專利名稱：一種用水作溶劑從松樹皮中提取原花青素的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從松樹皮中提取原花青素的方法，具體地說是一種利用超聲波提
取技術(shù)和膜分離技術(shù)從松樹皮中提取分離原花青素的方法，屬于天然產(chǎn)物提取技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
原花青素是廣泛存在于植物界中的多酚類化合物，是由兒茶素或表兒茶素通過 C-C鍵結(jié)合而形成的黃烷_3-醇聚合體。原花青素是一種新型高效抗氧化劑，其抗氧化活 性是維生素C的20倍、維生素E的50倍，是目前為止所發(fā)現(xiàn)的最強(qiáng)效的自由基清除劑，對 70多種疾病具有直接或間接的預(yù)防和治療作用，在醫(yī)藥、食品、保健、化妝品等領(lǐng)域有著廣 泛的用途。松樹皮是原花青素的重要資源，原料來源豐富，價格便宜，具有很好的開發(fā)應(yīng)用 價值。 目前，從松樹皮中提取原花青素的方法，大致可分為有機(jī)溶劑萃取法和大孔樹脂 分離法。如美國專利US3436407,該方法用沸水浸提松樹皮原料，得到原花青素浸提液，浸提 液加入NaCl至飽和后，過濾除去沉淀物，再用乙酸乙酯進(jìn)行萃取，萃取液脫水后，加入三氯 甲烷，使原花青素形成沉淀物，沉淀物干燥后即得原花青素產(chǎn)品；中國專利ZL99116183. 1， 該方法用乙醇溶液浸提松樹皮原料3次，浸提液減壓濃縮至1/3 2/3后，加入2 3倍 體積的水，靜置10 24小時，取上清液減壓濃縮至20 26波美度，再加入2 6倍體積 的丙酮，靜置10 24小時，取上清液減壓濃縮至不含丙酮為止，濃縮液真空干燥或噴霧干 燥得到原花青素產(chǎn)品；中國專利ZL03117429. 9，該方法用熱水浸提松樹皮原料2次，浸提 液合并后減壓濃縮至1/2，濃縮液用高速離心機(jī)進(jìn)行固液分離，去除固體雜質(zhì)后，再減壓濃 縮至4/5，濃縮液導(dǎo)入萃取塔，用2倍體積的乙酸乙酯進(jìn)行對流萃取，重復(fù)萃取4 5次，合 并萃取液，回收有機(jī)溶劑后，將得到的稠膏加適量去離子水稀釋后進(jìn)行噴霧干燥，最后得到 原花青素產(chǎn)品。有機(jī)溶劑萃取法，使用多種有機(jī)溶劑，操作步驟復(fù)雜，溶劑回收成本高，易 造成環(huán)境污染，還有有機(jī)溶劑殘留于提取產(chǎn)物中，影響原花青素的品質(zhì)和用途。中國專利 ZL02115423.6，該方法用含有偏磷酸或亞硫酸鹽的水浸提松樹皮原料，得到原花青素浸提 液，過濾除雜后，通過大孔樹脂吸附柱，用水洗滌雜質(zhì)后，再用乙醇或甲醇溶液沖洗樹脂吸 附柱，原花青素洗脫液減壓濃縮后，冷凍、噴霧或真空干燥即得原花青素產(chǎn)品；中國專利公 開號為CN1923830A，該方法以松樹皮為原料，沸水為提取溶劑，得到原花青素浸提液，經(jīng)離 心除雜和靜置澄清后，上大孔樹脂吸附柱，用乙醇溶液洗脫樹脂吸附柱，得到原花青素洗脫 液，真空濃縮回收乙醇后，噴霧干燥得到原花青素產(chǎn)品。大孔樹脂分離法技術(shù)比較成熟，也 可獲得含量較高的原花青素產(chǎn)品，但由于樹脂本身會吸附一些對人體產(chǎn)生危害的物質(zhì)，運(yùn) 用該技術(shù)分離出的原花青素產(chǎn)品，近年來在保健食品的審批上受到限制，影響了該產(chǎn)品的 進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的提取流程繁雜、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)品安全性差的不足，提出一種用水作溶劑從松樹皮中提取原花青素的方法，工藝 簡便、提取率高、生產(chǎn)成本低。 本發(fā)明的技術(shù)方案為一種用水作溶劑從松樹皮中提取原花青素的方法，以松樹 皮為原料，水為提取溶劑，進(jìn)行超聲波強(qiáng)化浸提，得到原花青素浸提液；然后，原花青素浸提 液用微濾除雜、超濾純化、納濾濃縮的膜分離技術(shù)處理后，得到原花青素濃縮液；原花青素 濃縮液再進(jìn)行真空或冷凍干燥，得到原花青素產(chǎn)品，具體步驟如下 1、浸提以干凈的、沒有腐爛和發(fā)霉的松樹皮為原料，粉碎至10 60目，加入重 量為松樹皮原料4 20倍的純水、去離子水或蒸餾水，進(jìn)行超聲波強(qiáng)化浸提，超聲波頻率為 20 100KHz，超聲波功率為100 2000W，超聲浸提時間為5 40min，超聲浸提次數(shù)為1 2次，離心分離后，得到澄清浸提液。 2、微濾將澄清浸提液送入微濾系統(tǒng)進(jìn)行微濾除雜，微濾采用孔徑為0. 1 10 ii m微濾膜，優(yōu)選0. 5 ii m，材料為有機(jī)高分子微孔濾膜或無機(jī)陶瓷微孔濾膜，操作壓力為 0. 05 1. OMpa，操作溫度為20 50°C ，得到微濾透過液。 3、超濾將微濾透過液送入超濾系統(tǒng)進(jìn)行超濾純化，超濾采用截流相對分子質(zhì)量 為50000 200000道爾頓的超濾膜，優(yōu)選100 000道爾頓，材料為中空纖維超濾膜，操作壓 力為0. 05 0. 2Mpa，操作溫度為20 50°C，得到超濾透過液。 4、納濾將超濾透過液送入納濾系統(tǒng)進(jìn)行納濾濃縮，納濾采用截流相對分子質(zhì)量 為100 400道爾頓的納濾膜，優(yōu)選200道爾頓，納濾材料為巻式納濾膜，操作壓力為0. 4 2. OMpa，操作溫度為20 5(TC，得到納濾濃縮液。 5、干燥將納濾濃縮液送入真空或冷凍干燥設(shè)備進(jìn)行真空或冷凍干燥，得到原花
青素產(chǎn)品。 本發(fā)明的主要特點(diǎn)是利用超聲波提取技術(shù)和膜分離技術(shù)從松樹皮中提取分離原
花青素。超聲波提取技術(shù)是利用超聲波的空化作用加速植物有效成分的浸出提取，同時超
聲波產(chǎn)生的振動加強(qiáng)了細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、擴(kuò)散和溶解，且被浸提的物質(zhì)生物活性基本保
持不變。與常規(guī)提取方法相比，具有提取時間短、提取得率高、無需加熱提取等優(yōu)點(diǎn)。膜分
離技術(shù)是以外界能量或化學(xué)位差為推動力，依靠膜的選擇性透過作用進(jìn)行物質(zhì)的分離、純
化和濃縮的一種技術(shù)，其實質(zhì)近似于篩分過程，是根據(jù)濾膜孔徑的大小或者所截留的物質(zhì)
分子質(zhì)量大小的差異，使物質(zhì)透過或被膜截留，從而達(dá)到物質(zhì)分離的目的。與傳統(tǒng)分離方法
相比，具有室溫操作、無相變、能耗低、分離效率高、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。因此，本發(fā)明的方法充
分利用了超聲波提取技術(shù)和膜分離技術(shù)從松樹皮中提取分離原花青素產(chǎn)品。 植物提取物主要是由許多以自然體系狀態(tài)存在的化合物組成的天然混合物，它們
的化學(xué)成分與植物的生物進(jìn)化過程有著密切的關(guān)系，隨著長期的進(jìn)化過程而形成了十分復(fù)
雜的混合物，為植物提供非常完善的防御機(jī)制。也正是這些獨(dú)特的混合物，使植物提取物成
為人類健康的重要補(bǔ)充劑。因此，植物提取物的研究不僅僅是分析其中一種特殊成分單獨(dú)
的作用，還應(yīng)朝著植物化學(xué)成分整體間的健康防病功能。同時，獲得的植物提取物除了盡可
能完整地保留各種不同的活性成分外，還應(yīng)盡可能與原有植物中自然存在的活性成分保持
比例一致。 本發(fā)明依據(jù)現(xiàn)代膜分離技術(shù)的重要特征，利用膜孔徑大小將物質(zhì)分離為具有某一 分子量區(qū)段的多種活性成分，同時滿足分離產(chǎn)物與原有物質(zhì)有效成分比例保持一致的要求，采用微濾除雜、超濾純化、納濾濃縮的膜分離技術(shù)，截留松樹皮浸取液中淀粉、蛋白質(zhì)、
果膠、單寧、樹脂等相對分子質(zhì)量較大的化合物，它們中的絕大多數(shù)沒有藥理活性，為非藥
效成分或藥效較低的成分，而分離、純化、濃縮相對分子質(zhì)量較小的化合物，包括各種原花
青素化合物以及羥基-肉桂酸、咖啡酸、阿魏酸、沒食子酸和香草酸等有機(jī)酸，從而完好地
保留了以自然體系狀態(tài)存在的、比例均衡的抗氧化劑混合物成分，提高了產(chǎn)品的生物活性
和藥理功效。
有益效果 1)采用超聲波提取技術(shù)和膜分離技術(shù)從松樹皮中提取分離原花青素，在低溫條件 下操作，無需加熱提取，能耗低，無相變，提取效率高，不同于其它破壞或損傷提取物化學(xué)結(jié) 構(gòu)的提取方法，生物活性物質(zhì)和營養(yǎng)成分損失極少。 2)采用微濾除雜、超濾純化、納濾濃縮的膜分離技術(shù)，截留浸提液中淀粉、蛋白質(zhì)、 果膠、單寧、樹脂等相對分子質(zhì)量較大的化合物，分離、純化、濃縮相對分子質(zhì)量較小的化合 物，包括各種原花青素化合物和有機(jī)酸，完好地保持了松樹皮中固有的有效成分的自然組 成。 3)僅以純水、去離子水或蒸餾水為提取溶劑，無需使用有機(jī)溶劑，整個生產(chǎn)過程實 現(xiàn)清潔生產(chǎn)工藝和工藝用水可回收循環(huán)使用，生產(chǎn)安全環(huán)保，且產(chǎn)品無化學(xué)殘留，實現(xiàn)真正 意義上的天然、綠色產(chǎn)品，是一種對環(huán)境極為友好的生產(chǎn)方法。


圖1為本發(fā)明利用超聲波提取技術(shù)和膜分離技術(shù)從松樹皮中提取分離原花青素 工藝方法的流程示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但它們并不是對本發(fā)明的限制。
在實施例中，以兒茶素為對照品，用香草醛-鹽酸比色法測定產(chǎn)品中原花青素含 量；以沒食子酸為對照品，用Folin-Ciocalteau比色法測定產(chǎn)品中總多酚含量。
實施例1 稱取干凈的、沒有腐爛和發(fā)霉的松樹皮100g，粉碎至60目，加入1000mL蒸餾水， 在超聲波功率100W、頻率20KHz、溫度5(TC的條件下，超聲浸提30min，重復(fù)浸提1次，合并 2次浸提液，在4000轉(zhuǎn)/min條件下，離心20min，得到澄清浸提液。澄清浸提液用0. 45 y m 微孔濾膜進(jìn)行抽濾，得到微濾透過液。微濾透過液用截留相對分子質(zhì)量為100 000道爾頓 的中空纖維超濾膜進(jìn)行超濾，在室溫條件下，調(diào)節(jié)回流閥控制壓力至O. 1Mpa，收集超濾透過 液。超濾透過液用截留相對分子質(zhì)量為200道爾頓的巻式納濾膜進(jìn)行濃縮，在室溫條件下， 調(diào)節(jié)回流閥控制壓力至1. 6Mpa，收集納濾濃縮液。納濾濃縮液進(jìn)行冷凍干燥，得到4. 8g原 花青素產(chǎn)品。原花青素產(chǎn)品提取得率為4. 8% wt，其中原花青素含量為67. 1% wt，總多酚 含量為85. 7% wt。
實施例2 稱取干凈的、沒有腐爛和發(fā)霉的松樹皮10kg，粉碎至40目，加入IOOL去離子水， 在超聲波功率1000W、頻率40KHz、溫度45t:的條件下，超聲浸提40min，重復(fù)浸提1次，合并2次浸提液，用離心機(jī)進(jìn)行固液分離，去除固體雜質(zhì)，得到澄清浸提液。澄清浸提液通過增壓泵送入微濾裝置，用0. 5 m管式陶瓷微孔濾膜進(jìn)行微濾，料液溫度控制在35t:左右，調(diào)節(jié)回流閥控制壓力至0. 6Mpa，收集微濾透過液。微濾透過液通過增壓泵送入超濾裝置，用截留相對分子質(zhì)量為100 000道爾頓的中空纖維超濾膜進(jìn)行超濾，料液溫度控制在35t:左右，調(diào)節(jié)回流閥控制壓力至O. 12Mpa，收集超濾透過液。超濾透過液通過增壓泵送入納濾裝置，用截留相對分子質(zhì)量為200道爾頓的巻式納濾膜進(jìn)行濃縮，料液溫度控制在4(TC左右，調(diào)節(jié)回流閥控制壓力至1. 8Mpa，收集納濾濃縮液。納濾濃縮液進(jìn)行真空干燥，得到422g原花青素產(chǎn)品。原花青素產(chǎn)品提取得率為4. 2% wt，其中原花青素含量為68. 5% wt，總多酚含量為87. 3% wt。
權(quán)利要求
一種用水作溶劑從松樹皮中提取原花青素的方法，其特征在于以松樹皮為原料，水為提取溶劑，進(jìn)行超聲波強(qiáng)化浸提，得到原花青素浸提液；然后，原花青素浸提液用微濾除雜、超濾純化、納濾濃縮的膜分離技術(shù)處理后，得到原花青素濃縮液；原花青素濃縮液再進(jìn)行真空或冷凍干燥，得到原花青素產(chǎn)品。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用水作溶劑從松樹皮中提取原花青素的方法，其特征在于 所述的松樹皮為干凈的、沒有腐爛和發(fā)霉的松樹皮，粉碎至10 60目，水為純水、去離子水 或蒸餾水。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用水作溶劑從松樹皮中提取原花青素的方法，其特征在于 所述的超聲波強(qiáng)化浸提的松樹皮原料與水溶劑的重量比為1 : 4 20。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用水作溶劑從松樹皮中提取原花青素的方法，其特征在于 所述的超聲波強(qiáng)化浸提的超聲波頻率為20 lOOKHz，超聲波功率為100 2000W，超聲浸 提時間為5 40min，超聲浸提次數(shù)為1 2次。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用水作溶劑從松樹皮中提取原花青素的方法，其特征在于 微濾除雜采用0. 1 10iim孔徑的微濾膜；超濾純化采用截流相對分子質(zhì)量為50000 200000道爾頓的超濾膜；納濾濃縮采用截流相對分子質(zhì)量為100 400道爾頓的納濾膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用水作溶劑從松樹皮中提取原花青素的方法，其特征在于 所述的微濾膜為有機(jī)高分子微孔濾膜或無機(jī)陶瓷微孔濾膜，操作壓力為0. 05 1. OMpa，操 作溫度為20 50°C ;超濾膜為中空纖維超濾膜，操作壓力為0. 05 0. 2Mpa，操作溫度為 20 50°C ;納濾膜為巻式納濾膜，操作壓力為0. 4 2. OMpa，操作溫度為20 50°C 。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用水作溶劑從松樹皮中提取原花青素的方法，該方法是以松樹皮為原料，水為提取溶劑，利用超聲波技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)化浸提，得到原花青素浸提液，再用微濾除雜、超濾純化、納濾濃縮的膜分離技術(shù)處理后，得到原花青素濃縮液，經(jīng)真空或冷凍干燥，最后得到原花青素產(chǎn)品。本發(fā)明僅以水作為提取溶劑，利用超聲波提取技術(shù)和膜分離技術(shù)，使整個工藝過程處在低溫條件下操作，不但有效成分提取得率高，生物活性物質(zhì)不受破壞，而且生產(chǎn)安全環(huán)保，產(chǎn)品無化學(xué)溶劑殘留，實現(xiàn)真正意義上的天然、綠色產(chǎn)品，也是一種對環(huán)境極為友好的生產(chǎn)方法。
文檔編號C07D311/62GK101701013SQ20091018532
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月5日
發(fā)明者周維純, 宋強(qiáng), 曹志慶, 薄采穎, 鄭光耀 申請人:中國林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所