专利名称：低温蒸发提取以9,12-十八碳二烯酸为主成分的五味子挥发油的方法
技术领域：
本发明涉及五味子挥发油提纯技术领域，具体涉及一种利用低温蒸发的分子蒸馏技术提纯五味子挥发油的方法。
背景技术：
五味子在中枢神经系统中具有明显的镇静作用，对心血管系统有扩张血管的作用，提高心肌代谢酶活性，改善心肌的营养和功能，其挥发性成分有抗氧化、抗惊厥的作用。目前，国内针对五味子挥发油的研究较少，现有五味子挥发油的分离提纯方式是采用常压蒸馏，提纯率低，能耗高，很多种医药成分无法有效提纯，导致提纯成本增加，五味子挥发油价格昂贵，实用性差，特别对于药效作用明显、含量较高的成分无法提取。
发明内容
为了解决五味子挥发油中的多种含量较高的有效成分无法进一步有效地分离、提纯，且其提纯成本高、实用性差(只能采用例如气质联机的方法进行成分检测，而无法实现有效地分离，特别是进行产业化的分离提纯)等技术问题，本发明提供一种利用低温蒸发的分子蒸馏技术提取五味子挥发油中的有效成分的方法，可以快速有效地对五味子挥发油进行进一步的分离纯化，提取出的不同成分按功效应用于不同保健食品和医药产品中，增加了五味子的医用药用使用价值。由于自动控制低温蒸发的分子蒸馏技术的采用，工艺条件能够实现准确控制，降低了五味子提纯成本，且蒸馏过程没有废水、废气等污染物质的排放，同时该方法是在负压状态下，在低于物质沸点的工况下提纯，还具有节能环保的显著优点，易于工业化、产品化生产。本发明解决技术问题 所采取的技术方案如下:低温蒸发提取以9，12-十八碳二烯酸为主成分的五味子挥发油的方法包括如下步骤:步骤一、利用破碎机将北五味子原料破碎成粒径为80 300目的粉末；步骤二、利用CO2超临界萃取装置将步骤一得到的五味子粉末进行二氧化碳超临界萃取，得到五味子原油；步骤三、利用分子蒸馏装置对步骤二得到的五味子原油进行一级分子蒸馏，蒸馏温度为80°C，压强为500 lOOOOPa，刮膜电机转速为245转/分，蒸馏得到一级蒸馏物；步骤四、将步骤三进行一级蒸馏后得到的五味子原油进行二级分子蒸馏，蒸馏温度为150°C，压强为10 500Pa，刮膜电机转速为250转/分，蒸馏得到二级蒸馏物；步骤五、将步骤四进行二级蒸馏后得到的五味子原油进行三级分子蒸馏，蒸馏温度为170°C，压强为10 50Pa，刮膜电机转速为360转/分，蒸馏得到9，12-十八碳二烯酸、9，12-十八碳二烯酸甲酯、亚油酸-2-氯乙酯、去氢白菖烯和长叶松香芹酮。 上述步骤二包括如下步骤:
步骤201、将步骤一得到的五味子粉末过20 150目网刷，放入到萃取釜中；步骤202、向超临界萃取装置中通入CO2，调节阀门使萃取釜压强达到15MPa，分离釜I压强为15MPa，分离釜II压强为IOMPa ；步骤203、开始加温，当分离釜I的温度达到50°C，分离釜II的温度达到45°C，萃取釜的温度达到45°C时，对萃取釜进行加压；步骤204、当萃取釜的压强达到45MPa时，调节分离釜I的压强为lOMPa，分离釜II的压强为lOMPa，同时CO2流量保持为40L/h，萃取I 5h，每隔30min收集萃取物，称重计算萃取率，即得五味子原油。本发明的有益效果是:经过项目鉴定及查新，该工艺达到国际先进水平，同时可以根据化工和生物医药的需求，提纯五味子挥发油中不同有效成分，大大地提高了五味子的医用药用价值；本发明分离提纯得到的9，12-十八碳二烯酸是人体必须脂肪酸之一，其它各成分均可做合成香精香料的原料，使香精香料的使用更加健康和环保；本发明的工艺能够产业化，效率高，提纯成本降低，具有很高的实用性；由于采用自动控制的负压低温分子蒸馏技术，所以该提纯方法在工艺参数优化控制和节能减排方面也比现有方法有了很大提闻。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。本发明通过三级低温蒸发的分子蒸馏方法实现了五味子挥发油中以9，12-十八碳二烯酸为主成分的分离提纯，并通过气质联机的方法对三级分离成分及所占比例进行了检测。本发明低温蒸发提取以9，12-十八碳二烯酸为主成分的五味子挥发油的方法包括如下步骤: 步骤一、将产于吉林长白山的北五味子2755g放入破碎机，破碎成为80 300目粉末状，由于破碎过程中，有损耗，按照损耗量7%计算，实际破碎后得到的五味子粉末质量为2562.15g。本发明的破碎机采用上海顶帅电器有限公司的型号为LD-Y300A机型，该破碎机摇摆式400g，工作电压220V，功率1800W。步骤二、利用二氧化碳超临界萃取装置将步骤一破碎得到的五味子粉末进行二氧化碳超临界萃取，得到五味子原油。根据五味子的质量不同和工艺参数设定的不同，得率也不同(影响因素有真空度，温度，萃取时间等)，得率从6% 10%不等，超临界之前选取的北五味子没有经过浸泡，保证成分、质量、化学性质不会发生改变，得率也相对较高。本发明的萃取装置采用HA221-40-11型二氧化碳超临界萃取装置，该装置主要包括二氧化碳储气罐、净化器、贮罐、携带剂罐、混合器、过滤器、萃取釜1、萃取釜2、分离器1、分离器2、精馏柱等；具体的操作步骤是:步骤201、将步骤一得到的五味子粉末过20 150目网刷后放入到萃取釜I中；先送空气，再启动电源按钮；接通制冷开关，将冷箱温度控制器调到4摄氏度，同时接通水循环开关，搅拌冷却水和冷却二氧化碳泵头；步骤202、从钢瓶出来的二氧化碳经冷凝后通过柱塞泵升压，在预定的温度和压强下五味子粉末与超临界二氧化碳充分接触进行传质过程；分别调节阀门使萃取釜压强达到15MPa，再进一步逐一调节阀门使分离釜I压强达到15MPa，分离釜II压强达到IOMPa ；步骤203、开始加温，加热温度控制在50°C，当分离釜I的温度达到50°C，分离釜II的温度达到45°c，萃取釜的温度达到45°C时，对萃取釜进行加压；步骤204、当萃取釜的压强达到45MPa时，调整分离釜I压强为IOMPa ;调节分离釜II的压强为IOMPa ;同时二氧化碳流量保持为40L/h ;萃取I 5h，每隔30min收集萃取物五味子原油，称重计算萃取率，本实施例的萃取率为8%，因此得到的五味子原油为205.0g ；步骤三、利用自动控制负压低温分子蒸馏装置对步骤二得到的五味子原油进行分子蒸馏。分子蒸馏装置采用由长春工业大学研制的FZ-6-1II型自动控制刮膜式分子蒸馏装置，该装置由DCS控制系统(分布式计算机控制系统)实现提纯工艺操作，控制对象包括液环真空泵、旋片式真空泵、扩散泵、热油机、恒温水箱、冷热水机、物料罐、刮膜蒸发器H1、刮膜蒸发器H2、刮膜蒸发器H3、刮膜电机1、刮膜电机2、刮膜电机3、进料泵、过料泵、出料泵
1、出料泵2、出料泵3 ;其中刮膜蒸发器H1、H2刮膜柱高44.4cm，刮膜蒸发器Hl、H2蒸发面积为600cm2，内置式冷凝面积是250cm2，刮膜蒸发器H3刮膜柱高32.7cm,刮膜蒸发器H3蒸发面积为600cm2，刮膜电机转速均为30-360转/分，额定功率80W。恒温水箱容积13L，功率1KW，水泵流量6L/min。冷热水机注水量10L，制冷功率1.5KW，热油机最高油温250°C，总油量12L，加热功率3KW。分子蒸馏提取以9，12-十八碳二烯酸为主成分的五味子挥发油的方法具体工艺过程如下:步骤301、全面检查分子蒸馏系统，确保启动所有真空泵前所有的真空阀门处于关闭状态，将各冷阱接收瓶接入系统，适量打开系统进水阀门，并确定系统出水口有水排出；步骤302、在进 行分子蒸馏一级蒸发时，采用液环泵真空回路，工作压强即真空度要求为500 lOOOOPa，首先启动液环真空泵，依次开启真空阀门通路；二级蒸馏压强要求为10 500Pa，采用旋片泵真空回路，如果需要较高的工作真空度要求在开启旋片式真空泵之后再开启扩散泵，此时工作压强小于IOPa ;三级蒸馏压强要求为10 50Pa ；步骤303、打开物料罐的真空阀门60 90秒后关闭，将物料罐的吸料管口放置物料液面内，打开吸料阀门，将物料吸入储料罐；步骤304、开启恒温水禮并设直温度为100 C，开启冷水机并设直温度为20 C，开启热油机并设置温度为180°C，一级蒸馏温度即蒸发器Hl温度设置为80°C (由恒温水箱提供温度)，二级蒸馏温度即蒸发器H2温度设置为150°C (由热油机提供温度，但是热油从热油机到蒸发器温度有散发，此为蒸发器的实际温度)，三级蒸馏温度即蒸发器H3温度设置为1700C (由热油机提供温度)；步骤305、当蒸馏系统达到预定温度及真空度条件后，开始蒸馏，首先打开进料泵，调节进料泵电机转速为27转/分，当观察到一级物料透镜有物料滴下时，开启一级刮膜蒸发器Hl的刮膜电机1，并设定一级刮膜电机I的转速为245转/分。当一级蒸发器储料罐装满时，将一级轻组分收集出。同时开启过料泵，设置过料泵电机转速为35转/分，当观察到二级物料透镜有物料滴下时，开启二级刮膜蒸发器H2的刮膜电机2，并设定二级刮膜电机2的转速为250转/分。当二级蒸发器储料罐满时，将二级轻组分收集出。同时开启过料泵，设置过料泵电机转速为35转/分，当观察到三级物料透镜有物料滴下时，开启三级刮膜蒸发器H3的刮膜电机3，并设定三级刮膜电机3的转速为360转/分。当三级蒸发器储料罐满时，将三级轻组分和重组分收集出。对每级的储料罐分别称重得:一级轻组分32.7g，所占质量比为15.95% ;二级轻组分10.9g，所占质量比为5.3% ;三级轻组分4.7g，所占质量比为2.3% ;三级重组分108g，所占质量比为52.68%。采用美国惠普公司的6890/5973GC/MSD型气相色谱-质谱联用仪测定每级产物，经测定和分析得到每级产物的具体成分如下面的表1、表2、表3和表4所示:表I 一级轻组分的主要成分
权利要求
1.低温蒸发提取以9，12-十八碳二烯酸为主成分的五味子挥发油的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: 步骤一、利用破碎机将北五味子原料破碎成粒径为80 300目的粉末； 步骤二、利用CO2超临界萃取装置将步骤一得到的五味子粉末进行二氧化碳超临界萃取，得到五味子原油； 步骤三、利用分子蒸馏装置对步骤二得到的五味子原油进行一级分子蒸馏，蒸馏温度为80°C，压强为500 lOOOOPa，刮膜电机转速为245转/分，蒸馏得到一级蒸馏物； 步骤四、将步骤三进行一级蒸馏后得到的五味子原油进行二级分子蒸馏，蒸馏温度为150°C，压强为10 500Pa，刮膜电机转速为250转/分，蒸馏得到二级蒸馏物； 步骤五、将步骤四进行二级蒸馏后得到的五味子原油进行三级分子蒸馏，蒸馏温度为170°C，压强为10 50Pa，刮膜电机转速为360转/分，蒸馏得到9，12-十八碳二烯酸、9，12-十八碳二烯酸甲酯、去氢白菖烯、长叶松香芹酮和亚油酸-2-氯乙酯。
2.如权利要求1所述的低温蒸发提取以9，12-十八碳二烯酸为主成分的五味子挥发油的方法，其特征在于，所述步骤二包括如下步骤: 步骤201、将步骤一得到的五味子粉末过20 150目网刷，放入到萃取釜中； 步骤202、向超临界萃取装置中通入CO2，调节阀门使萃取釜压强达到15MPa，分离釜I压强为15MPa，分离釜II压强为IOMPa ； 步骤203、开始加温，当分离釜I的温度达到50°C，分离釜II的温度达到45°C，萃取釜的温度达到45°C时，对萃取釜进行加压； 步骤204、当萃取釜的压强达到45MPa时，调节分离釜I的压强为lOMPa，分离釜II的压强为lOMPa，同时CO2流量保持为40L/h，萃取I 5h，每隔30min收集萃取物，称重计算萃取率，即得五味子原油。
全文摘要
低温蒸发提取以9,12-十八碳二烯酸为主成分的五味子挥发油的方法涉及五味子提纯技术领域，该方法利用分子蒸馏装置对由CO2超临界萃取法得到的五味子原油依次进行一级、二级和三级分子蒸馏，条件分别为一级蒸馏温度为80℃，压强为500～10000Pa，刮膜电机转速为245转/分；二级蒸馏温度为150℃，压强为10～500Pa，刮膜电机转速为250转/分；三级蒸馏温度为170℃，压强为10～50Pa，刮膜电机转速为360转/分，最后得到9,12-十八碳二烯酸等，提纯了五味子挥发油。本发明快速有效地提纯了五味子挥发油，降低了提纯成本，增加了五味子的医用药用使用价值，且该工艺节能环保。
文档编号C11B9/02GK103184105SQ20131009216
公开日2013年7月3日 申请日期2013年3月21日 优先权日2013年3月21日
发明者李慧, 尤文, 张德江, 娄利峰, 李颖, 李秀歌, 韩金历, 高冷 申请人:长春工业大学