摘 要：本发明属于脂溶性活性成分提取富集领域，具体涉及到一种大麻二酚绿色提取与高效富集新方法。本发明通过将新鲜未经干燥处理的工业大麻苞叶脱羧转化，使植物体内大麻二酚酸快速转化生成大麻二酚，然后采用十二烷基甜菜碱水溶液对脱羧苞叶进行绿色提取，根据十二烷基甜菜碱水溶液中十二烷基二甲基甜菜碱与大麻二酚形成超分子的界面电荷特点，利用单宁酸表面电位特性对大麻二酚进行定向富集。本发明提供的绿色提取与高效富集新方法大麻二酚提取率高且对大麻二酚富集完全，整个过程不使用任何有机溶剂，成本低且安全可靠，方法不仅提高工业大麻中药用成分转化利用率，并对大麻二酚在工业化安全生产具有重大意义。
权利要求
1.一种大麻二酚绿色提取与高效富集新方法，其特征在于，包括以下步骤：
脱羧转化：将工业大麻新鲜苞叶进行快速脱羧转化，得到高含量大麻二酚提取原料，然后进行粉碎、过筛备用；
绿色提取：将粉碎得到的苞叶粉末和十二烷基二甲基甜菜碱溶液混合进行提取，得到大麻二酚提取液；
定向富集：将大麻二酚提取液、单宁酸溶液搅拌混合进行大麻二酚定向富集，得到大麻二酚富集产物。
2.根据权利要求1所述的绿色提取与高效富集新方法，其特征在于，所述工业大麻新鲜苞叶快速脱羧转化方式为热风加热、真空加热或微波加热中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的绿色提取与高效富集新方法，其特征在于，所述工业大麻新鲜苞叶快速脱羧转化温度为60～150℃，时间为15～45min；所述工业大麻苞叶原料粉碎粒度为20～100目。
4.根据权利要求1所述的绿色提取与高效富集新方法，其特征在于，所述十二烷基二甲基甜菜碱溶液中十二烷基二甲基甜菜碱的质量百分含量为2～15wt％；所述苞叶粉末的质量与所述十二烷基二甲基甜菜碱溶液的体积比为1g:6～25mL。
5.根据权利要求1或4所述的绿色提取与高效富集新方法，其特征在于，所述提取包括加热回流提取、微波提取、超声提取或加压提取中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的绿色提取与高效富集新方法，其特征在于，所述提取在提取设备中进行，所述提取设备为加热回流提取设备、微波提取设备、超声提取设备或加压提取设备中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的绿色提取与高效富集新方法，其特征在于，所述单宁酸溶液中单宁酸的质量百分含量为5～15wt％；所述单宁酸溶液添加量为大麻二酚提取液体积的20～80％；所述大麻二酚定向富集温度为30～45℃，时间为16～32min。
8.根据权利要求1或4或6或7所述的绿色提取与高效富集新方法，其特征在于，绿色提取、定向富集还包括固液分离操作；所述固液分离采用离心方式进行，离心转速为4000～8000rpm，离心时间为6～10min。
说明书
一种大麻二酚绿色提取与高效富集新方法
技术领域
本发明属于脂溶性活性成分提取富集领域，具体涉及到一种大麻二酚绿色提取与高效富集新方法。
背景技术
随着化学、生命医学等学科的不断发展，现已发现工业大麻在医药、临床应用领域具有极强的产业价值。在工业大麻众多大麻素化合物中当，大麻二酚是研究最多的药用非精神活性物质。2018年，美国食品药品监督管理局(FDA)批准了首个大麻二酚药物Epidiolex，用于治疗三种罕见性发育和癫痫脑病(结节性硬化症、Dravet综合症和Lennox-Gastaut综合症)。
目前，对于现有的大麻二酚提取富集研究结果来看，基于提取新技术、新方式越来越成为大麻二酚提取主流，由于大麻二酚难溶于水，对于其提取通常采用有机溶剂进行。例如文献《工业大麻叶中大麻二酚含量分析研究》(高宝昌等.工业大麻叶中大麻二酚含量分析研究[J].黑龙江科学,2018,9(01):61-63)通过以超声波为提取技术手段，考察提取溶剂的种类对工业大麻中大麻二酚提取效率的影响，确定以无水甲醇为提取溶剂，提取效率最高。方法虽然能够高效提取，但对溶剂选用，体现为传统有机溶剂，易燃、易爆，对人体危害性大，缺乏应用安全性。
中国专利CN110156569A通过超临界二氧化碳技术对工业大麻中大麻二酚进行提取富集，提取过程虽不涉及到有机溶剂使用，但设备升温、升压、降压需要一定时间且提取时间过长导致能耗大，提取效率不高且技术操作相对繁琐。中国专利CN109646992A虽然在提取过程中不涉及有机溶剂的加入，但伴随着氢氧化钠、硫酸的加入，操作危险提高。
发明内容
本发明提供一种工业大麻中大麻二酚绿色提取及高效富集方法，方法安全、操作简单、运行成本低且对大麻二酚提取充分、富集效果好，不仅提高工业大麻中药用成分转化利用率，并对大麻二酚在工业化安全生产具有重大意义。
为了实现上述目标，本发明提供包括脱羧转化、绿色提取、高效富集如下技术方案：
脱羧转化：将工业大麻新鲜苞叶进行快速脱羧转化，得到高含量大麻二酚提取原料，然后进行粉碎、过筛备用；
绿色提取：将粉碎得到的苞叶粉末和十二烷基二甲基甜菜碱溶液混合进行提取，得到大麻二酚提取液；
定向富集：将大麻二酚提取液、单宁酸溶液搅拌混合进行大麻二酚定向富集，得到大麻二酚富集产物。
优选的，所述工业大麻新鲜苞叶快速脱羧转化方式为热风加热、真空加热或微波加热中的一种。
优选的，所述工业大麻新鲜苞叶快速脱羧转化温度为60～150℃，时间为15～45min；所述工业大麻苞叶原料粉碎粒度为20～100目。
优选的，所述十二烷基二甲基甜菜碱溶液中十二烷基二甲基甜菜碱的质量百分含量为2～15wt％；所述苞叶粉末的质量与所述十二烷基二甲基甜菜碱溶液的体积比为1g:6～25mL。
优选的，所述提取包括加热回流提取、微波提取、超声提取或加压提取中的一种或多种。
优选的，所述提取在提取设备中进行，所述提取设备为加热回流提取设备、微波提取设备、超声提取设备或加压提取设备中的一种或多种。
优选的，所述单宁酸溶液中单宁酸的质量百分含量为2～15wt％；所述单宁酸溶液添加量为大麻二酚提取液体积的20～80％；所述大麻二酚定向富集温度为30～45℃，时间为16～32min。
优选的，所述绿色提取、定向富集产物还包括固液分离得到；所述固液分离采用离心方式进行，离心转速为4000～8000rpm，离心时间为6～10min。本发明的一种大麻二酚绿色提取与高效富集新方法，包括以下步骤：脱羧转化：将工业大麻新鲜苞叶进行快速脱羧转化，得到高含量大麻二酚提取原料，然后进行粉碎、过筛备用；绿色提取：将粉碎得到的苞叶粉末和十二烷基二甲基甜菜碱溶液混合进行提取，得到大麻二酚提取液；定向富集：将大麻二酚提取液、单宁酸溶液搅拌混合进行大麻二酚定向富集，得到大麻二酚富集产物。本发明首先从工业大麻次生代谢产物化学转化及影响化学反应快慢因素出发，通过利用未经干燥处理的新鲜工业大麻苞叶中水分在受热脱羧转化的过程中，可加快大麻二酚酸分子运动，更有利于向大麻二酚转化，在提取工业大麻中之前，以获得较高的大麻二酚含量，防止植物体内代谢产物资源浪费；然后采用十二烷基二甲基甜菜碱对脱羧转化苞叶粉末进行大麻二酚提取，在提取过程中，十二烷基二甲基甜菜碱与大麻二酚之间产生氢键作用力，能将大麻二酚包裹在疏水内核，形成超分子体系；最后根据十二烷基二甲基甜菜碱和大麻二酚形成的超分子界面电荷特点，利用单宁酸和十二烷基二甲基甜菜碱的静电吸附作用对提取液中大麻二酚进行定向高效富集。本发明采用十二烷基二甲基甜菜碱水溶液替代了传统工业大麻提取所用的有机溶剂，溶剂绿色、安全，相比传统提取溶剂无易燃、易爆、对人体危害性大等缺点；选取天然絮凝成分对提取大麻二酚进行高效富集，无有对环境、人体有害物质引入。综上，本发明提供的提取富集方法操作简单、提取效率高、能耗低、提取过程中不使用任何有机溶剂，整个过程安全可靠，具有较高的经济收益和环境效益，适用于工业化生产。由实施例的数据表明，本发明的提取方法对工业大麻中大麻二酚提取率高达98.71％，对提取液中大麻二酚可完全富集。
附图说明：
图1为本发明提供的加压提取设备结构图；
图2为本发明实施例1得到的提取前(a)后(b)工业大麻苞叶扫描电镜对比图；
图3为实施例2提取液前(a)后(b)得到的透射电镜对比图；
图4为实施例5得到的大麻二酚提取液高效液相色谱图；
图5为大麻二酚定向富集离心前(a)后(b)对比图；
图6为实施例5得到的大麻二酚定向富集上清液高效液相色谱图。
图中标号说明：1-柱塞，2-高压缸，3-水介质，4-提取物料，5-低压缸，6-框架。
具体实施方式
本发明提供了一种从工业大麻中绿色提取高效富集大麻二酚新方法，包括以下步骤：
脱羧转化：将工业大麻新鲜苞叶进行快速脱羧转化，得到高含量大麻二酚提取原料，然后进行粉碎、过筛备用；
绿色提取：将粉碎得到的苞叶粉末和十二烷基二甲基甜菜碱溶液混合进行提取，得到大麻二酚提取液；
定向富集：将大麻二酚提取液、单宁酸溶液混合进行大麻二酚定向富集，得到大麻二酚富集产物。
本发明将工业大麻新鲜苞叶进行快速脱羧转化，得到高含量大麻二酚提取原料，然后进行粉碎、过筛备用。在本发明中，工业大麻新鲜苞叶进行快速脱羧转化包括以下步骤：将工业大麻新鲜苞叶进行加热，得到所述的高含量大麻二酚提取原料。所述脱羧转化加热方式优选为热风加热、真空加热或微波加热中的一种。脱羧转化温度优选为60～150℃，更优选为60℃、80℃、100℃、120℃或150℃；脱羧转化时间优选为15～45min。本发明对粉碎具体实施方式无特殊要求。所述过筛使用筛网进行，筛网的直径优选20～100目，更优选为40～80目。得到的工业大麻苞叶粉末的粒度优选为20～100目，更优选为40～80目。
得到工业大麻苞叶粉末后，本发明将所述的工业大麻苞叶粉末和十二烷基二甲基甜菜碱溶液混合进行提取，得到大麻二酚提取液。在本发明中，所述十二烷基甜菜碱溶液的质量百分含量优选为2～15wt％，更优选4wt％、6wt％、8wt％、或12.5wt％。所述工业大麻苞叶粉末的质量与所述的十二烷基二甲基甜菜碱的体积之比优选为1g:5～25mL，更优选为1g:8mL、1g:10mL、1g:12.5mL或1g:15mL。在本发明中，所述提取包括加热回流提取、微波提取、超声提取和加压提取中的一种或多种，更优选为加热回流提取、超声提取或加压提取。所述提取优选为加热回流提取时，所述加热回流提取的次数优选为1～3次，每次加热回流提取的时间优选为45～60min。所述提取优选为超声提取时，所述超声提取的次数优选为1～3次，每次超声提取的时间优选为30～45min。所述提取优选为加压提取时，所述加压提取的压力优选为20～200MPa，具体优选为20MPa、100MPa或200MPa；所述加压提取的次数优选为1～3次，每次加压提取的时间优选为2～6min，具体优选为2min、4min或6min。
所述提取在提取设备中进行，所述提取设备优选为加热回流提取设备、微波提取设备、超声提取设备或加压提取设备中的一种或多种，更优选为加热回流提取设备、超声提取设备或加压提取设备。
在本发明中，所述提取直接得到提取浆料，本发明还包括将所述提取浆料固液分离，得到的液相为所述大麻二酚提取液。所述固液分离优选为离心分离，所述离心分离的转速优选为4000～8000rpm，时间优选为6～10min。
得到大麻二酚提取液后，本发明将所述大麻二酚提取液和单宁酸溶液混合进行大麻二酚富集，得到大麻二酚富集物。在本发明中，所述单宁酸溶液中单宁酸的质量百分含量优选为5～15wt％，更优选为4wt％、6wt％、8wt％、或12.5wt％。所述单宁酸溶液添加量优选为大麻二酚提取液体积的20～80％，更优选为20％、40％、60％或80％。所述大麻二酚定向富集温度优选为30～45℃，定向富集时间优选为16～32min。
在本发明中，所述大麻二酚定向富集直接得到富集浆料，本发明还包括将所述富集浆料固液分离，得到的固相为所述大麻二酚富集沉淀物。所述固液分离优选为离心分离，所述离心分离的转速优选为4000～8000rpm，时间优选为6～10min。
本发明提供一种大麻二酚绿色提取与高效富集新方法，通过将新鲜未经干燥处理的工业大麻苞叶经高温快速脱羧，使植物体内大麻二酚酸快速脱羧转化成大麻二酚，然后采用十二烷基甜菜碱水溶液对脱羧苞叶进行绿色提取，根据十二烷基甜菜碱水溶液中十二烷基二甲基甜菜碱与大麻二酚生成超分子的界面电荷特点，利用单宁酸表面电位特性对大麻二酚进行定向富集。本发明提供的绿色提取与高效富集新方法大麻二酚提取率高且对大麻二酚富集完全，整个过程不使用任何有机溶剂，成本低且安全可靠，发明不仅提高工业大麻中药用成分转化利用率，并对大麻二酚在工业化安全生产具有重大意义。
下面结合实例对本发明一种大麻二酚绿色提取与高效富集新方法进行进一步说明，所描述的实例是本发明的部分实例，不能用来限制本发明范围，在不偏离本发明精神实质对本发明技术方案进行修改和替换，均在本发明保护范围内。下述实例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规实验方法，所述材料和试剂，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1：
将工业大麻新鲜苞叶在温度60℃条件下，微波加热脱羧转化30min，得到高含量大麻二酚工业大麻苞叶原料，然后进行粉碎、过40目筛备用。通过高效液相法分析，根据工业大麻苞叶中脱羧转化前后大麻二酚含量，计算大麻二酚酸脱羧转化率为85.71％。
取脱羧转化的工业大麻苞叶粉末50g，加入8倍量4wt％的十二烷基二甲基甜菜碱水溶液，置于热回流提取设备中，加热回流提取45min，提取3次。每提取结束后在4000rpm转速下离心7min，得到大麻二酚提取液。通过高效液相色谱法测定分析，根据工业大麻苞叶中大麻二酚含量及提取液中大麻二酚的含量，计算大麻二酚提取率为86.74％。
在富集温度30℃条件下，按大麻二酚提取液体积20％加入4wt％单宁酸溶液，搅拌20min，进行大麻二酚定向富集。富集结束后，在5000rpm转速下离心6min，得到大麻二酚富集产物。通过高效液相法分析，根据富集前后提取液中大麻二酚的含量，计算大麻二酚富集率为73.42％。
实施例2：
将工业大麻新鲜苞叶在温度80℃条件下，微波加热脱羧转化20min，得到高含量大麻二酚工业大麻苞叶原料，然后进行粉碎、过100目筛备用。通过高效液相法分析，根据工业大麻苞叶中脱羧转化前后大麻二酚含量，计算大麻二酚酸脱羧转化率为90.71％。
取脱羧转化的工业大麻苞叶粉末50g，加入10倍量4wt％的十二烷基二甲基甜菜碱水溶液，装入聚乙烯袋进行密封，置于加压提取设备高压缸中，设定提取压力20MPa，保压时间2min，重复3次。每提取结束后在5000rpm转速下离心7min，得到大麻二酚提取液。通过高效液相色谱法测定分析，根据工业大麻苞叶中大麻二酚含量及提取液中大麻二酚的含量，计算大麻二酚提取率为92.17％。
在富集温度35℃条件下，按大麻二酚提取液体积40％加入6wt％单宁酸溶液，搅拌28min，进行大麻二酚定向富集。富集结束后，在6000rpm转速下离心7min，得到大麻二酚富集产物。通过高效液相法分析，根据富集前后提取液中大麻二酚的含量，计算大麻二酚富集率为89.72％。
实施例3：
将工业大麻新鲜苞叶在温度80℃条件下，真空加热脱羧转化15min，到高含量大麻二酚工业大麻苞叶原料，然后进行粉碎、过40目筛备用。通过高效液相法分析，根据工业大麻苞叶中脱羧转化前后大麻二酚含量，计算大麻二酚酸脱羧转化率为87.47％。
取脱羧转化的工业大麻苞叶粉末50g，加入8倍量6wt％的十二烷基二甲基甜菜碱水溶液，装入聚乙烯袋进行密封，置于加压提取设备高压缸中，设定提取压力100MPa，保压时间4min，重复3次。每提取结束后在6000rpm转速下离心7min，得到大麻二酚提取液。通过高效液相色谱法测定分析，根据工业大麻苞叶中大麻二酚含量及提取液中大麻二酚的含量，计算大麻二酚提取率为95.68％。
在富集温度35℃条件下，按大麻二酚提取液体积40％加入8wt％单宁酸溶液，搅拌30min，进行大麻二酚定向富集。富集结束后，在7000rpm转速下离心6min，得到大麻二酚富集产物。通过高效液相法分析，根据富集前后提取液中大麻二酚的含量，计算大麻二酚富集率为93.75％。
实施例4：
将工业大麻新鲜苞叶在温度120℃条件下，热风加热脱羧转化15min，到高含量大麻二酚工业大麻苞叶原料，然后进行粉碎、过60目筛备用。通过高效液相法分析，根据工业大麻苞叶中脱羧转化前后大麻二酚含量，计算大麻二酚酸脱羧转化率为94.26％。
取脱羧转化的工业大麻苞叶粉末50g，加入12.5倍量4wt％的十二烷基二甲基甜菜碱水溶液，置于超声提取设备中，超声提取30min，提取3次。每提取结束后在5000rpm转速下离心7min，得到大麻二酚提取液。通过高效液相色谱法测定分析，根据工业大麻苞叶中大麻二酚含量及提取液中大麻二酚的含量，计算大麻二酚提取率为91.74％。
在富集温度40℃条件下，按大麻二酚提取液体积40％加入4wt％单宁酸溶液，搅拌28min，进行大麻二酚定向富集。富集结束后，在7000rpm转速下离心6min，得到大麻二酚富集产物。通过高效液相法分析，根据富集前后提取液中大麻二酚的含量，计算大麻二酚富集率为85.72％。
实施例5：
将工业大麻新鲜苞叶在温度150℃条件下，热风加热脱羧转化10min，得到高含量大麻二酚工业大麻苞叶原料，然后进行粉碎、过80目筛备用。通过高效液相法分析，根据工业大麻苞叶中脱羧转化前后大麻二酚含量，计算大麻二酚酸脱羧转化率为97.47％。
取脱羧转化的工业大麻苞叶粉末50g，加入10倍量12.5wt％的十二烷基二甲基甜菜碱水溶液，置于超声提取设备中，超声提取40min，提取3次。每提取结束后在8000rpm转速下离心6min，得到大麻二酚提取液。通过高效液相色谱法测定分析，根据工业大麻苞叶中大麻二酚含量及提取液中大麻二酚的含量，计算大麻二酚提取率为98.71％。
在富集温度45℃条件下，按大麻二酚提取液体积80％加入8wt％单宁酸溶液，搅拌32min，进行大麻二酚定向富集。富集结束后，在7000rpm转速下离心10min，得到大麻二酚富集产物。通过高效液相法分析，根据富集前后提取液中大麻二酚的含量，提取液中大麻二酚富集完全。
实施例6：
将工业大麻新鲜苞叶在温度100℃条件下，真空加热脱羧转化45min，得到高含量大麻二酚工业大麻苞叶原料，然后进行粉碎、过60目筛备用。通过高效液相法分析，根据工业大麻苞叶中脱羧转化前后大麻二酚含量，计算大麻二酚酸脱羧转化率为95.66％。
取脱羧转化的工业大麻苞叶粉末50g，加入15倍量4wt％的十二烷基二甲基甜菜碱水溶液，置于热回流提取设备中，加热回流提取60min，提取3次。每提取结束后在6000rpm转速下离心8min，得到大麻二酚提取液。通过高效液相色谱法测定分析，根据工业大麻苞叶中大麻二酚含量及提取液中大麻二酚的含量，计算大麻二酚提取率为93.83％。
在富集温度35℃条件下，按大麻二酚提取液体积40％加入12.5wt％单宁酸溶液，搅拌32min，进行大麻二酚定向富集。富集结束后，在7000rpm转速下离心10min，得到大麻二酚富集产物。通过高效液相法分析，根据富集前后提取液中大麻二酚的含量，计算大麻二酚富集率为96.72％。
实施例7：
将工业大麻新鲜苞叶在温度100℃条件下，热风加热脱羧转化15min，到高含量大麻二酚工业大麻苞叶原料，然后进行粉碎、过40目筛备用。通过高效液相法分析，根据工业大麻苞叶中脱羧转化前后大麻二酚含量，计算大麻二酚酸脱羧转化率为89.61％。
取脱羧转化的工业大麻苞叶粉末50g，加入15倍量8wt％的十二烷基二甲基甜菜碱水溶液，装入聚乙烯袋进行密封，置于加压提取设备高压缸中，设定提取压力200MPa，保压时间6min，重复3次。每提取结束后在7500rpm转速下离心8min，得到大麻二酚提取液。通过高效液相色谱法测定分析，根据工业大麻苞叶中大麻二酚含量及提取液中大麻二酚的含量，计算大麻二酚提取率为98.73％。
在富集温度42℃条件下，按大麻二酚提取液体积60％加入8wt％单宁酸溶液，搅拌40min，进行大麻二酚定向富集。富集结束后，在8000rpm转速下离心8min，得到大麻二酚富集产物。通过高效液相法分析，根据富集前后提取液中大麻二酚的含量，计算大麻二酚富集率为97.34％。
尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明部分实施例，而不是全部实施例，对于本技术领域的普通技术人员来说，还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。
摘自国家发明专利，发明人：赵修华、蔡宏达、王彬、刘艳坤高继往、霍志伟，申请号：202311522889.5，申请日：2023.11.16
