CN1670037A - 栀子的综合利用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种植物综合利用方法,特别涉及了一种对中药栀子的提取有价值成分的方法。该方法是在一份栀子原料中,用含水稀乙醇提取,经过滤、膜技术微滤,弱极性大孔吸附树脂和弱碱性大孔吸附树脂分离,真空干燥等数种化工工艺组合,分别得到栀子黄色素、绿原酸、栀子甙、栀子粗多糖,水溶性氨基酸和SDF,余渣还可以作为饲料添加剂或肥料。没有固体废物,加工过程中废水也很少,是一种环保型工艺,适合中小型植化企业应用,并且经济价值高,产品质量好。
Description
本发明是一种新的方法组合,用此方法可以将天然产物栀子中的色素,环烯醚萜类、绿原酸、多糖在一份原料中分步提取出来,剩余物还可作食品添加剂和肥料。在生产过程中废水很少,容易处理,有一定的环保意义。应归属于天然产物综合利用。
栀子是茜草料植物栀子的干燥成熟果实,今为一种常用生药。就其化学组份来讲,可分成能有市场价值的四大类:一是色素类,代表物为栀子黄;二是环烯醚萜类,如栀子甙、京尼平甙酸等;三是有机酸类,如绿原酸和熊果酸;四是多糖类,水提粗多糖还含有蛋白质和果胶。最后的剩余物还含有粗纤维,内含IDF(水不溶性膳食纤维),几乎没有什么固体废物。我们的专利方法就是将这些组份一组组分离出来,以达到充分利用原料增加效益。且本方法使用膜与树脂联用,废液也不多,是一种环保型方法。现在就每一类组份分别阐述于下:
一、栀子色素类:代表物是藏红花酸及其双糖(龙胆二糖)甙,还有少量显色的黄酮类。结构式如右图:
臧红花素(番红花素,Crocin):C44H64O24,M=977.00,易溶于水,微溶于有机溶剂。
臧红花酸
二、环烯醚萜类:代表物是栀子苷和京尼平甙酸,结构式如右图:
栀子苷(Geniposide):M=388.36,m.p.163~164℃栀子苷:R=CH3 C17H24O10京尼平甙酸:R=H C16H22O10 M=374 34
三、有机酸类:代表的生理活性成份为绿原酸,还有少量熊果酸,绿原酸结构性质如右图:
绿原酸(Chlorogenic acid)m.p.208℃,M=354.30,25℃水溶解度4%,加热溶解度加大,易溶于乙醇、丙酮,微溶于乙酸乙酯,半水合物为针状结晶,110℃脱水。
绿原酸若单独分离出来,也是一种药物;可如果分离不佳,很容易混入栀子色素中干扰了色素质量,因此在出口级高质量色素产品中,要严格限制它的量。
四、多糖类:栀子多糖也是一种免疫活性物,如果用水提取,会有大量蛋白质、果胶类一同提出,作为保健食品不必仔细分离也可用。
其余提取后的渣子还会有些纤维素(内含水不溶性膳食纤维),但因量少,从经济意义上看,提取已无利。但余渣作为肥料或筛选后作为动物饲料添加剂也还是可以的。
本发明的方法就是把以上四类有经济价值的成份,从一份栀子原料中分步提出来,较现有技术如CN1544532只提取栀子黄、CN1466951又只提取环烯醚萜类进步。我们将其综合起来,运用超滤膜分离技术以降低乙醇用量,并把绿原酸、粗多糖也分离出来综合利用,明显增加了经济效益,废渣也给出了用途,就没有固体废物,具有一定的环保意义。
本专利的一个目的是,提供一种对栀子果实的加工方法,用该方法可以在一份栀子中同时得到栀子色素、栀子甙、绿原酸和粗多糖,最后剩余物还可作饲料添加剂或肥料。
本专利的第二个目的是,综合现代化工的抽提、超滤膜技术,大孔吸附树脂分离技术组合起来,以便更经济有效的得到栀子中有价值的成份,很少出现废渣和废水,以利于环保。
本专利的目的是通过以下步骤来达到的:
1、首先用50±10%的含水乙醇浸泡已打碎成3-5mm的栀子果实,料液比为1∶6~12。浸泡搅拌6~16小时,过滤后将溶液放置为1#。如法再用同浓度含水醇以料液比1∶3~8再浸泡搅拌6~8小时。过滤后的溶液和1#滤液合并,在薄膜蒸发器中蒸至乙醇含量<8%,然后冷却进行下一步处理。
2、将上述蒸去乙醇的栀子浸提液通过截留分子量为2~8万的超滤膜进行超滤,收集滤液上柱(柱材料用弱极性大孔吸附树脂),控制流速使之充分吸附,收集吸附后液体为A,接着用蒸馏水过柱得洗液B,最后用30±10%乙醇洗柱,得洗液C。将过柱的洗脱液A、B、C合并,浓缩后即得栀子甙和绿原酸粗液。对洗过的树脂柱,用95%乙醇洗脱至流出液无色。浓缩蒸去乙醇,干燥即得栀子黄色素粉。其色价>100可做商品出售,绿原酸含量低。
3、将栀子甙和绿原酸粗液过滤,上弱碱性大孔树脂柱,此时柱材料对绿原酸吸附力大于环烯醚萜甙类而被吸附于树脂中。洗净后用pH≤7的乙醇洗脱,控制流速及pH先洗出甙类,蒸去乙醇即得环烯醚萜类为主的栀子甙,再用pH<3的含水乙醇洗净柱子,得洗液,蒸去乙醇浓缩结晶过滤得绿原酸,余液浓缩、冰箱放冷,又结晶出些绿原酸。
4、多糖提取:将步骤1剩余的栀子渣,加10~15倍水量,煮沸二小时,趁热过滤,浓缩滤液放冷后加入3倍体积的95%乙醇,这时得半透明絮状沉淀。过滤,将沉淀真空干燥即得粗多糖。
5、测OD值:OD值为栀子甙237nm和栀子黄在440nm处的最大吸光度的比值,它代表了栀子黄色素的纯度。高质量的栀子黄色素对OD值有严格的要求,出口标准至少应在0.4以下。我们的这种方法可以达到上述要求。
下边通过一个实验室作的实施例进一步说明之
称取含水量为9.17%的市售中药栀子10.0克,打碎成5mm小块,放在500ml烧杯中,加入50%乙醇100ml浸提8小时(在浸提过程中不定期搅拌),放置过滤后再加40%乙醇浸提6小时,过滤后合拼滤液,蒸去乙醇,加水至100ml通过截留分子量为6万的中空纤维超滤膜,此时液体为金红色,准备上柱,滤渣备提多糖。
在一支φ20×500的带活塞玻璃分离柱上,湿法装上处理过的晨新牌D100型弱极性大孔分离树脂,将上述金红色过膜液上柱,控制流速为0.5ml/min左右,收集吸附后液体A,接着用50ml蒸馏水过柱得洗液B,最后用30%乙醇60ml过柱得洗液C,合拼A、B、C三份液体,用来进一步分离栀子甙(环烯醚萜类)和绿原酸,之后用95%乙醇过柱洗下栀子黄至洗出液无色,蒸去乙醇,余物真空干燥即得栀子黄色素。依标准方法测得其色价为130。大于60可作商品,再测其OD值为0.196远低于0.4为优质品,称重估算产率为8.8%。
在另一支φ18×250的小玻璃分离柱上,装上南开牌D310R弱碱性大孔吸附树脂,按厂家要求进行预处理,之后将上述A、B、C混合液在旋转蒸发器上蒸浓约一半体积,过滤上柱,以0.8~1.0ml/min速度过柱进行吸附,吸附完全后先用含少量乙酸的pH6~7的75%乙醇洗下栀子甙,蒸去乙醇干燥后得栀子甙,色度较市售品浅,之后再用硫酸或盐酸调15%乙醇pH至1~2。上柱洗下绿原酸,蒸浓后放置,过滤得一些粗绿原酸,母液再浓缩放入冰箱内,第二天又可得些绿原酸结晶,合并两份绿原酸称重得收率为0.4%,栀子甙收率为2.6%。
将醇提后的栀子渣,加入蒸馏水200ml于500ml烧杯中煮沸二小时并不断搅拌,趁热过滤,此时滤液约120ml,放冷后,以360ml95%乙醇在搅拌下逐渐加入,此时有半透明絮状物凝出,过滤后在真空干燥箱中烘干,颜色变深,称重计算粗多糖收率为4.6%。剩余液中还有氨基酸,水溶性膳食纤维等,计算干物质为4.65%。如果干燥后是一种有价值的饲料添加剂。
最后剩余的固体废渣为纤维素、木质素等,可以作饲料添加剂或肥料,至此栀子全部分离得到应用,没有了固体废物,生产过程中液体废水也极少。本工艺环保价值颇高。
参考文献
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Claims (4)
1.一种栀子综合利用的方法。它的特征是先将栀子果实打碎成3~5mm的颗粒,加入50±10%的含水乙醇,控制料液比为1∶6~12,搅拌浸泡6~16小时,过滤后备用,然后再用同样浓度的水醇,控制料液比1∶3~8搅拌浸泡6~8小时,过滤后的溶液和上述溶液合并,蒸出乙醇至<8%时取出冷却,之后通过截留分子量为2~8万的超滤膜进行超滤,收集滤液上弱极性大孔吸附树脂柱吸附分离,滤渣用以提粗多糖。
2.如权利要求1所述的超滤液处理,它的特征是用弱极性大孔树脂柱,将滤液控制流速上柱充分吸附,得流出洗脱液A,接着用蒸馏水过柱得洗液B,最后用30±10%乙醇洗脱得洗液C,将过柱的洗脱液A、B、C合并,浓缩后得栀子甙和绿原酸粗液,对洗过的树脂柱,用95%乙醇充分洗脱至洗液无色,收集滤液浓缩干燥即得栀子黄色素粉,其色价>100,绿原酸含量低。
3.如权利要求2所述的将栀子甙和绿原酸粗液分离,它的特征是用弱碱性大孔吸附树脂装柱,将上述粗液上柱,充分吸附后,先用中性乙醇洗脱出环烯醚萜甙类;再用pH<3的酸性乙醇洗净柱子,将洗液蒸出乙醇浓缩得绿原酸。
4.如权利要求1中乙醇提取后的栀子渣,再提粗多糖,它的特征是将渣子加10~15倍水量煮沸二小时,趁热过滤,浓缩滤液放冷后加入3倍体积的≥95%乙醇,得半透明絮状沉淀,过滤后真空干燥即得粗多糖,最后渣子可做饲料添加剂或肥料,无固体废物。
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