專利名稱：姜黃的姜黃素類成分多頻組合超聲連續(xù)浸取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種姜黃的姜黃素類成分的浸取方法，具體地說，是一種姜黃的姜黃
素類成分的多頻組合超聲連續(xù)浸取方法。
背景技術(shù)：
浸取是中藥制藥、生物技術(shù)、食品加工制造、香精香料等行業(yè)的關(guān)鍵工藝技術(shù)之
一，其技術(shù)水平直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、成本等經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。但是，溶劑提取法、水蒸氣蒸餾法和升華法等提取有效成分的傳統(tǒng)方法不同程度上存在浸取溫度高、浸取時(shí)間長、有效成分
的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)會(huì)改變、浸取率低和浸取效率低等一些固有缺陷。 超聲波是頻率在2X 10—3Hz 10X 109Hz范圍內(nèi)的機(jī)械波。超聲波是一種彈性波，其振動(dòng)不僅能產(chǎn)生強(qiáng)大的能量，在媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)傳播過程中能量不斷被媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)吸收變成熱能，導(dǎo)致媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)溫度升高，而且聲波進(jìn)入植物組織細(xì)胞里更深和停留時(shí)間較長；大能量的超聲波作用于液體使其被撕裂成很多小空穴，而在這些小空穴閉合時(shí)可產(chǎn)生高達(dá)幾千個(gè)大氣壓的瞬時(shí)壓力作用于植物組織的空化作用；超聲波利用力學(xué)效應(yīng)還產(chǎn)生攪拌、分散、沖擊破碎和疲勞損壞等作用，這些作用加速改變物質(zhì)的某些物理、化學(xué)和生物特性；特別是可以導(dǎo)致動(dòng)物、植物、微生物等細(xì)胞的崩潰破裂，有利于溶劑滲透，以及強(qiáng)化胞內(nèi)成分的釋放，有利于胞內(nèi)成分的溶解和擴(kuò)散；而且，只要控制適當(dāng)?shù)某晱?qiáng)度就不會(huì)引起化學(xué)成分結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的變化。超聲浸取可大大縮短浸取時(shí)間，提高浸取率，特別是對(duì)于熱敏成分的低溫浸取，顯示特殊的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。 因?yàn)槌暯】梢钥朔鹘y(tǒng)浸取技術(shù)的缺點(diǎn)，人們對(duì)相當(dāng)多種類的植物(包括根、莖、葉、花、種皮等多個(gè)部位)和一些大型真菌、藻類等，對(duì)包括黃酮類、生物堿、色素、多糖、揮發(fā)油、油脂等各種成分的單頻超聲浸取工藝技術(shù)進(jìn)行了廣泛研究，證明了超聲浸取的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。單頻超聲浸取技術(shù)已經(jīng)成為中國藥典規(guī)定測(cè)量中草藥有效成分含量快速、簡單的標(biāo)準(zhǔn)浸提方法。 目前，盡管單頻超聲浸取技術(shù)在有效成分浸取方面已經(jīng)取得了很多的成果，但是發(fā)現(xiàn)不同頻率超聲波的作用特點(diǎn)不同，一些頻率適合破碎固形物；一些頻率超聲波適于強(qiáng)化湍動(dòng)效應(yīng)產(chǎn)生十分強(qiáng)烈的渦旋擾動(dòng)，通過減簿固液界面?zhèn)髻|(zhì)邊界層強(qiáng)化傳質(zhì)過程。因此，單頻超聲浸取技術(shù)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聲波頻率差異較大，而且單頻浸取時(shí)需要的超聲功率較大等，這些缺陷阻礙了超聲浸取技術(shù)的工業(yè)化。與間歇浸取相比，連續(xù)浸取生產(chǎn)周期縮短，效率更高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種姜黃的姜黃素類成分的多頻組合超聲連續(xù)浸取方法，不僅將低頻超聲波可以導(dǎo)致動(dòng)物、植物、微生物等細(xì)胞的崩潰破裂，有利于溶劑滲透和強(qiáng)化胞內(nèi)成分釋放的優(yōu)勢(shì)作用，以及高頻超聲波有利于胞內(nèi)成分的溶解和擴(kuò)散的優(yōu)勢(shì)作用共同利用、同時(shí)發(fā)揮；而且，采用連續(xù)浸取操作，進(jìn)一步縮短了生產(chǎn)周期，從而實(shí)現(xiàn)高效提取植物的
3有效成分。 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下方案 在10 150kHz范圍內(nèi)選擇兩個(gè)或三個(gè)不同頻率的超聲波作用于姜黃和乙醇水溶
液的混合物，多頻組合超聲波的總強(qiáng)度I為0 < I < lw/cm、姜黃和乙醇水溶液的重量比為
1 : 4 200，在浸取溫度為20 100。C下浸取時(shí)間t為0 < t < 70min。 所述的兩個(gè)不同頻率的超聲波是從以下三個(gè)范圍10 40kHz 、20 60kHz 、50
150kHz中的任意選擇兩個(gè)范圍，每個(gè)范圍中只選擇一個(gè)頻率的超聲波，作為多頻組合超聲
浸取的基頻超聲波。 所述的三個(gè)不同頻率的超聲波從10 40kHz范圍內(nèi)選擇一個(gè)超聲波，在20 60kHz范圍內(nèi)選擇另一個(gè)不同頻率的超聲波，在50 150kHz范圍內(nèi)選擇第三個(gè)不同頻率的超聲波，作為多頻組合超聲浸取的基頻超聲波。
兩個(gè)不同頻率超聲波的差頻應(yīng)在5 90kHz范圍內(nèi)。 所述的浸取方法是多頻組合超聲連續(xù)浸取方法，其作用于姜黃和乙醇水溶液的混合物的兩個(gè)或三個(gè)不同頻率超聲波的為同時(shí)作用。 所述的浸取方法是多頻組合超聲連續(xù)浸取方法，其作用于姜黃和乙醇水溶液的混
合物的兩個(gè)或三個(gè)不同頻率超聲波的為交替作用。 所述的浸取方法是連續(xù)操作。 姜黃和極性溶劑的重量比也稱為固液比。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是利用本發(fā)明的方法進(jìn)行浸取的結(jié)果比單頻超聲浸取的效果更好，姜黃特征成分的濃度、浸取速度、浸取率等方面都有較大的優(yōu)勢(shì)，為植物成分的超聲浸取技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用提供了新的途徑。
具體實(shí)施例方式
浸取操作的目標(biāo)是將植物中的可溶性固形物，特別是色素等主要特征成分盡可能多的浸提出來，評(píng)價(jià)該工藝技術(shù)水平的指標(biāo)有姜黃類成分的濃度、浸取率和生產(chǎn)周期減少率。
實(shí)例1 : 采用單頻超聲連續(xù)浸取姜黃，使用25kHz、強(qiáng)度為0.21w/cn^的超聲波，以l : 15的固液比在60°C下用40%乙醇浸取40min，姜黃素類成分的濃度0. 128mg/mL，浸取率40. 9% ，比間歇浸取生產(chǎn)周期減少26%。
實(shí)例2 : 若采用雙頻復(fù)合超聲連續(xù)浸取姜黃，使用25kHz和50kHz兩個(gè)頻率的超聲波共同作用，總強(qiáng)度為O. 14w/ci^，以1 : 14的固液比在6(TC下用40X乙醇浸取38min，姜黃素類成分的濃度0. 144mg/mL，浸取率44. 3%，，比間歇浸取生產(chǎn)周期減少35%。
實(shí)例3 : 若采用雙頻交變超聲連續(xù)浸取姜黃，使用25kHz和50kHz兩個(gè)頻率的超聲波交替作用，總強(qiáng)度為0. 69w/cm2，以1 : 15的固液比在6(TC下用40%乙醇浸取35min，姜黃素類成分的濃度O. 137mg/mL，浸取率42.6X，比間歇浸取生產(chǎn)周期減少32X。
實(shí)例4 :
若采用三頻復(fù)合超聲連續(xù)浸取姜黃，使用20kHz、50kHz和135kHz三個(gè)頻率的超聲波共同作用，總強(qiáng)度為0. 83w/cm2，以1 : 20的固液比在6(TC下用90%乙醇浸取42min，姜黃素類成分的濃度0. 137mg/mL，浸取率70. 5%，比間歇浸取生產(chǎn)周期減少37%。
實(shí)例5 : 若采用三頻交變超聲連續(xù)浸取姜黃，使用20kHz 、 50kHz和135kHz三個(gè)頻率的超聲波交替作用，總強(qiáng)度為0. 28w/cm2，以1 : 20的固液比在6(TC下用90%乙醇浸取35min，姜黃素類成分的濃度O. 125mg/mL，浸取率65. 3%，，比間歇浸取生產(chǎn)周期減少36%。
實(shí)例6 : 若采用雙頻復(fù)合超聲連續(xù)浸取姜黃，使用50kHz和90kHz兩個(gè)頻率的超聲波共同作用，總強(qiáng)度為0. lw/cm2，以1 : 10的固液比在7(TC下用50X乙醇浸取45min，姜黃素類成分的濃度0. 114mg/mL，浸取率41. 3%，比間歇浸取生產(chǎn)周期減少33%。
實(shí)例7 : 若采用雙頻交變超聲連續(xù)浸取姜黃，使用50kHz和90kHz兩個(gè)頻率的超聲波交替作用，總強(qiáng)度為0. 29w/cm2，以1 : 25的固液比在4(TC下用60%乙醇浸取45min，姜黃素類成分的濃度0. 117mg/mL，浸取率52. 6%，比間歇浸取生產(chǎn)周期減少32%。
權(quán)利要求
一種姜黃的姜黃素類成分的多頻組合超聲連續(xù)浸取方法，其特征在于在10～150kHz范圍內(nèi)選擇兩個(gè)或三個(gè)不同頻率的超聲波作用于姜黃和乙醇水溶液的混合物，多頻組合超聲波的總強(qiáng)度I為0＜I＜1w/cm2，姜黃和乙醇水溶液的重量比為1∶4～200，在浸取溫度為20～100℃下浸取時(shí)間t為0＜t＜70min。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述姜黃的姜黃素類成分的多頻組合超聲連續(xù)浸取方法，其特征在 于所述的兩個(gè)不同頻率的超聲波是從以下三個(gè)范圍10 40kHz、20 60kHz、50 150kHz 中的任意選擇兩個(gè)范圍，每個(gè)范圍中只選擇一個(gè)頻率的超聲波，作為多頻組合超聲浸取的 基頻超聲波。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述姜黃的姜黃素類成分的多頻組合超聲連續(xù)浸取方法，其特征在 于所述的三個(gè)不同頻率的超聲波從10 40kHz范圍內(nèi)選擇一個(gè)超聲波，在20 60kHz范 圍內(nèi)選擇另一個(gè)不同頻率的超聲波，在50 150kHz范圍內(nèi)選擇第三個(gè)不同頻率的超聲波， 作為多頻組合超聲浸取的基頻超聲波。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述姜黃的姜黃素類成分的多頻組合超聲連續(xù)浸取方法，其特 征在于兩個(gè)不同頻率超聲波的差頻應(yīng)在5 90kHz范圍內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述姜黃的姜黃素類成分的多頻組合超聲連續(xù)浸取方法，其特征在 于所述的浸取方法是多頻組合超聲連續(xù)浸取方法，其作用于姜黃和乙醇水溶液混合物的 兩個(gè)或三個(gè)不同頻率超聲波為同時(shí)作用。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述姜黃的姜黃素類成分的多頻組合超聲連續(xù)浸取方法，其特征在于所述的浸取方法是多頻組合超聲連續(xù)浸取方法，其作用于姜黃和乙醇水溶液混合物的兩個(gè)或三個(gè)不同頻率超聲波為交替作用。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述姜黃的姜黃素類成分的多頻組合超聲連續(xù)浸取方法，其特征在于浸取是連續(xù)操作。
全文摘要
一種姜黃的姜黃素類成分的多頻組合超聲連續(xù)浸取方法，其特征在于在10～150kHz范圍內(nèi)選擇兩個(gè)或三個(gè)不同頻率的超聲波作用于姜黃和乙醇水溶液的混合物，多頻組合超聲波的總強(qiáng)度I為0＜I＜1w/cm2，姜黃和乙醇水溶液的重量比為1∶4～200，在浸取溫度為20～100℃下浸取時(shí)間t為0＜t＜70min。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是利用本發(fā)明的方法進(jìn)行浸取的結(jié)果比超聲間歇浸取的效果要好，姜黃的姜黃素類成分的濃度、浸取率、生產(chǎn)周期等方面都有較大的優(yōu)勢(shì)，為植物成分的超聲浸取技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用提供了新的途徑。
文檔編號(hào)B01J19/10GK101712607SQ200910236540
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月30日
發(fā)明者劉玉德, 曹雁平, 王成濤, 王靜 申請(qǐng)人:北京工商大學(xué)