一种高含量橙皮苷的制备方法与流程

1.本发明涉及植物天然活性成分的提取分离方法，具体涉及一种高含量橙皮苷的制备方法。


背景技术：

2.橙皮苷是一种天然黄酮类化合物，化学式为c
28h34o15
，主要存在于主要存在于豆科、唇形花科、蝶形花科、芸香科和柑橘属植物中。近代药理研究表明，橙皮苷具有维持血管正常渗透压、增强毛细管韧性、降低胆固醇、调节免疫力、抗癌抗肿瘤等多种功效，随着对其药效研究的深入，橙皮苷已成为天然保健食品和药品的研究热点。此外，橙皮苷除医药用途外，还作为天然抗氧化剂、食品添加剂和果蔬保鲜剂广泛的应用于食品工业，具有广阔的开发和应用前景。
3.目前，用于提取橙皮苷的原料来源广泛，种类繁多，廉价易得，因此，建立安全、绿色、高效的橙皮苷提取方法已成为橙皮苷开发、利用的研究热点。提取方法的不同不仅会对橙皮苷的提取率、纯度和生产成本产生直接影响，同时也会对下游产品的功能、品质产生重大作用。
4.橙皮苷的主要用途是作为生产药品地奥司明片的原料，故而橙皮苷的纯度直接决定着地奥司明产品的质量。目前市场上橙皮苷的规格最高一般都在都在95％左右，低于95％规格的橙皮苷则不适合用于生产地奥司明。制约获得高含量橙皮苷的主要因素之一就是无论何种规格的橙皮苷产品中，都含一定量的异柚皮苷，其含量约占1～5％，其结构与橙皮苷相似，常规的分离方法都难以很好的实现去除。譬如传统的碱溶酸沉工艺，在提高橙皮苷含量的同时，对于除去异柚皮苷就显得极为有限。所以，如何在获得高含量橙皮苷的同时，也能最大限度的降低异柚皮苷的含量，这对于提高橙皮苷产品附加值，扩大其在医药领域应用范围，具有极为重要的意义。
5.现有技术中有公开资料，如下。
6.cn105968151a公开了一种从脐橙落果和脐橙果皮中提取橙皮苷的方法，是通过干燥、粉碎、石油醚/甲醇索氏萃取、旋转蒸发、抽滤、硅胶柱层析、水精制即得。该方法需要使用诸如石油醚、二甲基亚砜、甲醇等有机溶剂，对安全性要求高，且对环境不友好；层析方法难以实现量产，对异柚皮苷也未针对性的去除。
7.cn112851729a公开了一种柑橘落果中橙皮苷的制备方法，是通过打浆、氧化锌调酸、加热浸提、冷却、酸化、水洗、丙酮精制、异丙醇精制、干燥后即得。该工序需要使用大量的氧化锌、丙酮、异丙醇，这会直接导致生产成本高昂，且极易造成氧化锌残留。
8.cn112358512a公开了一种制备柑橘橙皮苷的方法，是通过柑橘皮渣干燥、粉碎、超声波逆流浸提、低温浓缩、调酸沉淀、乙醇重结晶、真空干燥后即得。该工艺需要使用高纯度乙醇，且从案例中可知其产品最高含量不超过97％，对异柚皮苷也未针对性的去除。
9.cn111793099a公开了一种从枳实中分离橙皮苷、新橙皮苷、柚皮苷和辛弗林的方法，是通过热水浸提、提取渣稀碱浸提、调酸结晶、真空干燥即得。该工艺极为传统，得到的
橙皮苷含量较低，对异柚皮苷也未针对性的去除。
10.cn104327135a公开了一种橙皮苷的提取方法，是通过干燥、粉碎、乙醇超声提取、固液分离、浓缩、调酸结晶、大孔吸附树脂层析后即得。该工艺是在95％乙醇超声波条件下萃取，安全性极差。
11.cn111171092a公开了用柑橘皮果胶提取残渣制备橙皮苷的方法，是通过除果胶、碱提、超滤、蒸发浓缩、酸化沉淀、水洗、热乙醇提取、冷却结晶后即得。该工艺直接水冷结晶，会导致收率较低，对异柚皮苷也未针对性的去除。
12.cn111087434a公开了橙皮苷的提取方法，是通过碱提、酸结晶，该工艺为传统碱提酸沉，收率和产品含量较低，对异柚皮苷也未针对性的去除。
13.上述方法中，基本上都是一味的追求橙皮苷的高含量，但是没有对异柚皮苷进行有效的除去；甚至以牺牲橙皮苷为代价来降低异柚皮苷的含量，从而直接减低目标产品的收率。
14.cn111978362a一种天然产物橙皮苷中异柚皮苷的去除方法，是通过稀碱溶解、甲基化、树脂层析、酸化沉淀后即得。该工艺需要对异柚皮苷进行甲基化，但是这也同时对结构极为相似的橙皮苷进行甲基化，从而导致最终橙皮苷产品的收率降低。
15.cn111732622a公开了一种从枳实中提取橙皮苷的方法，是通过脱脂、酶解、除杂、渗漉、硅藻土吸附，调节ph，最终得到橙皮苷，并且不含异柚皮苷。但是该专利方法步骤较为繁复，而且需要加入酶进行酶解，成本较高，耗时较长，在工业化的大规模生产中并不占优势。
16.因此，开发一种高含量橙皮苷的制备方法，同时该工艺可以有效的去除异柚皮苷，这对于提高橙皮苷产品附加值，扩大其在医药领域应用范围，具有极为重要的意义。


技术实现要素：

17.本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种高含量橙皮苷的制备方法，其可以在获得高含量橙皮苷的同时，有效的去除异柚皮苷。同时该方法工艺简单，对设备要求低，产业化能力强。
18.本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种高含量橙皮苷的制备方法，包括以下步骤：
19.(1)浸提：原料破碎后用热水浸提，膜过滤得膜处理液；
20.(2)萃取：膜处理液浓缩后，加入石油醚、苯和甘油，高温条件下充分混合均匀并调酸后，降温并在低温条件下萃取，收集甘油层；
21.(3)层析：将甘油层用水稀释后调碱，上层析柱，含醇稀盐水洗柱后，高浓度盐水溶液解吸，收集解吸液；
22.(4)结晶：将解吸液浓缩，将其置于低温饱和二氧化碳气氛下析晶；
23.(5)后处理：将析晶洗涤、干燥、粉碎及过筛后，即得高含量橙皮苷产品。
24.步骤(1)中，所述的原料为芸香科柑橘属植物中的枳实、枳壳、陈皮或酸橙等，以其高含量橙皮苷原料为优选；所述的粉碎为粉碎至过10～80目；所述的水浸提是将原料投入热水中浸泡并固液分离；所述的膜过滤为先过陶瓷膜收集透过液，然后透过液过纳滤膜，收集截留液。
25.优选地，步骤(1)中，所述的热水温度为80～95℃，料液比为1:20～50(kg/l)，提取次数为2～5次，每次浸提时间1～4h；优选地，提取次数为3-4次，每次浸提时间2～3h。
26.步骤(1)中，所述的固液分离是以实现提取渣和提取液的初步分离为目的，包括但不限于板框压滤、三足式离心机过滤或滤布袋过滤中的任意一种；
27.优选地，步骤(1)中，所述的陶瓷膜过滤为截留分子量为1万～10万道尔顿；所述的纳滤膜过滤为截留分子量为200～400道尔顿。
28.步骤(2)中，所述的浓缩是将透过液浓缩至固形物含量为20～40％；浓缩方式为以脱去水分为目的，包括但不限于降膜式浓缩、单效蒸发式浓缩或多效蒸发式浓缩中的一种；
29.步骤(2)中，所述的石油醚为90～120℃高沸程规格；所述的浓缩液固形物(kg)：石油醚(l)：苯(l)：甘油(l)为1:2～4：0.5～1：10～15。
30.步骤(2)中，所述的高温条件为50～65℃下搅拌保持0.5～1h；所述低温条件为3～10℃保持3～5h；高温是为了促进石油醚、苯和甘油以及浓缩液(包括橙皮苷和异柚皮苷)充分混合，后续的低温是为了促进分层，完成不同溶质的分配和萃取。
31.步骤(2)中，所述调酸所用的酸为盐酸、硫酸、醋酸或磷酸中的任意一种或几种；所述的调酸后ph值为2～6，优选3～5。
32.步骤(3)中，所述的调碱之前还需要用水稀释，稀释倍数为15～30倍；所述的调碱为将ph值调节为9～13；所述的碱为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或几种；所述的层析柱为阴离子交换树脂为填充料的层析柱，优选为d941、lx-t5、lxd-762、lx-94中的任意一种；
33.优选地，步骤(3)中，所述的阴离子交换树脂(l)：浓缩液固形物(kg)为20～40：1；阴离子交换树脂层析柱径高比为1:3～7；上柱流速为0.5～1.5bv/h。
34.步骤(3)中，所述的含醇稀盐水洗，即用2～4bv的含醇稀盐水、以流速为1～2bv/h洗柱；优选地，步骤(3)中，所述的含醇稀盐水为含醇的无盐水溶液；醇为乙醇或甲醇的任意一种或两种的组合；无机盐为氯化钠、氯化钾、硫酸钾、硫酸钠中的任意一种或几种的组合；醇的体积分数为5～9wt％；盐的浓度为0.03～0.05wt％；解吸过程所用的高浓度盐水溶液，其中盐为氯化钠、氯化钾、硫酸钾、硫酸钠中的任意一种或几种的组合；盐的浓度为0.8～1.5wt％；解吸液体积为5～8bv，解吸流速为0.5～1.5bv/h。
35.步骤(4)中，所述的浓缩为将解吸液至固形物含量为25～40％；浓缩方式为以脱去水分为目的，包括但不限于降膜式浓缩、单效蒸发式浓缩或多效蒸发式浓缩中的一种。
36.步骤(4)中，所述的低温为1～10℃，所述饱和二氧化碳气氛为浓缩液处于密封二氧化碳环境中，即先向浓缩液底部不断鼓入二氧化碳气体并保持1～2h，随后二氧化碳改为保压装置顶端注入，并保持二氧化碳高压状态进行析晶；进一步地，所述保持二氧化碳高压状态是维持二氧化碳分压为0.01～0.05mpa。
37.步骤(4)中，所述的析晶静置6～12h。
38.步骤(5)中，所述的洗涤是用90％以上的乙醇或甲醇直接淋洗结晶；所述的干燥为以除去水分为目的，包括但不包括真空干燥、鼓风干燥、真空微波干燥、真空冷冻干燥中的任意一种；所述的粉碎为机械破碎，如粉碎机；所述的过筛为过80～200目。
39.发明人预料不到地发现，进行萃取时，选择石油醚、苯和甘油按照一定比例的混合溶剂，橙皮苷分配在甘油层，异柚皮苷分配在石油醚与苯的混合液层，能够在橙皮苷收率和纯度(主要是为了不含有异柚皮苷)得到最好的平衡，能够在不降低橙皮苷收率的情况下，
尽可能去除异柚皮苷。后续采用含醇稀盐水洗柱，主要是为了洗脱异柚皮苷，使最终成品中不含有异柚皮苷，为橙皮苷制备药品地奥司明提供了便利和产业上的优势。通过萃取溶剂的选择和后续上柱洗脱，本发明通过非常简便的方法完成了橙皮苷的提取分离，并且有效去除异柚皮苷，本发明方法不需要大型设备，对原料也不需要经过特殊处理，非常具有产业上的可实施性和便利性。
40.本发明方法的原理是：
41.以水为溶剂提取原料中橙皮苷得到的浸提液，依次通过陶瓷膜和纳滤膜过滤，物理去除大分子和小分子杂质而得到澄清浸提液，将经过浓缩的澄清浸提液加入石油醚、苯和甘油，高温混合并调酸后，进行低温分层萃取，橙皮苷与异柚皮苷和杂质实现分离；获得溶解有橙皮苷的甘油层经过稀释和调碱后，其形成盐并上柱于离子交换树脂，先用含醇稀盐水溶液洗柱，去除包括异柚皮苷在内的杂质，再用高浓度的无机盐进行解吸，实现橙皮苷的再次分离纯化；随后将解吸液浓缩后，置于高压饱和二氧化碳气氛中，用高压饱和二氧化碳降低解吸液的ph值，同时利用低温促进结晶，从而实现第三次的分离纯化，进一步的去除包括异柚皮苷在内的杂质，最后将得的晶体洗晶后干燥、粉碎、过筛后，即得高含量的橙皮苷产品。
42.本发明方法的有益效果如下：
43.一、本发明所得产品，橙皮苷收率超过90％，纯度≥98％，异柚皮苷未检出或含量极低，非常适宜作为生产药物地奥司明的原料
44.二、本发明方法整个工艺对设备要求低，操作简单，产业化能力强。
具体实施方式
45.下面结合实施例对本发明作进一步说明。
46.本发明实施例所使用的枳实原料由江西海富生物工程有限公司提供，原料中橙皮苷含量为14.2％。
47.本发明实施例所使用的原料或化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。
48.本发明实施例中，采用高效液相色谱(hplc)外标法检测橙皮苷和异柚皮苷的含量。
49.实施例1
50.(1)浸提：将100kg枳实原料破碎至80目，后用30倍枳实原料重量热水浸提分三次浸提，体积比为13:10:7，每次浸提2h，三足离心机固液分离，合并浸提液，先过截留分子量为3万道尔顿的陶瓷膜，收集透过液，再过截留分子量为300道尔顿纳滤膜，收集截留液为膜处理液；
51.(2)萃取：膜处理液通过多效蒸发浓缩至固形物含量27.6％，加入石油醚、苯和甘油，比例是浓缩液固形物(kg)：石油醚(l)：苯(l)：甘油(l)为1：3：1：15，加入醋酸调节ph为4，在60℃搅拌1h，保证体系充分混合均匀，之后再放入夹层保温罐(夹层连接低温冷却液循环泵降温)中降温至5℃保持5h，完成萃取和分层，收集甘油层；
52.(3)层析：将甘油层用甘油质量20倍的去离子水稀释，再用稀的氢氧化钠溶液调ph为11，上lx-t5层析柱，高径比1:5，上柱流速1bv/h，阴离子交换树脂填料的用量和步骤(2)
浓缩液固形物质量关系为30:1(l/kg)，上柱完成后，用3bv的乙醇浓度7wt％，氯化钠浓度0.04wt％的水溶液洗柱，再用8bv的氯化钠浓度1.1wt％的盐水溶液解吸，解吸液流速1bv/h，收集解吸液；
53.(4)结晶：将解吸液通过多效蒸发浓缩至固形物含量38.5％，将其置于密封环境，降温至4℃并维持该温度，从浓缩液底部不断鼓入二氧化碳气体并保持1h，之后二氧化碳改为装置顶端注入，保持二氧化碳分压在0.02mpa，静置12h，析晶得到纯白色粉末状固体产品；
54.(5)后处理：将所得固体粗产物用95％乙醇淋洗、真空干燥、粉碎及过160目筛后，即得高含量橙皮苷产品。
55.经过检测，本实施例所得橙皮苷产品纯度99.38％，异柚皮苷未检出，橙皮苷收率92.94％。
56.实施例2
57.(1)浸提：将100kg枳实原料破碎至80目，后用20倍枳实原料重量热水浸提分三次浸提，体积比为10:6:4，每次浸提2h，三足离心机固液分离，合并浸提液，先过截留分子量为3万道尔顿的陶瓷膜，收集透过液，再过截留分子量为300道尔顿纳滤膜，收集截留液为膜处理液；
58.(2)萃取：膜处理液通过多效蒸发浓缩至固形物含量23.8％，加入石油醚、苯和甘油，比例是浓缩液固形物(kg)：石油醚(l)：苯(l)：甘油(l)为1：4：1：10，加入醋酸调节ph为3，在65℃搅拌1h，保证体系充分混合均匀，之后再放入夹层保温罐中降温至5℃保持5h，完成萃取和分层，收集甘油层；
59.(3)层析：将甘油层用甘油质量15倍的去离子水稀释，再用稀的氢氧化钠溶液调ph为13，上d941层析柱，高径比1:3，上柱流速0.5bv/h，阴离子交换树脂填料的用量和步骤(2)浓缩液固形物质量关系为20:1(l/kg)，上柱完成后，用2bv的乙醇浓度5wt％，氯化钠浓度0.05wt％的水溶液洗柱，再用5bv的氯化钠浓度1.5wt％的盐水溶液解吸，解吸液流速1.5bv/h，收集解吸液；
60.(4)结晶：将解吸液通过多效蒸发浓缩至固形物含量32.1％，将其置于密封环境，降温至4℃并维持该温度，从浓缩液底部不断鼓入二氧化碳气体并保持1h，之后二氧化碳改为装置顶端注入，保持二氧化碳分压在0.01mpa，静置12h，析晶得到纯白色粉末状固体产品；
61.(5)后处理：将所得固体粗产物用95％乙醇淋洗、真空干燥、粉碎及过160目筛后，即得高含量橙皮苷产品。
62.经过检测，本实施例所得橙皮苷产品纯度99.13％，异柚皮苷含量80ppm，橙皮苷收率91.58％。
63.实施例3
64.(1)浸提：将100kg枳实原料破碎至80目，后用40倍枳实原料重量热水浸提分三次浸提，体积比为20:10:10，每次浸提2h，三足离心机固液分离，合并浸提液，先过截留分子量为3万道尔顿的陶瓷膜，收集透过液，再过截留分子量为300道尔顿纳滤膜，收集截留液为膜处理液；
65.(2)萃取：膜处理液通过多效蒸发浓缩至固形物含量23.8％，加入石油醚、苯和甘
油，比例是浓缩液固形物(kg)：石油醚(l)：苯(l)：甘油(l)为1：2：0.5：15，加入醋酸调节ph为5，在65℃搅拌1h，保证体系充分混合均匀，之后再放入夹层保温罐中降温至5℃保持5h，完成萃取和分层，收集甘油层；
66.(3)层析：将甘油层用甘油质量30倍的去离子水稀释，再用稀的氢氧化钠溶液调ph为10，上lxd-762层析柱，高径比1:7，上柱流速1.5bv/h，阴离子交换树脂填料的用量和步骤(2)浓缩液固形物质量关系为40:1(l/kg)，上柱完成后，用4bv的乙醇浓度9wt％，氯化钠浓度0.03wt％的水溶液洗柱，再用8bv的氯化钠浓度0.8wt％的盐水溶液解吸，解吸液流速0.5bv/h，收集解吸液；
67.(4)结晶：将解吸液通过多效蒸发浓缩至固形物含量34.4％，将其置于密封环境，降温至4℃并维持该温度，从浓缩液底部不断鼓入二氧化碳气体并保持1h，之后二氧化碳改为装置顶端注入，保持二氧化碳分压在0.05mpa，静置12h，析晶得到纯白色粉末状固体产品；
68.(5)后处理：将所得固体粗产物用95％乙醇淋洗、真空干燥、粉碎及过160目筛后，即得高含量橙皮苷产品。
69.经过检测，本实施例所得橙皮苷产品纯度99.26％，异柚皮苷含量60ppm，橙皮苷收率92.27％。
70.实施例4
71.其他条件和操作和实施例1相同，区别在于步骤(2)的萃取中浓缩液固形物(kg)：石油醚(l)：苯(l)：甘油(l)为1：3：1：8，最终所得橙皮苷产品纯度99.24％，异柚皮苷未检出，橙皮苷收率85.75％。
72.实施例5
73.其他条件和操作和实施例1相同，区别在于步骤(2)的萃取中浓缩液固形物(kg)：石油醚(l)：苯(l)：甘油(l)为1：3：0.3：15，最终所得橙皮苷产品纯度99.18％，异柚皮苷含量350ppm，橙皮苷收率93.41％。
74.对比例1
75.其他条件和操作和实施例1相同，区别在于步骤(2)的萃取中不加入苯，最终所得橙皮苷产品纯度98.83％，异柚皮苷含量540ppm，橙皮苷收率94.21％。
76.对比例2
77.其他条件和操作和实施例1相同，区别在于步骤(3)的水洗步骤中，含醇稀盐水替换为乙醇浓度7wt％的乙醇水溶液，即不加入氯化钠盐，最终所得橙皮苷产品纯度94.05％，异柚皮苷含量460ppm，橙皮苷收率94.15％。
78.以上实施例和对比例，可以看出，本发明通过萃取时，以石油醚、苯和甘油的复配作为溶剂，可以有效完成橙皮苷的萃取，以及异柚皮苷的去除，为后续层析柱分离奠定了良好的基础。层析柱水洗时，以含醇低浓度盐水溶液作为水洗液，能够进一步除去残留的异柚皮苷。本发明方法最终以高收率、高纯度、无异柚皮苷或者极低的异柚皮苷含量得到了高品质的橙皮苷，适合作为地奥司明的原料。