CN1986029A - 一种用于植物有效成分提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及植物有效成分提取方法，即机械粉碎固体植物原料和适量化学助剂的混合物后，选用水或乙醇提取有效成分。该技术利用机械粉碎固体植物原料时界面间产生微切变，细胞壁打破，新鲜切面裸露，化学助剂与有效成分之间发生颗粒团或分子团的相互吸附或作用的原理，改变了植物有效成分的微观性能，其溶出量提高80％～400％，提取时间大幅缩短，提取效率显著提高，且提取特异性高、选择性强，最大限度地减少或避免了有机溶剂的使用，工艺过程绿色环保，提取物生物利用度高，提取成本低。

Description

一种用于植物有效成分提取方法
技术领域
本发明属于生物技术领域，涉及植物有效成分提取方法。
背景技术
植物药用有效成分通常存在于细胞原生质中的液泡内，细胞完整无损时，溶媒须先浸润植物表面，然后透过细胞壁和细胞膜，进入细胞组织，溶解有效成分，胞内胞外形成浓度差，迫使高浓度浸出液由内向外扩散，稀浸出液或新鲜溶媒随时置换浓浸出液，完成一个浸出过程。这是常规方法浸渍、渗漉、索氏回流提取及动态提取等提取有效成分的基本原理，而完整的细胞壁和细胞膜对有效成分的释出会形成阻力，阻力随细胞团内细胞数量的增多而增大，因此常规方法仅能依靠使用大量有机溶剂，延长萃取时间，重复萃取步骤进行反复萃取，这势必造成操作步骤冗杂，时间长，能耗高提取效率低，再加上因溶媒特别是有机溶媒的大量使用，造成部分有效成分失活、损失，甚至危害人类健康、污染周围环境。随着科学技术的进步和发展，超声波、微波、超临界、超微粉碎等提取技术的出现，虽然与传统技术相比具有显著进步，但其本质都是运用不同的物理手段，使植物颗粒团或分子团发生物理变化，加速有效成分溶于溶媒，未改变有效成分的溶解性，即原来非极性的有效成分依然需要有机溶剂来溶解提取，因此某些有效成分由于水溶性差、生物利用度低的问题没有得到根本解决；而且特异性较差，某些有效成分不能实现特异性定向提取；由于特殊设备的使用某些技术也仅限于实验室研究，无法应用于工业生产。因此上游提取技术的不完善长期以来制约着植物有效成分更为深入的研究以及潜在的开发应用前景。
发明内容
本发明的目的是克服已有技术中植物有效成分提取效率较低、有效成分提取率较低、有效成份生物利用度低，溶剂污染环境及有效成份的技术问题，提供一种用于植物有效成分提取的方法。即机械粉碎固体植物原料和适量化学助剂的混合物后，选用水或乙醇提取有效成分，这种方法亦可称作微切变-助剂互作技术。
本发明用于植物有效成分提取的方法，其特征在于：将被提取的植物原料粉碎，向植物粗粉中添加0.5％-20％固体碱、固体酸、蔗糖或盐类化合物粉末的化学助剂，再一起机械粉碎，选用水或乙醇溶解粉碎物，分离收集可溶性组份获得有效成分。该方法利用机械粉碎固体植物原料时界面间产生微切变，细胞壁打破，新鲜切面裸露，化学助剂与有效成分之间发生颗粒团或分子团的相互吸附或作用的原理，克服了现有工艺的缺点，从源头上彻底解决目前长期制约植物提取物研究与开发的技术瓶颈。
本发明的目的是通过如下进一步技术方案来实现：
1.植物原料预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至40-100目；
2.向植物粗粉中添加0.5％-20％化学助剂，最适添加量为1％-10％，这种化学助剂可以是固体碱、固体酸、蔗糖或盐类化合物(如Na2CO3)等；
3.选用可产生剪切作用的行星磨或振动磨等设备对由步骤2获得的混合物进行处理，处理时间1～60min；
4.选用水或乙醇溶解由步骤3获得的粉碎物，离心，过滤，收集可溶性组分；
5.由步骤4获得的有效成分可能是单一有效成分或多种有效成分的混合物，若提取目的是单一有效成分，可选用萃取、结晶等适宜方法对混合物进一步分离、纯化和精制；
6.由步骤4或5获得的植物的单一有效成分或多种有效成分的混合物可用作药物、食品、功能食品、食品添加剂、兽药或饲料添加剂。
所述的用于植物有效成分提取的方法，所指的植物包括中草药、野生植物和农副产品。
所述的用于植物有效成分提取的方法，其特征在于：利用该方法可获得植物的单一有效成分或多种有效成分的混合物或全植物的粉碎物。
本发明方法与已有的技术相比，具有如下优点：
1.机械粉碎时，化学助剂与有效成分化学基团的相互吸附或相互作用，改变了植物有效成分的微观性能，溶于水或乙醇的能力显著提高，提取量提高80％～400％；
2.某些有效成分因水溶性增强，生物活性提高，生物利用度增加；
3.可实现对某种植物的一种或少数几种有效成分进行定向选择性提取，减少分离提取步骤；
4.化学助剂可以加快破坏固体植物原料表面，并且降低了颗粒团或分子团的表面能，使颗粒团或分子团间更易解聚分散，起到辅助粉碎的效果，缩短粉碎时间，避免有效成分失活，提高粉碎效率，降低机械器具的磨损；
5.简化有效成分的提取工艺，缩短提取时间，达到既缩短生产周期、节约能源，又提高原料的综合利用率的目的；
6.以水或乙醇作为主要溶剂，最大限度地减少或避免了有机试剂的使用，工艺过程绿色环保无公害；
7.可产生剪切作用的机械粉碎设备常规化，处理加工能力强，易于投入生产实践；
8.所获植物提取物无异味，无溶剂残留。
具体实施方式
实施例1
刺五加500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至60目，添加10克的Na2CO3，行星磨粉碎，得到处理粉N1。
分别称取每份5g处理粉体N1与常规粉碎60目的刺五加药材(GC)，分别加50ml蒸馏水、20％乙醇，常温浸提48小时。用纱布、脱脂棉过滤后，将水提与20％醇提物置于50℃水浴蒸干，分别称重。得率见表1：
表1
   样品   质量(g)     得率(％)
   GC-水N1-水GC-20％乙醇N1-20％乙醇   0.24580.45860.25280.4045     4.9210.45.068.09
实施例2
刺五加500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至60目，添加20克的NaHCO3，行星磨粉碎，得到处理粉N2。
称取每份5g处理粉N2与常规粉碎60目的刺五加药材(GC)，分别加50ml蒸馏水、20％乙醇，常温浸提48小时。用纱布、脱脂棉过滤后，将水提与20％醇提物置于50℃水浴蒸干，分别称重。得率见表2：
表2
    样品     质量(g)     得率(％)
    GC-水N2-水GC-20％乙醇N2-20％乙醇     0.24580.52260.25280.3750     4.929.175.067.50
实施例3
刺五加500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至60目，添加5克的NaOH，行星磨粉碎，得到处理粉N3。
分别称取每份5g处理粉N3与常规粉碎60目的刺五加药材(GC)，分别加50ml蒸馏水、20％乙醇，常温浸提48小时。用纱布、脱脂棉过滤后，将水提与20％醇提物置于50℃水浴蒸干，分别称重。得率见表3：
表3
   样品   质量(g)     得率(％)
   GC-水N3-水GC-20％乙醇N3-20％乙醇   0.24580.59000.25280.4510     4.9211.85.069.02
实施例4刺五加中异嗪皮啶含量的测定与比较
刺五加500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至60目，行星磨粉碎得到处理粉N。
刺五加500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至60目，添加2.5克的KOH，行星磨粉碎得处理粉N4。
高效液相色谱检测刺五加(60目)、N、N1、N2、N3和N4提取液异嗪皮啶含量(表4)。
表4
  刺五加(60目)  N  N1  N2  N3  N4
    异嗪皮啶(mg/g) 0.027 0.050 0.080 0.079 0.082 0.071
实施例5
黄柏500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至70目，与水以1∶20的比例混合，取适量常温搅拌提取40min，过滤，得粗提液1(XC1)；再取等量回流提取40min，过滤，得粗提液2(XC2)。
黄柏500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至70目，与90％甲醇以1∶20的比例混合，取适量常温搅拌下提取40min，过滤，得粗提液3(XC3)；再取等量回流提取40min，过滤，得粗提液4(XC4)。
黄柏500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至70目，投入高能振荡研磨机内，研磨15min，取适量粉碎物与水以1∶20比例混合，常温搅拌提取40min，室温离心，收集上清液(XJ1)；再取等量回流提取40min，室温离心，收集上清液(XJ2)。
黄柏500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至70目，投入高能振荡研磨机内，研磨15min，取适量粉碎物与与75％乙醇以1∶20比例混合，常温搅拌下提取40min，室温离心，收集上清液(XJ3)；再取等量与75％乙醇以1∶20比例混合，回流提取40min，室温离心，收集上清液(XJ4)。
黄柏500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至70目，与15克的固体草酸粉末混合，投入高能振荡研磨机内，研磨10min，取出物料，与水以1∶20比例混合，室温搅拌提取40min。室温离心，收集上清液，即得粗提液(XHW1)。
黄柏500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至70目，与25克的固体苯甲酸粉末混合，其他操作同上，得粗提液(XHW2)。
黄柏500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至70目，与15克的磷酸二氢钾粉末混合，其他操作同上，得粗提液(XHW3)。
黄柏中小檗碱含量的测定：取上述各部分粗提液，过0.45μm滤膜滤过即得供试品溶液。用高效液相色谱法，检测各提取液中小檗碱含量。
表6
Figure A20051013085200081
实施例6
板蓝根500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至100目，与水以1∶20的比例混合，取适量常温搅拌提取40min，过滤，得粗提液1(YC1)；再取等量回流提取40min，过滤，得粗提液2(YC2)。
板蓝根500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至100目，与80％乙醇以1∶20的比例混合，取适量常温搅拌下提取40min，过滤，得粗提液3(YC3)；再取等量回流提取40min，过滤，得粗提液4(YC4)。
板蓝根500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至100目，投入离心磨机，处理15min，取适量粉碎物与水以1∶20比例混合，常温搅拌提取40min，室温离心，收集上清液(YJ1)；再取等量回流提取40min，室温离心，收集上清液(YJ2)。
板蓝根500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至100目，投入离心磨机，处理10min，取适量粉碎物与65％乙醇以1∶20比例混合，常温搅拌下提取40min，室温离心，收集上清液(YJ3)；再取等量与65％乙醇以1∶20比例混合，回流提取40min，室温离心，收集上清液(YJ4)。
板蓝根500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至100目，与5克的KOH粉末混合，投入离心磨机，处理8min，取出物料，与水以1∶20比例混合，室温搅拌提取40min。室温离心，收集上清液，即得粗提液(YHW1)。
板蓝根500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至100目，与7.5克的Na2C03粉末混合，其他操作同上，得粗提液(YHW2)。
板蓝根500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至100目，与100克的葡萄糖酸钠粉末混合，其他操作同上，得粗提液(YHW3)。
毛细管电泳法，分别检测上述提取液中有机酸含量。
表7
实施例7
购买国产稳定米糠，称取100g，粗粉碎90目后填加3.5克的蔗糖，装入多维摆动式球磨机中处理7min后取出，加水溶解(1∶5)，离心25min，紫外分光光度法测定离心液中γ-谷维醇的含量。
表8
    水溶物提取率(％)    γ-谷维醇含量(％)
  常规法本法     12.530.8     0.751.44
实施例8
槐米500g预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至40目，紫外灯照射灭活芸香酶，加50kg水，加入4g硼砂，用石灰乳调溶液pH为8，回流提取2h后，用盐酸调溶液pH2～3，放置过夜，使结晶全部析出，抽滤得芦丁粗品，加沸水重结晶后，得淡黄色芦丁。在80℃以下烘干，测定含量为46.5g。
槐米500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至40目，紫外灯照射灭活芸香酶，加入50克的硼砂和石灰乳的混合物，行星磨处理5min，取出溶于50Kg水，用盐酸调溶液pH2～3，3h后抽滤得芦丁粗品，加沸水重结晶后，得淡黄色芦丁。在80℃以下烘干，测定含量为90.6g。
槐米500g，预处理，除杂、干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至40目，紫外灯照射灭活芸香酶，加入40克的Na3PO4的混合物，行星磨处理5min，取出溶于50Kg水，用盐酸调溶液pH2～3，3h后抽滤得芦丁粗品，加沸水重结晶后，得淡黄色芦丁。在80℃以下烘干，测定含量为88.4g。

Claims (6)

1.一种用于植物有效成分提取的方法，其特征在于：将被提取的植物原料粉碎，向植物粗粉中添加0.5％-20％固体碱、固体酸、蔗糖或盐类化合物粉末的化学助剂，再一起机械粉碎，选用水或乙醇溶解粉碎物，分离收集可溶性组份获得有效成分。
2.根据权利要求1所述的用于植物有效成分提取的方法，其特征在于：通过下述步骤来实现：
步骤一：植物原料干燥至含水量不高于20％，粗粉碎至40-100目；
步骤二：向植物粗粉中添加1％-10％化学助剂，机械粉碎；
步骤三：选用水或乙醇溶解粉碎物，离心，收集可溶性组分。
3.根据权利要求1所述的用于植物有效成分提取的方法，其特征在于：化学助剂的添加量为1％-10％。
4.根据权利要求1或2或3所述的用于植物有效成分提取的方法，其特征在于：所指的植物包括中草药、野生植物和农副产品。
5.根据权利要求1或2或3所述的用于植物有效成分提取的方法，其特征在于：利用该方法可获得植物的单一有效成分或多种有效成分的混合物或全植物的粉碎物。
6.根据权利要求1或2或3所述的用于植物有效成分提取的方法，其特征在于：利用该方法获得的植物的单一有效成分或多种有效成分的混合物可用作药物、食品、功能食品、食品添加剂、兽药或饲料添加剂。
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