮，作为药物原料和保健食品，具有大的发展前景。
近些年来，出现了一些生物类黄酮提取和应用专利，如中国专利(专利申请号为200610051962.5)“一种酶法水解制备柑桔生物类黄酮单糖苷的方法”，该发明的柑桔生物类黄酮单糖苷为柚皮素单糖苷或橙皮素单糖苷，所用酶相应为柚苷酶或橙皮苷酶，其方法如下：以所述柑桔生物类黄酮以及相应的酶为原料，溶于有机溶剂中，添加终浓度1～100g/L的葡萄糖，在pH3.0～7.0、温度20～65℃条件下酶解反应20～60min，产物经分离纯化即得所述的柑桔生物类黄酮单糖苷。又如中国专利(专利申请号为200810229595.2)“一种生物类黄酮色素”，该发明提出一种从观赏植物中克隆出的生物类黄酮，其具体操作步骤为：1、观赏植物的生长培养；2、RNA提取；3、基因的克隆；4、巢式PCR扩增；5、5’端及其上游序列以IPCR方法获得。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提取效率高、能耗较少、无污染、且能从提取到分离一步完成的生物类黄酮提取方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是发明一种利用柑橘废弃物提取生物类黄酮的方法，其工艺流程如下：
A、制干：将柑橘废弃物沥干水分，再投入烘干设备中烘干，成为原料，备用；
B、粉碎：将备用的原料置于粉碎机中粉碎，成为粉碎料，备用；
C、灭菌：将备用的粉碎料放入灭菌锅中，密闭加热到100-120℃，灭菌20-40分钟，取出降温至40℃，成为灭菌料，备用；
D、超临界萃取：将备用的灭菌料投入萃取装置中，同时，在萃取装置中注入CO2流体，将萃取装置中的压力和温度调至：压力7.4-7.6MPa、温度32-35℃，进行超临界CO2流体萃取，萃取时间30分钟，收集饱含溶解物的CO2超临界流体，备用；
E、降压分离：将备用的饱含溶解物的CO2超临界流体导入分离器中，将其压力调节到大气压正常值、温度降至室温，进行降压分离，让流体中的CO2与萃取物迅速成为两相而立即分开，分离时间1-3分钟，收集萃取物粗品，备用；
F、二次萃取：将备用的萃取物粗品投入萃取装置中，同时，在萃取装置中注入CO2流体，将萃取装置中的压力和温度调至：7.4-7.6MPa、温度32-35℃，进行二次超临界CO2流体萃取，萃取时间1-3分钟，收集饱含溶解物的CO2超临界流体，成为二次萃取流体，备用；
G、二次分离：将备用的二次萃取流体导入分离器中，将其压力调节到大气压正常值、温度降至室温，进行二次降压分离，让流体中的CO2与萃取物迅速成为两相而立即分开，分离时间1-3分钟，得到萃取物精品，即：柑橘生物类黄酮。
第C步骤中的压力为：7.5MPa，温度为：33℃。
本发明的利用柑橘废弃物提取生物类黄酮的方法，采用超临界CO2流体萃取工艺，在接近室温(30～35℃)及CO2气体笼罩下进行提取，有效地防止了热敏性物质的氧化和逸散，因而，在提取物中保持了有效药用的成分。由于本方法的全过程不用有机溶剂，因此，其提取物中，既无残留的溶剂物质，保证了100％的纯天然性，且对环境也没有任何污染。同时，本方法是将萃取和分离合二为一，当饱含溶解物的CO2流体进入分离器时，由于压力的下降，使得CO2与萃取物迅速成为两相(即：气液分离)而立即分开，不仅提取的效率高，而且能耗较少，既提高了生产效率，也降低了费用成本。此外，CO2是一种不活泼的气体，萃取过程中不发生化学反应，故安全性非常好。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作进一步的说明。下面的说明是采用例举的方式，但本发明的保护范围不应局限于此。
实施例一：
本实施例的利用柑橘废弃物提取生物类黄酮的工艺过程如下：
A、制干：将柑橘废弃物沥干水分，再投入烘干筒中烘干，使其水分≤3％，成为原料，备用；
B、粉碎：将备用的原料置于粉碎机中，粉碎至粒度为50-60目，成为粉碎料，备用；
C、灭菌：将备用的粉碎料放入灭菌锅中，密闭加热到100℃，灭菌40分钟，取出降温至40℃，成为灭菌料，备用；
D、超临界萃取：将备用的粉碎料投入萃取装置中，同时，在萃取装置中注入CO2流体，将萃取装置中的压力和温度调至：压力7.4MPa、温度35℃，进行超临界CO2流体萃取，萃取时间30分钟，收集饱含溶解物的CO2超临界流体，备用；
E、降压分离：将备用的饱含溶解物的CO2超临界流体导入分离器中，将其压力调节到大气压正常值、温度降至室温，进行降压分离，让流体中的CO2与萃取物迅速成为两相而立即分开，分离时间1分钟，收集萃取物粗品(萃取物粗品量约占柑橘废弃物总量的3.96％，其中的生物类黄酮含量为35.37％)，备用；
F、二次萃取：将备用的萃取物粗品投入萃取装置中，同时，在萃取装置中注入CO2流体，将萃取装置中的压力和温度调至：压力7.4MPa、温度35℃，进行二次超临界CO2流体萃取，萃取时间1分钟，收集饱含溶解物的CO2超临界流体，成为二次萃取流体，备用；
G、二次分离：将备用的二次萃取流体导入分离器中，将其压力调节到大气压正常值、温度降至室温，进行二次降压分离，让流体中的CO2与萃取物迅速成为两相而立即分开，分离时间1分钟，得到萃取物精品(萃取物精品量约占萃取物粗品量的42.92％，其中的生物类黄酮含量为80.24％)，即：柑橘生物类黄酮(橘黄色粉末)。
H、分级包装：将上述提取的柑橘生物类黄酮产品进行分级、包装，即为成品。
实施例二：
本实施例的利用柑橘废弃物提取生物类黄酮的工艺过程如下：
A、制干：将柑橘废弃物沥干水分，再投入烘干筒中烘干，使其水分≤3％，成为原料，备用；
B、粉碎：将备用的原料置于粉碎机中，粉碎至粒度为50-60目，成为粉碎料，备用；
C、灭菌：将备用的粉碎料放入灭菌锅中，密闭加热到110℃，灭菌40分钟，取出降温至40℃，成为灭菌料，备用；
D、超临界萃取：将备用的粉碎料投入萃取装置中，同时，在萃取装置中注入CO2流体，将萃取装置中的压力和温度调至：压力7.5MPa、温度33℃，进行超临界CO2流体萃取，萃取时间30分钟，收集饱含溶解物的CO2超临界流体，备用；
E、降压分离：将备用的饱含溶解物的CO2超临界流体导入分离器中，将其压力调节到大气压正常值、温度降至室温，进行降压分离，让流体中的CO2与萃取物迅速成为两相而立即分开，分离时间2分钟，收集萃取物粗品(萃取物粗品量约占柑橘废弃物总量的4.02％，其中的生物类黄酮含量为35.86％)，备用；
F、二次萃取：将备用的萃取物粗品投入萃取装置中，同时，在萃取装置中注入CO2流体，将萃取装置中的压力和温度调至：压力7.5MPa、温度33℃，进行二次超临界CO2流体萃取，萃取时间30分钟，收集饱含溶解物的CO2超临界流体，成为二次萃取流体，备用；
G、二次分离：将备用的二次萃取流体导入分离器中，将其压力调节到大气压正常值、温度降至室温，进行二次降压分离，让流体中的CO2与萃取物迅速成为两相而立即分开，分离时间2分钟，得到萃取物精品(萃取物精品量约占萃取物粗品量的43.12％，其中的生物类黄酮含量为80.56％)，即：柑橘生物类黄酮(橘黄色粉末)。
H、分级包装：将上述提取的柑橘生物类黄酮产品进行分级、包装，即为成品。
实施例三：
本实施例的利用柑橘废弃物提取生物类黄酮的工艺过程如下：
A、制干：将柑橘废弃物沥干水分，再投入烘干筒中烘干，使其水分≤3％，成为原料，备用；
B、粉碎：将备用的原料置于粉碎机中，粉碎至粒度为50-60目，成为粉碎料，备用；
C、灭菌：将备用的粉碎料放入灭菌锅中，密闭加热到120℃，灭菌40分钟，取出降温至40℃，成为灭菌料，备用；
D、超临界萃取：将备用的粉碎料投入萃取装置中，同时，在萃取装置中注入CO2流体，将萃取装置中的压力和温度调至：压力7.6MPa、温度32℃，进行超临界CO2流体萃取，萃取时间30分钟，收集饱含溶解物的CO2超临界流体，备用；
E、降压分离：将备用的饱含溶解物的CO2超临界流体导入分离器中，将其压力调节到大气压正常值、温度降至室温，进行降压分离，让流体中的CO2与萃取物迅速成为两相而立即分开，分离时间3分钟，收集萃取物粗品(萃取物粗品量约占柑橘废弃物总量的3.98％，其中的生物类黄酮含量为35.65％)，备用；
F、二次萃取：将备用的萃取物粗品投入萃取装置中，同时，在萃取装置中注入CO2流体，将萃取装置中的压力和温度调至：压力7.6MPa、温度32℃，进行二次超临界CO2流体萃取，萃取时间3分钟，收集饱含溶解物的CO2超临界流体，成为二次萃取流体，备用；
G、二次分离：将备用的二次萃取流体导入分离器中，将其压力调节到大气压正常值、温度降至室温，进行二次降压分离，让流体中的CO2与萃取物迅速成为两相而立即分开，分离时间3分钟，得到萃取物精品(萃取物精品量约占萃取物粗品量的42.98％，其中的生物类黄酮含量为80.36％)，即：柑橘生物类黄酮(橘黄色粉末)。
H、分级包装：将上述提取的柑橘生物类黄酮产品进行分级、包装，即为成品。
本发明的利用柑橘废弃物提取生物类黄酮的方法，既可用于提取柑橘生物类黄酮，也可用于提取其它植物中的生物类黄酮，所提取的柑橘生物类黄酮可广泛应用于医学和食品方面。
Claims (2)
1.一种利用柑橘废弃物提取生物类黄酮的方法，其特征在于工艺流程如下：
A、制干：将柑橘废弃物沥干水分，再投入烘干设备中烘干，成为原料，备用；
B、粉碎：将备用的原料置于粉碎机中粉碎，成为粉碎料，备用；
C、灭菌：将备用的粉碎料放入灭菌锅中，密闭加热到100-120℃，灭菌20-40分钟，取出降温至40℃，成为灭菌料，备用；
D、超临界萃取：将备用的灭菌料投入萃取装置中，同时，在萃取装置中注入CO2流体，将萃取装置中的压力和温度调至：压力7.4-7.6MPa、温度32-35℃，进行超临界CO2流体萃取，萃取时间30分钟，收集饱含溶解物的CO2超临界流体，备用；
E、降压分离：将备用的饱含溶解物的CO2超临界流体导入分离器中，将其压力调节到大气压正常值、温度降至室温，进行降压分离，让流体中的CO2与萃取物迅速成为两相而立即分开，分离时间1-3分钟，收集萃取物粗品，备用；
F、二次萃取：将备用的萃取物粗品投入萃取装置中，同时，在萃取装置中注入CO2流体，将萃取装置中的压力和温度调至：7.4-7.6MPa、温度32-35℃，进行二次超临界CO2流体萃取，萃取时间1-3分钟，收集饱含溶解物的CO2超临界流体，成为二次萃取流体，备用；
G、二次分离：将备用的二次萃取流体导入分离器中，将其压力调节到大气压正常值、温度降至室温，进行二次降压分离，让流体中的CO2与萃取物迅速成为两相而立即分开，分离时间1-3分钟，得到萃取物精品，即：柑橘生物类黄酮。
2.根据权利要求1所述利用柑橘废弃物提取生物类黄酮的方法，其特征在于：第D、F步骤中的压力为：7.5MPa，温度为：33℃。
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