一种连续相变萃取海藻多糖的方法与流程

1.本发明涉及天然产物提取技术领域，具体涉及一种连续相变萃取海藻多糖的方法。


背景技术：

[0002]“海洋经济是全球生命支持系统的一个基本组成部分，也是有助于实现可持续发展的宝贵财富。现在我国已批准为“准”字号的海洋药物已有藻酸双酯钠、甘糖醇、多烯康、烟酸甘露醇酯、多康佳、海力特、卡迪康、洛伐他丁、降糖宁散等。
[0003]
随着人们生活质量的提高，保健食品正越来越普遍地进入寻常百姓家。海洋生物由于含有丰富的优质蛋白、不饱和脂肪酸、维生素、矿物质、膳食纤维以及多种独特的生物活性物质，而具有健脑益智、预防肿瘤、预防心脑血管疾病、抑菌抑病毒、调节血压、调节血糖、调节免疫功能、抗衰老等作用。我国目前已利用海洋藻类、鱼类、软体动物、棘皮动物、腔肠动物以及甲壳资源等，并与中医药资源结合，开发了多种系列的海洋保健食品。因而针对海洋藻类的高效提取具备极大的市场潜力。


技术实现要素：

[0004]
本发明目的在于提高海藻多糖提取率，简化繁杂的后续精炼过程，提供一种提取率高、多糖纯度高、安全、环保、成本较低，适合大规模工业化生产的连续相变萃取海藻多糖的方法。
[0005]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006]
一种连续相变萃取海藻多糖的方法，包括以下步骤：
[0007]
s1、将紫菜烘干，粉碎，得到干紫菜原料；
[0008]
s2、将干紫菜装入连续相变萃取装置的萃取釜中，在始终低于萃取剂的临界压力和临界温度的条件下，高压泵将萃取剂压缩为液体，以一定流速流经萃取釜萃取海藻多糖，然后进入解析釜中，通过加热、减压使萃取剂相变为气体，再通过即时压缩，变为液体流经萃取釜，对物料再次萃取，循环多次，所述萃取剂是指水，萃取条件为：萃取温度60℃～100℃，萃取压力为0.2mpa～0.5mpa，连续萃取180min～300min，流速20l/h～100l/h，解析温度60℃～100℃，解析压力
‑
0.08mpa。
[0009]
在本发明较佳的实施例中，所述萃取温度为60～100℃，萃取时间为180～300min，萃取流速为20l/h～100l/h，萃取流速优选为40l/h～80l/h。
[0010]
在本发明较佳的实施例中，所述萃取温度为80℃，萃取时间为240min，萃取流速为60l/h，萃取压力0.20mpa。
[0011]
在本发明较佳的实施例中，所述萃取温度为90℃，萃取时间为180min，萃取流速为80l/h，萃取压力0.3mpa。
[0012]
在本发明较佳的实施例中，所述萃取温度为100℃，萃取时间为300min，萃取流速为100l/h，萃取压力0.35mpa。
[0013]
在本发明较佳的实施例中，所述烘干温度为50～60℃，水分含量控制在8％～15％。
[0014]
在本发明较佳的实施例中，步骤s2中料液比为1:10～150。
[0015]
在本发明较佳的实施例中，将海藻在55℃温度下烘干，水分含量控制在10％。
[0016]
在本发明较佳的实施例中，所述解析温度80℃，解析压力
‑
0.08mpa。
[0017]
在本发明较佳的实施例中，所述萃取剂ph为5.0～7.5的三级水。
[0018]
本发明所采用的连续相变技术是指萃取剂在一定的压力以及温度条件下流经萃取釜对物料进行萃取后，经解析装置相变为气体，其中萃取到的物质落放入解析釜，解析后的气体再经过冷凝成液体，再次流经萃取釜，对物料进行反复萃取的过程，可连续多次对物料进行动态、高效萃取。与传统的热水浸提法相比具有有效成分提取率高且在提取过程中溶剂几乎无消耗、无污染，作用效果快，能耗小、处理量大、生产成本低等特点。
[0019]
本发明所采用的连续相变萃取技术与传统的溶剂、超临界萃取技术及亚临界萃取技术相比，连续相变萃取即具超临界萃取与亚临界萃取的高效、产品无溶剂残留、香气成分保留率高的优点，而且萃取压力和解析压力比超临界低，同时又具有常规溶剂萃取容积大、批处理量大、生产成本低等特点。另外，连续相变萃取还存在萃取时间短，可以实现即时连续萃取的过程，溶剂需求较少，溶剂回收等优势。在整个萃取过程中，萃取剂是由液态到气态再到液态的相变过程，是即时、连续的。萃取剂是进行连续相变，循环使用的，海藻多糖保存在解析釜中，萃取完后放出收集。
[0020]
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0021]
1、本发明采用连续相变萃取与分离技术，不仅有效地降低了生产成本，缩短了提取分离时间，减少了工艺过程中溶剂消耗量及能耗，而且工艺流程简单、可操作性强，萃取效率高，环保、无污染，完全性和重复性好，可实现大规模工业化连续性生产；
[0022]
2、由于整个萃取过程在密闭绝氧、高温高压的条件下进行，因此，特别适合于海藻多糖的工业化连续性生产；
[0023]
3、本发明提取率高，提取剂可反复回收利用。与常规方法相比，海藻多糖提取率提高5～10％，提取率可以达到15％以上，萃取时间可缩短40％～60％左右。
附图说明
[0024]
图1为提取时间对多糖提取率的影响曲线图。
[0025]
图2为提取温度对多糖提取率的影响曲线图。
具体实施方式
[0026]
下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0027]
固形物以及多糖含量检测及得率对比
[0028]
多糖检测方法：苯酚
‑
硫酸法
[0029]
(1)原理
[0030]
一定浓度的硫酸溶液能将多糖水解为单糖或者寡糖，单糖或者寡糖立即脱水生成糖醛衍生物，衍生物遇苯酚缩合为橙黄色稳定的化合物，该化合物在490nm处有最大吸收，该吸收值与多糖含量呈线性关系，通过该吸光值可换算出多糖含量。
[0031]
(2)原料预处理
[0032]
取预处理过的海藻原料5.00g，按1：30(m:v)的料液比加入150ml蒸馏水。40hz条件下超声20min,在80℃恒温水浴磁力搅拌下提取1.5h；4 000r/min离心10min。提取两次，用120目尼龙纱布挤压过滤，滤液放入50℃干燥箱浓缩。
[0033]
(3)标准曲线的制作
[0034]
取无水d
‑
半乳糖对照品适量，精密称定，加水制成每1ml含无水d
‑
半乳糖0.6mg的溶液。精密量取对照品溶液1.0ml、1.5ml、2.0ml、2.5ml、3.0ml、4.0ml，分别置50ml量瓶中，加水至刻度，摇匀。精密量取上述各溶液2ml，置具塞试管中，分别加6％苯酚溶液1ml，混匀，迅速加入硫酸5.0ml，摇匀，置沸水浴中煮沸10min，取出，置冰水浴中冷却后取出，以相应试剂为空白，照紫外
‑
可见分光光度法(通则0401)，在490nm的波长处测定吸光度，以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。
[0035]
(4)样品测定
[0036]
精密量取2g提取液或浓缩液，加乙醇10ml，搅拌，放置4℃冰箱静置2h以上(建议过夜)再离心，离心(设置4000转10分钟进行离心)，沉淀以5ml 80％乙醇溶液洗涤，离心，弃去上清液，操作2次。加水溶解，置50ml容量瓶中，并稀释至刻度(如果检测的吸光值过高，则需在此基础上再进行稀释；如果检测的吸光值过低，则需加大前处理的前处理取样量)，摇匀，精密置取2ml，照标准曲线的制备项下的方法，自“加6％苯酚溶液1ml”起，依法测定吸光度，从标准曲线上读出对照品溶液中无水d
‑
半乳糖的浓度(mg/ml)，计算，即得。
[0037]
(5)结果计算
[0038]
提取液中总多糖含量(mg/g)＝(c
样
×
v1×
n)/m1[0039]
式中：c
样
————样品测定液中多糖的浓度，mg/ml；
[0040]
v1————供试液粗多糖溶液体积，ml；
[0041]
n————稀释倍数；
[0042]
m1————取浓缩液的重量(g)；
[0043]
平行两次测定，取其平均值报告。相对误差≤5％。
[0044]
检测计算：
[0045][0046][0047]
实施例1一种连续相变萃取海藻多糖的方法
[0048]
1、一种连续相变萃取海藻多糖的方法，包括以下步骤：
[0049]
(1)将紫菜在55℃温度下烘干，水分含量控制在10％，粉碎，得到干紫菜原料；
[0050]
(2)取所述处理后的干紫菜10kg装入连续相变萃取装置的萃取釜中，在始终低于
萃取剂的临界压力和临界温度的条件下，高压泵将萃取剂压缩为液体，以一定流速流经萃取釜萃取海藻油，进入解析釜中，通过加热、减压使萃取剂相变为气体，再通过即时压缩，变为液体流经萃取釜，对物料再次萃取，如此循环多次，所述萃取剂是水，萃取条件为：萃取温度80℃，萃取压力为0.2mpa，连续萃取240min，流量100l/h，解析温度80℃，解析压力0.1mpa；原料与萃取剂的料液比为1：10(g/ml)。
[0051]
(3)萃取完成后，萃取液流经解析釜中，解析温度设置80℃，解析压力
‑
0.08mpa，在解析釜中放出海藻多糖提取液，回收收集纯水，检测海藻固形物以及多糖含量。
[0052]
对比例1常规提取热水浸提海藻多糖的提取方法
[0053]
(1)将紫菜在55℃温度下烘干，水分含量控制在10％，粉碎，得到干紫菜原料；
[0054]
(2)取所述处理后的干紫菜1kg加入常规提取罐中，加入40l三级水，原料与萃取剂的料液比为1：40，加热提取，设计提取温度80℃,提取时间240min，提取后检测海藻固形物及多糖含量。
[0055]
表1不同提取工艺所得固形物得率以及多糖得率对比
[0056][0057]
由表1可知，结果表明，对比热水浸提工艺，连续相变萃取灵芝其固形物及多糖得率分别提高9％和5.08％，连续相变萃取工艺其固形物以及多糖得率要显著高于常规热水浸提法。
[0058]
实施例2连续相变萃取海藻多糖方法的研究
[0059]
本发明根据海藻原料的特性，不断分析确定和调节工艺条件。参照以下步骤操作：
[0060]
(1)将紫菜在55℃温度下烘干，水分含量控制在10％，粉碎，得到干紫菜原料；
[0061]
(2)将2000g的干紫菜原料加入到20l萃取釜中，确定萃取压力为0.20mpa，萃取流速60l/h，设置萃取温度、萃取时间，将纯水注入萃取釜中。
[0062]
(3)萃取完成后，萃取液流经解析釜中，解析温度设置80℃，解析压力
‑
0.08mpa，在解析釜中放出海藻多糖提取液，回收收集纯水，检测海藻固形物以及多糖含量。
[0063]
附图1～2提供了萃取时间、萃取温度、对海藻多糖提取率影响的结果。表2为萃取温度对海藻多糖提取率影响的结果，表3为萃取时间对海藻多糖提取率影响的结果。
[0064]
萃取时间对海藻多糖提取率的影响如图1所示，萃取时间为60～300min。当萃取时
间为60～300min之间时，随着萃取时间的增加，海藻多糖提取率显著增加，在萃取时间为120min时多糖提取率达到最大值，为14.29％此时原料与萃取剂的料液比为1：60。但是本发明研究发现，并不是萃取时间越长越好，随着提取时间的延长，多糖提取率增加不显著且海藻多糖会发生分解，同时工艺成本会显著提高。
[0065]
萃取温度对海藻多糖提取率的影响如图2所示，萃取时间为60～100℃。萃取温度对海藻多糖提取率的影响是当温度范围在60～100℃之间时，随着萃取温度的增加，海藻多糖提取率显著增加，同一萃取时间180min下，在萃取温度为80℃时多糖提取率达到最大值，为15.61％。但是本发明研究发现，并不是萃取温度越高越好，过高温度会破坏海藻多糖的分解，与此同时高温使得能耗增加，成本升高。
[0066]
表2萃取温度对海藻多糖提取率的影响
[0067][0068]
表3萃取时间对海藻多糖提取率的影响
[0069][0070]
实施例3一种连续相变萃取海藻多糖的方法
[0071]
(1)将紫菜在55℃温度下烘干，水分含量控制在13％，粉碎，得到干紫菜原料；
[0072]
(2)将2000g干紫菜原料加入到20l萃取釜中，设置萃取温度80℃、压力0.10mpa、萃取流速40l/h将ph为7.0的三级纯水注入萃取釜中，连续萃取240min此时原料与萃取剂的料液比为1：80；
[0073]
(3)萃取完成后，萃取液流经解析釜中，解析温度设置80℃，解析压力
‑
0.08mpa，在解析釜中放出海藻多糖提取液，回收收集纯水，检测其海藻多糖得率15.16％。
[0074]
实施例4一种连续相变萃取海藻多糖的方法
[0075]
(1)将紫菜在55℃温度下烘干，水分含量控制在13％，粉碎，得到干紫菜原料；
[0076]
(2)将2000g干紫菜原料加入到20l萃取釜中，设置萃取温度100℃、压力0.2mpa、萃取流速60l/h将ph为7.2的三级纯水注入萃取釜中，连续萃取180min此时原料与萃取剂的料液比为1：90；
[0077]
(3)萃取完成后，萃取液流经解析釜中，解析温度设置80℃，解析压力
‑
0.08mpa，萃取结束后在解析釜中放出海藻多糖提取液，回收收集纯水，其多糖得率为14.01％。
[0078]
实施例5一种连续相变萃取海藻多糖的方法
[0079]
(1)将紫菜在50℃温度下烘干，水分含量控制在8％，粉碎，得到干紫菜原料；
[0080]
(2)将2000g干紫菜原料加入到20l萃取釜中，设置萃取温度100℃、压力0.2mpa、萃取流速60l/h将ph为7.2的三级纯水注入萃取釜中，连续萃取300min，原料与萃取剂的料液比为1：150；
[0081]
(3)萃取完成后，萃取液流经解析釜中，解析温度设置80℃，解析压力
‑
0.08mpa，萃取结束后在解析釜中放出海藻多糖提取液，回收收集纯水，其多糖得率为12.96％。
[0082]
实施例6一种连续相变萃取海藻多糖的方法
[0083]
(1)将紫菜在50℃温度下烘干，水分含量控制在10％，粉碎，得到干紫菜原料；
[0084]
(2)将2000g干紫菜原料加入到20l萃取釜中，设置萃取温度80℃、压力0.2mpa、萃取流速60l/h将ph为7.2的三级纯水注入萃取釜中，连续萃取180min，原料与萃取剂的料液比为1：90；
[0085]
(3)萃取完成后，萃取液流经解析釜中，解析温度设置80℃，解析压力
‑
0.08mpa，萃取结束后在解析釜中放出海藻多糖提取液，回收收集纯水，其多糖得率为17.1％。
[0086]
以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。