一種植物精油、多糖和黃酮的提取工藝的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及天然活性物質提取領域，特別涉及植物精油、多糖和黃酮的提取工藝。
【背景技術】
[0002]植物精油是一類有氣味的揮發性油狀液體物質，可從植物的花、葉、枝、根、皮、果實等中獲得，具有抗菌、消炎、抗腫瘤、抗病毒、解熱鎮痛、怯疲止咳等功效。植物精油的提取方法包括水蒸汽蒸餾提取、溶劑提取、分子蒸餾提取、壓榨提取、超聲波輔助提取、酶輔助提取、超臨界CO2提取、微波輔助提取等。多糖是機體內天然大分子之一，由多個相同或不相同的單糖以糖苷鍵相連而形成，廣泛存在于高等動植物、真菌等體內。多糖在細胞中一直作為能量存儲分子和結構組成的角色，近年來隨著多糖研究的深入，多糖的多種生物活性被發現，如抗氧化、抗腫瘤、保濕、護肝、抗炎等，且其對人體正常細胞毒副作用較小，是理想的藥物來源。多糖的提取方法有水提取、酸提取、堿提取、微波輔助提取、酶輔助提取、超聲波輔助提取、超高壓輔助提取、超臨界0)2提取等。黃酮是一類廣泛存在于植物體內的多酚類物質，該類化合物具有抗氧化、抗腫瘤、抑菌、鎮痛、抗凝血、抗炎、保護肝臟等多種生物活性，可應用于制藥和食品加工等方面。黃酮的提取方法有水提取、有機溶劑提取、超臨界0)2提取、微波輔助提取、超聲波輔助提取、酶輔助提取等。
[0003]超聲波輔助提取天然活性物質是一種物理破碎過程，原理是利用超聲波的空化作用破壞植物組織的細胞，使溶劑易于滲入細胞內，同時超聲波的多次級效應，如機械震動、乳化、擴散、擊碎、化學效應等，也能加速提取成分的擴散、釋放并與溶劑充分混合而利于提取，該技術能耗低、投資小、操作簡便，易實現工業擴大生產。酶輔助提取天然活性物質是根據植物細胞壁的構成，利用酶反應具有專一性和高效性的特點選擇相應的酶，將細胞壁的組成成分(纖維素、半纖維素和果膠質等)水解或降解，破壞細胞壁結構，使細胞內的成分溶解、混懸或膠溶于溶劑中，從而達到提取目的。該技術具有得率高、產物活性受損小、環保等優點。
[0004]近年，對有關天然活性物質提取的報道逐漸增多，但不少存在產品單一、成本高、原料利用率低、使用了毒害性較大或易燃易爆試劑等缺點。

【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種可提高原料的利用率和產物得率，提取過程安全環保的植物精油、黃酮與多糖的提取工藝。
[0006]為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為:
一種植物精油、黃酮與多糖的提取工藝，具體操作步驟如下:
(O干燥與粉碎:將原料洗凈，干燥，粉碎后過10~100目篩，備用；
(2)浸泡:將步驟(I)備用的原料用乙醇水溶液浸泡1~15h ；
(3)一次提取:將步驟(2)中的原料和乙醇水溶液放入提取容器中，往提取溶劑乙醇水溶液中加入纖維素酶后在25°C ~65°C條件下超聲波處理10~120 min，提取完畢后過濾，收集濾液、濾渣；
(4)二次提取:向步驟(3)的濾渣補加乙醇水溶液，浸泡10~120 min后重復步驟(3)的提取和過濾步驟；
(5)三次提取:重復步驟(4)的過程；
(6)一次減壓蒸餾:將步驟(3)、(4)、(5)中的濾液合并，在45~60°C條件下減壓蒸餾回收乙醇，除去部分水；
(7)離心分離:采用離心機將步驟(6)后剩余的濾液離心10~60min，得精油粗品、水相和黃酮苷元粗品；
(8)萃取分離:采用正丁醇從步驟(7)所得的中間水相中萃取黃酮苷至正丁醇相無明顯顏色，得含黃酮苷的萃取相和含多糖的萃余相；
(9)醇沉:往步驟(8)中含多糖的萃余相加入4~10倍體積的無水乙醇，靜置12~30h，過濾，收集濾液、濾渣；
(10)二次減壓蒸餾和干燥:將步驟(7)得到的黃酮苷元粗品加入步驟(8)中含黃酮苷的萃取相中，在70°C ~80°C條件下減壓蒸餾回收正丁醇，剩余的萃取相減壓干燥得黃酮粗品；將步驟(9)得到的濾液在45~60°C條件下減壓蒸餾回收乙醇，將步驟(9)得到的濾渣減壓干燥得多糖粗品；
(11)分子蒸餾精制:將步驟(7)得到的精油粗品經分子蒸餾技術精制；
(12)檢測精油粗品和經分子蒸餾技術精制后的質量；檢測多糖粗品及所含多糖質量；檢測黃酮粗品及所含黃酮質量。
[0007]作為上述技術方案的進一步改進:
優選的，所述步驟(2)、步驟(3)、步驟(4)、步驟(5)中乙醇水溶液為乙醇與水配置，體積分數為30%~70%。
[0008]優選的，所述步驟(2)、步驟(4)、步驟(5)所加溶劑乙醇水溶液的量，其體積與原料質量比為5-25: I mL/g。
[0009]優選的，所述步驟(3)、步驟(4)、步驟(5)中，加入纖維素酶的濃度為0.3-4.0 U/HiL提取溶劑。
[0010]優選的，所述超聲波的功率為200 W，頻率為25 kHz。
[0011]優選的，所述離心機的轉速為3 000-5 000 rpm。
[0012]本發明的原理:
纖維素酶是一組能夠降解纖維素生成葡萄糖的酶的總稱，其來源廣泛，例如軟體動物、昆蟲、原生動物、細菌、放線菌、真菌等都可產生纖維素酶。水可再生、無污染，乙醇早已被用做活性物質的提取溶劑，能與水以任何比例混合，具有污染小、毒性低、易回收等優點，在超聲波和纖維素酶的輔助下，可以利用乙醇水溶液從植物中提取精油、黃酮與多糖。正丁醇類似于乙醇，也是糧食、玉米芯等農作物通過發酵得到的產品，在白酒中微量存在，也允許作為食品添加劑使用。
[0013]精油難溶于水、微溶于乙醇，精油的沸點高于水和乙醇。多糖是生物大分子，易溶于水，難溶于乙醇等有機溶劑。黃酮苷元易溶于乙醇、難溶于水，黃酮苷易溶于水和正丁醇，正丁醇微溶于水；利用這些特性將提取液中乙醇旋轉蒸發后，通過離心得到精油粗品、水相和黃酮苷元粗品，采用正丁醇從水相中萃取黃酮苷將多糖和黃酮苷分離，萃取完畢，利用醇沉對萃余相中的多糖進行純化，將黃酮苷元粗品加入萃取相中，經旋轉蒸發回收正丁醇，減壓干燥得黃酮粗品。
[0014]與現有技術相比，本發明的優點在于:
1.超聲波協同纖維素酶輔助提取植物精油、多糖和黃酮等多種產品超聲波協同纖維素酶輔助提取工藝，可以從一次投料中同時提取植物精油、多糖與黃酮等多種產品，能提高產物得率和原料利用率，降低成本，且產物活性受損低、熱敏性成分遭受破壞小。
[0015]2.產品濃縮與溶劑回收技術簡單、環保、效率高
利用黃酮苷元易溶于乙醇，難溶于水和精油，且精油和水的沸點高于乙醇，精油與水互不相溶這些特性，第一次減壓蒸餾回收乙醇、除掉部分水后通過離心分離精油、黃酮苷元和水相；利用多糖易溶于水，難溶于正丁醇，黃酮苷易溶于水和正丁醇，正丁醇微溶于水這些特性，使用正丁醇從水相中萃取黃酮苷分離黃酮苷與多糖，將黃酮苷元粗品加入含黃酮苷的萃取相，減壓蒸餾回收正丁醇后通過減壓干燥得黃酮粗品；含多糖的萃余相經醇沉，過濾和減壓干燥得多糖粗品。溶劑具有無毒、污染小、易回收等優點。
【具體實施方式】
[0016]為了便于理解本發明，下文將結合較佳的實施例對本發明作更全面、細致地描述，但本發明的保護范圍并不限于以下具體的實施例。
[0017]實施例1:
將纈草根洗凈后干燥，粉碎，過100目篩，選取100 g粉末作原料。用1.5 L的50%乙醇水溶液(即提取溶劑)浸泡原料12 h后，放入提取容器中，并加入纖維素酶，在纖維素酶濃度為2.4 U/mL提取溶劑、提取溫度55°C條件下，超聲波(功率:200 W，頻率:25 kHz)處理35 min，提取完畢后過濾，收集濾液、濾渣，完成一次提取；向一次提取的濾渣加入1.5 L的50%乙醇水溶液浸泡60 min,重復一次提取中的提取和過濾等操作，收集濾液、濾渣，完成二次提取；向二次提取的濾渣加入1.5 L的50%乙醇水溶液，重復二次提取中的浸泡、提取和過濾等操作，完成三次提取。再將三次過濾得到的濾液合并，在45 V條件下進行減壓蒸餾回收乙醇、除去部分水,之后離心機離心(轉速:4000 r/min) 15 min,得到上層精油粗品、中間水相和底層黃酮苷元粗品。采用正丁醇從中間水相中萃取至正丁醇相無明顯顏色，萃取完畢，收集含黃酮苷的萃取相和含多糖的萃取余相。將黃酮苷元粗品加入含黃酮苷的萃取相后在75°C條件下旋轉蒸發回收正丁醇，剩余的萃取相減壓干燥得黃酮粗品；含多糖的萃取余相加入6倍體積的無水乙醇，靜置12h后過濾，收集濾渣、濾液，濾渣經減壓干燥得多糖粗品，濾液在55°C條