超臨界二氧化碳萃取川芎藥用有效成分的方法
2023-07-10 19:57:06 2
專利名稱：超臨界二氧化碳萃取川芎藥用有效成分的方法
川芎(Lighstisticum sinense div，cv.chuanxiong Hort)，屬傘形科蒿本屬植物，其根莖是一種傳統中藥，具有活血化瘀、理氣定痛、養心安神的藥用功效。在臨床上廣泛用於治療頭痛、胸肋疼痛、閉經腹痛、跌打損傷、冠心病、腦血管疾病等。動物實驗和臨床研究表明，川芎揮髮油具有改善微循環，增加腦血流量的作用，隨著研究的深入和與其它藥物的配伍，其應用領域還在不斷擴大。
川芎的常規提取方法在中國藥典(1990年版)附錄中「揮髮油測定方法作了記載，這也就是人們常說的水蒸氣蒸餾法(WES)。該方法操作簡單，能提取低揮發性精油，其缺點是品種豐富的高揮發性和熱敏性組分大量損失，影響了藥用效果。其後，人們又採用石油醚，乙醇水溶液，氯乙烷等有機溶劑為提取溶劑，這雖然在一定程度上使收率有所提高，但溶劑回收過程造成的高揮發性成份的損失以及產品中不可避免的有毒溶劑和重金屬殘留，嚴重影響產品的藥用價值。另外，在提取揮髮油後，一般還要通過水煮、分離、濃縮、乾燥等步驟提取川芎中其它有效成分，步驟繁多，易使有效成分發生新的分解和損失。
鑑於現有技術的以上缺點，本發明的目的是採用超臨界二氧化碳流體，並具有簡單可靠的工藝及操作條件萃取川芎藥用有效成分的工藝方法，使產品具有較高的收率和純淨度。
本發明的目的還在於，利用同一套設備裝置，在同一次提取循環中，通過控制不同的操作條件可同時獲得川芎揮髮油及其它活性成分的多種組合產品。
本發明的目的使通過以下的方法實現的。
超臨界二氧化碳萃取川芎藥用有效成分的方法，是通過將川芎根莖切粒後進行超臨界二氧化碳循環逆流萃取和分離，以獲得具有醫療作用或食品添加劑功能的有效物質，採用如下的工藝方法
將洗淨後經乾燥的川芎根莖切粒至0.3-10毫米裝入萃取器內，升溫至32-90℃，萃取操作壓力15-42Mpa；被提取物料用量與二氧化碳每小時循環用量的質量比為1∶4-20；萃取添加劑用量與二氧化碳每小時循環用量比為1∶0.05-0.10；萃取時間2-16小時，進行萃取操作；所獲富含欲提物質的二氧化碳由萃取器引入一個或一個以上的分離器中進行減壓分離，以獲得含不同川芎有效物質的目標分離物。
超臨界二氧化碳流體對溫度和壓力的變化很敏感，其溶解能力在一定壓力範圍內與其密度成正比關係，在一定溫度、壓力範圍內，溫度和壓力的微小變化往往會導致溶解度發生幾個數量級的變化。利用超臨界二氧化碳流體的這一特點在較高的收率下了提取川芎中的藥用或食用有效成分。
採用本發明的方法，與常規方法相比，所得產品中不含殘留溶劑，高揮發性和熱敏性生物活性物質保存完整。川芎揮髮油的收率為2.5％-4％。為水蒸氣蒸餾法的2-4倍。另外，採用了多個分離器分段採集提取物，即利用同一套設備裝置，在同一次提取循環中，控制不同的操作條件(溫度、壓力及加入添加劑)，可將川芎中的揮髮油、酸性化合物、酚類及中性油等有效成分基本完全提取並初步分離，獲得川芎揮髮油及其它活性成分的多種組合產品，以滿足不同的實際需求。
附
圖1為本發明方法所採用裝置的工藝流程圖。
下面結合附圖對本發明的方法作進一步的詳述。
本發明的實際操作過程是這樣進行的1.將乾燥淨選的原料川芎經專用粉碎機粉碎篩分為0.3-10毫米的顆粒，裝入萃取器1內，粒度的大小視提取目的而定，一般情況下，取較小的粒度對低揮發組分的提盡有一定有利影響。
2.系統調壓正常後，升溫預熱到工藝要求的操作溫度，啟動泵7將貯槽中的液體CO2加熱到工藝要求的萃取溫度後進入萃取器，在此完成萃取過程。負載溶質的CO2流體經節流閥和加熱器13調整壓力和溫度後進入第一分離器2，由於CO2減壓後的密度減小導致對溶質的溶解度下降，從而使萃取物得到一次分離。經第一分離器2分離後的CO2流體再依次進入第二分離器3、第三分離器4依次降壓再次分離。當然，由萃取器1流出的CO2流體也可直接進入第三分離器4進行簡單的一步分離，但這樣得到的產品因組分含量範圍較寬而使其使用範圍受到一定限制。
由分離器出來的CO2經冷卻器5冷凝成液體CO2後回到液體貯槽中循環使用。高位槽13及計量泵12用於加入添加劑。10、11為加熱器；14、15、16為分離器，17為壓縮機。
實施例1。
將乾燥淨選的原料川芎150公斤經粉碎後分級篩分成0.3-3毫米的顆粒裝入萃取器。萃取器操作壓力28Mpa，溫度65℃，萃取劑CO2用量1200公斤/時，添加劑採用5％乙醇溶液60公斤，萃取時間4小時，第一分離器操作壓力8Mpa，溫度60℃，第二、三分離器操作壓力分別為6和4Mpa，溫度40℃；第一分離器獲得川芎油4.5公斤，第二分離器獲得川芎油混合物0.4公斤；第三分離器獲得川芎油混合物0.04公斤。
實施例2將乾燥淨選的原料川芎150公斤經粉碎後分級篩分成4-10毫米的顆粒裝入萃取器。萃取器操作壓力38Mpa，溫度35C℃，萃取劑CO2用量1200公斤/時，添加劑採用10％乙醇溶液80公斤，萃取時間4小時，第一分離器操作壓力8Mpa，溫度60℃，第二、三分離器均為操作壓力分別為4和2Mpa，溫度40℃；第一分離器獲得川芎油4.8公斤，第二分離器獲得川芎油混合物0.5公斤；第三分離器獲得川芎油混合物0.1公斤。
實施例3將乾燥淨選的原料川芎150公斤經粉碎後分級篩分成0.3-3毫米的顆粒裝入萃取器。萃取器操作壓力15Mpa，溫度55℃，萃取劑CO2用量1200公斤/時，添加劑採用無水食用乙醇60公斤，萃取時間16小時，第一分離器操作壓力6Mpa，溫度60℃，第二、三分離器均為操作壓力4Mpa，溫度60℃；第一分離器獲得川芎油2.5公斤，第二分離器獲得川芎油混合物0.4公斤；第三分離器獲得川芎油混合物0.04公斤。
實施例4將乾燥淨選的原料川芎150公斤經粉碎後分級篩分成0.3-3毫米的顆粒裝入萃取器。萃取器操作壓力40Mpa，溫度50℃，萃取劑CO2用量600公斤/時，添加劑採用5％乙醇溶液60公斤，萃取時間4小時，第一分離器操作壓力6Mpa，溫度60℃，第二、三分離器均為操作壓力2Mpa，溫度80℃；第一分離器獲得川芎油4.0公斤，第二分離器獲得川芎油混合物0.2公斤；第三分離器獲得川芎油混合物0.04公斤。
實施例5萃取器中裝入150公斤粒度為0.3-5毫米的川芎顆粒，萃取壓力36Mpa，溫度35℃，萃取劑CO2用量2000公斤/小時，添加劑去離子水用量100公斤/小時，第一分離器壓力15Mpa，50℃，第二分離器6Mpa，60℃，第三分離器2Mpa，80℃。經6小時循環操作，第一分離器獲得揮發性油5.2公斤；第二分離器獲得揮發性油與其它有效成分的混合物1.0公斤；第三分離器得萃取物0.1公斤。
實施例6萃取器中裝入150公斤粒度為3-5毫米的川芎顆粒，萃取壓力42Mpa，溫度60℃，萃取劑CO2用量2000公斤/小時，添加劑去離子水用量100公斤/小時，第一分離器壓力15Mpa，65℃，第二分離器8Mpa，70℃，第三分離器8Mpa，75℃。經10小時循環操作，第一分離器獲得揮發性油5.2公斤；第二分離器獲得揮發性油與其它有效成分的混合物1.0公斤；第三分離器得萃取物0.1公斤，萃餘物幾乎不再含有任何活性成分。
對萃取物的成分進一步的分析表明，在萃取壓力在28-38Mpa範圍內，隨壓力的增加，除揮髮油外，阿魏酸、川芎嗪的提取率有明顯增加，而後兩種組分在中醫界一股被認為是川芎的主要藥用成分。
權利要求
1.超臨界二氧化碳萃取川芎藥用有效成分的方法，將川芎乾燥根莖切粒後進行超臨界二氧化碳循環逆流萃取和分離，以獲得具有醫療作用或食品添加劑功能的有效物質，採用如下的工藝方法將洗淨並經乾燥的川芎根莖切粒至0.3-10毫米裝入萃取器內，升溫至32-70℃，萃取操作壓力15-42Mpa；被提取物料用量與二氧化碳每小時循環用量的質量比為1∶4-20；萃取添加劑用量與二氧化碳每小時循環用量比為1∶0.05-0.1；萃取時間2-16小時，進行萃取操作；所獲富含欲提物質的二氧化碳由萃取器引入一個或一個以上的分離器中進行減壓分離，以獲得含不同川芎有效物質的目標分離物。
2.根據權利要求1所述之超臨界二氧化碳萃取川芎藥用有效成分的方法，其特徵在於，所述分離操作在三級串聯的分離器中進行，第一、二、三分離器的操作壓力分別為6-15Mpa，2-8Mpa和2-8Mpa；溫度控制在35-80℃範圍，在壓力逐級減小的同時，溫度逐級緩升；在每一級分離器分離得到不同組分含量的欲提物質。
3.根據權利要求1所述之超臨界二氧化碳萃取川芎藥用有效成分的方法，其特徵在於，所述萃取添加劑為以下物質之一或其組合去離子水、食用無水乙醇等。
4.根據權利要求1所述之超臨界二氧化碳萃取川芎藥用有效成分的方法，其特徵在於，萃取壓力28-38Mpa；萃取時間2-8小時；萃取溫度33-60℃。
全文摘要
本發明涉及超臨界二氧化碳萃取川芎藥用有效成分的方法,將川芎根莖進行超臨界二氧化碳循環逆流萃取和分離,其主要工藝方法為將川芎根莖切粒至0.3至10毫米裝入萃取器內,升溫至32—70℃,萃取操作壓力15—42MPa;被提取物料用量與二氧化碳每小時循環用量的質量比為1∶4—20;萃取添加劑用量與二氧化碳每小時循環用量比為1∶0.05—0.10;萃取時間2—16小時。所獲富含欲提物質的二氧化碳由萃取器引入一個或一個以上的分離器中進行減壓分離,以獲得含不同川芎有效物質的目標分離物。本方法具有提取物收率高、並可在同一套設備的一個操作周期內分別得到川芎揮髮油和低揮發川芎活性物質。
文檔編號B01D11/04GK1256143SQ99117380
公開日2000年6月14日 申請日期1999年11月26日 優先權日1999年11月26日
發明者蕭效良, 李俊明, 馮孝庭 申請人:化學工業部西南化工研究設計院