本發明涉及亞臨界萃取及透析領域，具體涉及一種工藝簡單、設備投入低，能廣泛適用于食品、煙草、藥食健康等行業，用于提升產品中水溶性成分的亞臨界透析方法。
背景技術：
：目前現有的水溶性成分提取分離，都只是提取樣品中的水溶性成分再純化濃縮，沒有再回到樣品內部的；而水提取物中通常會帶入蛋白質、鞣質等物質影響制備分離，需要先把這些物質除去才能再分離。技術實現要素：本發明的目的在于克服現有技術中存在的食品、煙草、藥食健康等行業產品中水溶性成分品質較低的不足，而提供一種工藝簡單、設備投入低，能廣泛適用于食品、煙草、藥食健康等行業，用于提升產品品質，無毒、無害，環保、無污染、非熱加工、不破壞產品活性、防止氧化，產能大、可工業化大規模生產，節能、運行成本低，易于和產物分離的水溶性成分的亞臨界透析方法。本發明的技術方案是這樣實現的：一種水溶性成分的亞臨界透析方法，包括以下步驟：步驟1）亞臨界萃取：將樣品置于密閉的萃取罐中，抽真空后向萃取罐內注入萃取用亞臨界流體作為萃取溶劑，直至萃取溶劑將樣品完全浸沒，并注入萃取用夾帶劑，進行亞臨界萃取，萃取結束后，將液體溶劑抽進蒸發罐，對樣品和液體溶劑分別進行恒溫脫溶處理，即得到萃取后的樣品及樣品提取物；步驟2）樣品提取物的凈化：將樣品提取物用水溶解，樣品提取物和水的質量體積比為1:3～10g/ml，在30～70℃的溫度下，磁力攪拌0.5～2h，靜置分層，先將上層液體從分液漏斗的上口倒出，再打開旋塞使下層液體從分液漏斗的下口放出，收集下層液體，并對下層液體進行濃縮處理，濃縮處理后的下層液體即為凈化后的樣品提取物；步驟3）亞臨界透析：將步驟2）中得到的凈化后的樣品提取物與步驟1）中得到的萃取后的樣品一同置入亞臨界透析罐，抽真空后向亞臨界透析罐內注入透析用亞臨界流體作為透析溶劑，直至透析溶劑將凈化后的樣品提取物和萃取后的樣品完全浸沒，并注入透析用夾帶劑，進行亞臨界透析，透析過程結束后對亞臨界透析罐進行恒溫脫溶處理，脫溶結束即得到透析處理后的樣品。步驟1）中所述的樣品和萃取溶劑的質量體積比為1:10～30g/ml，夾帶劑的用量為樣品和萃取溶劑的0～10%，萃取時間為10～30分鐘，溫度為30～40℃，壓力為0.1～0.6mpa，循環萃取1～4次，所述的萃取用夾帶劑為水。步驟1）中所述的作為萃取溶劑的萃取用亞臨界流體為二甲醚或者液氨中的一種。步驟3）中所述的透析過程的透析條件為：凈化后的樣品提取物和萃取后的樣品的質量與注入的亞臨界流體注入劑的體積的比值為1:10～30g/ml，夾帶劑的用量為樣品和萃取溶劑總量的0～10%，透析時間為20～30分鐘，溫度為30～40℃，壓力為0.1～0.6mpa，所述的透析用夾帶劑為水。步驟3）中所述的作為透析溶劑的透析用亞臨界流體為二甲醚或者液氨中的至少一種。步驟2）中所述的對下層液體進行濃縮，濃縮至密度為1.1～1.3g/ml。步驟2）中所述的樣品提取物的凈化可采用分子蒸餾法，進料速度0.8～1.0ml/min，真空度15～20pa，加熱溫度60℃，冷卻溫度10～12℃，轉速260r/min。步驟2）中所述的樣品提取物的凈化可采取以下方法，先將所得樣品提取物用10倍95%乙醇在50℃下加熱回溶，于-30℃溫度下冷凍24h，過濾，所得上清液經回收溶劑即得凈化后的樣品提取物。所述的亞臨界萃取和亞臨界透析過程中樣品和液體溶劑中蒸發出的溶劑氣體，經過壓縮冷凝后成液態的溶劑，液態的溶劑流回溶劑貯存罐，循環使用。步驟1）中所述的樣品為食品或者煙草或者藥食健康產品中含有還原糖、總糖、煙堿、黃酮、多酚、皂苷、水溶性色素等成分的產品本發明的積極效果是：亞臨界萃取技術是利用亞臨界萃取溶劑，在密閉、無氧、低壓的萃取罐內，依據有機物相似相溶的原理，通過萃取物料與萃取溶劑在萃取過程中的分子擴散過程，使物料中的天然活性成分轉移到液態的萃取溶劑中，再通過減壓蒸發的過程將萃取溶劑與目的產物分離，最終得到目的產物的一種新型萃取與分離技術。亞臨界萃取技術相比其它分離方法有許多優點：無毒、無害，環保、無污染、非熱加工、不破壞產品活性、防止氧化，產能大、可工業化大規模生產，節能、運行成本低，易于和產物分離等，具有十分廣闊的應用前景。透析（dialysis）是通過溶質小分子經過半透膜從高濃度溶液向低濃度方向運動擴散到水（或緩沖液）的原理，將小分子與生物大分子分開的一種分離純化技術。通常所說的透析是醫學名詞，是一種凈化及再利用技術。大致分為血液透析、腹膜透析和結腸透析三類。亞臨界透析則是一個全新的方法，是指在亞臨界萃取后利用常規除雜、同時蒸餾萃取及分子蒸餾等技術，去除提取物中的雜質及有害成分，再利用成分在亞臨界流體中的運動，選擇性地將凈化后的提取物重新帶入物料內部，實現物料內部成分的變更及凈化的一種新技術。結合亞臨界萃取及常規除雜、同時蒸餾萃取及分子蒸餾等技術，亞臨界透析技術可以將凈化后的提取成分重新帶入樣品內部，改善樣品外觀及品質，效果明顯，且不破壞樣品表面結構，不影響樣品的繼續使用。本發明的水溶性成分的亞臨界透析方法，工藝簡單、設備投入低，整個過程都在常溫或低溫條件下進行，且壓力相對較低，不會對樣品中天然組分的活性和樣品的結構造成破壞，能廣泛適用于食品、煙草、藥食健康等行業，用于提升產品品質、豐富產品功能，經過透析后，樣品中的水溶性成分總糖、還原糖得到了凈化，且因為雜質被剔除而使得品質得到了大幅度提升。具體實施方式一種水溶性成分的亞臨界透析方法，包括以下步驟：步驟1）亞臨界萃取：將樣品置于密閉的萃取罐中，抽真空后向萃取罐內注入萃取用亞臨界流體作為萃取溶劑，萃取用亞臨界流體為二甲醚或者液氨中的一種，直至萃取溶劑將樣品完全浸沒，并注入萃取用夾帶劑，進行亞臨界萃取，萃取條件為：樣品和萃取溶劑的質量體積比為1:10～30g/ml，萃取用夾帶劑的體積為樣品和萃取溶劑的0～10%，萃取時間為10～30分鐘，溫度為30～40℃，壓力為0.1～0.6mpa，循環萃取1～4次，所述的萃取用夾帶劑為水，萃取結束后，將液體溶劑抽進蒸發罐，對樣品和液體溶劑分別進行恒溫脫溶處理，即得到萃取后的樣品及樣品提取物；樣品為食品或者煙草或者藥食健康中含有還原糖、總糖、煙堿、黃酮、多酚、皂苷、水溶性色素等成分的產品；步驟2）樣品提取物的凈化：將樣品提取物用水溶解，樣品提取物和水的質量體積比為1:3～10g/ml，在30～70℃的溫度下，磁力攪拌0.5～2h，靜置分層，先將上層液體從分液漏斗的上口倒出，再打開旋塞使下層液體從分液漏斗的下口放出，收集下層液體，并對下層液體進行濃縮處理，濃縮至密度為1.1～1.3g/ml，濃縮處理后的下層液體即為凈化后的樣品提取物；樣品提取物的凈化可采用分子蒸餾法，進料速度0.8～1.0ml/min，真空度15～20pa，加熱溫度60℃，冷卻溫度10～12℃，轉速260r/min；樣品提取物的凈化可采取以下方法，先將所得樣品提取物用10倍95%乙醇在50℃下加熱回溶，于-30℃溫度下冷凍24h，過濾，所得上清液經回收溶劑即得凈化后的樣品提取物；步驟3）亞臨界透析：將步驟2）中得到的凈化后的樣品提取物與步驟1）中得到的萃取后的樣品一同置入亞臨界透析罐，抽真空后向亞臨界透析罐內注入透析用亞臨界流體作為透析溶劑，透析用亞臨界流體為二甲醚或者液氨中的至少一種，直至透析溶劑將凈化后的樣品提取物和萃取后的樣品完全浸沒，并注入透析用夾帶劑，進行亞臨界透析，透析條件為：凈化后的樣品提取物和萃取后的樣品的質量與注入的亞臨界流體注入劑的體積的比值為1:10～30g/ml，透析用夾帶劑的體積為樣品和萃取溶劑總量的0～10%，透析時間為20～30分鐘，溫度為30～40℃，壓力為0.1～0.6mpa，透析用夾帶劑為水，透析過程結束后對亞臨界透析罐進行恒溫脫溶處理，脫溶結束即得到透析處理后的樣品。所述的亞臨界萃取和亞臨界透析過程中樣品和液體溶劑中蒸發出的溶劑氣體，經過壓縮冷凝后成液態的溶劑，液態的溶劑流回溶劑貯存罐，循環使用。實施例1取500g重慶混打cxk低次煙葉，置于密閉萃取罐中，抽真空使萃取罐達到真空要求，并向萃取罐中注入6l，萃取用亞臨界流體二甲醚作為萃取溶劑將煙葉完全浸沒后進行亞臨界萃取，萃取時間為20分鐘，溫度為35℃，壓力為0.60mpa，循環萃取4次；萃取結束后，將液體溶劑抽進蒸發罐，對樣品和液體溶劑分別進行恒溫脫溶處理，溫度為25℃，液體溶劑脫溶后即得到萃取后的煙葉和煙葉提取物；所得煙葉提取物用水溶解，煙葉提取物和水的質量體積比為1:5g/ml，在60℃的溫度下磁力攪拌1h，靜置分層，上層液體從分液漏斗的上口倒出，打開旋塞使下層液體從分液漏斗的下口放出，收集下層液體，對下層液體進行濃縮處理，濃縮至密度為1.1g/ml，即得到凈化后的煙葉提取物；經檢測凈化后的煙葉提取物煙堿含量降低40%以上，膠質、蠟質含量降低80%以上；將上述凈化后的煙葉提取物與萃取后的煙葉一同置入亞臨界透析罐，對透析罐抽真空，注入透析用亞臨界流體二甲醚作為透析溶劑，凈化后的煙葉提取物與萃取后的煙葉和二甲醚的質量體積比為1:10g/ml，使得二甲醚將凈化后的煙葉提取物與萃取后的煙葉完全浸沒，進行亞臨界透析，時間為20分鐘，溫度為35℃，壓力0.60mpa，透析結束后，對透析罐進行蒸發脫溶處理，蒸發溫度為30℃，脫溶結束即得到透析后的重慶混打cxk低次煙葉。表1cxk低次煙葉透析前后煙葉化學成分檢測結果透析前后cxk低次煙葉化學成分如表1所示，由結果可以看出，透析后煙葉中的煙堿含量顯著降低，這對卷煙產品尼古丁釋放量的降低會產生明顯的作用；總糖、還原糖含量升高，糖堿比，即總糖與煙堿的比值升高，氯鉀比升高，有助于香氣質的提高。表2cxk低次煙葉透析前后卷煙主流煙氣檢驗結果表3cxk低次煙葉透析前后卷煙感官評價處理后煙葉卷煙主流煙氣有害成分檢測及感官評價的結果分別如表2和表3所示，其中，表3中的最大標準度為9，9表示很好，8表示好，7表示較好，6表示稍好，5表示中，4表示稍差，3表示較差，2表示差，1表示很差；由結果可以看出，透析后煙葉卷煙主流煙氣中的總粒相物、焦油、煙堿及co釋放量均明顯降低；卷煙感官評價表明，處理后樣品在香氣質、香氣量、雜氣、濃度、勁頭、刺激性、余味、燃燒性及灰色方面均有不同程度的提升，清甜香特征上揚，香氣質較好，細膩，勁頭適中，刺激較小，余味干凈舒適，煙葉品質整體得到提升。實施例2取200g洛陽c3l煙葉，置于萃取罐中，抽真空使萃取罐達到真空要求，并向萃取罐中注入2l，液氨作為萃取溶劑，夾帶劑為400ml水，將樣品完全浸沒，萃取時間為10分鐘，溫度為30℃，壓力為0.1mpa，萃取1次；萃取結束后，將液體溶劑抽進蒸發罐，對樣品和液體溶劑分別進行恒溫脫溶處理，溫度為10℃，液體溶劑脫溶后即得到萃取后的煙葉和煙葉提取物；所得煙葉提取物進行分子蒸餾：進料速度0.8ml/min，真空度為15pa，加熱溫度為60℃，冷卻溫度10℃，轉速260r/min；將分子蒸餾所得產物與萃取后的煙葉一同置入亞臨界透析罐，抽真空，注入透析用亞臨界流體液氨作為透析溶劑，分子蒸餾所得產物和萃取后的煙葉的質量總和與透析溶劑的質量體積比為1:30g/ml，使得透析溶劑將分子蒸餾所得產物和萃取后的煙葉完全浸沒，并加入體積為分子蒸餾所得產物和萃取后的煙葉及透析溶劑的總體積的10%的水作為透析用夾帶劑，進行透析，透析時間為30分鐘，溫度為30℃，壓力為0.1mpa，透析結束后，對透析罐進行蒸發脫溶處理，蒸發溫度為20℃，脫溶結束后即得到透析后的洛陽c3l煙葉。表4洛陽c3l煙葉透析前后煙葉化學成分檢測結果cxk低次煙葉總糖(%)總氮(%)煙堿(%)還原糖(%)氯(%)鉀(%)蛋白質(%)透析前20.172.013.1519.020.402.199.11透析后23.111.742.2320.520.482.328.26透析前后洛陽c3l煙葉化學成分如表4所示，由結果可以看出：透析后煙葉中的煙堿、總氮含量顯著降低，這對卷煙產品尼古丁釋放量的降低會產生明顯的作用；總糖、還原糖、氯、鉀含量升高，有助于香氣質的提高。表6洛陽c3l煙葉透析前后卷煙感官評價處理后煙葉卷煙主流煙氣有害成分檢測及感官評價的結果分別如表5表6所示，其中，表6中的最大標準度為9，9表示很好，8表示好，7表示較好，6表示稍好，5表示中，4表示稍差，3表示較差，2表示差，1表示很差；由結果可以看出：透析后煙葉卷煙主流煙氣中的總粒相物、焦油、煙堿及co釋放量均有不同程度的降低；卷煙感官評價表明，處理后樣品除刺激性、余味及灰色保持不變，香氣質、香氣量、雜氣、濃度、勁頭及燃燒性方面均提升了一檔，粉雜氣減少，勁頭減小，回甜感和圓潤感有所增加，口腔舒適度提高，煙葉品質整體得到提升。實施例3取300g重慶混打cxk低次煙葉，置于密閉萃取罐中，抽真空使萃取罐達到真空要求，并向萃取罐中注入9l，萃取用亞臨界流體二甲醚作為萃取溶劑將煙葉完全浸沒后進行亞臨界萃取，萃取時間為30分鐘，溫度為45℃，壓力為0.5mpa，循環萃取3次；萃取結束后，將液體溶劑抽進蒸發罐，對樣品和液體溶劑分別進行恒溫脫溶處理，溫度為25℃，液體溶劑脫溶后即得到萃取后的煙葉和煙葉提取物；先將所得樣品提取物用10倍95%乙醇在50℃下加熱回溶，于-30℃溫度下冷凍24h，過濾，所得上清液經回收溶劑即得凈化后的樣品提取物；經檢測凈化后的煙葉提取物煙堿含量降低40%以上，膠質、蠟質含量降低80%以上；將上述凈化后的煙葉提取物與萃取后的煙葉一同置入亞臨界透析罐，對透析罐抽真空，注入透析用亞臨界流體二甲醚和液氨的混合液作為透析溶劑，二甲醚和液氨按體積比1:1混合，凈化后的煙葉提取物與萃取后的煙葉和透析溶劑的質量體積比為1:20g/ml，使得二甲醚將凈化后的煙葉提取物與萃取后的煙葉完全浸沒，進行亞臨界透析，時間為25分鐘，溫度為40℃，壓力0.55mpa，透析結束后，對透析罐進行蒸發脫溶處理，蒸發溫度為30℃，脫溶結束即得到透析后的重慶混打cxk低次煙葉。實施例4取100g重慶混打cxk低次煙葉，置于密閉萃取罐中，抽真空使萃取罐達到真空要求，并向萃取罐中注入1l，萃取用亞臨界流體二甲醚作為萃取溶劑將煙葉完全浸沒后進行亞臨界萃取，萃取時間為10分鐘，溫度為30℃，壓力為0.10mpa，萃取1次；萃取結束后，將液體溶劑抽進蒸發罐，對樣品和液體溶劑分別進行恒溫脫溶處理，溫度為25℃，液體溶劑脫溶后即得到萃取后的煙葉和煙葉提取物；所得煙葉提取物用水溶解，煙葉提取物和水的質量體積比為1:3g/ml，在30℃的溫度下磁力攪拌0.5h，靜置分層，上層液體從分液漏斗的上口倒出，打開旋塞使下層液體從分液漏斗的下口放出，收集下層液體，對下層液體進行濃縮處理，濃縮至密度為1.2g/ml，即得到凈化后的煙葉提取物；經檢測凈化后的煙葉提取物煙堿含量降低40%以上，膠質、蠟質含量降低80%以上；將上述凈化后的煙葉提取物與萃取后的煙葉一同置入亞臨界透析罐，對透析罐抽真空，注入透析用亞臨界流體二甲醚作為透析溶劑，凈化后的煙葉提取物與萃取后的煙葉和二甲醚的質量體積比為1:10g/ml，使得二甲醚將凈化后的煙葉提取物與萃取后的煙葉完全浸沒，進行亞臨界透析，時間為20分鐘，溫度為35℃，壓力0.60mpa，透析結束后，對透析罐進行蒸發脫溶處理，蒸發溫度為30℃，脫溶結束即得到透析后的重慶混打cxk低次煙葉。實施例5取200g洛陽c3l煙葉，置于萃取罐中，抽真空使萃取罐達到真空要求，并向萃取罐中注入2l，液氨作為萃取溶劑，夾帶劑為400ml水，將樣品完全浸沒，萃取時間為10分鐘，溫度為30℃，壓力為0.1mpa，萃取1次；萃取結束后，將液體溶劑抽進蒸發罐，對樣品和液體溶劑分別進行恒溫脫溶處理，溫度為10℃，液體溶劑脫溶后即得到萃取后的煙葉和煙葉提取物；所得煙葉提取物用水溶解，煙葉提取物和水的質量體積比為1:10g/ml，在70℃的溫度下磁力攪拌2h，靜置分層，上層液體從分液漏斗的上口倒出，打開旋塞使下層液體從分液漏斗的下口放出，收集下層液體，對下層液體進行濃縮處理，濃縮至密度為1.3g/ml，即得到凈化后的煙葉提取物；將凈化后的煙葉提取物與萃取后的煙葉一同置入亞臨界透析罐，抽真空，注入透析用亞臨界流體液氨作為透析溶劑，分子蒸餾所得產物和萃取后的煙葉的質量總和與透析溶劑的質量體積比為1:30g/ml，使得透析溶劑將分子蒸餾所得產物和萃取后的煙葉完全浸沒，并加入體積為分子蒸餾所得產物和萃取后的煙葉及透析溶劑的總體積的10%的水作為透析用夾帶劑，進行透析，透析時間為30分鐘，溫度為30℃，壓力為0.1mpa，透析結束后，對透析罐進行蒸發脫溶處理，蒸發溫度為20℃，脫溶結束后即得到透析后的洛陽c3l煙葉。實施例6取200g洛陽c3l煙葉，置于萃取罐中，抽真空使萃取罐達到真空要求，并向萃取罐中注入2l，液氨作為萃取溶劑，夾帶劑為400ml水，將樣品完全浸沒，萃取時間為10分鐘，溫度為30℃，壓力為0.1mpa，萃取1次；萃取結束后，將液體溶劑抽進蒸發罐，對樣品和液體溶劑分別進行恒溫脫溶處理，溫度為10℃，液體溶劑脫溶后即得到萃取后的煙葉和煙葉提取物；所得煙葉提取物進行分子蒸餾：進料速度0.9ml/min，真空度為17pa，加熱溫度為60℃，冷卻溫度11℃，轉速260r/min；將分子蒸餾后的煙葉提取物與萃取后的煙葉一同置入亞臨界透析罐，抽真空，注入透析用亞臨界流體液氨作為透析溶劑，分子蒸餾所得產物和萃取后的煙葉的質量總和與透析溶劑的質量體積比為1:30g/ml，使得透析溶劑將分子蒸餾所得產物和萃取后的煙葉完全浸沒，并加入體積為分子蒸餾所得產物和萃取后的煙葉及透析溶劑的總體積的10%的水作為透析用夾帶劑，進行透析，透析時間為30分鐘，溫度為30℃，壓力為0.1mpa，透析結束后，對透析罐進行蒸發脫溶處理，蒸發溫度為20℃，脫溶結束后即得到透析后的洛陽c3l煙葉。實施例7取300g重慶混打cxk低次煙葉，置于密閉萃取罐中，抽真空使萃取罐達到真空要求，并向萃取罐中注入9l，萃取用亞臨界流體二甲醚作為萃取溶劑將煙葉完全浸沒后進行亞臨界萃取，萃取時間為30分鐘，溫度為45℃，壓力為0.5mpa，循環萃取3次；萃取結束后，將液體溶劑抽進蒸發罐，對樣品和液體溶劑分別進行恒溫脫溶處理，溫度為25℃，液體溶劑脫溶后即得到萃取后的煙葉和煙葉提取物；所得煙葉提取物進行分子蒸餾：進料速度1.0ml/min，真空度為20pa，加熱溫度為60℃，冷卻溫度12℃，轉速260r/min；將分子蒸餾后的煙葉提取物與萃取后的煙葉一同置入亞臨界透析罐，對透析罐抽真空，注入透析用亞臨界流體二甲醚和液氨的混合液作為透析溶劑，二甲醚和液氨按體積比1:1混合，凈化后的煙葉提取物與萃取后的煙葉和透析溶劑的質量體積比為1:20g/ml，使得二甲醚將凈化后的煙葉提取物與萃取后的煙葉完全浸沒，進行亞臨界透析，時間為25分鐘，溫度為40℃，壓力0.55mpa，透析結束后，對透析罐進行蒸發脫溶處理，蒸發溫度為30℃，脫溶結束即得到透析后的重慶混打cxk低次煙葉。當前第1頁12