摘 要：本發(fā)明涉及一種利用微波輔助一步提取大麻素的方法，所述方法包括如下步驟：稱取預(yù)處理后的工業(yè)大麻花葉原料加入提取容器，并向提取容器中加入提取油，將提取容器放置于微波提取反應(yīng)器中，設(shè)置預(yù)定參數(shù)，開啟微波提取反應(yīng)器，保持提取過程中動態(tài)攪拌，提取結(jié)束后進(jìn)行料液分離，得到含有目標(biāo)大麻素成分的提取油。本發(fā)明的方法利用微波獨(dú)特的加熱方式，通過橄欖油提取介質(zhì)使脫羧反應(yīng)和提取過程同時(shí)發(fā)生，該方法能夠有效地簡化提取工藝流程步驟、縮短提取周期，提高大麻素的提取工藝效率。
技術(shù)要點(diǎn)
1.一種利用微波輔助一步提取大麻素的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：
b)稱取預(yù)處理后的工業(yè)大麻花葉原料加入提取容器，并向提取容器中加入提取油，將提取容器放置于微波提取反應(yīng)器中，設(shè)置預(yù)定參數(shù)，開啟微波提取反應(yīng)器，保持提取過程中動態(tài)攪拌，提取結(jié)束后進(jìn)行料液分離，得到含有目標(biāo)大麻素成分的提取油。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括步驟a)將工業(yè)大麻花葉水洗除雜后晾干，粉碎過篩，在0℃以下避光保存。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取油為沸點(diǎn)＞150℃的食用油。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述提取油包括橄欖油、漢麻油、椰子油、花生油、菜籽油、大豆油中的一種。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b)中所述攪拌的速度為200r/min以上。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b)中的料液分離，包括如下步驟：
提取完成后，提取混合液冷卻至室溫，離心分離后過濾，得到含有大麻素目標(biāo)成分的提取油。
7.如權(quán)利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，目標(biāo)大麻素成分為大麻二酚、四氫大麻酚、大麻萜酚。
8.如權(quán)利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，步驟b)中還包括如下特征：
b1)提取所述的微波功率為100～1000W；
b2)提取溫度為65～145℃；
b3)提取時(shí)間為10～60min；
b4)工業(yè)大麻花葉原料與所述提取油的料液比為1:5～1:30。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟b)中還包括如下特征：
離心分離的轉(zhuǎn)速為2500r/min以上，離心分離的時(shí)間為10～15min。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及植物成分提取技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及利用微波輔助一步提取大麻素的方法。
背景技術(shù)
大麻素是含有C21結(jié)構(gòu)的萜酚類化合物，其中四氫大麻酚(THC)、大麻二酚(CBD)和大麻萜酚(CBG)是大麻素應(yīng)用的主要活性成分具有重要的藥理活性作用。四氫大麻酚具有催眠和鎮(zhèn)靜、緩解疼痛、食欲刺激、抗惡心和嘔吐等作用。大麻二酚具有抗炎、抗驚厥、抗焦慮和抗抑郁、抗氧化和神經(jīng)保護(hù)等作用。大麻萜酚具有抗炎、抗菌、抗氧化、疼痛緩解等作用。GW制藥公司研發(fā)的Sativex(THC/CBD，口腔黏膜噴霧劑)和Epidiolex(CBD液態(tài)制劑)藥物，用于治療多發(fā)性硬化癥和兒童發(fā)作性癲癇治療效果明顯已獲得FDA批準(zhǔn)合法銷售。近年來以大麻二酚為代表的大麻素成分在制藥、化妝品、營養(yǎng)和食品工業(yè)領(lǐng)域獲得了國內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)極大的關(guān)注，已成為重要的天然活性成分資源。
大麻素成分主要以羧基化分子形式存在于新鮮植物體中，由于這些羧基化分子不能穿過血腦屏障藥理活性作用極弱，需要脫羧反應(yīng)過程轉(zhuǎn)化成中性大麻素才能加以利用，因此，脫羧工藝是大麻素提取和利用的必要工藝步驟。
大麻素可以直接以大麻素酸的分子形式進(jìn)行提取，也可以經(jīng)過原料預(yù)處理(脫羧轉(zhuǎn)化)后進(jìn)行提取，依據(jù)工藝或設(shè)備要求選擇合適的提取方法。然而，無論選擇哪種提取方法都需要進(jìn)行脫羧反應(yīng)步驟，都需要專業(yè)的脫羧設(shè)備?，F(xiàn)有的大麻素提取工藝通常是將脫羧和提取分開進(jìn)行，操作步驟復(fù)雜，生產(chǎn)周期長。
因此，有必要開發(fā)一種將提取和脫羧反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行的大麻素提取方法，改進(jìn)大麻素提取工藝，拓展大麻素活性成分的應(yīng)用領(lǐng)域范圍。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種利用微波輔助一步提取大麻素的方法，所述方法包括如下步驟：
b)稱取預(yù)處理后的工業(yè)大麻花葉原料加入提取容器，并向提取容器中加入提取油，將提取容器放置于微波提取反應(yīng)器中，設(shè)置預(yù)定參數(shù)，開啟微波提取反應(yīng)器，保持提取過程中動態(tài)攪拌，提取結(jié)束后進(jìn)行料液分離，得到含有目標(biāo)大麻素成分的提取油。
進(jìn)一步地，還包括步驟a)將工業(yè)大麻花葉水洗除雜后晾干，粉碎過篩，在0℃以下避光保存。
進(jìn)一步地，所述提取油為沸點(diǎn)＞150℃的食用油。
進(jìn)一步地，所述提取油包括橄欖油、漢麻油、椰子油、花生油、菜籽油、大豆油中的一種。
進(jìn)一步地，步驟b)中所述攪拌的速度為200r/min以上。
進(jìn)一步地，步驟b)中的料液分離，包括如下步驟：
提取完成后，提取混合液冷卻至室溫，離心分離后過濾，得到含有大麻素目標(biāo)成分的提取油。
進(jìn)一步地，目標(biāo)大麻素成分為大麻二酚、四氫大麻酚、大麻萜酚。
進(jìn)一步地，步驟b)中還包括如下特征：
b1)提取所述的微波功率為100～1000W；
b2)提取溫度為65～145℃；
b3)提取時(shí)間為10～60min；
b4)工業(yè)大麻花葉原料與所述提取油的料液比為1:5～1:30。
進(jìn)一步地，步驟b)中還包括如下特征：
離心分離的轉(zhuǎn)速為2500r/min以上，離心分離的時(shí)間為10～15min。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
利用微波獨(dú)特的加熱方式，通過食用油提取介質(zhì)使脫羧和提取過程同時(shí)發(fā)生，該方法能夠有效的簡化提取工藝流程步驟、縮短生產(chǎn)周期，提升大麻素成分的提取工藝效率以及滿足大麻二酚、四氫大麻酚、大麻萜酚等大麻素的多元化應(yīng)用需求。
附圖說明
圖1為實(shí)施例1所得原料與產(chǎn)品的液相色譜對比分析圖。
具體實(shí)施方式
除非另有說明、從上下文暗示或?qū)儆诂F(xiàn)有技術(shù)的慣例，否則本申請中所有的份數(shù)和百分比都基于重量，且所用的測試和表征方法都是與本申請的提交日期同步的。在適用的情況下，本申請中涉及的任何專利、專利申請或公開的內(nèi)容全部結(jié)合于此作為參考，且其等價(jià)的同族專利也引入作為參考，特別這些文獻(xiàn)所披露的關(guān)于本領(lǐng)域中的合成技術(shù)、產(chǎn)物和加工設(shè)計(jì)、聚合物、共聚單體、引發(fā)劑或催化劑等的定義。如果現(xiàn)有技術(shù)中披露的具體術(shù)語的定義與本申請中提供的任何定義不一致，則以本申請中提供的術(shù)語定義為準(zhǔn)。
本申請中的數(shù)字范圍是近似值，因此除非另有說明，否則其可包括范圍以外的數(shù)值。數(shù)值范圍包括以1個單位增加的從下限值到上限值的所有數(shù)值，條件是在任意較低值與任意較高值之間存在至少2個單位的間隔。例如，如果記載組分、物理或其它性質(zhì)(如分子量等)是100至1000，意味著明確列舉了所有的單個數(shù)值，例如100,101,102等，以及所有的子范圍，例如100到166 ,155到170 ,198到200等。對于包含小于1的數(shù)值或者包含大于1的分?jǐn)?shù)(例如1.1 ,1.5等)的范圍，則適當(dāng)?shù)貙?/font>1個單位看作0.0001 ,0.001 ,0.01或者0.1。對于包含小于10(例如1到5)的個位數(shù)的范圍，通常將1個單位看作0.1。這些僅僅是想要表達(dá)的內(nèi)容的具體示例，并且所列舉的最低值與最高值之間的數(shù)值的所有可能的組合都被認(rèn)為清楚記載在本申請中。還應(yīng)指出，本文中的術(shù)語“第一”、“第二”等不限定先后順序，只是為了區(qū)分不同結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。
關(guān)于化學(xué)化合物使用時(shí)，除非明確地說明，否則單數(shù)包括所有的異構(gòu)形式，反之亦然(例如，“己烷”單獨(dú)地或共同地包括己烷的全部異構(gòu)體)。另外，除非明確地說明，否則用“一個”，“一種”或“該”形容的名詞也包括其復(fù)數(shù)形式。
術(shù)語“包含”，“包括”，“具有”以及它們的派生詞不排除任何其它的組分、步驟或過程的存在，且與這些其它的組分、步驟或過程是否在本申請中披露無關(guān)。為消除任何疑問，除非明確說明，否則本申請中所有使用術(shù)語“包含”，
“包括”，或“具有”的組合物可以包含任何附加的添加劑、輔料或化合物。相反，除了對操作性能所必要的那些，術(shù)語“基本上由……組成”將任何其他組分、步驟或過程排除在任何該術(shù)語下文敘述的范圍之外。術(shù)語“由……組成”不包括未具體描述或列出的任何組分、步驟或過程。除非明確說明，否則術(shù)語“或”指
列出的單獨(dú)成員或其任何組合。
實(shí)施例
下面將對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
下面對本方法依據(jù)的原理進(jìn)行解釋：
橄欖油是一種營養(yǎng)豐富的天然食用油，含有多種不飽和脂肪酸和蛋白質(zhì)，利用大麻素成分的親脂性使橄欖油中富含大麻素活性成分有助于其整體有益作用的提升。微波輻射技術(shù)通過偶極子旋轉(zhuǎn)和離子傳導(dǎo)方式里外同時(shí)加熱，提升加熱體系的熱傳質(zhì)過程，因此可迅速達(dá)到預(yù)設(shè)溫度。大麻素酸極性端偶極子受微波影響更容易發(fā)生轉(zhuǎn)向極化和界面極化，使脫羧反應(yīng)具有選擇性定位進(jìn)而加快脫羧反應(yīng)速度。橄欖油沸點(diǎn)大于乙醇、甲醇等大麻素提取常用有機(jī)溶劑沸點(diǎn)，而大麻素脫羧溫度低于橄欖油的沸點(diǎn)和煙點(diǎn)，具備脫羧反應(yīng)所需的溫度條件，其他沸點(diǎn)＞150℃的食用油同樣可以用于提取大麻素，如橄欖油、漢麻油、椰子油、花生油、菜籽油、大豆油等。大麻素酸發(fā)生脫羧反應(yīng)后隨即橄欖油將中性大麻素成分提取，提取過程保持動態(tài)攪拌方式，有利于提升傳熱效率和溶質(zhì)接觸面積，提高大麻素的提取工藝效率。
實(shí)施例1
1、工業(yè)大麻花葉預(yù)處理：工業(yè)大麻花葉水洗除雜后在自然的條件下晾干(含水量＜10％)，粉碎過60目篩，避光低溫(0℃以下)包裝待用。大麻二酚酸為主要成分的原料中大麻二酚酸含量為2.58％、大麻二酚含量為0.09％、THC含量0.03％、THCA含量0.206％。大麻萜酚酸為主要成分原料中大麻萜酚酸含量為4.48％、大麻萜酚含量為0.01％，原料應(yīng)避光低溫(0℃以下)保存，避免大麻素成分降解。
預(yù)處理后的大麻二酚酸為主要成分的原料用于提取大麻二酚和四氫大麻酚，預(yù)處理后的大麻萜酚酸為主要成分原料用于提取大麻萜酚。
2、大麻素酸脫羧和提取同時(shí)進(jìn)行工藝條件：稱取已預(yù)處理好的工業(yè)大麻花葉原料7.5g、150mL食品級橄欖油加入250mL三口燒瓶中，將三口燒瓶放入微波提取反應(yīng)器，插入溫控探頭，放入攪拌子，連接冷凝管避免內(nèi)部壓力過大，密封剩余瓶口后關(guān)閉箱門，接通電源，開啟磁力攪拌，設(shè)置參數(shù)：微波功率800W，提取溫度130℃，提取時(shí)間30min，磁力攪拌速度200r/min以上。
3、收集橄欖油提取液：提取完成后冷卻至室溫，提取液過濾除去大量原料殘?jiān)?，再?jīng)過離心分離(2500r/min以上)10min以上時(shí)間以除去微量原料殘?jiān)?，收集提取?/font>。通過離心分離步驟能夠充分除去原料微量殘?jiān)?，提高橄欖油提取液品質(zhì)，有利于提取油后續(xù)應(yīng)用開發(fā)。
4、大麻素含量分析：高效液相色譜條件：色譜柱：C18(150mm×4 .6mm ,3μm)；流動相：乙腈:水(75:25)；流速：0.7mL·min-1；檢測波長：230nm；柱溫：30℃；進(jìn)樣量：10μL，檢測時(shí)間25min，在此色譜條件下大麻二酚、大麻二酚酸、四氫大麻酚酸、四氫大麻酚、大麻萜酚和大麻萜酚酸的分離度與拖尾因子均符合含量測定要求，按照外標(biāo)法定量要求進(jìn)行定量分析，每個樣品測試3次，RSD＜10％。
5、提取率分析方法：采用橄欖油中大麻素/酸含量與原料/殘?jiān)袑Ρ确治?，通過理論計(jì)算數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較，準(zhǔn)確地計(jì)算大麻素酸的脫羧轉(zhuǎn)化率和大麻素的提取率，進(jìn)而優(yōu)化和評價(jià)提取工藝條件。
6、定性分析：采用高效液相色譜(HPLC，標(biāo)準(zhǔn)品比對)對橄欖油提取液中大麻素成分進(jìn)行定性分析，圖1所示為原料、橄欖油和提取后橄欖油液相色譜對比分析，通過定性定量分析可以確定采用本發(fā)明方法能夠?qū)⒃现械拇舐樗厮岣咝擊绒D(zhuǎn)化并充分提取。
下面列出了可能的提取參數(shù)，后續(xù)通過實(shí)驗(yàn)在這些參數(shù)中選擇合理的提取參數(shù)：
微波功率可以選擇100W、200W、300W、400W、500W、600W、700W、800W、900W、1000W；
提取溫度可以是65℃、75℃、85℃、95℃、105℃、115℃、125℃、135℃、145℃；
提取時(shí)間可以選擇10min、15min、20min、25min、30min、35min、40min、45min、50min、55min、60min、65min、70min、75min、80min、85min、90min、95min、100min、105min、110min、115min、120min。
料液比(g/mL)可以是1:5、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30。
通過實(shí)驗(yàn)研究表明，微波功率800W時(shí)1min以內(nèi)就可達(dá)到設(shè)定溫度，100-200W微波功率很難達(dá)到85℃以上溫度條件，600 800W到達(dá)加熱所需時(shí)間差別很小。料液比1:20，保持磁力攪拌200r/min以上促進(jìn)溶液與溶質(zhì)充分接觸。
為了探索最佳的提取條件，進(jìn)行了單因素實(shí)驗(yàn)，以微波功率700W、提取時(shí)間40min、料液比(mL/g)1:20、提取溫度125℃為基礎(chǔ)條件考察微波功率(300W、400W、500W、600W、700W、800W、900W、1000W)；提取時(shí)間(10min、20min、30min、40min、50min、60min)；料液比(1:5、1:10、1:15、1:20、1:25、1:30)；提取溫度(65℃、75℃、85℃、95℃、105℃、115℃、125℃、135℃、145℃)對大麻素酸脫羧轉(zhuǎn)化以及大麻素提取效率的影響。
1、提取時(shí)間40min、料液比(mL/g)1:20、提取溫度125℃的固定條件下，研究微波功率變化的影響，如表1所示。
表1不同微波功率條件下大麻素酸脫羧轉(zhuǎn)化率和橄欖油中大麻素含量
2、微波功率700W、料液比(mL/g)1:20、提取溫度125℃的固定條件下，研究提取時(shí)間變化的影響，如表2所示。
表2不同提取時(shí)間條件下大麻素酸脫羧轉(zhuǎn)化率和橄欖油中大麻素含量
3、在微波功率700W、提取時(shí)間40min、提取溫度125℃的固定條件下，研究料液比變化的影響，如表3所示。
表3不同料液比條件下大麻素酸脫羧轉(zhuǎn)化率和橄欖油中大麻素含量
4、微波功率700W、提取時(shí)間40min、料液比(mL/g)1:20的固定條件下，研究提取溫度變化的影響，如表4所示。
表4不同提取溫度條件下大麻素酸脫羧轉(zhuǎn)化率和橄欖油中大麻素含量
在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件。
通過響應(yīng)面分析得出最佳條件：微波功率793.39W，提取時(shí)間30.64分鐘，料液比1:20.68，提取溫度129.23℃，理論計(jì)算橄欖油中大麻二酚含量為0.1562％、四氫大麻酚含量為0.0121％、大麻萜酚含量為0.2653％?；谠O(shè)備因素和實(shí)際操作考慮，最佳提取條件為微波功率800W，提取時(shí)間30min、提取溫度130℃、料液比1:20。按照上述修改后的工藝條件進(jìn)行提取實(shí)驗(yàn)，三組實(shí)驗(yàn)平均值大麻二酚含量為0.1553％、四氫大麻酚含量為0.0128％、大麻萜酚為0.2657％，預(yù)測值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。該條件下大麻二酚酸、四氫大麻酚酸、大麻萜酚酸的脫羧轉(zhuǎn)化率均在97％以上、提取率均能達(dá)到95％以上。
采用本發(fā)明方法制備的橄欖油提取液中大麻二酚含量為0.15-0 .16％、四氫大麻酚含量為0.012-0.013％、大麻萜酚含量為0.26-0.28％。
工業(yè)大麻花葉中其它大麻素成分，在本發(fā)明的條件下同樣具有優(yōu)異的提取效率，其它油性介質(zhì)如漢麻油、椰子油、花生油、菜籽油、大豆油等食用油同樣具有優(yōu)異的提取效果。
上述對實(shí)施例的描述是為了便于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本申請。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其它實(shí)施例中而不必付出創(chuàng)造性的勞動。因此，本申請不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本申請披露的內(nèi)容，在不脫離本申請范圍和精神的情況下做出的改進(jìn)和修改都在本申請的范圍之內(nèi)。
文章摘自國家發(fā)明專利，一種利用微波輔助一步提取大麻素的方法，發(fā)明人：姜延喆，高寶昌，張嘯，張宏偉，李純思，田媛，石雨，張治國，張婧如；申請?zhí)?/font>：202410373051.2；申請日：2024.03.29
