一种姜黄素类化合物的提取方法
阅读说明：本技术 一种姜黄素类化合物的提取方法 (Method for extracting curcumin compound ) 是由 彭静维 齐立军 高伟 李苗苗 袁庆杰 于 2020-06-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种姜黄素类化合物的提取方法。包括第一处理步骤：将原料进行分离处理,得到富集了姜黄素类化合物的部分以及富集了姜黄油的部分；以及第二处理步骤：使第一处理步骤得到的富含姜黄素类化合物的部分在第二结晶条件下进行处理,得到姜黄素类化合物；第一处理步骤所述的原料源自姜黄素类化合物粗提取物经第一结晶处理后的残留物,所述姜黄素类化合物粗提取物为从植物材料提取得到。所述方法利用生产姜黄素类化合物的副产品为原料,解决了产品的综合利用问题；工艺简便、收率高,可进行工业化生产；得到的姜黄素类化合物中双脱甲氧基姜黄素含量高。(The invention relates to an extraction method of curcumin compounds. Comprises a first processing step: separating the raw materials to obtain a part enriched with curcumin compounds and a part enriched with curcuma oil; and a second processing step: treating the part rich in the curcumin compound obtained in the first treatment step under a second crystallization condition to obtain the curcumin compound; the raw material in the first treatment step is derived from the residue of a crude extract of the curcuminoids which is extracted from a plant material after the first crystallization treatment. The method utilizes the byproduct of curcumin compound production as raw material, thus solving the problem of comprehensive utilization of the product; the process is simple and convenient, the yield is high, and industrial production can be carried out; the obtained curcumin compound has high content of bisdemethoxycurcumin.)
技术领域
本发明属于天然提取物技术领域，具体涉及一种双脱甲氧基姜黄素的制备方法。
背景技术
姜黄(Curcuma longa L.)属姜黄属，常用作调味与染料，是姜科姜黄属植物姜黄Curcuma longa L的干燥根茎，生长于从印度至澳大利亚，南至东亚北达浙南，在亚洲的使用历史长达千年。姜黄可提取的有效成分为姜黄素(3.5％～5％)和姜黄油(约5％)，经过长达30多年的研究发现其中的姜黄素具有多种生物活性，如抗肿瘤、抗病毒、抑制阿尔茨海默、抗关节炎等活性。
姜黄属植物中含有三种不同的姜黄素类化合物，即姜黄素、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素。已有几组报道了原始植物材料中，尤其是根茎中姜黄素、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素这三种姜黄素成分的相对比例，1975年，Perotti等发现三者的比率为60：30：10；1976年，Krishnamurthy等人发现三者的比率为49:29:22；1970年Grewe等人发现比率为42:24:34。即三人发现的比例虽然受到原料、测试方法等影响得到的结论不同，但可以看出，其中的姜黄素的含量均是最高。研究表明，三种物质虽然结构相似，但存在不同的药理活性和理化特性。姜黄素极性较小，水溶性差，生物利用度较低，而在结构上比姜黄素少两个甲氧基的双脱甲氧基姜黄素，作为姜黄素的天然衍生物，与姜黄素具有相似的药理药性，并且其极性、亲水性、水溶性均比姜黄素大，因此双脱甲氧基姜黄素比姜黄素有更好的生物利用度。
随着人们对姜黄素、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素化合物不同特性的进一步认识，所述化合物的分离将具有非常重要的意义经研究。CN103193610A公开了一种从姜黄中提取纯化姜黄素类化合物的制备方法，其过程包括：将姜黄经水洗净、粉碎、用醇-氨基酸水进行多级逆流萃取、大孔树脂柱层析，用乙醇-水梯度洗脱，收集洗脱液，减压蒸发浓缩、真空干燥即得到有效成分姜黄素、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素。该方法可以获得高纯度姜黄素、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素，各化合物纯度达95％以上。CN101585757A公开了一种可实现从姜黄中制备姜黄素三种化合物的分离纯化方法，其包括下述步骤：a提取：将粉碎后的姜黄用醇-酸水溶液或乙醇-酸水溶液室温下连续逆流提取3～6小时，提取液过滤后在50～70℃负压浓缩至相对密度为0.9～1.2的油树脂；b层析分离：将上述姜黄素油树脂置于HZ-816、HZ-818或HZ-801层析分离介质上进行梯度洗脱，洗脱液分部收集后分别进行负压浓缩，当无水乙醇带水后分别得到姜黄素、脱甲氧基姜黄素和双脱甲氧基姜黄素结晶粉末。但上述方法在工业化生产过程中存在吸附树脂处理难度大、成本高、产量小、周期长等问题。CN106866397A公开了一种姜黄素提取方法，依次包括以下步骤：取粉碎过的干姜黄用乙醇浸提，将所得浸提滤液浓缩、石油醚萃取、再浓缩，用氢氧化钠水溶液溶解，再用乙酸乙酯萃取，将所得乙酸乙酯层浓缩得到姜黄初提物；将所得姜黄初提物用乙醇溶解后，再采用特制的改性凹凸棒石进行高度匹配的吸附分离，分别得到去甲氧基姜黄素和双去甲氧基姜黄素的混合物，以及高纯姜黄素。CN105198717A公开了一种选择性萃取分离姜黄素的方法。其以工业产品姜黄素粗品为原料，羟丙基-β-环糊精作为萃取剂，使姜黄素、去甲氧基姜黄素、双去甲氧基姜黄素选择性萃取到羟丙基-β-环糊精水溶液中，羟丙基-β-环糊精水溶液的姜黄素可以用乙酸乙酯萃取出来。上述方法中工艺过程复杂，难以实现工业化。另外，上述方法中公开的将三种不同的姜黄素类化合物分离的方法中，均是以姜黄作为原料，将其中的姜黄类化合物提取过程中或者提取后再通过一定的手段进行分离而分别得到三种不同的姜黄素类化合物。
已有研究表明，双脱甲氧基姜黄素在医学应用方面，具有抗氧化、抗癌、消除自由基、降脂以及对消化系统、心血管系统等药理作用。除了上述的分离方法外，目前，双脱甲氧基姜黄素提取、纯化方法很多，工艺各有特色，常用的有硅胶柱色谱法、大孔树脂吸附法等。CN108047016A公开了一种从姜黄中提取双脱甲氧基姜黄素的方法，其包括以下步骤：将姜黄粉分散于浸提剂中，进行连续逆流超声浸提处理，得到姜黄浸提液；将姜黄浸提液进行减压浓缩处理，得到姜黄素粗品；将第一萃取剂加入到所述姜黄素粗品，进行萃取处理，得到姜黄素萃取液；将姜黄素萃取液进行减压浓缩处理，得到姜黄素；将第二萃取剂与所述姜黄素混合，进行萃取、结晶、过滤、干燥处理，得到双脱甲氧基姜黄素。该专利是在姜黄原料提取姜黄素类化合物的过程中提取得到双脱甲氧基姜黄素，提取效率低，产率低，导致所得产品成本高。
在传统工艺中，从姜黄原料中分离姜黄素的方法包括常规提取方法，通常使用允许的溶剂进行姜黄素提取，并可选地包含进一步纯化步骤，例如结晶步骤，姜黄的最大产率约为60％。即最初存在于姜黄浸膏原料中的姜黄素，只有60％左右的姜黄素被结晶得到，而剩余的40％的姜黄素存在于副产品姜黄树脂中。CN108339086A公开了不同乙醇浓度结晶得到的符合要求的姜黄提取物，且通过改变不同的浓缩体积和结晶的溶剂，可以得到纯度更高的姜黄提取物，但所得的姜黄的最大产率为59.8％。
作为生产姜黄素类化合物的副产品的姜黄树脂虽然呈现黄色，但由于姜黄气味比较大且着色效果较姜黄素差等原因不能直接用于食品或保健品中，导致大部分姜黄树脂被扔掉或烧掉，一方面使得大量的姜黄色素被浪费，同时造成了常规姜黄素生产成本的升高，价格昂贵。
发明内容
鉴于上述情况，为了解决上述现有技术中的不足，本发明提供一种有效利用姜黄素类化合物生产过程中的副产物提取姜黄素类化合物的方法，以及利用所述方法提取得到富含双脱甲氧基姜黄素的姜黄素类化合物，本发明同时还涉及所述富含双脱甲氧基姜黄素的姜黄素类化合物作为食品、饲料、药物制品和化妆品的功能性添加剂或着色剂应用。所述方法操作简单、生产成本低，适用于工业化生产、产品收率高，而且极大的降低了姜黄素资源的浪费；且通过所述的方法可以得到富含双脱甲氧基姜黄素的姜黄素类化合物，甚至可以直接得到纯度90％以上的双脱甲氧基姜黄素。
具体地，本发明提供了一种姜黄素类化合物的提取方法，包括以下工艺步骤：
第一处理步骤：将原料进行分离处理，得到富集了姜黄素类化合物的部分以及富集了姜黄油的部分，
所述的原料源自姜黄素类化合物粗提取物经第一结晶处理后的残留物，所述姜黄素类化合物粗提取物为从植物材料提取得到；
第二处理步骤：使第一处理步骤得到的富集了姜黄素类化合物的部分在第二结晶条件下进行处理，得到姜黄素类化合物。
进一步地，第一处理步骤中所述的原料含有非晶形式的姜黄素类化合物。
进一步地，上述第一处理步骤所述原料中总姜黄素含量为2-60％，优选为5-50％，更优选为10-40％。
进一步地，第一处理步骤所述原料中双脱甲氧基姜黄素的含量占总姜黄素含量的10％以上，优选比例不低于20％，进一步优选不低于30％，特别优选不低于50％，尤其优选不低于70％。
进一步地，第一处理步骤中的分离处理包括超临界CO2分离、分子蒸馏分离，溶剂分离中的一种或两种以上的组合；优选的溶剂分离为采用非极性溶剂进行直接萃取或者以极性溶剂溶解后加入非极性溶剂液液分离，进一步优选的溶剂分离为极性溶剂溶解后加入非极性溶剂液液分离。
进一步地，第二处理步骤中的第二结晶条件下处理是指在溶剂中分散，然后通过加入结晶剂结晶的处理步骤，或指向分散在溶剂中的富集了姜黄素类化合物的部分加入结晶剂结晶的处理步骤。
进一步地，所述的溶剂为有机溶剂，优选为正己烷、石油醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或两种以上的混合物，进一步优选为乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或两种以上的混合物，特别优选为乙酸乙酯、二氯甲烷、乙醇、异丙醇中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，所述的结晶剂为有机溶剂，优选为正己烷、石油醚、异丙醚、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丁酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或两种以上的混合物，进一步优选为正己烷、石油醚、异丙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或两种以上的混合物，特别优选为正己烷、石油醚、异丙醚、二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或两种以上的混合物。
进一步地，溶剂与结晶剂不同。
进一步地，所述富集了姜黄素类化合物的部分与溶剂的重量体积比以g/ml计为1:1～1:10,优选为1:1～1:8，尤其优选为1:1～1:5，最优选为1:1～1:3。
进一步地，所述富集了姜黄素类化合物的部分与结晶剂的重量体积比以g/ml计为1:1～1:10,优选为1:2～1:8，尤其优选为1:3～1:7，最优选为1:3～1:5。
进一步地，第二处理步骤还包含将结晶得到的姜黄素类化合物进行分离，优选所述分离为固液分离，优选分离方法包括过滤、离心中的一种或两种。
进一步地，第二处理步骤所得的姜黄素类化合物中双脱甲氧基姜黄素含量不小于50％，优选不小于65％，进一步优选不小于70％，尤其优选不小于80％，最优选不小于90％。
本发明还涉及上述提取方法得到的姜黄素类化合物，其中，双脱甲氧基姜黄素含量不小于50％，优选不小于65％，进一步优选不小于70％，尤其优选不小于80％，最优选不小于90％。
另外，本发明还包含所述姜黄素类化合物作为食品、饲料、药物制品和化妆品的功能性添加剂或着色剂应用。
在一个实施方式中，本发明还涉及的一个技术方案为：
第一处理步骤：将原料进行分离处理，得到富集了姜黄素类化合物的部分以及富集了姜黄油的部分，
所述的原料源自姜黄素类化合物粗提取物经第一结晶处理后的残留物，所述姜黄素类化合物粗提取物为从植物材料提取得到；
所述的分离通过将原料经过非极性溶剂和极性溶剂混合溶液分散原料，使原料中的姜黄油富集于非极性溶剂，之后进行非极性溶剂和极性溶剂的液液分离；
第二处理步骤：使第一处理步骤得到的富集了姜黄素类化合物的部分在第二结晶条件下进行处理，得到姜黄素类化合物；
所述结晶是将第一处理步骤得到的富集了姜黄类化合物的部分分散于乙酸乙酯、二氯甲烷、乙醇、异丙醇中的一种或两种以上的混合物得到分散液，向分散液中加入正己烷、石油醚、二氯甲烷、三氯甲烷中的一种或两种以上的混合物进行结晶分离得到双脱甲氧基姜黄素。
本发明所述方法可以有效利用生产姜黄素类化合物的副产品，提高了姜黄原料的利用率，变废为宝，降低了姜黄素资源的浪费。通过本发明所述方法制备得到的双脱甲氧基姜黄素适用于食品添加剂、饲料添加剂等领域，并可作为制备药品和化妆品和制备食品添加剂产品等的组分。
本发明的有益效果在于：本发明开创性地利用生产姜黄素类化合物的副产品，经过第一处理步骤并结合结晶工艺，有效地从生产姜黄素类化合物的副产品制备得到富含双脱甲氧基姜黄素的姜黄素类化合物，所制备的姜黄素类化合物中双脱甲氧基姜黄素含量高，所得产品较通常从姜黄原料中直接提取得到的姜黄素类化合物具有更高的双脱甲氧基姜黄素含量，具有更好的生物利用度和广泛的应用价值；且通过本工艺能够将姜黄生产姜黄素的废弃物进行有效利用，降低了姜黄素资源的浪费，实现了产品的综合利用；方法操作相对简单，易于实现规模化生产。
附图说明
图1为所得产品的液相色谱图。
具体实施方式
下面通过具体的实施方案叙述本发明方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。
本发明所述的包含姜黄素的植物主要涉及姜黄属植物，尤其涉及姜黄，特别是姜黄的根茎部分。
本发明所述的原料源自姜黄素类化合物粗提取物经第一结晶处理后的残留物，所述姜黄素类化合物粗提取物为从植物材料提取得到；即，从包含姜黄素的植物材料中提取姜黄素类化合物时，将得到的含有姜黄素类化合物粗提取物的部分进行第一结晶处理，分离第一结晶处理产物后得到的残留物。在一个实施方式中，其为以姜黄为原料，使用溶剂进行姜黄素类化合物提取后，对提取物进行第一结晶处理得到姜黄素类化合物后，获得的副产品，即“姜黄树脂”。
本发明所述姜黄素类化合物或总姜黄素包含姜黄素、脱甲氧基姜黄素、双脱甲氧基姜黄素。其在具体实施方式中可包含上述三种物质中的一种以及两种以上。
实施例中姜黄素含量按照《美国药典USP39—姜黄素》的检测方法进行测定。
实施例1
第一处理步骤：以100g总姜黄素含量为10％、双脱甲氧基姜黄素占总姜黄素比例为70％的姜黄树脂为原料，经分子蒸馏分离富集姜黄油的物质得到50g总姜黄素含量为20％的脱油姜黄树脂；
结晶：向第一处理步骤得到的姜黄树脂中加入300ml二氯甲烷进行结晶后分离得到结晶产品。
通过以上姜黄素类化合物的制备方法，得到6.9g结晶产品，其中总姜黄素含量占所得结晶产品的98％，双脱甲氧基姜黄素的含量占所得结晶产品的95％，双脱甲氧基姜黄素含量得率达到93.6％。
实施例2
原料第一处理步骤：以100g总姜黄素含量为15％、双脱甲氧基姜黄素占总姜黄素比例为60％的姜黄树脂为原料，经超临界CO2分离富集姜黄油的物质得到60g总姜黄素含量为25％的脱油姜黄树脂；
结晶：第一处理步骤得到的脱油姜黄树脂使用200ml的乙酸乙酯进行溶解；所得溶液中加入500ml的正己烷进行结晶后分离得到结晶产品。
通过以上姜黄素类化合物的制备方法，得到8.3g结晶产品，其中总姜黄素含量占所得结晶产品的97％，双脱甲氧基姜黄素的含量占所得结晶产品的90％，双脱甲氧基姜黄素含量得率达到83％。
所得产品的液相色谱图详见图1。图1中，所述的三个峰从左向右依次对应的物质为姜黄素(CCM)、脱甲基姜黄素(DMC)、双脱甲基姜黄素(BDMC)。
实施例3
原料第一处理步骤：以100g总姜黄素含量为20％、双脱甲氧基姜黄素占总姜黄素比例为50％的姜黄树脂为原料，先用乙醇溶解，加入正己烷进行液液萃取，将乙醇层浓缩得到45g脱油姜黄树脂，总姜黄素含量为44％。
结晶：第一处理步骤得到的脱油姜黄树脂使用100ml的异丙醇进行溶解；向所得溶液中加入500ml的三氯甲烷进行结晶后分离得到结晶产品。
通过以上姜黄素类化合物的制备方法，得到12g结晶产品，其中总姜黄素含量占所得结晶产品的96％，双脱甲氧基姜黄素的含量占所得结晶产品的70％，双脱甲氧基姜黄素含量得率达到84％。
实施例4
原料第一处理步骤：以100g总姜黄素含量为25％、双脱甲氧基姜黄素占总姜黄素比例为30％的姜黄树脂为原料。使用600ml的正己烷萃取，分离富集姜黄油的物质得到50g总姜黄素含量为50％脱油姜黄树脂；
结晶：向第一处理步骤得到的脱油姜黄树脂加入500ml的异丙醇进行溶解后，向溶液中逐渐加入50ml的石油醚进行结晶后分离得到结晶产品。
通过以上姜黄素类化合物的制备方法，得到10g结晶产品，其中总姜黄素含量占所得结晶产品的95％，双脱甲氧基姜黄素的含量占所得结晶产品的60％，双脱甲氧基姜黄素含量得率达到80％。
实施例5
原料第一处理步骤：以100g总姜黄素含量为30％、双脱甲氧基姜黄素占总姜黄素比例为20％的姜黄树脂为原料，使用200ml的甲醇溶解得到姜黄树脂溶液，溶液加入石油醚进行分离去除富集姜黄油的物质，得到脱油姜黄树脂甲醇溶液；
结晶：向第一处理步骤得到的姜黄树脂溶液中加入300ml的异丙醚溶剂进行结晶后分离得到结晶产品。
通过以上双脱甲氧基姜黄素的制备方法，得到8g结晶产品，其中总姜黄素含量占所得结晶产品的95％，双脱甲氧基姜黄素的含量占所得结晶产品的50％，双脱甲氧基姜黄素含量得率达到66.7％。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。