CN107473996A - 一种大蒜中阿霍烯的提取分离方法 - Google Patents

一种大蒜中阿霍烯的提取分离方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于中药有效成分的提取分离技术领域，公开了大蒜中阿霍烯的提取分离方法。本发明利用超声波技术，以乙醇为溶剂对大蒜进行初步处理，把大蒜中含量较低的阿霍烯在短时间内从原料中提取富集出来，为下一步的提取分离提高效率；再利用CO2在超临界状态下对阿霍烯等不同极性的物质具有选择性的溶解能力的特性来进行二次萃取、精制分离，最终得到的阿霍烯产品纯度大于80％。本发明所提供的新方法，改进了现有制备方法所存在的不足，具有生产周期短、环境友好、阿霍烯纯度高，原料药渣利用率高等优点，可用于大批量工业化生产。

Description

一种大蒜中阿霍烯的提取分离方法
技术领域
本发明涉及中药成分提取技术领域，尤其涉及一种大蒜阿霍烯的提取分离技术。
背景技术
阿霍烯是大蒜中经蒜氨酸与蒜酶接触后转化产生的一种高生物活性硫化物。据研究，其具有预防心血管疾病、抗氧化、抗血栓、降血压、降低老年痴呆症和癌症的发生率，还有抗病菌、抗病毒以及提高免疫力等生理、药理活性。
大蒜中含有丰富的蒜氨酸，其主要以稳定、无臭的形式存在于大蒜细胞质中。蒜氨酸为大蒜中主要功效成分的前体物质，在蒜酶催化裂合作用下可以产生大蒜辣素、丙酮酸和氨。在切割、捣碎、咀嚼等情况下，蒜酶(Alliinase)会迅速将蒜氨酸分解为硫代亚磺酸酯，其中的主要化合物为蒜素(Allicin)。蒜素及其他硫代亚磺酸酯在室温下很不稳定，数小时即分解为硫化物形式、乙烯基二硫杂苯(二噻烯Dithiins)、阿霍烯类(Ajoene)。阿霍烯是蒜素的第二降解产物，其在油浸大蒜中可稳定存在。
上世纪80年代，美国人EricBlock将大蒜切成小块后，以甲醇为溶剂浸泡提取3天，得到提取液经浓缩后用***萃取，***萃取液浓缩后再用甲醇溶解，在-20℃的冰箱中放置4天，最后经过萃取层析的方式分离得到产率为0.0108％的阿霍烯产品(US4，555，088)。该方法存在有机溶剂用量大、阿霍烯含量较低等问题。日本人HibiTakayoshi(US5，612，007)将大蒜与水按照1:1的比例粉碎，得到的蒜汁在0～50℃的温度下与食用油混合，保持混合物的PH在6～8之间，经过1～7天形成产品，阿霍烯含量为500～700mu.g/g。此方法存在难以获得较含量的阿霍烯产物，在大量水分存在的情况下，食用油由于水解使其酸值偏高、出现乳化现象等问题。中国专利(ZL201510402394.8)将大蒜经溶剂提取后与植物油混匀再使用吸附剂吸附-溶剂洗脱制备纯度70％～90％的阿霍烯产品，但是该方法存在乙醇和植物油用量大，生产成本较高的问题。中国专利(公开号CN106518739A)将黑大蒜粉碎后通过超临界CO2萃取-分子蒸馏分离-制备液相纯化制备纯度在68.13％～72.35％的阿霍烯样品，但是该方法所用的设备的价格比较高、生产周期较长、能耗较高、溶剂难于回收率利用以及纯度较低等问题。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的不足之处，本发明的首要目的在于提出一种大蒜中阿霍烯的提取分离方法，该方法具有生产效率高、环境友好、阿霍烯纯度高，原料药渣利用率高等优点，适用于大批量工业化生产。
为达到此目的，本发明一种大蒜中阿霍烯的提取分离方法的具体步骤如下：
(1)将大蒜粉碎，加入乙醇溶液，室温下经超声波振荡提取，提取完成后提取液过滤，滤液50～60℃减压浓缩除去溶剂得到浸膏提取物；
(2)将步骤(1)所得的浸膏装入超临界萃取装置的萃取釜中，采用超临界CO2流体萃取分离。对萃取装置分别进行升温、升压至萃取分离条件，开始循环萃取，控制CO2流速，保持恒温恒压至所需萃取时间。萃取完成后，含有阿霍烯的超临界CO2流体，经分离釜减压解析分离出萃取产物，收集所得的萃取产物为阿霍烯粗品；
(3)将步骤(2)所得的阿霍烯粗品再次装入超临界萃取装置的萃取釜中，进行二次萃取、精制分离，加入乙醇溶液做夹带剂。对萃取装置分别进行升温、升压至萃取精制分离条件，开始循环萃取，控制CO2流速，保持恒温恒压至所需萃取时间。萃取完成后，含有阿霍烯的超临界CO2流体，经分离釜减压解析分离出萃取产物，收集所得的萃取产物为富含阿霍烯夹带剂溶液；
(4)将步骤(3)所得的富含阿霍烯夹带剂溶液55～70℃减压浓缩至油状物即为阿霍烯产品。
优选地，步骤(1)中所述将大蒜粉碎至0.2～2mm的粒度，进一步优选为1mm；加入的乙醇溶液为体积分数为95％的乙醇；加入的乙醇溶液体积与大蒜质量之比是2～8：1(L/kg)，进一步优选为4：1(L/kg)；提取0.5～2h，进一步优选为1h。
优选地，所述步骤(2)中，萃取压力为15～60MPa，萃取温度为35～75℃，CO2流速为10～35kg/h，分离釜I压力为9～20MPa，分离釜I温度为30～60℃，萃取时间为1.0～3.0h；进一步优选为萃取压力为40MPa，萃取温度为65℃，CO2流速为25kg/h，分离釜I压力为16MPa，分离釜I温度为50℃，萃取时间为2.0h。
优选地，所述步骤(3)中，萃取压力为20～45MPa，萃取温度为35～70℃，CO2流速为15～30kg/h，分离釜I压力为6～20MPa，分离釜I温度为30～60℃，萃取时间为1.0～2.5h，进一步优选为萃取压力为25MPa，萃取温度为60℃，CO2流速为20kg/h，分离釜I压力为12MPa，分离釜I温度为45℃，萃取时间为1.5h。
优选地，所述步骤(3)中，加入的夹带剂为体积分数为55％～70％的乙醇，进一步优选为65％乙醇；加入的乙醇体积与阿霍烯粗品质量之比是1～5：1(L/kg)，进一步优选为3：1(L/kg)。
本发明的技术要点及优势如下：
本发明利用大蒜阿霍烯溶于乙醇，而大蒜多糖等大分子物质不溶于乙醇的原理，采用超声波技术进行前处理，把阿霍烯快速的从大蒜中提取到乙醇中，提取效率高，避免了高温对阿霍烯的破坏，有利于下一步的分离纯化；再利用超临界CO2对不同极性的物质具有选择性的溶解能力来对阿霍烯粗提物进行第一次萃取分离，将阿霍烯等非极性物质从粗提取中分离出来，而粗提取中极性较大的物质则保留在萃取釜中，之后再通过在超临界CO2流体中加入适当体积分数的乙醇作夹带剂和调整萃取压力改变超临界CO2流体的极性大小，使阿霍烯充分溶解在含有夹带剂的超临界CO2流体中，而其他非极性物质不溶于含有夹带剂的超临界CO2流体中(例如阿霍烯溶于65％的乙醇，而其他极性较小的大蒜油脂类成分不溶于65％乙醇，乙醇体积分数越高，杂质越多)，以达到精制分离的目的。利用超临界CO2流体萃取及阿霍烯的溶解特性对粗品进行二次超临界萃取精制分离，从而制备纯度较高的阿霍烯产品。
与现有工艺技术相比，本发明的整套大蒜阿霍烯提取精制分离方法工艺简单、操作简便、生产周期短、效率高、环境友好、阿霍烯纯度高，原料药渣利用率高等优势，具有广泛的应用前景，适合产业化生产。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：
图1是本实施例1中步骤1中浸膏提取物的高效液相色谱图；
图2是本实施例1中步骤2中阿霍烯粗品的高效液相色谱图；
图3是本实施例1中步骤4中阿霍烯产品的高效液相色谱图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1
(1)称取预处理过的山东大蒜10kg，粉碎机粉碎至粒度1mm，加入40L95％乙醇溶液，室温下超声波振荡提取1h，提取完成后布袋过滤，滤液50～60℃减压浓缩除去溶剂得到浸膏提取物I。回收乙醇经检验符合要求后用于下一批提取，蒜渣用于提取多糖等极性成分或用于制作饲料；
(2)将步骤(1)所得的浸膏提取物I装入超临界萃取装置的萃取釜中，采用超临界CO2流体萃取分离。对萃取釜进行升温至65℃、升压至40MPa，对分离釜I进行升温至50℃、升压至16MPa后开始循环萃取，控制CO2流速25kg/h，保持恒温恒压萃取2.0h。萃取完成后，含有阿霍烯的超临界CO2流体，经分离釜减压解析分离出萃取产物，收集所得的萃取产物为阿霍烯粗品A；
(3)将步骤(2)所得的阿霍烯粗品A再次装入超临界萃取装置的萃取釜中，进行二次萃取、精制分离。对萃取釜进行升温至60℃、升压至25MPa，对分离釜I进行升温至45℃、升压至12MPa后开始循环萃取，控制CO2流速20kg/h，保持恒温恒压萃取1.5h，边萃取边加入65％乙醇作夹带剂，加入的乙醇体积与阿霍烯粗品A质量之比是3：1(L/kg)。萃取完成后，含有阿霍烯的超临界CO2流体，经分离釜减压解析分离出萃取产物，收集所得的萃取产物为富含阿霍烯夹带剂溶液；
(4)将步骤(3)所得的富含阿霍烯夹带剂溶液55～70℃减压浓缩至油状物即为阿霍烯产品1。
实施例2
(1)称取预处理过的甘肃大蒜10kg，粉碎机粉碎至粒度0.2mm，加入20L 95％乙醇溶液，室温下超声波振荡提取2h，提取完成后布袋过滤，滤液50～60℃减压浓缩除去溶剂得到浸膏提取物II。回收乙醇经检验符合要求后用于下一批提取，蒜渣用于提取多糖等极性成分或用于制作饲料；
(2)将步骤(1)所得的浸膏提取物II装入超临界萃取装置的萃取釜中，采用超临界CO2流体萃取分离。对萃取釜进行升温至75℃、升压至15MPa，对分离釜I进行升温至60℃、升压至20MPa后开始循环萃取，控制CO2流速35kg/h，保持恒温恒压萃取3.0h。萃取完成后，含有阿霍烯的超临界CO2流体，经分离釜减压解析分离出萃取产物，收集所得的萃取产物为阿霍烯粗品B；
(3)将步骤(2)所得的阿霍烯粗品B再次装入超临界萃取装置的萃取釜中，进行二次萃取、精制分离。对萃取釜进行升温至70℃、升压至20MPa，对分离釜I进行升温至60℃、升压至6MPa后开始循环萃取，控制CO2流速30kg/h，保持恒温恒压萃取2.5h，边萃取边加入55％乙醇作夹带剂，加入的乙醇体积与阿霍烯粗品B质量之比是5：1(L/kg)。萃取完成后，含有阿霍烯的超临界CO2流体，经分离釜减压解析分离出萃取产物，收集所得的萃取产物为富含阿霍烯夹带剂溶液；
(4)将步骤(3)所得的富含阿霍烯夹带剂溶液55～70℃减压浓缩至油状物即为阿霍烯产品2。
实施例3
(1)称取预处理过的云南大蒜10Kg，粉碎机粉碎至粒度2mm，加入80L 95％乙醇溶液，室温下超声波振荡提取0.5h，提取完成后布袋过滤，滤液50～60℃减压浓缩除去溶剂得到浸膏提取物III。回收乙醇经检验符合要求后用于下一批提取，蒜渣用于提取多糖等极性成分或用于制作饲料；
(2)将步骤(1)所得的浸膏提取物III装入超临界萃取装置的萃取釜中，采用超临界CO2流体萃取分离。对萃取釜进行升温至35℃、升压至60MPa，对分离釜I进行升温至30℃、升压至9MPa后开始循环萃取，控制CO2流速10kg/h，保持恒温恒压萃取1.0h。萃取完成后，含有阿霍烯的超临界CO2流体，经分离釜减压解析分离出萃取产物，收集所得的萃取产物为阿霍烯粗品C；
(3)将步骤(2)所得的阿霍烯粗品C再次装入超临界萃取装置的萃取釜中，进行二次萃取、精制分离。对萃取釜进行升温至35℃、升压至45MPa，对分离釜I进行升温至30℃、升压至20MPa后开始循环萃取，控制CO2流速15kg/h，保持恒温恒压萃取1.0h，边萃取边加入70％乙醇作夹带剂，加入的乙醇体积与阿霍烯粗品C质量之比是1：1:(L/kg)。萃取完成后，含有阿霍烯的超临界CO2流体，经分离釜减压解析分离出萃取产物，收集所得的萃取产物为富含阿霍烯夹带剂溶液；
(4)将步骤(3)所得的富含阿霍烯夹带剂溶液55～70℃减压浓缩至油状物即为阿霍烯产品3。
对比例1
(1)称取预处理过的山东大蒜10kg，粉碎机粉碎至粒度1mm；
(2)将步骤(1)粉碎的大蒜装入超临界萃取装置的萃取釜中，采用超临界CO2流体萃取分离。对萃取釜进行升温至65℃、升压至40MPa，对分离釜I进行升温至50℃、升压至16MPa后开始循环萃取，控制CO2流速25kg/h，保持恒温恒压萃取2.0h。萃取完成后，含有阿霍烯的超临界CO2流体，经分离釜减压解析分离出萃取产物，收集所得的萃取产物为阿霍烯粗品a；
(3)将步骤(2)所得的阿霍烯粗品a再次装入超临界萃取装置的萃取釜中，进行二次萃取、精制分离。对萃取釜进行升温至60℃、升压至25MPa，对分离釜I进行升温至45℃、升压至12MPa后开始循环萃取，控制CO2流速20kg/h，保持恒温恒压萃取1.5h，边萃取边加入65％乙醇作夹带剂，加入的乙醇体积与阿霍烯粗品a质量之比是3：1(L/kg)。萃取完成后，含有阿霍烯的超临界CO2流体，经分离釜减压解析分离出萃取产物，收集所得的萃取产物为富含阿霍烯夹带剂溶液；
(4)将步骤(3)所得的富含阿霍烯夹带剂溶液a55～70℃减压浓缩至油状物即为阿霍烯产品①。
对比例2
(1)称取预处理过的山东大蒜10kg，粉碎机粉碎至粒度1mm，加入40L 95％乙醇溶液，室温下超声波振荡提取1h，提取完成后布袋过滤，滤液50～60℃减压浓缩除去溶剂得到浸膏提取物b。回收乙醇经检验符合要求后用于下一批提取，蒜渣用于提取多糖等极性成分或用于制作饲料；
(2)将步骤(1)所得的浸膏提取物b加50ml纯化水分散后装2000ml分液漏斗中，加入乙酸乙酯，加入的乙酸乙酯体积与浸膏提取物b质量之比是1:1(L/kg)，萃取三次，合并萃取液体，55～65℃减压浓缩至油状物即为阿霍烯产品②。
含量测定
1、仪器与材料
1.1试验仪器
美国戴安高效液相色谱仪UltiMate 3000、BS110S型电子天平(德国Sartorius公司)、KQ-500E超声波处理器(昆山超声设备有限公司)、色谱柱：Luna C18(2)(5μm，250mm×4.6mm)。
1.2试验材料
甲醇(色谱纯，德国Merck公司)，甲酸(分析纯，广州化学试剂厂)，纯净水(杭州娃哈哈集团有限公司)；阿霍烯对照品，自制，经广州分析测试中心四大光谱鉴定；实施例及对比例中制备的样品。
2、试验内容
2.1色谱条件
流动相：0.1％甲酸水溶液：甲醇＝35:65；流速：0.8mL/min；柱温：30℃；检测波长：254nm。
2.2供试品溶液的配制
精密称定浸膏提取物0.5g、阿霍烯粗品50mg、阿霍烯产品10mg分别置于10ml容量瓶中，加甲醇超声溶解并定容至刻度，0.45μm微孔滤膜过滤，即得。
2.3对照品品溶液的配制
精密称定阿霍烯对照品5mg，置于10ml容量瓶中，加甲醇超声溶解并定容至刻度，0.45μm微孔滤膜过滤，即得。
2.4测定方法
分别取对照品溶液、供试品溶液，按照色谱条件进样10μl，采集图谱，计算含量。
3、试验结果
表1供试品样品检测结果
从上述供试品样品中阿霍烯含量的检测结果分析，大蒜超声波辅助提取后制的浸膏提取物，经过超临界CO2流体二次萃取分离精制后，阿霍烯的含量明显提高，得到的产品中阿霍烯含量达到80％以上，各实施例之间的含量无显著差异，说明该提取、萃取、分离精制的方法稳定、合理。产品中阿霍烯的含量比单独采用超临界CO2二次萃取以及超声波提取后乙酸乙酯萃取的样品有明显的提高，说明该工艺的提取、纯化效果好，而且在提取纯化过程中仅适用乙醇及纯化水做溶剂，解决传统有机溶剂提取纯化脂溶性成分过程中有机溶剂残留问题，提高产品的安全性。
以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种大蒜中阿霍烯的提取分离方法，其特征在于：所述方法包括如下步骤：
(1)将大蒜粉碎，加入乙醇溶液，室温下经超声波振荡提取，提取完成后提取液过滤，滤液50～60℃减压浓缩除去溶剂得到浸膏提取物；
(2)将步骤(1)所得的浸膏装入超临界萃取装置的萃取釜中，采用超临界CO2流体萃取分离，对萃取装置分别进行升温、升压至萃取分离条件，开始循环萃取，控制CO2流速，保持恒温恒压至所需萃取时间，萃取完成后，含有阿霍烯的超临界CO2流体，经分离釜减压解析分离出萃取产物，收集所得的萃取产物为阿霍烯粗品；
(3)将步骤(2)所得的阿霍烯粗品再次装入超临界萃取装置的萃取釜中，进行二次萃取、精制分离，加入乙醇溶液做夹带剂，对萃取装置分别进行升温、升压至萃取精制分离条件，开始循环萃取，控制CO2流速，保持恒温恒压至所需萃取时间，萃取完成后，含有阿霍烯的超临界CO2流体，经分离釜减压解析分离出萃取产物，收集所得的萃取产物为富含阿霍烯夹带剂溶液；
(4)将步骤(3)所得的富含阿霍烯夹带剂溶液55～70℃减压浓缩至油状物即为阿霍烯产品。
2.根据权利要求1所述的一种大蒜中阿霍烯的提取分离方法，其特征在于：所述步骤(1)中，将大蒜粉碎至0.2～2mm的粒度。
3.根据权利要求1所述的一种大蒜中阿霍烯的提取分离方法，其特征在于：
所述步骤(1)中，加入的乙醇溶液是体积分数为95％的乙醇；加入的乙醇溶液体积与大蒜质量之比是2～8：1(L/kg)；超声波振荡提取0.5～2h。
4.根据权利要求1所述的一种大蒜中阿霍烯的提取分离方法，其特征在于：所述步骤(2)中，萃取压力为15～60MPa，萃取温度为35～75℃，CO2流速为10～35kg/h。
5.根据权利要求1所述的一种大蒜中阿霍烯的提取分离方法，其特征在于：所述步骤(2)中，分离釜I压力为9～20MPa，分离釜I温度为30～60℃，萃取时间为1.0～3.0h。
6.根据权利要求1所述的一种大蒜中阿霍烯的提取分离方法，其特征在于：所述步骤(3)中，萃取压力为20～45MPa，萃取温度为35～70℃，CO2流速为15～30kg/h。
7.根据权利要求1所述的一种大蒜中阿霍烯的提取分离方法，其特征在于：所述步骤(3)中，分离釜I压力为6～20MPa，分离釜I温度为30～60℃，萃取时间为1.0～2.5h。
8.根据权利要求1所述的一种大蒜中阿霍烯的提取分离方法，其特征在于：所述步骤(3)中，加入的夹带剂为体积分数为55％～70％的乙醇；加入的乙醇体积与阿霍烯粗品质量之比是1～5：1(L/kg)。
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