从龙脑樟cinamomum植物中提取天然冬虫夏草的工艺研究

从龙脑樟cinamomum植物中提取天然冬虫夏草的工艺研究

天然婆罗洲最初被称为“龙脑香”，也被称为天然右旋龙脑。它通常被称为梅片。该格式为c10h18o。来自印度尼西亚的苏门答腊群岛。它是从福袋过程中蒸发出来的结晶产物。其气清香、味苦、辛凉,有通诸窍、散郁火、消肿止痛、消热解毒、去翳明目、开窍醒神、化腐生肌、抗癌治癌等药用功能,是一种名贵珍稀药材和高级香料。目前,我国所产的天然冰片主要是从樟科植物龙脑樟[Cinnamomumcamphora(L.)Presl]的枝叶中提取并通过精制而成,它不含对人体有害的异龙脑,其药用效果远远优于合成冰片和天然左旋龙脑(艾片)。经国家药检部门审批,天然冰片已列入2005版《中华人民共和国药典》。近年来,湖南新晃、江西吉安、广东梅州、贵州望谟等地分别从不同种[龙脑樟Cinnamomumcamphora(L.)Presl、油樟Cinnamomumlongepaniculatum(Gamble)N.ChaoexH.W.Li、阴香Cinnamomumburmannii(C.C.etTh.Nees)Bl.]的樟树枝叶中提取天然冰片,改变了我国天然冰片长期依赖进口的局面。目前国内天然冰片的生产规模小,设备落后,大多还处在中试阶段,其生产现状已远远满足不了市场的需求。而落后的生产工艺更不能适应现代化工业生产,又因合成冰片阻碍了中药组方及制剂进入国际市场的进程,尤其是近年来人们生活水平的提高、环保意识的增强,国际国内的一些高档化妆品、药品、食品、香精香料对天然冰片的需求与日俱增,这就更使得天然冰片工业化生产迫在眉睫。湖南省新晃县龙脑开发有限公司(以下简称公司)利用新晃县独特的龙脑樟[Cin-namomumcamphora(L.)Presl]天然植物资源,开发建成一条年产35t天然冰片的现代化工业生产基地。我们在公司原有生产工艺基础上,对从龙脑樟树的枝叶中提取天然冰片的生产技术及参数进行了反复的试验和改进,在中试的基础上对生产参数进行了较大的调整,并最终确定了一套工艺合理、天然冰片得率高的较为完整的生产工艺和方案,从而实现天然冰片的工业化生产。1测试1.1树叶的产自新化学物质龙脑樟[Cinnamomumcamphora(L.)Presl]树枝叶产自新晃县波洲镇。经检测,枝叶中右旋龙脑含量在1%～2.8%之间。1.2中试煤粉系统的制备小试为实验用蒸馏烧瓶(1000mL)和球形冷凝管。中试为自制水蒸气蒸馏罐(内置筛板塔)和夹套冷凝器以及锅炉。采用的主要工艺路线为:称取枝叶→装入蒸馏器中→通蒸汽蒸馏→冷凝结晶→精制→产品1.3汽化室及检测室温度日本岛津GC—17A型气相色谱仪,毛细管柱0.32mm×30mm,汽化室及检测室温度200℃,柱温(程序升温)100℃,分流比1/50,进样量0.1uL,N2为载气,乙醇为溶剂。2主要工艺参数的确定原有的生产工艺是以龙脑樟枝叶为原料通水蒸气进行水上蒸馏然后冷凝结晶提取粗品。其主要的工艺参数见表1。从试验生产记录上可以看出粗品得率在0.241%～0.674%之间,粗品得率较低,经济效益较低。3旋龙脑的制备通过小试,测定龙脑樟枝叶中右旋龙脑的含量,确定它是否有经济效益。试验中采用蒸馏瓶水中蒸馏的方法,用直形冷凝管对蒸汽直接进行冷凝,从而使天然右旋龙脑结晶而得到粗品,再把粗品干燥(采用自然通风干燥,防止冰片升华),称其重量(注:以下中试产品干燥均采用此法)。经反复试验,对在95～100℃下,由同一株龙脑樟樟树上采摘下来的新鲜枝叶切碎后进行水中蒸馏,每组试验6次,蒸馏时间为1h,其结果如表2。从表2数据可以看出,粗品得率在1.1%～1.3%之间。通过测定,粗品中含右旋龙脑量在85%以上。由此可见,用水蒸气蒸馏的方法从龙脑樟枝叶中提取天然冰片工业化生产是可行的。4中中部通过小试试验,从龙脑樟枝叶中提取天然冰片切实可行。但要将其工业化生产,则必须进行中试。4.1投料量大小对得率的影响工业化生产中,设备的容积是固定的。投料量的大小直接影响龙脑樟枝叶是否被蒸透。在蒸馏时间3h、蒸馏温度100℃、一级冷凝的情况下,用新鲜枝叶考察投料量的大小对得率的影响。由表3可见,在其他条件不变的情况下,投料量越小,得率越高。试验中发现,投料量如果太大,枝叶无法被蒸透,出料时枝叶中有大量未被蒸出的天然冰片,且龙脑味较浓。投料量太小,生产成本太高。故投料量以50～60kg为宜。工业化生产中,可根据其罐体比例计算出投料量的大小。4.2新鲜叶的选择龙脑樟树干、树枝、树叶等各个部位右旋龙脑的含量都不同,在小试研究中发现树干含天然冰片量很低,枝叶含量相对较高。在工业生产中,需要考虑其利用价值。在蒸馏时间3h、蒸馏温度100℃、一级冷凝的情况下,用新鲜枝叶考察原料种类对得率的影响见表3。从以上数据可以看出,粗枝、病虫枝叶、落叶、含右旋龙脑量较低,叶子是最好的加工原料,其次是枝叶混合。工业化生产中,为降低生产成本,叶子是较好的加工对象。4.3新鲜叶片加工工业生产中,新鲜枝叶采集后,立即加工,还是贮存一段时间后再加工?由表3可知,新鲜枝叶采集后不宜立即加工,而是放置10d左右的时间后再加工得率较高。放置时间过长,得率下降,是因为枝叶中部分冰片挥发掉了。试验中还发现,新鲜叶子加工后,其粗品中含其他油份较多,造成后期分离困难,提高了生产成本,降低了经济效益。4.4关于蒸汽机的研究4.4.1蒸馏时间对得率的影响工业生产中,蒸馏时间是能耗大小的关键。为降低能耗,而又不影响得率,故需在其他条件不变的情况下,考察蒸馏时间对得率的影响。见表4。以上研究采用常压下进行,用冷凝器对蒸馏出来的蒸汽进行冷却。可以看出,蒸馏时间对产品的得率影响很大,在蒸馏时间为2h时得率就达到1.19%,随着蒸馏时间延长,得率几乎不变,综合考虑能耗、得率两个关键点,蒸馏时间宜选择2h。4.4.2蒸馏温度在90100之间的得率蒸馏温度是右旋龙脑提取的直接因素。在其他条件相同的情况下,蒸馏温度对得率的影响见表4。从表4数据可以看出,在其他条件不变的情况下,蒸馏温度在90～100℃之间得率达到1.20%左右。而120℃以后,得率又开始下降,分析其原因是冰片在高温条件下脱氢生成樟脑,或者是冰片裂解而生成融沸点较低、分子量较小的有机化合物。4.5不同冷凝器面积下蒸汽溢出试验利用右旋龙脑具有升华的物性,用冷凝器对蒸馏罐出来的蒸汽直接进行冷凝,冷凝水采用常温下自来水,蒸汽管管径为80mm,冷凝面积的增大采用多级冷凝,每组试验进行3次,然后求其平均值。在其他条件不变的情况下,冷凝面积的大小对得率的影响见表5。从表5结果可以看出,冷凝面积大,得率高,试验中发现罐尾无蒸汽溢出;而面积小的冷凝器罐尾有少量气体溢出,造成右旋龙脑损失,降低了经济效益。4.6天然胶片的制备将冷凝工序出来的粗品首先进行冷冻、离心,除去一部分杂质后紧接着放入升华罐升华就可得到含右旋龙脑量95%以上的天然冰片产品。如果再经乙醇-水(按一定比例混合)溶解后重结晶,可得到右旋龙脑量在99%以上的产品。5粗提工艺应符合以下工艺条件(1)右旋龙脑量含最高的部位是叶子。小试粗品得率为1.1%～1.3%。(2)原料的投料量、贮存期、蒸馏时间、蒸馏温度、冷凝面积对粗品得率都有不同的影响,随着原料的投料量、蒸馏时间、蒸馏温度、冷凝面积的增大,得率增大;原