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超临界CO2流体萃取山茱萸有效成分的工艺研究
    

  摘要:应用超临界COz流体萃取技术进行了萃取山莱萸有效成分的研究,考察了萃取压力、温度、CO2流量、时间等因素对萃取率的影响,得出了超临界CO2萃取山茱萸有效成分的最佳工艺参数:萃取压力为30MPa,萃取温度为45℃,CO2流量为14kg/h,时间为3h。

  关键词:山茱萸;超临界CO2萃取;有效成分

  引言

  山茱萸(comMsofficinalissieb,etbzuce)是一种药用植物,山茱萸肉含有丰富的营养成分和生理活性较强的功能成分,如多种甙(其中皂甙含量为人参、绞股蓝的3~4倍)以及16种氨基酸(其中人体所必须的8种氨基酸全部具备)、5种糖、12种有机酸和Fe、Ca等20多种矿物质,VA、Vc含量也很丰富,研究还发现山茱萸肉中含有黄酮与黄酮甙、香豆精、熊果酸、齐墩果酸、没食子酸、山茱萸甙、马钱素、莫诺甙、P-谷甾等。山茱萸中的有效成分一般通过水、乙醇提取或通过酒蒸、酒钝等方法炮制。以往的提取方法所得到的山茱萸有效成分纯度低,而且由其所制得的药物剂型为汤剂或者丸、散、丹等剂型,外观差、服用量大且服用不便,难以满足市场需要。本着“有效、量小、安全、可控”的原则我们进行了提取茱萸有效成分新的加工方法的研究,应用超临界CO2流体萃取技术对山茱萸的有效成分进行了提取分离,提取物可直接制成针剂,它克服了常规方法所提取的有效成分杂质多、提取分离步骤繁杂等缺点。

  1、材料与方法

  1.1原料与设备

  山茱萸:陕西省咸阳市民生大药堂购买;CO2:陕西兴化股份有限公司生产,纯度为99.9%;HA120-40-0l型超临界萃取装置:江苏省南通市华安超临界萃取有限公司制造;JA5OO3型电子天平:上海精密科学仪器厂生产;Varian3400气相色谱仪:美国Varian公司生产。

  1.2超临界CO2流体萃取山茱萸有效成分的工艺流程:

  原料一清选一烘干一粉碎一超临界CO2流体萃取一山茱萸有效成分

  1.3超临界CO2流体萃取山茱萸有效成分操作规程

  超临界CO2流体萃取山茱萸有效成分的操作流程简图。将山茱萸烘干粉碎后装入萃取釜,打开CO2钢瓶阀门,CO2气体进入储罐,制冷液化,将萃取釜和分离器预热至试验温度。打开萃取釜人口阀,通入CO2,使CO2压力平衡,然后开启柱塞计量泵,与其中原料接触、传质。当萃取釜压力达到所需压力时,打开萃取釜出口调节阀,带有提取物的CO2气体进入分离器中,使系统保持一定压力.待稳定后,打开循环阀门,萃取开始并记时,通过湿式气体流量计和转子流量计分别记录其积累流量和瞬时流量值,CO2气体循环使用,这时由于溶质在CO2流体中的溶解度降低而从CO2中凝聚析出。汇集在分离器底部,而溶剂CO2则从分离器顶端引出。萃取釜温度由萃取釜夹套与一恒温水浴维持稳定。定期从分离器中放出萃取物,达到预定时间后停止试验。对萃取样品进行秤量、分析(对提取物中的有效成分分析将在工艺研究Ⅱ中讨论)。

  1.4实验方法

  本实验对影响山茱萸有效成分萃取率的压力(16~34MPa)、温度(30~55℃)、CO2流量(2~18kg/h)、时间(1~7h)和填充物等因素进行了研究,以有效成分的萃取率作为标准确定超临界CO2流体萃取山茱萸有效成分的最佳工艺参数。

  2、结果与讨论

  2.1萃取压力对萃取率的影响

  在超临界区域,萃取压力的微小变化将引起超临界密度的较大变化,因此萃取压力对萃取率的影响十分敏感。从表可以看出,有效成分的萃取率随萃取压力的增大而增加,尤其压力从24MPa增大到26MPa时萃取率增幅较大,这说明随萃取压力的增大,溶剂CO2的体积质量增大,溶解能力相应提高,随着压力继续增大萃取率仍在增加,但增加幅度有所减缓,说明溶剂的溶解能力与压力并非成线性关系。

  2.2萃取温度对萃取率的影响

  温度是影响萃取率的主要因素之一。由表可以看出,萃取温度在30~55℃范围内时萃取率的变化呈抛物线状,即温度较低时,萃取率也低,温度升高,萃取率也升高,当温度高于45℃以后,萃取率呈降低趋势,这是由于温度对流体体积质量及溶质挥发度影响不同造成的,一方面随温度升高,分子热运动速度增加,相互碰撞几率提高,CO2的溶解能力增加;另一方面温度升高,CO2体积质量降低,携带物质的能力降低,萃取率的高低取决于在此温度下何种状态占优势。温度过高也会导致山茱萸有效成分的活性降低,因此萃取温度选择为45℃左右为宜。

  2.3二氧化碳流量及萃取时间对萃取率的影响

  萃取率与CO2流量有很大关系。从某种意义上讲,在相同条件下,作为溶剂的超临界CO2流量越大,则萃取所用的时间就越短。为了系统考察流量及萃取时间对山茱萸有效成分萃取率的影响。分别选择CO2流量为2.0kg/h、6.0kg/h、l0.0kg/h、l4.Okg/h、18.0kg/h进行试验,每次试验间隔半小时取样称量,计算萃取率,结果如图2所示。由图可见CO2流量在2.0~14.0kg/h范围内时随着流量增大,萃取时间缩短,萃取率提高,当CO2流量为18.0kg/h时,其萃取率反而下降了。可见CO2流量并非越大越好。从本实验结果来看,CO2流量以14.Okg/h为佳,此时萃取率达90%仅需3h。

  2.4填充物对萃取率的影响

  在山茱萸粉中分别加入一定量的10~20目的玻璃珠、20~3O目的玻璃珠,在相同条件下与不加填充物的山茱萸粉作比较试验,结果可以看出,填充物能提高山茱萸有效成分的萃取率,但幅度不大,考虑到萃取釜的空间利用率及山茱萸粉体本身质地疏松、通透性良好的特点,填充物对萃取率影响不大,故以不加填充物为好。

  3、结论

  本研究的试验结果表明,采用超临界CO2流体萃取山茱萸有效成分的方法具有萃取效率高,无污染,工艺简单,萃取物色味纯正等优点通过实验得出了超临界CO2流体萃取山茱萸有效成分的最佳工艺参数为:压力30MPa,温度45℃,CO2流量14.0kg/h,时间3h。


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    时间:2011年04月22日 00:24:01 来源: 作者:未知 上一篇:碳五馏分组分的HP-1毛细管色谱法分析 下一篇:四川凉山杜鹃挥发油成分的同时蒸馏萃取与GCMS分析  (电脑版  手机版)
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