CN102924420A - 一种从落叶松树根提取二氢槲皮素的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种利用树种根部（地表以下200mm）二氢槲皮素含量较高的资源优势，从特定地区落叶松树根提取二氢槲皮素的方法。包括：原材料选定、处理、提取、浓缩、水解、萃取、重结晶等多个步骤。本发明利用树种根部二氢槲皮素含量较高的资源优势，研究、制定环保及各项指标优化的工艺，填补国内工业化提取工艺的空白。

Description

一种从落叶松树根提取二氢槲皮素的方法
技术领域
本发明涉及一种二氢槲皮素的提取工艺，具体的说是一种从落叶松树根提取二氢槲皮素的方法。
背景技术
二氢槲皮素（Dihydroquercetin）:分子式：C15H12O7;分子量：304.26。
化学结构：2-(3,4-dihydroxyphenyl)-2,3-dihydro-3,5,7-trihydroxy-4H-benzopyran-4-one。分子结构： 
Figure 391857DEST_PATH_IMAGE001
二氢槲皮素属黄酮类，被命名为维生素P，是一种强抗氧化剂，可阻止人体内活性氧（自由基）的活动，具有抗辐射、解毒、抗体逆流的作用，能抑制过酸氧化脂化合物和细胞膜的病变。植物提取物属非合成类。
二氢槲皮素的用途包括：
①、黄酮类比较：紫杉醇、原花青素、银杏叶素、沙棘素、芦丁、桑色素、橙皮苷、槲皮素等在医学保健、治疗中得到认识和应用，但二氢槲皮素除治疗作用外，在防病方面的超强，医学研究证明，人吸入体内的氧气有98%被正常利用，但2%被转变为化学反应极其活跃的自由基，又称活性氧，其对生命来说是剧毒物质，由于自由基的存在致使人的肌体免疫能力下降，器官提前老化，循环***衰退，而二氢槲皮素的存在可阻止自由基活动和由此产生的破坏作用。从药理学方面讲，它是一种强抗氧化剂、抗辐射剂，具有再生、解毒和抗体逆流的作用，能抑制过酸氧化脂化合物和细胞膜的病变。
②、医药：从医学、药理学方面讲，根据其药理作用，应用范围相当广泛，如治疗心脑血管、新陈代谢障碍类药品。哈尔滨医科大学正在利用其研制一类新药。
③、保健品：对于强抗氧化剂简单保健作用如耳、牙、皮肤等作用明显，安利、如新相应产品均含二氢槲皮素。
④、食品：由于二氢槲皮素具有生物活性和强抗氧化作用，将其作为食品生物活性添加剂，在使食品原料和食品本身防腐、延长保质期的同时增加了预防、治疗疾病的作用。
    ⑤、农业：以二氢槲皮素为主要原料的“植物生长调节剂”，可降低细菌和真菌对植物发芽、生长、结果期的影响，增强其耐寒、旱和贮藏性，相关“植物生长调节生长剂”已于1992年2月8日取得了俄罗斯国家发明专利。
    ⑥、工业：二氢槲皮素的性能超过了许多已知的正在使用中的抗氧化剂，如发动机和喷气火箭原料的抗振剂，火箭原料原料和碳氢化合物原料的稳定剂，颜料和油漆的抗氧化剂。
由于资源优势，国际上俄罗斯对此项技术研究较早并且生产工艺很成熟，现已形成工业化（三家生产公司合计年产量近11吨）。目前，我国已有教学和科研单位对此技术进行研究、实验，其中广州大学和黑龙江省紫杉科技有限公司已申请国家发明专利(申请人都曾经在黑龙江省同一科研机构工作)，但无工业化记录。两项专利申请文献所述内容相比，其共同点为：地表以上、40年左右树龄落叶松的树干，产地均为兴安岭地域。不同点为：提取过程所用溶媒不同，二者分别用水（未注明是否去离子水）、50%乙醇。对照品均采用俄罗斯标准样品。由于未公布原料中二氢槲皮素的含量，无法考证收率，其原材料采用地表以上500mm树桩，对该树种成材是一种浪费。
发明内容
本发明的目的是要提供一种利用树种根部（地表以下200mm）二氢槲皮素含量较高的资源优势，环保及各项指标优化，二氢槲皮素收率高的从落叶松树根提取二氢槲皮素的方法。　　
  本发明的目的是这样实现的，该利用落叶松树根提取二氢槲皮素的方法包括以下步骤：
①、原材料选定：选定的落叶松树根中二氢槲皮素含量在2.9％-3.9％之间；
②、原材料清理、清洗：将选定的落叶松树根锯掉、弃去根须，高压水枪冲洗泥沙，然后风干，在相对湿度65%条件下避光存放；
③、原材料处理：将步骤②中存放的原材料破碎成木屑，粒度为3x3x6mm,比表面积约为16，纤维间有撕裂状态。
④、提取、浓缩：采用热回流渗漉法，将③处理后的木屑加入提取罐中，加入去离子水和乙腈体积比为1：1的混合溶剂，木屑物料与混合溶剂质量之比是1：9-11，提取温度60℃，浓缩采用单效外循环蒸发器，6小时内完成此过程，浸膏比重1.04-1.05时收膏；
⑤、水解：将步骤④工序浸膏加入到盛有其质量3倍水的水解罐中，然后加入盐酸搅拌，当pH值等于6时加热，75℃恒温搅拌45分钟，然后冷却至30℃，静沉2小时；
⑥、萃取：将步骤⑤中水解物加入萃取罐中，然后加入甲基叔丁基醚和二氧六环体积比为3：1的萃取剂，水解物与萃取剂质量之比为1：0.35-0.4，加温、搅拌，30℃恒温搅拌30分钟，然后冷却，22℃保温静沉1小时，取上清液；
⑦、浓缩：将步骤⑥中上清液利用真空吸入单效外循环蒸发器中进行浓缩，除去萃取剂，常压、45℃，萃取剂除净后收粉；
⑧、重结晶：将粉体加入结晶罐中，然后加入纯化水，粉体与水质量之比为1：10，加热、搅拌，75℃时恒温搅拌20分钟，停止搅拌，冷却，4℃恒温12小时静沉，取结晶物装盘入真空干燥箱；
⑨、干燥：干燥过程温度为65℃、真空度为0.08MPa,12小时后取出，得到二氢槲皮素。
优选地，步骤④中所述木屑物料与所述混合溶剂质量之比是1：10。
    本发明具有以下优点和积极效果：
1、本发明利用树种根部二氢槲皮素含量较高的资源优势，研究、制定环保及各项指标优化的工艺，填补国内工业化提取工艺的空白。 
2、本发明采用的原料是落叶松树根，是将废弃物的再利用，树根属间伐废弃物（此树种树龄极限有值期，既寿命）。目前据林业部门统计一棵树（极限树龄）的利用率为49%，本发明在提高此树种利用率1.2%（提取过程结束后烘干木屑可用于造纸和其它用途）的同时可能带动科研部门研究和开发其它树种树根的有用价值。
3、本发明的提取物纯度高、提取率高。　　
附图说明
图1是二氢槲皮素质谱图。
具体实施方式
实施例1   
   设备：0.5m3热回流提取罐、100L/h真空吸入单效外循环蒸发器、100L水解罐、100L萃取罐、ZG—5真空干燥箱、2BV5121水环真空泵。50L重结晶罐。
   原料：35Kg、二氢槲皮素平均含量3.3%，来自伊春美溪林场的树根，树龄38—42年之间的间伐区。
原材料清理、清洗：将选定的落叶松树根原材料锯掉、弃去根须，高压水枪冲洗泥沙，然后风干，在相对湿度65%条件下避光存放；
原材料处理：将步骤③中存放的原料破碎成木屑，粒度为3x3x6mm,比表面积为16，纤维间有撕裂状态；
操作过程：
1、将35Kg物料投入提取罐，加入315Kg去离子水和乙腈体积比为1：1的混合溶剂，提取罐加热至60℃时恒温静浸1小时。
2、提取液在真空的作用下抽入与之配套的单效蒸发器，提取罐一级冷凝器开始工作，当提取液50%进入蒸发器后，关闭真空阀门。
3、调节提取液出口阀门，流量为50L/h，此时提取罐、蒸发器所产生的二次蒸汽（溶媒）经过一级冷凝器成液相回到提取罐中，建立热回流滲漉平衡过程，提取、浓缩时间3.5小时，操作温度60℃。
4、提取过程结束后，在关闭提取罐加热蒸汽阀门的同时开启蒸发器加热器加热蒸汽阀门，提取液继续浓缩，操作温度65℃，溶媒回收，浸膏比重1.05时收膏，重9.0kg。
5、将浸膏加入盛有27Kg纯化水的水解罐中，加盐酸搅拌，当pH值=6时加热、恒温75℃搅拌45分钟，随后冷却至30℃静沉2小时。 
 6、将水解液加入盛有12.6Kg甲基叔丁基醚和二氧六环体积比分别为1：1的萃取剂的萃取罐中，在30℃条件下搅拌30分钟，22℃保温静沉1小时，取上清液利用单效蒸发器进行浓缩，常压、操作温度45℃回收萃取剂，得黄色粉体1.23Kg。
7、将粉体加入盛有12.3Kg纯化水的重结晶罐中，加热、搅拌，75℃时恒温搅拌20分钟，停止搅拌，随后开启罐体夹层冷冻盐水阀门对罐内液体进行冷却，温度为4℃，12小时后去除上清液，得结晶物1.69Kg, 取结晶物装盘入真空干燥箱，干燥过程温度为65℃、真空度为0.08MPa,12小时后取出，粉碎，得到粉体1.11kg，经MS检测，为二氢槲皮素，检测结果见图1，纯度为99.7％，收率为95.8％。
对比实施例1
  步骤④中的提取溶剂由去离子水和乙腈体积比为1：1的混合溶剂分别替换为水和50％乙醇，其余操作同实施例1，制备得到的二氢槲皮素纯度分别为96.7％和95.9％，收率分别为84.1％和81.2％。
对比实施例2
步骤⑥中的萃取剂由甲基叔丁基醚和二氧六环体积比为3：1的混合溶剂分别替换为甲基叔丁基醚和二氧六环，其余操作同实施例1，制备得到的二氢槲皮素纯度分别为96.1％和93.8％，收率分别为85.3％和71.2％。
 由实施例1和对比实施例1-2可知，本发明采用的方法能够获得高的产品纯度和高的收率。

Claims (2)

1.一种从落叶松树根提取二氢槲皮素的方法，其特征在于：包括以下步骤：
①、原材料选定：选定的落叶松树根中二氢槲皮素含量在2.9％-3.9％之间；
②、原材料清理、清洗：将选定的落叶松树根锯掉、弃去根须，高压水枪冲洗泥沙，然后风干，在相对湿度65%条件下避光存放；
③、原材料处理：将步骤②中存放的原材料破碎成木屑，粒度为3x3x6mm,比表面积约为16，纤维间有撕裂状态；
④、提取、浓缩：采用热回流渗漉法，将③处理后的木屑加入提取罐中，加入去离子水和乙腈体积比为1：1的混合溶剂，木屑物料与混合溶剂质量之比是1：9-11，提取温度60℃，浓缩采用单效外循环蒸发器，6小时内完成此过程，浸膏比重1.04-1.05时收膏；
⑤、水解：将步骤④工序浸膏加入到盛有其质量3倍的水的水解罐中，然后加入盐酸搅拌，当pH值等于6时加热，75℃恒温搅拌45分钟，然后冷却至30℃，静沉2小时；
⑥、萃取：将步骤⑤中水解物加入萃取罐中，然后加入甲基叔丁基醚和二氧六环体积比为3：1的萃取剂，水解物与萃取剂质量之比为1：0.35-0.4，加温、搅拌，30℃恒温搅拌30分钟，然后冷却，22℃保温静沉1小时，取上清液；
⑦、浓缩：将步骤⑥中上清液利用真空吸入单效外循环蒸发器中进行浓缩，除去萃取剂，常压、45℃，萃取剂除净后收粉；
⑧、重结晶：将粉体加入结晶罐中，然后加入纯化水，粉体与水质量之比为1：10，加热、搅拌，75℃时恒温搅拌20分钟，停止搅拌，冷却，4℃恒温12小时静沉，取结晶物装盘入真空干燥箱；
⑨、干燥：干燥过程温度为65℃、真空度为0.08MPa,12小时后取出，得到二氢槲皮素。
2.根据权利要求1所述的从落叶松树根提取二氢槲皮素的方法，其特征在于：步骤④中所述木屑物料与所述混合溶剂质量之比是1：10。
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