CN112939840A - 一种胆红素提取纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及胆红素提取技术领域，提出一种胆红素提取纯化方法。上述胆红素提取纯化方法，包括以下步骤：将新鲜的胆汁进行杀菌处理后，加入生物活性炭完成吸附后过滤得母液；将上述母液进行浓缩处理制得浓缩液；将浓缩液进行超临界萃取纯化，萃取结束后，除去萃取剂，得到胆红素。上述方法采用超临界萃取法提取纯化胆红素，工艺流程短，制备的胆红素纯度高。
Description
技术领域
本发明涉及胆红素提取技术领域，具体而言，涉及一种胆红素提取纯化方法。
背景技术
胆红素是胆色素的一种，是人胆汁中的主要色素，是分析化学及生化研究的重要试剂和贵重生化药品，也是许多药物的主要原料。胆红素具有以下性质：(1)毒性，可对大脑和神经系统引起不可逆的损害。(2)抗氧化剂功能，胆红素可以抑制低密度脂蛋白的氧化，例如可以抑制亚油酸和磷脂的氧化。其抗氧化性比维生素E强。(3)胆红素对心脏、大脑、肝脏和神经系统具有保护作用。
在实际生产过程中，胆红素主要采用人工合成和提取的方式制备。其中人工合成包括化学合成和酶法合成两种。而胆红素的提成方法主要包括钙盐法、树脂法、快速法等，其中钙盐法最传统，但是操作繁琐，提取时间长，收率低，纯度不高，是适应工业化生产优质胆红素的需求。树脂法的树脂需要处理和再生，且有机溶剂用量大，生产成本高。快速法操作简单，生产周期短，溶媒耗用量大，成本低，但提取的纯度较低。因此，急需开发一种方便、流程简单、产品纯度高的工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种胆红素提取纯化方法，上述方法采用超临界萃取法提取纯化胆红素，工艺流程短，制备的胆红素纯度高。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。
本发明提出一种胆红素提取纯化方法，其包括以下步骤：
步骤S1：将新鲜的胆汁进行杀菌处理后，加入生物活性炭完成吸附后过滤得母液；
步骤S2：将上述母液进行浓缩处理制得浓缩液；
步骤S3：将浓缩液进行超临界萃取纯化，萃取结束后，除去萃取剂，得到胆红素。
本发明实施例的胆红素提取纯化方法的有益效果是：
(1)采用超临界萃取法提取纯化胆红素，工艺流程短，制备的胆红素纯度高，适合大量使用。
(2)采用夹带剂和超声的方法强化超临界萃取，使得萃取效果更好。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1中超临界装置的结构示意图。
图中：100-超临界装置；110-萃取机构；130-循环机构；140-胆红素收集罐；111-原料储罐；112-超临界CO2发生器；113-夹带剂储罐；114-萃取罐；115-原料进口；116-超临界流体进口；117-夹带剂进口；118-超临界流体出口；119-废料口；121-减压罐；122-进口；123-二氧化碳排出口；124-甲醇排出口；125-胆红素排出口。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
胆红素是难溶于水的脂溶性，而二氧化碳和甲烷是非极性物质，即脂溶性物质。因此，根据相似相容原理。超临界二氧化碳和超临界甲烷均能够萃取胆红素。
夹带剂分子具有极性，能够有效提升溶质在超临界二氧化钛中的溶解度。而较低的相对分子质量或分子体积对萃取率有利。易形成氢键的夹带剂分子，能够明显提高萃取率。因此，采用甲醇作为夹带剂，能够有效极高萃取率，并降低萃取压力。
下面对本发明实施例的一种胆红素提取纯化方法进行具体说明。
本发明提供了一种胆红素提取纯化方法，包括以下步骤：
步骤S1：将新鲜的胆汁进行杀菌处理后，加入生物活性炭完成吸附后过滤得母液；将胆汁进行杀菌消毒处理后，加入生物活性炭降解有机物，后续配合过滤能够有效除去胆汁中的脂肪和杂质。
进一步地，在本发明较佳实施例中，杀菌为高温煮沸2-6h。通过高温煮沸的方式，不仅能除去一些水分，同时能够采用低成本且简单的方式实现杀菌。
步骤S2：将上述母液进行浓缩处理制得浓缩液；通过浓缩提高胆红素的浓度，方便后续的萃取步骤，能够有效降低萃取剂的使用量。
进一步地，在本发明较佳实施例中，浓缩采用蒸馏法。采用蒸馏法实现母液的浓缩，成本低。
步骤S3：将浓缩液进行超临界萃取纯化，萃取结束后，除去萃取剂，得到胆红素。采用超临界萃取处理浓缩液，能够简单方便的提取纯化胆红素。
进一步地，在本发明较佳实施例中，萃取剂为二氧化碳，超临界萃取纯化为二氧化碳超临界萃取。二氧化碳是非极性分子，根据形似相容原理，能够实现非极性分子的提取。
进一步地，在本发明较佳实施例中，二氧化碳超临界萃取的工艺条件为：萃取温度为35-45℃、萃取压力为12-20MPa、超声强度100-200W、萃取时间为4-12h。采用上述条件时，能够兼顾操作成本和产品纯度，即在操作成本不太高的情况下，取得较高的纯度。同时，采用超声条件下进行超临界萃取，能够有效的提升所得产物的纯度。
进一步地，在本发明较佳实施例中，萃取剂中添加有甲醇作为夹带剂。超临界二氧化碳技术还存在着操作压力大、萃取时间长等缺点，采用甲醇对超临界萃取过程进行强化，能有效提高萃取得率，降低操作压力。夹带剂分子具有极性，能够有效提升溶质在超临界二氧化钛中的溶解度。而较低的相对分子质量或分子体积对萃取率有利。易形成氢键的夹带剂分子，能够明显提高萃取率。因此，采用甲醇作为夹带剂，能够有效极高萃取率，并降低萃取压力。
进一步地，在本发明较佳实施例中，浓缩液、萃取剂和甲醇的质量比为(3-4)：10：(1-1.4)。采用上述比例进行萃取反应时候，萃取率较高。
进一步地，在本发明较佳实施例中，萃取结束后，减压至常压除去二氧化碳，静置分层除去上层甲醇。减压至常压后，二氧化碳变成气态方便去除，同时，由于甲醇与胆红素不互溶，二者静置分层，上层的是甲醇。移出上层液，即可实现甲醇的去除。
进一步地，在本发明较佳实施例中，超临界萃取纯化在超临界装置中进行，超临界装置包括进行萃取反应的萃取机构、除去萃取剂的胆红素的分离机构和胆红素收集罐，萃取机构和分离机构依次连接；胆红素收集罐连接至分离机构。
进一步地，在本发明较佳实施例中，萃取机构包括萃取罐，萃取罐外壁上设置有超声波发生器，萃取罐具有原料进口、超临界流体进口、超临界流体出口和废料口。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种上述胆红素提取纯化方法，包括以下步骤：
步骤S1：取新鲜的胆汁高温煮沸4h，进行杀菌。在本实施例中，采用高温煮沸的方式进行杀菌，在其他实施例中，也可以采用杀菌溶液代替高温煮沸进行杀菌，也可以采用高温煮沸进行初步杀菌，再采用杀菌溶液进行深入杀菌，只要能够达到杀菌的技术效果，都在本实施例的保护范围中。杀菌后的胆汁，加入生物活性炭反应2天，完成吸附后过滤除去脂肪和杂质制得母液备用。
步骤S2：采用蒸馏法将上述母液进行浓缩处理制得浓缩液。
步骤S3：将浓缩液采用超临界二氧化碳进行萃取，并采用甲醇作为夹带剂。具体为将1.2kg的甲醇与10kg的超临界二氧化碳合并形成超临界萃取剂，上述超临界萃取剂处理3.5kg浓缩液。超临界萃取的工艺条件控制为：萃取温度为40℃、萃取压力为16MPa、超声强度150W、萃取时间为8h。萃取结束后，减压至常压除去二氧化碳，静置分层除去上层甲醇。减压至常压后，二氧化碳变成气态方便去除，同时，由于甲醇与胆红素不互溶，二者静置分层除去上层甲醇。
需要说明的是，在本实施例中，超临界萃取剂为超临界二氧化碳，在其他实施例中，也可以选择超临界甲烷。因甲烷也是非极性分子，根据相似相容原理，也能够实现萃取胆红素的技术效果，都在本实施例的保护范围中。但是本实施例采用超临界二氧化碳成本更低。
应当理解，在本实施中，超临界二氧化碳中采用甲醇作为夹带剂，能够有效极高萃取率，并降低萃取压力。在其他实施例中，也可以不采用夹带剂，或者采用其他物质作为夹带剂，均能够实现胆红素的高效率、短流程提取的技术效果，都在本实施例的保护范围中。
本实施例的超临界萃取纯化在超临界装置100中进行。请参照图1，超临界装置100包括萃取机构110、分离机构、循环机构130和胆红素收集罐140。萃取机构110、分离机构和循环机构130依次连接闭合成环。胆红素收集罐140连接至分离机构。萃取机构110用于进行萃取反应。分离机构用于除去萃取剂。循环机构130用于实现二氧化碳和甲醇的循环利用，能够实现物质的循环利用节约成本。在本实施例中，也可以没有循环机构130，直接将二氧化碳排到空气中，用甲醇废液罐收集甲醇，只要能够实现本实施例超临界萃取的技术效果，都在本实施例的保护范围中。
萃取机构110包括原料储罐111、超临界CO2发生器112、夹带剂储罐113、萃取罐114。上述萃取罐114为间歇式反应器，其外壁上设置有超声波发生器。在萃取过程中，施加150W的超声强度能够有效的提升萃取效率。萃取罐114具有原料进口115、超临界流体进口116、夹带剂进口117、超临界流体出口118和废料口119。上述原料进口115、超临界流体进口116和夹带剂进口117分别连接原料储罐111、超临界CO2发生器112和夹带剂储罐113。应当理解在本实施例中，萃取罐114的外壁上具有超声波发生器，在其他实施例中，也可以没有超声波发生器；在本实施例中具有夹带剂储罐113，在萃取罐114中进行超临界萃取的时候加入夹带剂，在其他实施例中，也可以没有夹带剂储罐113，在萃取罐114中不涉及夹带剂进口117，只要能够实现本实施例超临界萃取的技术效果，都在本实施例的保护范围中。
分离机构包括减压罐121。上述减压罐121具有进口122、二氧化碳排出口123、甲醇排出口124和胆红素排出口125。其中，进口122通过管路连接至超临界流体出口118。二氧化碳排出口123、甲醇排出口124连接至循环机构130。胆红素排出口125连接至胆红素收集罐140。循环结构实现净化处理。
实施例2
本实施例提供一种上述胆红素提取纯化方法，包括以下步骤：
步骤S1：取新鲜的胆汁高温煮沸2h，进行杀菌。在本实施例中，采用高温煮沸的方式进行杀菌，在其他实施例中，也可以采用杀菌溶液代替高温煮沸进行杀菌，也可以采用高温煮沸进行初步杀菌，再采用杀菌溶液进行深入杀菌，只要能够达到杀菌的技术效果，都在本实施例的保护范围中。杀菌后的胆汁，加入生物活性炭反应5天，完成吸附后过滤除去脂肪和杂质制得母液备用。
步骤S2：采用蒸馏法将上述母液进行浓缩处理制得浓缩液。
步骤S3：将浓缩液采用超临界二氧化碳进行萃取，并采用甲醇作为夹带剂。具体为将1.4kg的甲醇与10kg的超临界二氧化碳合并形成超临界萃取剂，上述超临界萃取剂处理3.0kg浓缩液。超临界萃取的工艺条件控制为：萃取温度为45℃、萃取压力为12MPa、超声强度200W、萃取时间为4h。萃取结束后，减压至常压除去二氧化碳，静置分层除去上层甲醇。减压至常压后，二氧化碳变成气态方便去除，同时，由于甲醇与胆红素不互溶，二者静置分层除去上层甲醇。
需要说明的是，在本实施例中，超临界萃取剂为超临界二氧化碳，在其他实施例中，也可以选择超临界甲烷。因甲烷也是非极性分子，根据相似相容原理，也能够实现萃取胆红素的技术效果，都在本实施例的保护范围中。但是本实施例采用超临界二氧化碳成本更低。
应当理解，在本实施中，超临界二氧化碳中采用甲醇作为夹带剂，能够有效极高萃取率，并降低萃取压力。在其他实施例中，也可以不采用夹带剂，或者采用其他物质作为夹带剂，均能够实现胆红素的高效率、短流程提取的技术效果，都在本实施例的保护范围中。
实施例3
本实施例提供一种上述胆红素提取纯化方法，包括以下步骤：
步骤S1：取新鲜的胆汁高温煮沸6h，进行杀菌。在本实施例中，采用高温煮沸的方式进行杀菌，在其他实施例中，也可以采用杀菌溶液代替高温煮沸进行杀菌，也可以采用高温煮沸进行初步杀菌，再采用杀菌溶液进行深入杀菌，只要能够达到杀菌的技术效果，都在本实施例的保护范围中。杀菌后的胆汁，加入生物活性炭反应1天，完成吸附后过滤除去脂肪和杂质制得母液备用。
步骤S2：采用蒸馏法将上述母液进行浓缩处理制得浓缩液。
步骤S3：将浓缩液采用超临界二氧化碳进行萃取，并采用甲醇作为夹带剂。具体为将1.0kg的甲醇与10kg的超临界二氧化碳合并形成超临界萃取剂，上述超临界萃取剂处理4.0kg浓缩液。超临界萃取的工艺条件控制为：萃取温度为35℃、萃取压力为16MPa、超声强度100W、萃取时间为12h。萃取结束后，减压至常压除去二氧化碳，静置分层除去上层甲醇。减压至常压后，二氧化碳变成气态方便去除，同时，由于甲醇与胆红素不互溶，二者静置分层除去上层甲醇。
需要说明的是，在本实施例中，超临界萃取剂为超临界二氧化碳，在其他实施例中，也可以选择超临界甲烷。因甲烷也是非极性分子，根据相似相容原理，也能够实现萃取胆红素的技术效果，都在本实施例的保护范围中。但是本实施例采用超临界二氧化碳成本更低。
应当理解，在本实施中，超临界二氧化碳中采用甲醇作为夹带剂，能够有效极高萃取率，并降低萃取压力。在其他实施例中，也可以不采用夹带剂，或者采用其他物质作为夹带剂，均能够实现胆红素的高效率、短流程提取的技术效果，都在本实施例的保护范围中。
对比例
本实施例提供一种上述胆红素提取纯化方法，包括以下步骤：
步骤S1：取新鲜的胆汁高温煮沸4h，进行杀菌。在本实施例中，采用高温煮沸的方式进行杀菌，在其他实施例中，也可以采用杀菌溶液代替高温煮沸进行杀菌，也可以采用高温煮沸进行初步杀菌，再采用杀菌溶液进行深入杀菌，只要能够达到杀菌的技术效果，都在本实施例的保护范围中。杀菌后的胆汁，加入生物活性炭反应2天，完成吸附后过滤除去脂肪和杂质制得母液备用。
步骤S2：采用蒸馏法将上述母液进行浓缩处理制得浓缩液。
步骤S3：将浓缩液采用超临界二氧化碳进行萃取。具体为将10kg的超临界二氧化碳合并形成超临界萃取剂，上述超临界萃取剂处理3.5kg浓缩液。超临界萃取的工艺条件控制为：萃取温度为40℃、萃取压力为16MPa、超声强度150W、萃取时间为8h。萃取结束后，减压至常压除去二氧化碳。减压至常压后，二氧化碳变成气态方便去除。
需要说明的是，在本实施例中，超临界萃取剂为超临界二氧化碳，在其他实施例中，也可以选择超临界甲烷。因甲烷也是非极性分子，根据相似相容原理，也能够实现萃取胆红素的技术效果，都在本实施例的保护范围中。但是本实施例采用超临界二氧化碳成本更低。
试验例
本试验例用于说明实施例1～3和对比例制得的胆红素的评价方法，结果计入表1。具体检测步骤为：
(1)标准和待测溶液配置：精确称取标准胆红素0.01g，实施例1～3和对比例制得的胆红素各0.2g，分别将标准胆红素和制得的胆红素以氯仿溶入50ml棕色瓶中，加入氯仿至刻度，各取10ml于50ml棕色容量瓶中，以95％乙醇稀释至刻度。标准溶液胆红素为0.00004g/ml。
(2)重氮化试剂配置：溶液A：对氨基苯磺酸1.0g，加浓盐酸15ml，加水985ml；溶液B：0.5％亚硝酸钠溶液；临用时，取10mlA溶液加入0.5mlB溶液混匀放置暗处备用。
(3)标准曲线的绘制：精确量取胆红素标准溶液0，1，2，3，4，5ml置于带色试管中，分别加入95％乙醇9，8，7，6，5，4ml，使每个试管中的体积均为9ml，再分别加入1ml重氮化试剂，混合均匀，在20℃暗处静置1h。采用分光光度计(XAUMM9型)在波长520nm处测光吸收值，并以光吸收值为纵坐标，各管所含胆红素浓度为横坐标，画出标准曲线。
(4)标准曲线的绘制：取样品液3ml，加95％乙醇6ml，重氮化试剂1ml，混合均匀，在暗处20℃静置1h，在波长520nm处测量光吸收值，由标准曲线上查胆红素的含量，然后按下式计算样品中胆红素的含量：
样品胆红素的含量＝(标准曲线查得胆红素的浓度
×500×3/0.02)×100％
表1：实施例1～3和对比例制备的胆红素的纯度
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 对比例 | |
| 纯度％ | 97.23 | 95.82 | 95.91 | 92.41 |
由表1中实施例1～3和对比例制备的胆红素的纯度可以得出。本发明的方法制得的胆红素纯度较高。其中，实施例1制备的胆红素纯度最高。对比例制备由于没有采用夹带剂制备的胆红素纯度略低，说明夹带剂能够有效提升胆红素的纯度。以上结果说明本发明的胆红素提取纯化方法具有能够高效的提取纯度高的胆红素。
综上所述，本发明涉及一种胆红素提取纯化方法，采用超临界萃取法提取纯化胆红素，工艺流程短，制备的胆红素纯度高，适合大量使用。采用夹带剂和超声的方法强化超临界萃取，使得萃取效果更好。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种胆红素提取纯化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：将新鲜的胆汁进行杀菌处理后，加入生物活性炭完成吸附后过滤得母液；
步骤S2：将上述母液进行浓缩处理制得浓缩液；
步骤S3：将所述浓缩液进行超临界萃取纯化，萃取结束后，除去萃取剂，得到胆红素。
2.根据权利要求1所述的胆红素提取纯化方法，其特征在于，步骤S3中，所述萃取剂为二氧化碳，所述超临界萃取纯化为二氧化碳超临界萃取。
3.根据权利要求2所述的胆红素提取纯化方法，其特征在于，步骤S3中，所述二氧化碳超临界萃取的工艺条件为：萃取温度为35-45℃、萃取压力为12-20MPa、超声强度100-200W、萃取时间为4-12h。
4.根据权利要求2所述的胆红素提取纯化方法，其特征在于，步骤S3中，所述超临界萃取采用甲醇作为夹带剂。
5.根据权利要求4所述的胆红素提取纯化方法，其特征在于，步骤S3中，所述浓缩液、所述萃取剂和所述甲醇的质量比为(3-4)：10：(1-1.4)。
6.根据权利要求5所述的胆红素提取纯化方法，其特征在于，步骤S3中，萃取结束后，减压至常压除去二氧化碳，静置分层除去上层甲醇。
7.根据权利要求1-6任一项所述的胆红素提取纯化方法，其特征在于，步骤S3中，所述超临界萃取纯化在超临界装置中进行，所述超临界装置包括进行萃取反应的萃取机构、除去萃取剂的胆红素的分离机构和胆红素收集罐，所述萃取机构和所述分离机构依次连接；所述胆红素收集罐连接至分离机构。
8.根据权利要求7所述的胆红素提取纯化方法，其特征在于，步骤S3中，所述萃取机构包括萃取罐，所述萃取罐外壁上设置有超声波发生器，所述萃取罐具有原料进口、超临界流体进口、夹带剂进口、超临界流体出口和废料口。
9.根据权利要求1所述的胆红素提取纯化方法，其特征在于，步骤S1中，所述杀菌为高温煮沸2-6h。
10.根据权利要求1所述的胆红素提取纯化方法，其特征在于，步骤S2中，所述浓缩采用蒸馏法。
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| CN103980176A (zh) * | 2014-06-03 | 2014-08-13 | 中国农业科学院农产品加工研究所 | 一种猪胆汁中胆红素与胆汁酸的联产工艺 |
| CN104447488A (zh) * | 2013-09-13 | 2015-03-25 | 四川省观音生化有限公司 | 一种从胆汁中直接萃取胆红素的方法 |
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