专利名称：姜黄的姜黄素类成分多频组合超声连续浸取方法
技术领域：
本发明涉及一种姜黄的姜黄素类成分的浸取方法，具体地说，是一种姜黄的姜黄
素类成分的多频组合超声连续浸取方法。
背景技术：
浸取是中药制药、生物技术、食品加工制造、香精香料等行业的关键工艺技术之
一，其技术水平直接影响产品质量、成本等经济技术指标。但是，溶剂提取法、水蒸气蒸馏法和升华法等提取有效成分的传统方法不同程度上存在浸取温度高、浸取时间长、有效成分
的结构和性质会改变、浸取率低和浸取效率低等一些固有缺陷。 超声波是频率在2X 10—3Hz 10X 109Hz范围内的机械波。超声波是一种弹性波，其振动不仅能产生强大的能量，在媒质质点传播过程中能量不断被媒质质点吸收变成热能，导致媒质质点温度升高，而且声波进入植物组织细胞里更深和停留时间较长；大能量的超声波作用于液体使其被撕裂成很多小空穴，而在这些小空穴闭合时可产生高达几千个大气压的瞬时压力作用于植物组织的空化作用；超声波利用力学效应还产生搅拌、分散、冲击破碎和疲劳损坏等作用，这些作用加速改变物质的某些物理、化学和生物特性；特别是可以导致动物、植物、微生物等细胞的崩溃破裂，有利于溶剂渗透，以及强化胞内成分的释放，有利于胞内成分的溶解和扩散；而且，只要控制适当的超声强度就不会引起化学成分结构和性质的变化。超声浸取可大大縮短浸取时间，提高浸取率，特别是对于热敏成分的低温浸取，显示特殊的技术优势。 因为超声浸取可以克服传统浸取技术的缺点，人们对相当多种类的植物(包括根、茎、叶、花、种皮等多个部位)和一些大型真菌、藻类等，对包括黄酮类、生物碱、色素、多糖、挥发油、油脂等各种成分的单频超声浸取工艺技术进行了广泛研究，证明了超声浸取的技术优势。单频超声浸取技术已经成为中国药典规定测量中草药有效成分含量快速、简单的标准浸提方法。 目前，尽管单频超声浸取技术在有效成分浸取方面已经取得了很多的成果，但是发现不同频率超声波的作用特点不同，一些频率适合破碎固形物；一些频率超声波适于强化湍动效应产生十分强烈的涡旋扰动，通过减簿固液界面传质边界层强化传质过程。因此，单频超声浸取技术并不能高效地用于提取所有固形物中的有效成分，不同固形物、不同成分提取的最佳超声波频率差异较大，而且单频浸取时需要的超声功率较大等，这些缺陷阻碍了超声浸取技术的工业化。与间歇浸取相比，连续浸取生产周期縮短，效率更高。
发明内容
本发明的目的是提供一种姜黄的姜黄素类成分的多频组合超声连续浸取方法，不仅将低频超声波可以导致动物、植物、微生物等细胞的崩溃破裂，有利于溶剂渗透和强化胞内成分释放的优势作用，以及高频超声波有利于胞内成分的溶解和扩散的优势作用共同利用、同时发挥；而且，采用连续浸取操作，进一步縮短了生产周期，从而实现高效提取植物的
3有效成分。 为实现上述目的，本发明采取以下方案 在10 150kHz范围内选择两个或三个不同频率的超声波作用于姜黄和乙醇水溶
液的混合物，多频组合超声波的总强度I为0 < I < lw/cm、姜黄和乙醇水溶液的重量比为
1 : 4 200，在浸取温度为20 100。C下浸取时间t为0 < t < 70min。 所述的两个不同频率的超声波是从以下三个范围10 40kHz 、20 60kHz 、50
150kHz中的任意选择两个范围，每个范围中只选择一个频率的超声波，作为多频组合超声
浸取的基频超声波。 所述的三个不同频率的超声波从10 40kHz范围内选择一个超声波，在20 60kHz范围内选择另一个不同频率的超声波，在50 150kHz范围内选择第三个不同频率的超声波，作为多频组合超声浸取的基频超声波。
两个不同频率超声波的差频应在5 90kHz范围内。 所述的浸取方法是多频组合超声连续浸取方法，其作用于姜黄和乙醇水溶液的混合物的两个或三个不同频率超声波的为同时作用。 所述的浸取方法是多频组合超声连续浸取方法，其作用于姜黄和乙醇水溶液的混
合物的两个或三个不同频率超声波的为交替作用。 所述的浸取方法是连续操作。 姜黄和极性溶剂的重量比也称为固液比。 本发明的优点是利用本发明的方法进行浸取的结果比单频超声浸取的效果更好，姜黄特征成分的浓度、浸取速度、浸取率等方面都有较大的优势，为植物成分的超声浸取技术的工业化应用提供了新的途径。
具体实施例方式
浸取操作的目标是将植物中的可溶性固形物，特别是色素等主要特征成分尽可能多的浸提出来，评价该工艺技术水平的指标有姜黄类成分的浓度、浸取率和生产周期减少率。
实例1 : 采用单频超声连续浸取姜黄，使用25kHz、强度为0.21w/cn^的超声波，以l : 15的固液比在60°C下用40%乙醇浸取40min，姜黄素类成分的浓度0. 128mg/mL，浸取率40. 9% ，比间歇浸取生产周期减少26%。
实例2 : 若采用双频复合超声连续浸取姜黄，使用25kHz和50kHz两个频率的超声波共同作用，总强度为O. 14w/ci^，以1 : 14的固液比在6(TC下用40X乙醇浸取38min，姜黄素类成分的浓度0. 144mg/mL，浸取率44. 3%，，比间歇浸取生产周期减少35%。
实例3 : 若采用双频交变超声连续浸取姜黄，使用25kHz和50kHz两个频率的超声波交替作用，总强度为0. 69w/cm2，以1 : 15的固液比在6(TC下用40%乙醇浸取35min，姜黄素类成分的浓度O. 137mg/mL，浸取率42.6X，比间歇浸取生产周期减少32X。
实例4 :
若采用三频复合超声连续浸取姜黄，使用20kHz、50kHz和135kHz三个频率的超声波共同作用，总强度为0. 83w/cm2，以1 : 20的固液比在6(TC下用90%乙醇浸取42min，姜黄素类成分的浓度0. 137mg/mL，浸取率70. 5%，比间歇浸取生产周期减少37%。
实例5 : 若采用三频交变超声连续浸取姜黄，使用20kHz 、 50kHz和135kHz三个频率的超声波交替作用，总强度为0. 28w/cm2，以1 : 20的固液比在6(TC下用90%乙醇浸取35min，姜黄素类成分的浓度O. 125mg/mL，浸取率65. 3%，，比间歇浸取生产周期减少36%。
实例6 : 若采用双频复合超声连续浸取姜黄，使用50kHz和90kHz两个频率的超声波共同作用，总强度为0. lw/cm2，以1 : 10的固液比在7(TC下用50X乙醇浸取45min，姜黄素类成分的浓度0. 114mg/mL，浸取率41. 3%，比间歇浸取生产周期减少33%。
实例7 : 若采用双频交变超声连续浸取姜黄，使用50kHz和90kHz两个频率的超声波交替作用，总强度为0. 29w/cm2，以1 : 25的固液比在4(TC下用60%乙醇浸取45min，姜黄素类成分的浓度0. 117mg/mL，浸取率52. 6%，比间歇浸取生产周期减少32%。
权利要求
一种姜黄的姜黄素类成分的多频组合超声连续浸取方法，其特征在于在10～150kHz范围内选择两个或三个不同频率的超声波作用于姜黄和乙醇水溶液的混合物，多频组合超声波的总强度I为0＜I＜1w/cm2，姜黄和乙醇水溶液的重量比为1∶4～200，在浸取温度为20～100℃下浸取时间t为0＜t＜70min。
2. 根据权利要求1所述姜黄的姜黄素类成分的多频组合超声连续浸取方法，其特征在 于所述的两个不同频率的超声波是从以下三个范围10 40kHz、20 60kHz、50 150kHz 中的任意选择两个范围，每个范围中只选择一个频率的超声波，作为多频组合超声浸取的 基频超声波。
3. 根据权利要求1所述姜黄的姜黄素类成分的多频组合超声连续浸取方法，其特征在 于所述的三个不同频率的超声波从10 40kHz范围内选择一个超声波，在20 60kHz范 围内选择另一个不同频率的超声波，在50 150kHz范围内选择第三个不同频率的超声波， 作为多频组合超声浸取的基频超声波。
4. 根据权利要求1或2所述姜黄的姜黄素类成分的多频组合超声连续浸取方法，其特 征在于两个不同频率超声波的差频应在5 90kHz范围内。
5. 根据权利要求1所述姜黄的姜黄素类成分的多频组合超声连续浸取方法，其特征在 于所述的浸取方法是多频组合超声连续浸取方法，其作用于姜黄和乙醇水溶液混合物的 两个或三个不同频率超声波为同时作用。
6. 根据权利要求1所述姜黄的姜黄素类成分的多频组合超声连续浸取方法，其特征在于所述的浸取方法是多频组合超声连续浸取方法，其作用于姜黄和乙醇水溶液混合物的两个或三个不同频率超声波为交替作用。
7. 根据权利要求1所述姜黄的姜黄素类成分的多频组合超声连续浸取方法，其特征在于浸取是连续操作。
全文摘要
一种姜黄的姜黄素类成分的多频组合超声连续浸取方法，其特征在于在10～150kHz范围内选择两个或三个不同频率的超声波作用于姜黄和乙醇水溶液的混合物，多频组合超声波的总强度I为0＜I＜1w/cm2，姜黄和乙醇水溶液的重量比为1∶4～200，在浸取温度为20～100℃下浸取时间t为0＜t＜70min。本发明的优点是利用本发明的方法进行浸取的结果比超声间歇浸取的效果要好，姜黄的姜黄素类成分的浓度、浸取率、生产周期等方面都有较大的优势，为植物成分的超声浸取技术的工业化应用提供了新的途径。
文档编号B01J19/10GK101712607SQ200910236540
公开日2010年5月26日 申请日期2009年10月30日 优先权日2009年10月30日
发明者刘玉德, 曹雁平, 王成涛, 王静 申请人:北京工商大学