植物姜黄有效成分提取与油溶姜黄素的制备

食品科技 Food Science&Technology 滴游菱荣 鳓 萄 孙乃有 张 卫 (承德石油高等专科学校 河北承德 067000) _ ． 地从中分离出各种有用物质，是增加该植物 传统工艺通常只能用其帑j取简单产品，而拳 黄各有效成分得到了充分的利用。 The Extraction of Effi cient Components Derived from Curcuma and the Preparation of Oil——based Curcumin SUN Nai—you Zhang W ei (Chengde Petroleum College Hebei Chengde 067000) Abstract：Cureuma iS a material that can be used for drug and edible purpose，in order to enhance the economy benefits of curcuma and its related industry，the key to the question is to find out the rational wav to separate a number of usefulness substance from Curcuma．The traditional technique only can manufacture few simple product， the new extraction technique we rep‘ resent here do take advantage of various efficient components derived from curcuma． Key words：Plant；Curcumin；Extraction；Technique 1 前言 姜黄属囊荷科植物 ，盛产于中国南方 ，我国四 川、云南、贵州、广西、广东、江西、福建、陕西等地每 年都有农民大量种植，主要作为中药材使用或作为 天然色素原料出口，不仅附加值较低也不利于提高 农 民生产的积极性。从植物姜黄的根茎 中提取的姜 黄素，由于具有热稳定性好、着色力强、色泽鲜艳等 特点，在食品行业中广泛用作天然着色剂⋯。姜黄作 为药食两用材料，还具有通经行气 、活血降压、驱寒 消炎等性能【21。此外 ，医学研究人员还发现，从姜黄 中提取的姜黄素除具有极强的抗氧化性能外，在人 体内还能有效地消除对人有害的自由基，从而 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现 出防止衰老和延年益寿等功能【31。从姜黄提取的天 然药食两用物质一一姜黄素，因为安全无毒同时又 能调节人体生理功能，故倍受国内外用户欢迎与青 睐。印度、日本、美国、德国等国家，具有较强的姜黄 詹品．z ．2003．I 深加工能力和广阔的市场需求规模。 2 姜黄素提取传统工艺简介 植物姜黄可提取的有效成分为姜黄素和姜黄油 (前者占3．5—5％、后者占5％)；其余 10％为水分， 80％为树脂 、胶质 、淀粉和纤维素等 I¨。姜黄素的分 子式如图 l所示。 ⋯ 。 删 0 一 t 一 图 1 姜黄素分子的化学结构图 姜黄素溶于极性有机溶剂 ；而姜黄油则溶于非 极性有机溶剂。采用常温下单一溶剂很难同步提取 姜黄素和姜黄油两种成分。 从姜黄中提取有效成分姜黄素的工艺过程，主要 采用问歇萃取技术【5_’J：典型的工艺流程是先将原料 维普资讯 http://www.cqvip.com Food Science&Technology食品科技 姜黄晒干后粉碎成细粉，加入反应釜中，在加热 、搅拌 条件下用有机溶剂回流萃取 8小时，趁热过滤后再萃 取 1次 ，萃余物姜黄残渣废弃。合并两次所得滤液至 浓缩釜中，加热蒸出萃取剂，得到粘稠油状物质。再在 开 口容器内使用热的非极性溶剂 ，搅拌萃取除油 ，待 姜 黄素呈现 硬团块状 态时 ，分离 出姜黄素 ，并 于 70~C条件下真空干燥 24 1],uq。其流程如图 2所示。 园 圈 目 图 圈 园 图 2姜 黄 中植物 色素提 取 的传 统 工艺流 程 图 该工艺弊端很多：周期长，效率低，不能连续生产； 除油工序溶剂损失多，安全隐患大；产品姜黄素纯度相 对较低 ，难于与姜黄油等刺激性较大的成分彻底分离； 受热时间长，部分姜黄素氧化分解，损失色价；萃余物 姜黄残渣作为废弃物，不能得到充分有效的利用。 近年来，秦炜 、王贤纯等人采取超声或酶解技术 来分离或提取姜黄中的有效成分 一9／；段聂 吕、彭永 芳等人还进行了水性介质来分离或提取姜黄中的有 效成分 的尝试 ¨“】。但 大多处在室内研 究开发 阶 段 ，尚未投入实际生产应用。 3 新思路的提出与工艺路线 3．1设 计思路 按传统姜黄素提取工艺 ，在真空干燥工序后 ，可 将粗品姜黄素用某醇溶剂溶解 ，得到醇溶性姜黄素 ， 这是采用生物萃取技术从植物姜黄中制得的国内仅 有的定型产品。而国外除醇溶型产品外 ，还有油溶型 和水溶型等产品间世 ，因此相应产品可以在诸多食品 和医药领域中得到应用。此外 ，由于国产姜黄粉大多 用姜黄原料直接粉碎制成(另亦可由提取工艺之副产 品制得)，含油量大、气味较浓，含水量高 、不宜细碎粉 化等 ，故其分散性差 、着色力弱 ，使用后外观不均匀， 无法用于出口腌制的农副产品中，更不利于国产姜黄 粉产品的出口。因此 ，从姜黄中提取有效成分的新的 设计思路 ，关键在于如何按比例从植物姜黄中，定量 提取姜黄素与姜黄油两种物质，并使萃余姜黄残渣能 用于制取姜黄粉且达到相应产品国际质量 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 。我们 曾与河北食品添加剂总公司密切合作，对 日本产的姜 黄粉的色价、含油量、水分和粒度等进行了 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 检测 与剖析 ，发现其产品中姜黄素、姜黄油的含量较国产 的为低，分别相当于国内该类产品的 30％和 10％。由 此判断，无论采取何种提取技术 ，都要考虑萃余后的 姜黄残渣中应存留适量的姜黄素、姜黄油 ，才能保证 在生产姜黄素、姜黄油两种产品的同时 ，兼顾另一种 产品姜黄粉的生产——既减少浪费避免污染 ，又提 高了姜黄加工过程的附加值。 3．2 工 艺路线 经过对姜黄系列产品国内外市场的调研以及对 植物姜黄中可资利用组分特性的掌握 ，并综合考虑 传统提取工艺存在的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ，我们选择复合萃取剂常 温提取姜黄中的姜黄素和姜黄油 ，实施分离和除油 一 步完成的连续萃取精制新技术。该工艺原料利用 充分 ，在生产姜黄素和姜黄油产品的同时 ，还可获得 高档姜黄粉产品。生产过程中废弃物产生量极少 ，属 洁净生物化工生产工艺 ，其流程如图 3所示。 国 过 匝 壶 刻 J， 詹品 ．2003·l 维普资讯 http://www.cqvip.com 企 业风 采 Profile of Enterprises 保证姜黄素和姜黄油的纯度，又不至于影响姜黄粉 的产品质量。 4．1 复合萃取剂的选择 在 25cI=条件下 ，考查 了分别适宜于姜黄素和姜 黄油萃取的系列萃取溶剂，从中选择最适宜的溶剂 A和溶剂 B作为复合萃取剂，复合萃取剂与待萃取 姜黄原料粉的质量比为 m：1，常温连续萃取时间为 4小时。A、B溶剂配伍的体积比如表 1所示。 表 1 A、B溶剂不同体积比条件下的萃取效果比较 3：1 8 68 2：1 15 37 1：1 25 28 1：2 30 10 1：3 48 8 1：4 65 4 由表 1数据可以看出，两溶剂的体积比 VA：VB 为 1：2时，用于制备姜黄粉产品的原料(萃余姜黄 残渣)中，残留的姜黄素 、姜黄油含量与国外 同类姜 黄粉产品的对应数据相吻合 ，符合新兴提取工艺设 计思路的初衷。 4．2姜黄素和姜黄油混合物分 离 由于复合萃取剂中A、B溶剂的沸点不同，且相 互间不构成共沸物 ，故可藉化工精馏操作的原理将 溶剂 A从混合萃取液相中蒸出，姜黄素因不溶于溶 剂 B而沉淀析 出，再实行过滤分离得到粉状高纯晶 体姜黄素产品；蒸馏余相为溶剂 B和饱含姜黄油的 混合液 ，对其进行蒸馏。即得到另一产品——姜黄油 (可用于制取天然香料I H1)。 4．3油溶姜黄素的制备 姜黄素常温下为黄色固体 ，本身具有一定的极 性 。若将其制成油溶型产品，所用之溶剂 ：一方面需 要有极性 ，对姜黄素具有溶解能力；另一方面还需 具备亲油能力 ，以利姜黄素定量增溶于植物油中。 通过条件摸索与考查发现 。单一的乳化剂难 以实现 姜黄素在植物油中达到均匀乳化分散的 目的，故最 终抉择使用 x(对姜黄素具有一定的溶解性 、但其本 身在油 中溶解性更好 )和 Y(对姜黄素的溶解性很 强、但本身的油溶性较差)的乳化分散剂作为复合 溶剂 ，来制取浓度为 w％的油溶型姜黄素。x与 Y的 配 比 Vx：Vv为 n： 1，采用球蘑机设备进行均质分 散 ，可得到稳定性超过半年且色价又高的透明微乳 液 目标产品一一油溶型姜黄素。 5 结论 采用本洁净生物化工生产工艺 ，对植物姜黄中 2g 詹二工 ．2003．1 有效成分的分离 (提取)及其产品开发 ，可同时获得 食用 、医用和 日用等多种相关产品。原料利用充分 ， 避免污染排放 ；加工周期缩短 ，生产效率提高，安全 隐患减少 ；产品质量达标 ，成本明显降低 ，市场竞争 力增强。与传统提取工艺 比较，具有十分突出的先进 性和技术创新优势。 参考文献 I1】张卫，张保军 ，李富华 ．姜黄色素的市场 与产品开发 【J1．中国食品添加剂 ，2001。(3)：48—50 【2】扬云 ，冯卫生编 ．中药化学成分提取分离手册【M】． 北京：中国中医药出版社 ，1998 【3】唐 传核 ，彭志英 ．姜黄素类物质的生理功能以及其 抗氧化机理 【J】．中国食品添加剂 ，2000，(4)：40—44 【4】张智源 。姜黄中姜黄素类化合物 的提取与分离研究 【D】．北京 ：北京大学出版社 ，2001 【5】袁器美 ，聂小安 ，马 自超 ．姜黄色素分离工艺及其性 质的研究 【J】．林产化工通讯 ，1997，(4)：25—29 【6】杨俊红 ，郭锦 堂 ，朱养妮 ，褚治德 ．中草药的不同提 取方 法 与 强 化传 质 机 理研 究 【J】化 工进 展 ，2002，21(9)： 660-- 662 【7】Rasmussen C．， Kvist K． A simple and efficient separation Of the eurcumin[J】．Plant Med． 2000，【66)： 396— 397 【8】秦炜 ，郑涛 ，原永辉 ，戴猷元 ．超声波对姜黄素提取 过程的强化 【J1．清华大学学报 ，1998，38(6)：46—48 【9】王贤纯 ．姜黄色素及其提制方法 【J】．生物学杂志 ， 2000，17(1)：36—37 【10】段聂 昌 ．水溶性姜黄色素 的提取及理化性质研究 【J】． 湖北化工 ，1997，14(1)：27—29 【11】彭永芳 ，马银海 ，李维莉 ．水溶性姜黄色素提取工 艺的优化 ． 食品科学 ，2001，22(9)：40—42 【12】王爱丽 ，袁冬梅 ．姜黄色素的提取和稳定性 的研究 【J】． 陕西化工，2000，29(2)：18— 19 【13]刘焕云 ．姜黄色素稳定性 的研究 【J】． 食品工业 ， 2000，(3)：22—24 【14】侯 卫 ，韩素丽 ，王鸿梅 ．姜黄挥发油化学成分的 分析【J】．中草药 ，1999，30(1)：15— 16 维普资讯 http://www.cqvip.com