CN101314568A

CN101314568A - 一种吸附分离高纯度绿原酸的新方法

Info

Publication number: CN101314568A
Application number: CNA2008101241300A
Authority: CN
Inventors: 卢定强; 洪声; 王俊; 梁铭鑫; 张淑敏; 凌岫泉
Original assignee: Nanjing Tech University
Current assignee: Nanjing Tech University
Priority date: 2008-06-24
Filing date: 2008-06-24
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2028-06-24
Also published as: CN101314568B

Abstract

本发明提供了一种吸附分离高纯度绿原酸的新方法，包括吸附过程、洗杂过程、洗脱过程，其特征在于将绿原酸原液通过装填大孔树脂的、至少二级串联吸附柱动态吸附至穿透后，流加洗杂溶液洗杂，最后用洗脱液洗脱至无绿原酸流出，并收集流出液。通过本发明所述的方法得到纯绿原酸溶液经HPLC检测纯度可达92％以上，浓度可达0.1mg/mL～0.8mg/mL，可广泛应用于食品，医药，化妆品等领域中。本方法制得的绿原酸纯溶液直接干燥得到的固体，干燥绿原酸粉无需再加工即可直接应用，便于运输。

Description

一种吸附分离高纯度绿原酸的新方法

技术领域

本发明涉及一种吸附分离高纯度绿原酸的新方法，属于生物化工领域的天然产物提取技术。

背景技术

绿原酸是一种缩酚酸，属酚类化合物，是植物在有氧呼吸过程中经莽草酸途径形成的一种苯丙素类化合物。绿原酸是一种重要的生理活性物质，具有抗菌、抗病毒、升高白细胞、保肝利胆、抗肿瘤、降血压、降血脂、清除自由基等作用。它是许多药材和中成药的主要有效成分之一；同时，绿原酸含量又是某些成药的质量指标，也是许多果汁饮料营养成分之一。因此，绿原酸不仅在医药工业，而且在食品、日用化工中有广阔的应用前景。

目前用于提取绿原酸的原料有金银花、杜仲、葵花籽饼、废次烟叶、咖啡豆、苹果、番茄等。现有绿原酸提取方法主要有水提醇沉法、水提石灰乳沉淀法、醇提铅盐沉淀法、超声波法、酶法、超临界法、超滤法等，但这些方法在经行提取分离时存在着操作复杂、提取得率低、提取物绿原酸含量较低、提取设备昂贵、产生有机溶剂污染、生产能力小等不利用于工业规模生产问题。

利用树脂吸附法有吸附量大、选择性好、保护环境、再生容易、强度高、耐热耐氧化、使用寿命长等优点，在工业上已经被广泛利用。专利CN1974527A公开了一种利用大孔树脂分离绿原酸的方法，该方法用醇溶液提取杜仲叶，提取液经大孔树脂吸附解吸过程得绿原酸，但是该方法采取了单级分离和醇提取绿原酸的方式；专利CN1730015公开了一种从金银花中分离绿原酸的方法，该方法水提取金银花，提取液调pH，上大孔吸附柱分离绿原酸，最后经乙酸乙酯萃取精制，但是该方法仍然采取单级分离的方式，而且减少乙酸乙酯在绿原酸中的残留会带来额外操作成本增加。

利用多级分离系统可以实现更加高效、连续的分离，如Ramamurthy等报道了利用将多级柱并联的方式分离芳香化合物的方法(Parallel column liquid chromatography with asingle multi-wavelength absorbance detector for enhanced selectivity using chemometricanalysis[J].Analytica Chimica Acta，2003，490(1～2)：197～210)；德国专利DE883806372公开了一种除去咖啡豆提取物中咖啡因和绿原酸的方法，该方法将与80℃热水混合震荡3小时后的咖啡豆提取液通过二级联接的分别装填Sephadex G-15和Sephadex G-10的凝胶色谱柱，在Sephadex G-15凝胶色谱柱中可保留56％的咖啡因，而在Sephadex G-10凝胶色谱柱中可以保留73.4％的绿原酸，但是该方法实质上仍是单级分离单种物质。

总之，现有的方法均有间歇不连续化操作、上柱液和洗脱液利用率不高等缺点，使得树脂分离技术在工业生产上的应用受到了阻碍，合理利用树脂的选择性吸附分离的优势，优化分离工艺，将大大降低生产成本，提高生产效率，无毒环保，为绿原酸工艺开辟全新的工业格局。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种分离绿原酸的新方法，使得该方法能适用于绝大多数低成本绿原酸原液，并解决常规方法中利用大孔树脂对绿原酸的吸附和洗脱过程中对原料液、洗脱液利用率低等特点，实现绿原酸的高效高纯度提取，并适宜工业生产。

为实现本发明的技术目的，本发明的技术方案是：

一种吸附分离高纯度绿原酸的新方法，包括吸附过程、洗杂过程、洗脱过程，其特征在于将绿原酸原液通过装填大孔树脂的、至少二级串联吸附柱动态吸附至穿透后，流加洗杂溶液洗杂，最后用洗脱液经行洗脱至无绿原酸流出，并收集流出液。

本技术方案的具体操作步骤如下：

(1)吸附过程：

将绿原酸原液通过装填有按常规方法处理后的大孔树脂的、至少二级串联的吸附柱动态吸附穿透，其中一级吸附柱对绿原酸原液动态吸附至贯穿所需体积为2BV～10BV，二级吸附柱对绿原原液动态吸附至贯穿所需体积为1BV～8BV，二级以上吸附柱对绿原酸原液动态吸附至贯穿所需体积为2BV～10BV，绿原酸提原液流速5BV/h～30BV/h；

(2)洗杂过程：

用洗杂液冲洗步骤(1)中经动态吸附达到穿透点的串联吸附柱，其中一级吸附柱洗杂液所需体积为0.5BV～4BV，二级吸附柱洗杂液所需体积为0.5BV～2BV，二级以上吸附柱洗杂液所需体积为0.5BV～4BV，洗杂液流速6BV/h～30BV/h；

(3)洗脱过程：

用洗脱液对步骤(2)洗杂后的串联吸附柱经行洗脱至无绿原酸流出，并收集流出液即绿原酸纯溶液，洗脱时各柱温度为10℃～70℃，一级吸附柱洗脱液所需体积为2BV～10BV，二级吸附柱洗脱液所需体积为2BV～8BV，二级以上吸附柱洗脱液所需体积为2BV～10BV，洗脱液流速6BV/h～30BV/h。

本发明所述的绿原酸原液包括金银花提取液、烟草提取液、杜仲提取液；

本发明所述绿原酸原液的绿原酸浓度为0.1mg/mL～5.0mg/mL，PH值为1～7；

本发明所述的大孔树脂包括非极性大孔树脂、中极性大孔树脂、弱极性大孔树脂；

本发明所述的各级吸附柱包括玻璃柱、耐有机溶剂、耐酸碱不锈钢柱、陶瓷内衬的不锈钢柱、陶瓷柱；

本发明所述的各级吸附柱的高径比为1∶4～1∶10；

本发明所述的洗杂液包括水、酸溶液、乙醇水溶液、丙酮水溶液；

本发明所述的洗脱液包括甲醇、甲醇水溶液、酸性乙醇、酸性乙醇水溶液、酸性乙酸乙酯、酸性丙酮、乙酸；

本发明所述的洗脱液pH值为1.0～8.0。

本发明的有益效果在于提供的一种高效吸附分离绿原酸的方法：①对原料选择面广，即适用于任何天然产物的含绿原酸原液，大大降低了原料成本；②不仅各级吸附柱洗杂后溶液尾流还可以重复利用上柱，而且洗杂液是有机溶剂的还可以回收使用，进一步降低了成本；③不仅实现了连续操作，而且对原液的处理量大，分离效果好；④操作方法简单，控制参数少，无环境污染，易工业化放大。通过本发明所述的方法得到纯绿原酸溶液经HPLC检测纯度可达92％，浓度可达0.1mg/mL～0.8mg/mL，可广泛应用于食品，医药，化妆品等领域中。本方法制得的绿原酸纯溶液直接干燥得到的固体干燥绿原酸粉无需再加工即可直接应用，便于运输。

附图说明

图1本发明操作示意图

图1中的标记为：①加料槽，②控速泵，③一级吸附柱，④二级吸附柱，⑤二级以上吸附柱，⑥三通阀，⑦一级收集罐，⑧二级收集罐，③二级以上收集罐。

具体实施方式：

本发明所述的方法适用附图1所示的装置操作进行，其中绿原酸原液、洗杂液、洗脱液在各步骤均通过加料槽中①加入，并通过控速泵②以一定速度行经串联吸附柱，串联吸附柱的级数至少二级。串联吸附柱的吸附、洗脱过程都是利用三通阀⑥来控制进料液和洗脱液体的流向和柱切换。

本发明所述的绿原酸的检测方法为HPLC法，检测条件如下：

固定相：Prevail Select C18(4.6mm×250mm，5mm)；

流动相：乙腈∶四氢呋喃∶水(0.2％磷酸)＝10∶5∶85(v∶v∶v)；

恒流泵：LB-05(北京卫星制造厂)；

操作系统：N2000色谱工作站；

流速：1.0mL·min^-1；

柱温：30℃；

紫外检测波长：328nm。

实施例1

本实施例采用pH值为6、浓度为5.0mg/mL的金银花水提原液，串联吸附柱级数为三级，各级吸附柱为高径比1∶10(Φ15×150mm)的玻璃柱，装填非极性大孔吸附树脂XDA-1(西安电子树脂厂)。

原液依次通过一级吸附柱10BV、二级吸附柱8BV、三级吸附柱10BV，使各柱都达到穿透点，控制溶液的流速为12BV/h，控制一级吸附柱、二级吸附柱、三级吸附柱的柱温为25℃。选用水作为洗杂液，依次冲洗一级吸附柱4BV、二级吸附柱2BV、三级吸附柱4BV，洗脱流速为12BV/h，至流出液无糖无蛋白。接着用pH值为4的30％的乙醇-水溶液对一级吸附柱10BV、二级吸附柱8BV、三级吸附柱10BV进行动态的洗脱，洗脱流速为12BV/h，柱温25℃，至流出液中无绿原酸；分别收集该洗脱过程中一级吸附柱、二级吸附柱、三级吸附柱的洗脱液，合并洗脱液。经HPLC法测定，得到绿原酸溶液纯度为89.28％，收率为45.78％。

实施例2

本实施例采用pH值为7、浓度为4.0mg/mL的烟草水提原液，串联吸附柱级数为三级，各级吸附柱为高径比1∶4(Φ15×60mm)的耐有机溶剂柱，装填中极性大孔吸附树脂HZ-806(上海华震科技有限公司)。

原液依次通过一级吸附柱2BV、二级吸附柱1BV、三级吸附柱2BV，使各柱都达到穿透点，控制溶液的流速为5BV/h，控制一级吸附柱、二级吸附柱、三级吸附柱的柱温为25℃。选用50％乙醇水溶液作为洗杂液，依次冲洗一级吸附柱0.5BV、二级吸附柱0.5BV、三级吸附柱0.5BV，洗脱流速为6BV/h，至流出液无糖无蛋白。接着用pH值为4的乙醇对一级吸附柱2BV、二级吸附柱2BV、三级吸附柱2BV进行动态的洗脱，洗脱流速为6BV/h，柱温10℃，至流出液中无绿原酸；分别收集该洗脱过程中一级吸附柱、二级吸附柱、三级吸附柱的洗脱液，合并洗脱液。经HPLC法测定，得到绿原酸溶液纯度为85.34％，收率为40.78％。

实施例3

本实施例采用pH值为6、浓度为2.0mg/mL的杜仲水提原液，串联吸附柱级数为二级，各级吸附柱为高径比1∶10(Φ15×150mm)的耐酸碱不锈钢柱，装填弱极性大孔吸附树脂XDA-5(西安电子树脂厂)。

原液依次通过一级吸附柱7BV、二级吸附柱4BV，使各柱都达到穿透点，控制溶液的流速为15BV/h，控制一级吸附柱、二级吸附柱的柱温为25℃。选用1M盐酸水溶液作为洗杂液，依次冲洗一级吸附柱2BV、二级吸附柱1BV，洗脱流速为15BV/h，至流出液无糖无蛋白。接着用pH值为5的丙酮对一级吸附柱5BV、二级吸附柱4BV进行动态的洗脱，洗脱流速为15BV/h，柱温40℃，至流出液中无绿原酸；分别收集该洗脱过程中一级吸附柱、二级吸附柱的洗脱液，合并洗脱液。经HPLC法测定，得到绿原酸溶液纯度为90.56％，收率为52.97％。

实施例4

本实施例采用pH值为1、浓度为1.0mg/mL的金银花醇提原液(70％乙醇溶液浸提48h并将乙醇蒸出得到的金银花水原液)，串联吸附柱级数为二级，各级吸附柱为高径比1∶6(Φ15×90mm)的带陶瓷内衬的不锈钢柱，装填中极性大孔吸附树脂HPD-750(河北沧州宝恩化工有限公司)。

原液依次通过一级吸附柱7BV、二级吸附柱4BV，使各柱都达到穿透点，控制溶液的流速为30BV/h，控制一级吸附柱、二级吸附柱的柱温为25℃。选用丙酮50％水溶液作为洗杂液，依次冲洗一级吸附柱2BV、二级吸附柱1BV，洗脱流速为30BV/h，至流出液无糖无蛋白。接着用pH值为1的乙酸乙酯对一级吸附柱5BV、二级吸附柱4BV进行动态的洗脱，洗脱流速为30BV/h，柱温25℃，至流出液中无绿原酸；分别收集该洗脱过程中一级吸附柱、二级吸附柱的洗脱液，合并洗脱液。经HPLC法测定，得到绿原酸溶液纯度为78.72％，收率为38.21％。

实施例5

本实施例采用pH值为6、浓度为0.5mg/mL的烟草水提原液，串联吸附柱级数为二级，各级吸附柱为高径比1∶8(Φ15×120mm)的陶瓷柱，装填弱极性大孔吸附树脂HZ-841(上海华震科技有限公司)。

原液依次通过一级吸附柱10BV、二级吸附柱8BV，使各柱都达到穿透点，控制溶液的流速为12BV/h，控制一级吸附柱、二级吸附柱的柱温为25℃。选用1M硫酸水溶液作为洗杂液，依次冲洗一级吸附柱4BV、二级吸附柱2BV，洗脱流速为12BV/h，至流出液无糖无蛋白。接着用pH值为2的乙酸对一级吸附柱10BV、二级吸附柱8BV进行动态的洗脱，洗脱流速为12BV/h，柱温70℃，至流出液中无绿原酸；分别收集该洗脱过程中一级吸附柱、二级吸附柱的洗脱液，合并洗脱液。经HPLC法测定，得到绿原酸溶液纯度为60.28％，收率为32.25％。

实施例6

本实施例采用pH值为5、浓度为0.1mg/mL的杜仲醇提原液(70％乙醇浸提48h并将乙醇蒸出得到的杜仲水原液)，串联吸附柱级数为三级，各级吸附柱为高径比1∶10(Φ15×150mm)的耐酸碱不锈钢柱，装填非极性大孔吸附树脂XDA-1(西安电子树脂厂)。

原液依次通过一级吸附柱7BV、二级吸附柱4BV、三级吸附柱7BV，使各柱都达到穿透点，控制溶液的流速为12BV/h，控制一级吸附柱、二级吸附柱、三级吸附柱的柱温为25℃。选用30％乙醇水溶液作为洗杂液，依次冲洗一级吸附柱2BV、二级吸附柱1BV、三级吸附柱2BV，洗脱流速为12BV/h，至流出液无糖无蛋白。接着用pH值为7的甲醇对一级吸附柱5BV、二级吸附柱4BV、三级吸附柱5BV进行动态的洗脱，洗脱流速为12BV/h，柱温10℃，至流出液中无绿原酸；分别收集该洗脱过程中一级吸附柱、二级吸附柱、三级吸附柱的洗脱液，合并洗脱液。经HPLC法测定，得到绿原酸溶液纯度为80.23％，收率为30.12％。

实施例7

本实施例采用pH值为5、浓度为1.0mg/mL的烟草醇提原液(70％乙醇浸提48h并将乙醇蒸出得到的烟草水原液)，串联吸附柱级数为三级，各级吸附柱为高径比1∶4(Φ15×60mm)的陶瓷柱，装填中极性大孔吸附树脂NKA(南开大学化工厂)。

原液依次通过一级吸附柱7BV、二级吸附柱4BV、三级吸附柱7BV，使各柱都达到穿透点，控制溶液的流速为12BV/h，控制一级吸附柱、二级吸附柱、三级吸附柱的柱温为25℃。选用30％乙醇水溶液作为洗杂液，依次冲洗一级吸附柱2BV、二级吸附柱1BV、三级吸附柱2BV，洗脱流速为12BV/h，至流出液无糖无蛋白。接着用pH值为8的30％甲醇水溶液对一级吸附柱5BV、二级吸附柱4BV、三级吸附柱5BV进行动态的洗脱，洗脱流速为12BV/h，柱温10℃，至流出液中无绿原酸；分别收集该洗脱过程中一级吸附柱、二级吸附柱、三级吸附柱的洗脱液，合并洗脱液。经HPLC法测定，得到绿原酸溶液纯度为85.67％，收率为46.23％。

实施例8

本实施例采用pH值为1、浓度为2.0mg/mL的金银花水提原液，串联吸附柱级数为二级，各级吸附柱为高径比1∶8(Φ15×120mm)的带陶瓷内衬的不锈钢柱，装填中极性大孔吸附树脂NKA(南开大学化工厂)。

原液依次通过一级吸附柱10BV、二级吸附柱8BV，使各柱都达到穿透点，控制溶液的流速为12BV/h，控制一级吸附柱、二级吸附柱的柱温为25℃。选用水作为洗杂液，依次冲洗一级吸附柱4BV、二级吸附柱2BV，洗脱流速为12BV/h，至流出液无糖无蛋白。接着用pH值为8的甲醇对一级吸附柱10BV、二级吸附柱8BV进行动态的洗脱，洗脱流速为12BV/h，柱温70℃，至流出液中无绿原酸；分别收集该洗脱过程中一级吸附柱、二级吸附柱的洗脱液，合并洗脱液。经HPLC法测定，得到绿原酸溶液纯度为90.24％，收率为51.23％。

Claims

1、一种吸附分离高纯度绿原酸的新方法，包括吸附过程、洗杂过程、洗脱过程，其特征在于将绿原酸原液通过装填大孔树脂的、至少二级串联吸附柱动态吸附至穿透后，流加洗杂溶液洗杂，最后用洗脱液经行洗脱至无绿原酸流出，并收集流出液。

2、根据权利要求1所述的吸附分离高纯度绿原酸的新方法，其特征在于其具体操作步骤包括：

(1)吸附过程

(2)洗杂过程

(3)洗脱过程

3、根据权利要求1和2所述的吸附分离高纯度绿原酸的新方法，其特征在于所述的绿原酸原液包括金银花提取液、烟草提取液、杜仲提取液。

4、根据权利要求1、2和3所述的吸附分离高纯度绿原酸的新方法，其特征在于所述的本发明所述绿原酸原液的绿原酸浓度为0.1mg/mL～5.0mg/mL，PH值为1～7。

5、根据权利要求1和2所述的吸附分离高纯度绿原酸的新方法，其特征在于所述的大孔树脂包括非极性大孔树脂、中极性大孔树脂、弱极性大孔树脂。

6、根据权利要求1和2所述的吸附分离高纯度绿原酸的新方法，其特征在于所述的各级吸附柱包括玻璃柱、耐有机溶剂、耐酸碱不锈钢柱、陶瓷内衬的不锈钢柱、陶瓷柱。

7、根据权利要求1、2和6所述的吸附分离高纯度绿原酸的新方法，其特征在于所述的各级吸附柱的高径比为1∶4～1∶10。

8、根据权利要求1和2所述的吸附分离高纯度绿原酸的新方法，其特征在于所述的洗杂液包括水、酸溶液、乙醇水溶液、丙酮水溶液。

9、根据权利要求1和2所述的吸附分离高纯度绿原酸的新方法，其特征在于所述的洗脱液包括甲醇、甲醇水溶液、酸性乙醇、酸性乙醇水溶液、酸性乙酸乙酯、酸性丙酮、乙酸。

10、根据权利要求1、2和9所述的吸附分离高纯度绿原酸的新方法，其特征在于所述的本发明所述的洗脱液PH值为1.0～8.0。