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1、(10)授权公告号 CN 101648956 B (45)授权公告日 2011.12.14 CN 101648956 B *CN101648956B* (21)申请号 200910170150.6 (22)申请日 2009.09.04 C07D 487/22(2006.01) (73)专利权人 北京化工大学常州先进材料研究 院 地址 213164 江苏省常州市常武中路 801 号 (72)发明人 吴浩 (54) 发明名称 一种利用超临界流体从蚕砂中萃取叶绿素的 方法 (57) 摘要 提供一种利用超临界流体从蚕砂中萃取叶 绿素的方法， 包括如下步骤 ： 将由蚕场或蚕农收 集来的蚕砂筛净， 称量 。
2、0.3-2g 后加水软化 1-6 小时， 把蚕砂放入萃取釜中， 通入二氧化碳， 通过 高压泵升压到 18-30MPa， 温度设定为 30-65， 二氧化碳的流量为 40-150g/h， 萃取 1-4 小时， 在分离器中得到叶绿素。可以在萃取器中加入 无水乙醇作为夹带剂， 夹带剂的用量为每克原料 采用 0.05-0.15L 的无水乙醇， 叶绿素收率可达 0.91， 该方法在很大程度上避免了常规提取过 程中经常发生的脱镁、 酯化等反应， 能最大程度地 保持叶绿素原有特性 ； 流程简单， 步骤少， 生产周 期短， 效率高， 提取完全 ； 不会产生任何新的 “三 废” 物质， 对环境保护极为有利。 (。
3、51)Int.Cl. 审查员 施捷 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 CN 101648956 B1/1 页 2 1. 一种利用超临界流体从蚕砂中萃取叶绿素的方法， 其特征是包括如下步骤 ： 将由蚕 场或蚕农收集来的蚕砂筛净， 称量0.3-2g后加水软化1-6小时， 把蚕砂放入萃取釜中， 通入 二氧化碳， 通过高压泵升压到 18-30Mpa， 温度设定为 30-65， 二氧化碳的流量为 40-150g/ h， 萃取 1-4 小时， 在与萃取釜相连的分离器中得到叶绿素。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征是在萃取釜。
4、中加入无水乙醇作为夹带剂， 夹带 剂的用量为每克蚕砂采用 0.05-0.15L 的无水乙醇。 权 利 要 求 书 CN 101648956 B1/3 页 3 一种利用超临界流体从蚕砂中萃取叶绿素的方法 技术领域 0001 本发明属于分离领域， 具体地说涉及一种利用超临界流体从蚕砂中萃取叶绿素的 方法。 背景技术 0002 色素是食品、 医药及化妆品中常用的染色剂。随着生活水平的不断提高， 人们对 化学合成色素逐渐产生怀疑， 而对天然色素的开发越来越重视。叶绿素是我国和大多数国 家允许使用的天然食用色素。叶绿素在植物体中大量分布， 其衍生物在医药上具有促进伤 口愈合、 抗溃疡、 抗肿瘤、 抗微生。
5、物、 防癌、 保肝、 抗贫血等多方面生物活性。 叶绿素是光合作 用膜中的绿色色素， 它是光合作用中捕获光的主要成分。叶绿素共有 a、 b、 c 和 d 四种。凡 进行光合作用时释放氧气的植物均含有叶绿素 a ； 叶绿素 b 存在于高等植物、 绿藻和眼虫藻 中 ； 叶绿素 c 存在于硅藻、 鞭毛藻和褐藻中， 叶绿素 d 存在于红藻。高等植物叶绿体中的叶 绿素主要有叶绿素 a 和叶绿素 b 两种。叶绿素 a 的分子结构由 4 个吡咯环通过 4 个甲烯基 ( CH-) 连接形成环状结构， 称为卟啉 ( 环上有侧链 )。卟啉环中央结合着 1 个镁原子， 并 有一环戊酮 (V)， 在环 IV 上的丙酸被。
6、叶绿醇 (C20H39OH) 酯化、 皂化后形成钾盐具水溶性。它 们不溶于水， 而溶于有机溶剂， 如乙醇、 丙酮、 乙醚、 氯仿等。 0003 叶绿素可以激活细胞的代谢机能， 抗氧化， 抑制氧自由基对细胞膜的损伤 ； 对各 种酶特别是胰蛋白酶有抑制作用 ； 调节血糖 ； 促进造血机能 ； 解毒、 抗过敏、 抗补体 ； 扩张血 管， 改善微循环 ； 去臭， 促进肉芽新生和创伤愈合 ； 抗癌作用， 能有效抑制黄曲霉毒素的致 癌作用。 0004 蚕砂是蚕的粪便， 其中含有大量的叶绿素、 蛋白质合果胶， 是提取叶绿素的便宜、 易得的原料。传统从蚕砂中提取叶绿素的工序包括 ： 浸提、 皂化、 酸析、 洗。
7、涤、 络合等。常用 的浸提有机溶剂有乙醇、 丙酮、 石油醚、 氯仿、 苯等。但是传统的叶绿素提取方法工艺复杂， 流程长， 多数有机溶剂对健康不利且环境不友好， 不仅萃取分离溶剂十分费事， 而且溶剂残 留不可避免 ； 提取温度高， 时间长， 叶绿素容易受到破坏， 特别在提取过程中常常伴有脱镁、 酯化等反应发生， 其结果是不仅使产品质量难以稳定控制， 而且改变了叶绿素的天然特性， 给以后的应用带来了一系列的不确定因素 ； 由于传统提取多采用静态提取， 存在着平衡浓 度限制的问题， 因而很难做到完全提取， 提取产率低， 选择性差， 浪费严重 ； 整个提取过程涉 及多步相变， 需要大量的相变热， 因而。
8、能耗较大。 0005 而超临界流体萃取技术的本质特征是用无毒、 无残留的流体， 如 CO2， 代替有机溶 剂作提取介质并在接近室温的条件下萃取 ； 其物理化学基础源于超临界 CO2流体的溶剂性 质在很宽的范围内可以调控， 只要简单地改变体系的温度或压力就可使溶质在超临界 CO2 流体中的溶解度发生很大的改变， 从而为高选择性提取和分离及高质量产品提取提供了可 能 ； 其最大的优点莫过于可将萃取、 分离和去除溶剂等多个单元过程合为一体， 大大简化了 工艺流程， 提高了生产效率， 对环境不造成污染。好处如下 ： CO2无色、 无味、 无毒， 且通常条 件下为气体， 无溶剂残留问题， 用它作萃取剂使。
9、绝对安全健康的纯天然原料的获取成为易 说 明 书 CN 101648956 B2/3 页 4 事， 并且 CO2价廉易得， 可循环使用， 使产品的成本大为降低 ； 萃取温度接近室温， 整个提取 分离过程在暗场中进行， 叶绿素对光敏感， 在很大程度上避免了常规提取过程中经常发生 的脱镁、 酯化等反应， 能最大程度地保持叶绿素原有特性 ； 流程简单， 步骤少， 生产周期短， 效率高 ； 超临界CO2流体的溶解能力和渗透力强， 扩散速率快， 叶绿素产品不断被移走， 提取 完全 ； 超临界 CO2流体只对溶质起作用， 不改变溶质之外的任何成分或原料基体， 因此不会 产生任何新的 “三废” 物质， 对环。
10、境保护极为有利。 0006 本人曾在 超临界 CO2萃取毛竹叶中的叶绿素 ( 北京化工大学学报， 2007， 34(1) ： 92-94)中以毛竹叶为原料， 研究了用超临界CO2萃取技术从毛竹叶中萃取叶绿素， 但是在最 佳工艺条件下叶绿素的收率仅为 0.32， 并且竹叶需要自然风干、 粉碎， 这会使叶绿素在处 理过程中有所损失， 叶绿素的收率不高。 发明内容 0007 本发明所要解决的技术问题是克服上述的缺陷， 提供一种利用超临界流体从蚕砂 中萃取叶绿素的方法。其包括如下步骤 ： 将由蚕场或蚕农收集来的蚕砂筛净， 称量 0.3-2g 后加水软化 1-6 小时， 把蚕砂放入萃取釜中， 通入二氧化。
11、碳， 通过高压泵升压到 18-30Mpa， 温度设定为30-65， 二氧化碳的流量为40-150g/h， 萃取1-4小时， 在与萃取釜相连的分离 器中得到叶绿素。 0008 优选地， 在萃取器中加入无水乙醇作为夹带剂， 夹带剂的用量为每克原料采用 0.05-0.15L 的无水乙醇。 0009 可以采用分光光度法测定叶绿素， 即 ： 萃取实验结束后， 在分离器中加入少量乙 醇， 晃动分离器将叶绿素产品溶于乙醇， 然后将乙醇溶液倒入 25ml 容量瓶中， 在分离器中 再次加入少量乙醇冲洗， 将冲洗液同样倒入前一容量瓶中， 如此反复儿次， 直至将分离器中 产品全部溶解并倒入容量瓶中， 在在容量瓶中加。
12、入乙醇定容至 25ml， 溶解均匀后放置 10 分 钟备用。将待测溶液加入比色皿中， 以乙醇作为空白溶液， 在 550nm-700nm 波长内扫描， 扫 描后到如产品溶液吸收光谱图。记录 664nm 和 645nm 波长下吸光度。 0010 利用经验公式计算叶绿素 a 浓度、 叶绿素 b 浓度、 叶绿素总浓度及叶绿素收率 ： 0011 叶绿素 a 浓度 ： Ca 12.7A664-2.69A645 0012 叶绿素 b 浓度 ： Cb 22.9A645-4.68A664 0013 叶绿素总浓度 ： Ca+b Ca+Cb 0014 叶绿素收率 ( 萃取出总叶绿素量 /g)/( 原料量 /g) 0。
13、015 式中 A664、 A645分别代表测试样品在 664nm 和 645nm 波长下的吸光度 ； Ca、 Cb代表叶 绿素 a 和叶绿素 b 浓度， 单位为 mg/L。 附图说明 0016 图 1 是本发明的工艺流程示意图。 0017 其中 A-CO2钢瓶 ； B- 控制系统 ； C- 用来输送二氧化碳的高压泵 ； D- 温度控制系统 ； E- 用来输送夹带剂的高压泵 ； F- 萃取釜 ； G- 分离器。 具体实施例 说 明 书 CN 101648956 B3/3 页 5 0018 实施例 1 ： 0019 将由蚕场或蚕农收集来的蚕砂筛净后取1g， 加水软化4小时， 把蚕砂放入萃取釜F 中。
14、， 通过钢瓶 A 将二氧化碳输入到萃取釜 F 中， 利用控制系统 B 控制萃取条件， 其中通过高 压泵 C 升压到 25Mpa， 通过温度控制系统 D 将温度设定为 50， 二氧化碳的流量为 60g/h， 萃取4小时， 在萃取器中用高压泵E加入无水乙醇作为夹带剂， 夹带剂的用量为每克原料采 用 0.1L 的无水乙醇， 在分离器 G 中得到叶绿素。采用分光光度法测定叶绿素， 得出叶绿素 收率为 0.73， 其中叶绿素 a 的浓度占总叶绿素浓度的 12， 叶绿素 b 浓度占总叶绿素浓 度的 88。 0020 实施例 2 ： 0021 将由蚕场或蚕农收集来的蚕砂筛净后取 0.5g， 加水软化 1 小。
15、时， 把蚕砂放入萃取 釜 F 中， 通过钢瓶 A 将二氧化碳输入到萃取釜 F 中， 利用控制系统 B 控制萃取条件， 其中通 过高压泵C升压到18Mpa， 通过温度控制系统D将温度设定为40， 二氧化碳的流量为40g/ h， 萃取3小时， 在萃取器中用高压泵E加入无水乙醇作为夹带剂， 夹带剂的用量为每克原料 采用 0.05L 的无水乙醇， 在分离器 G 中得到叶绿素。采用分光光度法测定叶绿素， 得出叶绿 素收率为 0.57， 其中叶绿素 a 的浓度占总叶绿素浓度的 8， 叶绿素 b 浓度占总叶绿素浓 度的 92。 0022 实施例 3 ： 0023 将由蚕场或蚕农收集来的蚕砂筛净后取1g， 加。
16、水软化3小时， 把蚕砂放入萃取釜F 中， 通过钢瓶 A 将二氧化碳输入到萃取釜 F 中， 利用控制系统 B 控制萃取条件， 其中通过高 压泵 C 升压到 30Mpa， 通过温度控制系统 D 将温度设定为 60， 二氧化碳的流量为 120g/h， 萃取2小时， 在萃取器中用高压泵E加入无水乙醇作为夹带剂， 夹带剂的用量为每克原料采 用 0.15L 的无水乙醇， 在分离器中得到叶绿素。采用分光光度法测定叶绿素， 得出叶绿素收 率为 0.81， 其中叶绿素 a 的浓度占总叶绿素浓度的 13， 叶绿素 b 浓度占总叶绿素浓度 的 87。 说 明 书 CN 101648956 B1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 。