本发明涉及天然产物提取，具体涉及一种积雪草利用膜分离法获得高含量羟基积雪草苷的方法。
背景技术：
1、积雪草(学名：centella asiatica(l.)urban)，又名铁灯盏、钱齿草、铜钱草、马蹄草、雷公根等，是伞形科(apiaceae)积雪草属(centella)多年生草本植物。茎匍匐，细长，节上生根；叶片膜质至草质，呈圆形、肾形或马蹄形；伞形花序有花3～4朵，花瓣卵形，紫红或乳白色；果实两侧扁，表面有毛或平滑；花果期4～10月。积雪草具有清热利湿、活血止血、解毒消肿的功效。主治发热，咳喘，咽喉肿痛，肠炎，痢疾等；质地柔嫩、适口性好，可生食；积雪草叶形美观，终年常绿，耐践踏，有良好的防止土壤侵蚀的作用，是优良的草坪植物。积雪草中的关键活性成分为羟基积雪草苷，羟基积雪草苷在医药、化妆品等领域均展现出了巨大的应用潜力。它具有促进伤口愈合、抑制瘢痕增生、抗氧化以及调节免疫等多种生理活性。
2、在传统的提取工艺中，主要采用溶剂萃取法来获取羟基积雪草苷。例如，使用有机溶剂对积雪草进行多次萃取，但这种方法存在诸多弊端。首先，有机溶剂的使用量大，不仅增加了成本，而且有机溶剂的残留可能会对环境和人体健康造成潜在危害。其次，多次萃取的操作过程繁琐，提取效率较低，难以满足大规模工业化生产的需求。另外，传统方法得到的提取物中杂质含量较高，后续的分离纯化难度较大，导致产品的纯度和质量难以保证。
3、除了溶剂萃取法，还有一些其他的提取技术被尝试应用于羟基积雪草苷的提取。例如，柱层析法虽然在分离纯化方面有一定的优势，但操作复杂，需要耗费大量的时间和人力，并且柱层析填料的成本较高。超临界流体萃取法对设备要求高，投资大，运行成本也相对较高，限制了其在实际生产中的广泛应用。
4、目前，随着人们对天然产物质量和纯度要求的不断提高，以及工业化生产对高效、环保、低成本提取工艺的迫切需求，现有的羟基积雪草苷提取方法已难以满足市场的需要。因此，开发一种新的、高效的、能够获得高含量羟基积雪草苷的提取方法具有重要的现实意义。
技术实现思路
1、为解决上述问题，尤其是针对现有技术所存在的不足，本发明提供了一种积雪草利用膜分离法获得高含量羟基积雪草苷的方法能够解决上述问题。
2、为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：
3、一种积雪草利用膜分离法获得高含量羟基积雪草苷的方法，包括以下步骤：
4、步骤一、提取：
5、将积雪草原料粉碎后，采用乙醇溶液进行提取，得到积雪草提取液；
6、步骤二、预处理：
7、对步骤一中的积雪草提取液进行过滤和离心处理，去除其中的杂质和大分子物质；
8、步骤三、膜分离：
9、将步骤二预处理后的提取液通过超滤膜进行超滤分离，截留分子量大于羟基积雪草苷的杂质，得到含有羟基积雪草苷的透过液；
10、步骤四、浓缩步骤：
11、将步骤三中的透过液通过纳滤膜进行浓缩，得到高含量羟基积雪草苷的浓缩液；
12、步骤五、干燥步骤：
13、将步骤四中的浓缩液进行干燥处理，得到高含量羟基积雪草苷的固体产品。
14、本发明进一步的方案为，在步骤一中，所述积雪草原料为新鲜、无霉变、无病虫害的积雪草；所述积雪草原料先经过清洗与干燥再进行粉碎处理；所述积雪草原料采用机械粉碎的方法进行粉碎，粉碎后的积雪草粉末粒度为20-80目。
15、上述的有益效果在于，选择新鲜、无霉变、无病虫害的积雪草作为提取原料，在采集时，要注意选择生长环境良好、土壤肥沃的区域，以保证积雪草中羟基积雪草苷的含量较高。
16、将采集到的积雪草进行仔细清洗，去除表面的泥土、灰尘等杂质。清洗可以采用流水冲洗的方式，确保清洗彻底。清洗后的积雪草可以进行自然晾干或者在低温下烘干，使水分含量降低到一定程度，便于后续的粉碎处理。
17、将干燥后的积雪草进行粉碎处理。粉碎的程度对提取效率有重要影响。可以采用机械粉碎的方法，将积雪草粉碎成不同粒度的粉末。通过实验发现，当粉碎后的积雪草粉末粒度在20-80目之间时，提取效果较为理想。
18、本发明进一步的方案为，在步骤一中，所述乙醇溶液的浓度为50-80％，提取温度为50-70℃，提取时间为2-4小时。
19、上述的有益效果在于，乙醇溶液的优势：经过大量的实验对比，发现乙醇溶液是提取羟基积雪草苷的理想溶剂。乙醇具有良好的溶解性，能够有效地溶解积雪草中的羟基积雪草苷等有效成分，同时乙醇相对安全、环保，在后续的处理过程中容易去除。
20、对不同浓度的乙醇溶液进行提取实验。实验结果表明，当乙醇溶液的浓度在50-80％之间时，羟基积雪草苷的提取率较高。在这个浓度范围内，乙醇能够在保证溶解能力的同时，减少杂质的溶解，有利于后续的分离纯化。
21、在提取过程中，温度和时间也是重要的影响因素。设置不同的提取温度和时间进行实验。当提取温度在50-70℃之间，提取时间为2-4小时时，能够获得较高的提取效率。温度过低会导致提取速度缓慢，而温度过高可能会使部分有效成分分解；提取时间过短则提取不完全，时间过长则可能会增加杂质的溶出。
22、可以选择多功能提取罐等设备进行提取。这种设备能够实现自动化控制，保证提取过程的稳定性和重复性。在提取过程中，要注意搅拌速度的控制，使积雪草粉末与乙醇溶液充分接触，提高提取效率。
23、本发明进一步的方案为，在步骤二中，所述过滤采用微孔滤膜，孔径为0.2-0.5微米；所述离心的转速为3000-5000转/分钟，离心时间为10-20分钟。
24、上述的有益效果在于，选择孔径为0.2-0.5微米的微孔滤膜进行过滤。这种孔径的滤膜能够有效地截留提取液中的较大杂质颗粒，如未溶解的植物残渣、部分大分子杂质等。
25、可以采用板框过滤机或者滤芯过滤器等设备进行过滤操作。在过滤过程中，要保证过滤压力的稳定，避免压力波动对滤膜造成损坏。同时，要注意过滤速度的控制，过快的过滤速度可能会导致杂质穿透滤膜，影响过滤效果。
26、通过检测过滤前后提取液的浊度、杂质含量等指标，评估过滤效果。过滤后的提取液浊度明显降低，杂质含量减少，为后续的离心处理提供了良好的基础。
27、本发明进一步的方案为，在步骤二中，所述积雪草提取液选择管式离心机或者碟式离心机进行离心处理。
28、上述的有益效果在于，利用离心机产生的离心力，使提取液中的大分子杂质和不溶性物质在离心力的作用下沉淀到离心管底部或者离心机的转鼓壁上，从而实现分离的目的。
29、经过实验发现，当离心的转速在3000-5000转/分钟，离心时间为10-20分钟时，能够达到较好的分离效果。转速过低或者离心时间过短，杂质分离不完全；而转速过高或者离心时间过长，可能会导致有效成分的损失或者设备的损耗增加。
30、可以选择管式离心机或者碟式离心机等设备进行离心操作。这些设备具有较高的分离效率和稳定性，能够满足工业化生产的需求。
31、本发明进一步的方案为，在步骤三中，所述超滤膜的截留分子量为1000-5000道尔顿。
32、上述的有益效果在于，选择截留分子量为1000-5000道尔顿的超滤膜。羟基积雪草苷的分子量相对较小，通过选择合适截留分子量的超滤膜，可以有效地截留分子量大于羟基积雪草苷的杂质，如蛋白质、多糖等大分子物质，而让羟基积雪草苷等小分子物质透过超滤膜，从而实现初步的分离纯化。
33、本发明进一步的方案为，在步骤三中，所述超滤膜为聚砜、聚丙烯腈材质的超滤膜；所述超滤膜的操作压力为0.1-0.5mpa；操作温度为20-40℃。
34、上述的有益效果在于，超滤膜的材质对其性能有重要影响。可以选择聚砜、聚丙烯腈材质的超滤膜。这些材质具有良好的化学稳定性、机械强度和耐污染性，能够在长时间的运行过程中保持较好的性能。
35、操作压力的控制：在超滤过程中，操作压力对超滤通量和分离效果有重要影响。一般来说，操作压力在0.1-0.5mpa之间时，超滤膜能够保持较高的通量和较好的分离效果。压力过低会导致超滤通量较小，影响生产效率；压力过高则可能会使超滤膜受到损坏或者导致杂质穿透超滤膜。
36、温度对超滤过程也有一定的影响。随着温度的升高，超滤通量会增加，但同时也要考虑到温度对羟基积雪草苷稳定性的影响。一般来说，超滤过程的温度控制在20-40℃之间较为合适。
37、本发明进一步的方案为，在步骤四中，所述纳滤膜的截留分子量为100-500道尔顿。
38、上述的有益效果在于，选择截留分子量为100-500道尔顿的纳滤膜。纳滤膜的截留分子量比超滤膜小，能够进一步截留透过液中的小分子杂质，同时使羟基积雪草苷等有效成分得到浓缩。
39、与超滤膜类似，纳滤膜的材质也可以选择聚砜、聚丙烯腈。这些材质的纳滤膜具有良好的耐化学腐蚀性、热稳定性和机械强度，能够满足纳滤过程的要求。
40、本发明进一步的方案为，在步骤四中，所述纳滤膜的操作压力为0.5-2mpa。
41、上述的有益效果在于，操作压力的调整：纳滤过程的操作压力一般在0.5-2mpa之间。与超滤过程相比，纳滤过程需要更高的操作压力，以保证纳滤膜的通量和分离效果。在调整操作压力时，要根据纳滤膜的性能和透过液的性质进行优化，避免压力过高或者过低对纳滤过程造成不利影响。
42、浓缩倍数的控制：在纳滤过程中，可以通过控制浓缩倍数来调整羟基积雪草苷的浓度。浓缩倍数过高可能会导致纳滤膜的通量急剧下降，甚至堵塞纳滤膜；浓缩倍数过低则无法达到预期的浓缩效果。一般来说，将浓缩倍数控制在5-10倍之间较为合适。
43、本发明进一步的方案为，在步骤五中，所述干燥处理采用喷雾干燥或真空冷冻干燥。
44、上述的有益效果在于，喷雾干燥原理：将浓缩液通过雾化器雾化成微小的液滴，然后在热空气流中迅速蒸发水分，使液滴干燥成粉末状产品。喷雾干燥具有干燥速度快、产品质量好等优点，适用于大规模工业化生产。
45、雾化器的选择：可以选择离心式雾化器、压力式雾化器或者气流式雾化器等。不同类型的雾化器具有不同的雾化效果和适用范围。离心式雾化器适用于高粘度的浓缩液；压力式雾化器适用于低粘度的浓缩液；气流式雾化器适用于对雾化颗粒大小要求较高的场合。
46、干燥参数的优化：在喷雾干燥过程中，要对进风温度、出风温度、雾化压力等参数进行优化。一般来说，进风温度在150-200℃之间，出风温度在70-90℃之间，雾化压力在0.2-0.5mpa之间时，能够获得较好的干燥效果。
47、产品质量的控制：通过检测干燥后的粉末产品的水分含量、粒度分布、羟基积雪草苷含量等指标，对产品质量进行控制。确保产品符合相关的质量标准和要求。
48、真空冷冻干燥原理：将浓缩液先进行冷冻，使水分变成固态冰，然后在真空条件下使固态冰直接升华成水蒸气，从而实现干燥的目的。真空冷冻干燥能够最大限度地保持产品的活性和营养成分，适用于对产品质量要求较高的场合。
49、冷冻过程的控制：在冷冻过程中，要控制冷冻温度和冷冻速度。一般来说，冷冻温度在-40--20℃之间，冷冻速度适中，能够保证浓缩液均匀冷冻，避免形成大的冰晶，影响干燥效果。
50、真空系统的设计：真空冷冻干燥需要配备高效的真空系统。真空度一般要达到1-10pa之间，以保证固态冰能够顺利升华。同时，要对真空系统进行定期维护和保养，确保其性能稳定。
51、干燥过程的监测：在真空冷冻干燥过程中，要实时监测干燥室的温度、压力、产品的重量等指标。通过监测这些指标，可以及时调整干燥参数，确保干燥过程的顺利进行。
52、本发明的有益效果：
53、1、本发明采用膜分离技术，能够有效地去除杂质，提高羟基积雪草苷的纯度。
54、2、本发明与传统方法相比，具有操作过程简单，易于控制，降低了生产成本。
55、3、本发明通过优化提取和膜分离条件，可以获得高含量的羟基积雪草苷，提高了产品的质量和附加值。