年产1500吨/年桑叶提取车间工艺设计
摘要：
桑叶提取物以春蚕后期或霜降前桑树枝条上的第1～3位新叶加工的桑叶粉为原料，阴干，粉碎，分别用正丁醇、90%乙醇和水加温浸提，并喷雾干燥而得。提取物中含有桑叶黄酮、桑叶多酚、桑叶多糖、DNJ、GABA等多种生理活性物质，用于防治心脑血管病、高脂血症、糖尿病、肥胖症和抗衰老。桑叶提取物脱氧野尻霉素与葛根提取类黄酮物质结合形成一种新物质——洗胰清糖素（cics），适合用于治降血糖、血脂、抗炎等作用。为对进一步开发利用桑叶有效成分提供参考， 介绍了桑叶中所含有的生物碱生物碱1-脱氧野尻霉素DNJ及黄酮类、 多糖三种主要有效成分。介绍了桑叶中1-脱氧野尻霉素DNJ及黄酮类、 多糖三种主要有效成分的提取工艺，如：如利用乙醇浸提法提取黄酮；利用超声波提取法提取多糖；利用微波法提取1-脱氧野尻霉素DNJ。介绍了桑叶有效成分的应用现状：在临床中的应用；在保健品种的应用；在视频中的应用，及其前景。
关键词：桑叶 有效成分 提取工艺 应用 1-脱氧野尻霉素DNJ 黄酮类 多糖
Abstract:
Mulberry leaf extract was made from mulberry leaf powder processed from first to 3 new leaves on the mulberry branches in the late stage of spring silkworm, and dried by frost. It was dried and smashed. It was heated by n-butanol, 90% ethanol and water, and then dried by spray drying. The extract contains mulberry leaf flavonoids, mulberry leaf polyphenols, mulberry leaf polysaccharides, DNJ, GABA and other physiological active substances, which are used to prevent and treat cardiovascular and cerebrovascular diseases, hyperlipidemia, diabetes, obesity and anti-aging. Deoxynojirimycin extracted from mulberry leaves combined with flavonoids extracted from Pueraria lobata to form a new substance, pancreatin-washing glycosaminoglycan (cics), which is suitable for the treatment of hypoglycemia, lipid, anti-inflammation and other effects. In order to provide references for further development and utilization of active ingredients in mulberry leaves, three main active ingredients of alkaloid alkaloid 1-deoxynojirimycin DNJ, flavonoids and polysaccharides in mulberry leaves were introduced. The extraction technology of 1-deoxynojirimycin DNJ, flavonoids and polysaccharides from mulberry leaves was introduced, such as: extracting flavonoids by ethanol extraction; extracting polysaccharides by ultrasonic extraction; and extracting 1-deoxynojirimycin DNJ by microwave extraction. The application status of active ingredients in mulberry leaves was introduced, including its clinical application, application in health care varieties, application in video, and its prospects.
Key words: 1-deoxynojirimycin DNJ flavonoid polysaccharides for extraction of effective components from mulberry leaves
目录
前言 2
前言 4
一 、桑叶中的有效化学成分 4
1.1 黄酮及黄酮苷类 5
1.2多糖 5
1.3桑叶生物碱 5
二 、桑叶有效成分的提取工艺 6
1 桑叶中黄酮及黄酮苷类的提取工艺 6
1.1桑叶黄酮含量的测定[15] 6
1.2不同溶剂提取黄酮含量研究 7
1.3 不同温度对黄酮浸提的影响 8
1.4 PH 值对浸提效果的影响 9
1.5 毛细管电泳测定芦丁的标准曲线 10
1.6 用毛细管电泳测定桑叶中槲皮素的标准曲线 11
1.7桑叶有效成分的提取工艺总结 12
2 .桑叶多糖提取工艺优选 13
3 .桑叶生物碱1-脱氧野尻霉素DNJ提取的工艺 14
3.1材料与方法 14
3.2结果与分析 15
3.3 结论 20
三 . 桑叶中有效成分的应用现状 20
1. 桑叶的临床应用 20
1.1抗凝作用 20
1.2降血糖作用 21
1.3延缓衰老作用 22
1.4降血脂作用 22
1.5结束语 22
2.桑叶有效成分在保健品的应用 22
3桑叶有效成分在食品的应用 24
4.GMP工艺设备计算及选型 23
4.1 多功能提取罐 23
4.2 三效蒸发器 25
4.3.2蒸汽管径的计算 29
1.加热蒸汽管径的计算 29
5.1 简述 30
5.2 厂址选择与工厂布置 31
5.2.1 厂址的选择 31
5.2.2 工厂布置 31
5.3 车间设备布置 32
5.4 工艺管道布置 33
6. 主要生产岗位操作规程 34
6.1提取设备运行及操作规范 34
6.2三效浓缩设备运行及操作规程 35
6.3生产流程控制要点 36
7.安全生产和“三废”处理 37
7.1严格按照生产操作规程操作 37
7.2主要污染物及处理方法 37
7. 3编制依据 37
7. 4设计采用的环保标准 37
7.4.2排放标准 38
7.5主要污染源及主要污染物 38
7.6设计中采取的环保措施 41
7.7安全卫生 41
7.8三废处理情况 45
7.9环境保护 45
参考文献.....................................................................46
前言
桑叶是桑属桑科类,为落叶乔木,高3～7m或更高,通常为灌木状,植物体含孔液。 树皮黄褐色,棕灰白色或灰黄色,细长疏生,嫩时稍有柔毛。 叶互生,卵形或椭圆形,长5～10cm,最长可达20cm,宽5～11cm,先端锐尖,基部心脏形或不对称,边缘有不整齐的粗锯齿或圆齿,叶柄长1.5～4cm,托叶披针形,早落。 花单性,雌雄异株;花为黄绿色,和叶同时开放,雄花成穗状花序,萼片干裂,雄花有雄蕊,雌花无花柱,柱头2裂,向外卷。 聚合果腋生,肉质有柄,椭圆形,长12.5cm,深紫色,或黑色,少有白色,花期4～5月,果期6～7月[1]。
桑叶的降血糖作用是通过两个途径实现的：一是通过生物碱DNJ [5] （1-脱氧野尻霉素）对二糖类分解酶活性产生抑制作用，从而抑制小肠对双糖的吸收，降低食后血糖的高峰值（Kimura，1995）；二是通过桑叶生物碱fagomine及桑叶多糖促进β细胞分必胰岛素，而胰岛素可以促进细胞对糖的利用、肝糖原合成以及改善糖代谢，最终达到降血糖的效果。
从桑叶中分离出的多羟基去甲莨菪碱具有很强的糖苷酶抑制作用（Asano等，1994）； N-Me-DNJ、GAL-DNJ和fagomine都可显著地降低血糖水平，其中GAL-DNJ和fagomine降血糖作用最强。
但是一般的加工提取方法不能完好地保留桑叶中的活性成分，因为一般都是采用热加工的方法，比如制成桑叶茶叶，或者烘干成粉，在一定温度下，有效活性成分就会大大衰减。所以需要使用冻干加工工艺进行提取，可以有效保存活性成分。将原材料用超低温快速冻结之后，置于一个接近真空的低压下，这时冰会发生升华，直接由固态变成汽态。与其他干燥方式相比，避免了化学、物理和酶的变化，从而确保了制品有效成分在保存时减少改变。
一 、桑叶中的有效化学成分
桑叶不仅可供食用， 还具有降血压 、降血糖抗菌、抗病毒和抑制癌症等药理作用［2］ 。这主要是由于桑叶中含有丰富的蛋白质、 氨基酸、 纤维素、 多种人体必需的微量元素、 桑叶多糖和生物碱类等多种功能性成分。
1.1 黄酮及黄酮苷类
黄酮及黄酮苷类是桑叶化学成分中研究最多 结构和成分比较明确的一类化合物 包括堪非醇－3－氧－B－D－吡喃葡萄糖苷 桔皮素－3－氧－ 6－氧－乙酰基 －氧－B－D－吡喃葡萄糖苷等[3]。
黄酮类化合物指以 2- 苯基色原酮为基核的一类化合物,以游离苷原或以与糖结合的苷类等形式存在于许多植物中[4], 是一种生理活性物质, 具有抗氧化、 降血压、 防止动脉硬化、 抗衰老等作用[5]。黄酮类化合物作为桑叶的主要功能性成分之一, 含有芸香苷、 槲皮素、异槲皮素、二氢山萘素等成分,含量约占干叶重的 1 . 0 % ~ 3 . 0 % , 是所有植物茎叶中含量较高的一种[ 6]。桑叶中的黄酮类化合物是天然的抗氧化剂, 具有清除人体中超氧离子自由基的生理活性, 药理实验已证明桑叶中的黄酮类成分具有抑制血清脂质增加和抑制动脉粥样硬化形成的作用[7], 因此桑叶中黄酮类成分的提取分离纯化对开发利用桑叶具有重要的意义。目前, 对桑叶的研究主要集中在它的药用价值和保健茶的开发上, 对黄酮类化合物的研究虽然广泛, 但作为油脂的抗氧化剂却少有报道。研究开发高效、 安全、 保健的天然抗氧化剂, 使其在食品工业中得以广泛的应用具有重要意义。
1.2多糖
桑叶总多糖(TPM)具有很好的降血糖效果，TPM 还可以提高糖尿病小鼠的耐糖量， 增加肝糖元而降低葡萄糖， 提高正常大鼠血浆中胰岛素含量。TPM 的降血糖作用机理可能是通过促进胰岛素 β 细胞分泌胰岛素而发挥作用的。[8-9] 桑叶多糖通过提高肝 SOD 活性、 降低 MDA水平而提高糖尿病小鼠抗氧化能力，促进胰岛 β 细胞修复，使胰岛素分泌增加，同时提高肝 HK、肝 PK活性等综合作用，促使血糖进入肝细胞，使肝糖元合成增加，葡萄糖氧化分解加快，从而达到调节糖代谢、降低血糖、改善糖尿病症状的作用。[10]
1.3桑叶生物碱
桑叶中含有丰富的生物碱，其中 1-脱氧野高尻霉素（DNJ）是一种非常重要的生物碱，DNJ 是一种哌啶生物碱，其化学名称是 3，4，5-三羟基-2-羟甲基四氢吡啶，是 1-deoxynojirimycin 的缩写[11]。DNJ 的化学分子式为 C6H13NO4,分子量为 163。DNJ 首先由 M.Yagi 等从桑根皮中分离得到并定名为“moranoline”。这是 DNJ 作为天然产物首先被分离。Yoshiaki Yoshikuni 从桑中分离出了 DNJ。通过改变 DNJ 的提取和纯化条件，从桑叶中分离出多种多羟基生物碱，包括 DNJ、N-甲基- DNJ、2-氧-a-D-半乳吡喃糖苷-1-DNJ、fagomine、1，4-二脱氧-1，4-亚氨基-D-阿拉伯糖醇、1，4-二脱氧-1，4-亚氨基-（2-氧-吡喃葡萄糖糖苷）-D-阿拉伯糖醇和 1a，2 ，3a，4 -四羟基-去甲莨烷等七种生物碱。桑叶中 DNJ 含量为 0.11%。桑根中 DNJ 含量为0.14%[12]。桑叶中的生物碱可参与糖脂代谢,有利于降血压、血脂。桑叶中的蜕皮激素能促进细胞生产,促进人体蛋白质合成,排除体内胆固醇,降低血脂。桑叶中丰富的黄酮类化合物能改善心肌
循环,具有抑制脂质氧化,抑制胆固醇的吸收,有降血压、防止动脉硬化等功能。此外,桑叶中所含γ-氨基丁酸是神经传递介质,并具有降血压和抗动脉硬化的作用。
参考文献
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[5] 张绪桥．药物制剂设备与车间工艺设计，北京：中国医药科技出版社，2000
[6] 曹光明，中药制药工程学[M]，化学工业出版社，2004
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[8] 段建利，制药工程基础[M]，武汉大学出版社，2007
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[10] 张珩，制药工程工艺设计[M]，化学工业出版社，2005
[11] LuandaM A．S，Eliane M Z，Experimental data and modeling the supercritical
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