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一种从杜仲叶中分离、纯化绿原酸的方法 Download PDF

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Abstract

基于绿原酸中邻苯二酚结构不稳定，高温及长时间加热易氧化分解等特点，发明了一种汽爆辅助提取、纯化杜仲叶中绿原酸的方法：将在pH为2.0-6.5的酸水中预浸5-180min的杜仲叶置于汽爆罐中，通入空气、二氧化碳、臭氧、液氮、氮气、水蒸气、超临界CO2、乙醇中的一种或任意两种的组合汽爆介质，在30-100℃汽爆处理1-30min，汽爆处理后的物料加入热水(40-80℃)直接提取绿原酸，合并提取液进行纯化得绿原酸精品。多介质组合低温汽爆预处理，保护活性成分绿原酸的稳定性的同时，有效的破坏杜仲叶的细胞壁，从根本上解除提取时杜仲叶细胞壁致密结构对绿原酸的溶出影响，提高杜仲叶中绿原酸提取率，为杜仲叶的高效综合利用提供一条新的技术途径。

Description

一种从杜仲叶中分离、纯化绿原酸的方法
技术领域
本发明属于中草药加工技术领域，特别涉及一种汽爆辅助提取杜仲叶中绿原酸并分离纯化得绿原酸的方法。
背景技术
绿原酸是一种具有广泛生理活性和药理活性的物质，具有利胆、抗菌、降压、增加白血球及兴奋中枢神经等作用，它是许多中药材的有效成分之一，又是某些成药的质量指标。绿原酸广泛应用于医药、日用化工和食品等行业。
绿原酸等植物活性成分的提取是一个突破细胞壁致密屏障，有效溶出的过程，增加对植物细胞的破碎程度，将直接影响提取效率以及后续加工工程。目前绿原酸提取中一般对原料进行简单的机械粉碎处理，研究主要集中在如溶剂提取法，超声提取法、超临界提取法、复合酶提取法以及超声法、溶剂法与酶法复合的方法等提取方法对提取率的影响，但上述研究方法不但溶剂用量大，而且没有从根本上解除提取时细胞壁致密结构对绿原酸的溶出影响，绿原酸的提取得率提高有限。
蒸汽爆破技术近年来广泛应用于纤维素原料的预处理，它利用高温高压水蒸汽渗入物料组织的孔隙和细胞之中，然后瞬间高速释放出来，所产生的机械力可以产生一定程度上的机械撕裂作用，从而破坏物料。该法整合了化学水解和物理粉碎作用，能够在短时间(几分钟)内有效破坏木质纤维的致密结构，降低细胞壁的致密屏障作用，提高植物活性成分的提取效率。
绿原酸易溶于热水，但由于绿原酸中邻苯二酚结构不稳定，高温及长时间加热易氧化分解，由此，提出一种汽爆辅助提取杜仲叶中绿原酸的方法，为杜仲叶的高效综合利用提供一条新的技术途径。
发明内容
为了从根本上解除提取时杜仲叶细胞壁致密结构对绿原酸的溶出影响，提高杜仲叶中绿原酸提取率，基于绿原酸中邻苯二酚结构不稳定，高温及长时间加热易氧化分解等特点，发明了一种汽爆辅助提取杜仲叶中绿原酸的方法。
其具体的技术方案为：
(1)将杜仲叶药材按照绝干药材与酸性水的质量1∶0-1∶4的比例加入酸性水，然后在常温下浸泡处理5-180min；
(2)将浸泡处理后的物料置于汽爆罐中，通入汽爆介质，使罐内温度达到30-100℃，维持1-30min后进行汽爆处理；
(3)将汽爆处理后物料加入其绝干重量3-20倍的水，在40-80℃提取2-3次，每次0.5-1h，合并提取液；
(4)将提取液减压浓缩，加浓缩液3-4倍的乙酸乙酯萃取两次，得乙酸乙酯层，加入1％-5％NaOH液中和，使乙酸乙酯中的绿原酸进入水相，水相分离后再用浓盐酸酸沉析出绿原酸沉淀，沉淀分离后用少量的乙酸乙酯将绿原酸重结晶，干燥即得绿原酸粗品；
(5)绿原酸粗品和去离子水按照质量比1∶3-1∶5的比例，在连续通入99.99％的高纯氮气保持正压，压差＞5Pa的条件下，溶解并加入5％-10％活性碳，加热到50-60℃回流0.5-1.0小时、过滤、冷却结晶，结晶中加入其质量比3-6倍的分析纯丙酮进行清洗、真空干燥得高纯度绿原酸。
所述的酸性水的pH为2.0-6.5；
调节酸性水可用到的酸为乙酸、磷酸、硫酸、盐酸、硝酸、碳酸等无机酸或有机酸
所述的汽爆介质为空气、二氧化碳、臭氧、液氮、氮气、水蒸气、超临界CO2、乙醇中的一种或任意两种的组合。
本发明的有益效果为：
1、本发明是基于绿原酸中邻苯二酚结构不稳定，高温及长时间加热易氧化分解等特点，而采用的条件温和的一种汽爆辅助提取杜仲叶中绿原酸的方法，对绿原酸组分无破坏作用，避免了损失。
2、汽爆处理有效的破坏了杜仲叶的细胞壁，提取时细胞内的扩散速率大大增加，提高了原料的提取率，绿原酸较常规粉碎物料提取率的2.16％提高到汽爆处理后的2.81％，提高30％以上。
3、与常规粉碎相比，汽爆处理提取效率提高的同时，操作设备投资少，操作简单，处理时间短，能耗降低。
4、本发明基于绿原酸酸性条件下较稳定的特性，在原料预处理过程中采用酸性水进行预浸，有利于提高绿原酸的稳定性。
5、本发明采用的汽爆介质为空气、二氧化碳、臭氧、液氮、氮气、水蒸气、超临界CO2、乙醇中的一种或任意两种的组合，保证了杜仲叶在40-100℃的低温状态下进行处理，对活性成分绿原酸无破坏作用，是适用于杜仲叶原料特性的预处理方法。
附图说明
图1：原始未汽爆处理物料提取绿原酸的HPLC图
图2：汽爆处理物料提取绿原酸的HPLC图
图3：不同处理条件下物料绿原酸的提取得率以及物料的比表面积
其中1，先通入空气后通入液氮；2，二氧化碳；3，先通入氮气后通入液氮；4，通入臭氧；5，原始未汽爆物料；6，通入超临界CO2
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：
取杜仲叶药材500g，将杜仲叶药材按照绝干药材与酸性水的质量1∶1的比例加入酸性水(乙酸调节pH为3.5)，然后在常温下浸泡处理30min；将浸泡处理后的物料置于汽爆罐中，先通入空气，再通入液氮，使罐内温度达到100℃，维持3min后进行汽爆处理；将汽爆处理后物料或常规粉碎到40目的物料加入其绝干重量3倍的水，在60℃提取3次，每次60min，合并提取液；将提取液减压浓缩，加浓缩液3倍的乙酸乙酯萃取两次，得乙酸乙酯层，其中加入5％NaOH液中和使乙酸乙酯中的绿原酸进入水相，水相分离后再用浓盐酸酸沉析出绿原酸沉淀，沉淀分离后用少量的乙酸乙酯不完全溶解重结晶，干燥即得绿原酸粗品绿原酸粗品和去离子水以1∶3的料液比，在连续通入99.99％的高纯氮气保持正压，压差＞5Pa的条件下，溶解并加入8％活性碳加热到60℃回流0.5小时、过滤、冷却结晶，结晶用5倍的分析纯丙酮清洗、真空干燥得高纯度绿原酸。称重可得到绿原酸13.65g，而常规的粉碎处理后的物料可提取得绿原酸10.50g，提取得率提高了30.09％。
实施例2：
取杜仲叶药材500g，将杜仲叶药材按照绝干药材与酸性水的质量1∶2的比例加入酸性水(盐酸调节pH为3.0)，然后在常温下浸泡处理60min；将浸泡处理后的物料置于汽爆罐中，通入二氧化碳，使罐内温度达到80℃，维持15min后进行汽爆处理；将汽爆处理后物料或常规粉碎到40目的物料加入其绝干重量5倍的水，在40℃提取3次，每次50min，合并提取液；将提取液减压浓缩，加浓缩液3倍的乙酸乙酯萃取两次，得乙酸乙酯层，其中加入3％NaOH液中和使乙酸乙酯中的绿原酸进入水相，水相分离后再用浓盐酸酸沉析出绿原酸沉淀，沉淀分离后用少量的乙酸乙酯不完全溶解重结晶，干燥即得绿原酸粗品绿原酸粗品和去离子水以1∶3的料液比，在连续通入99.99％的高纯氮气保持正压，压差＞5Pa的条件下，溶解并加入8％活性碳加热到60℃回流0.5小时、过滤、冷却结晶，结晶用5倍的分析纯丙酮清洗、真空干燥得高纯度绿原酸。称重可得到绿原酸14.05g，而常规的粉碎处理后的物料可提取得绿原酸10.25g，提取得率提高了33.17％。
实施例3：
取杜仲叶药材500g，将杜仲叶药材按照绝干药材与酸性水的质量1∶3的比例加入酸性水(硫酸调节pH为2.0)，然后在常温下浸泡处理5min；将浸泡处理后的物料置于汽爆罐中，先通入氮气，再通入液氮，使罐内温度达到75℃，维持10min后进行汽爆处理；将汽爆处理后物料或常规粉碎到40目的物料加入其绝干重量10倍的水，在80℃提取3次，每次30min，合并提取液；将提取液减压浓缩，加浓缩液3.5倍的乙酸乙酯萃取两次，得乙酸乙酯层，其中加入3％NaOH液中和使乙酸乙酯中的绿原酸进入水相，水相分离后再用浓盐酸酸沉析出绿原酸沉淀，沉淀分离后用少量的乙酸乙酯不完全溶解重结晶，干燥即得绿原酸粗品绿原酸粗品和去离子水以1∶4的料液比，在连续通入99.99％的高纯氮气保持正压，压差＞5Pa的条件下，溶解并加入5％活性碳加热到55℃回流1小时、过滤、冷却结晶，结晶用5倍的分析纯丙酮清洗、真空干燥得高纯度绿原酸。称重可得到绿原酸13.95g，而常规的粉碎处理后的物料可提取得绿原酸10.65g，提取得率提高了30.98％。
实施例4：
取杜仲叶药材500g，将杜仲叶药材按照绝干药材与酸性水的质量1∶4的比例加入酸性水(磷酸调节pH为5.5)，然后在常温下浸泡处理180min；将浸泡处理后的物料置于汽爆罐中，通入二氧化碳，使罐内温度达到50℃，维持20min后进行汽爆处理；将汽爆处理后物料或常规粉碎到40目的物料加入其绝干重量10倍的水，在60℃提取3次，每次45min，合并提取液；将提取液减压浓缩，加浓缩液3.5倍的乙酸乙酯萃取两次，得乙酸乙酯层，其中加入1％NaOH液中和使乙酸乙酯中的绿原酸进入水相，水相分离后再用浓盐酸酸沉析出绿原酸沉淀，沉淀分离后用少量的乙酸乙酯不完全溶解重结晶，干燥即得绿原酸粗品绿原酸粗品和去离子水以1∶4的料液比，在连续通入99.99％的高纯氮气保持正压，压差＞5Pa的条件下，溶解并加入5％活性碳加热到50℃回流1.0小时、过滤、冷却结晶，结晶用3倍的分析纯丙酮清洗、真空干燥得高纯度绿原酸。称重可得到绿原酸12.3g，而常规的粉碎处理后的物料可提取得绿原酸10.5g，提取得率提高了17.14％。
实施例5：
取杜仲叶药材500g，将杜仲叶药材按照绝干药材与酸性水的质量1∶2的比例加入酸性水(乙酸调节pH为6.5)，然后在常温下浸泡处理120min；将浸泡处理后的物料置于汽爆罐中，通入臭氧，使罐内温度达到40℃，维持30min后进行汽爆处理；将汽爆处理后物料或常规粉碎到40目的物料加入其绝干重量15倍的水，在60℃提取3次，每次45min，合并提取液；将提取液减压浓缩，加浓缩液4倍的乙酸乙酯萃取两次，得乙酸乙酯层，其中加入2％NaOH液中和使乙酸乙酯中的绿原酸进入水相，水相分离后再用浓盐酸酸沉析出绿原酸沉淀，沉淀分离后用少量的乙酸乙酯不完全溶解重结晶，干燥即得绿原酸粗品绿原酸粗品和去离子水以1∶4的料液比，在连续通入99.99％的高纯氮气保持正压，压差＞5Pa的条件下，溶解并加入10％活性碳加热到50℃回流1.0小时、过滤、冷却结晶，结晶用5倍的分析纯丙酮清洗、真空干燥得高纯度绿原酸。称重可得到绿原酸11.75g，而常规的粉碎处理后的物料可提取得绿原酸10.05g，提取得率提高了8.29％。
实施例6：
取杜仲叶药材500g，将杜仲叶药材按照绝干药材与酸性水的质量1∶1的比例加入酸性水(碳酸调节pH为4.0)，然后在常温下浸泡处理90min；将浸泡处理后的物料置于汽爆罐中，先通入臭氧，再通入水蒸气，使罐内温度达到60℃，维持10min后进行汽爆处理；将汽爆处理后物料或常规粉碎到40目的物料加入其绝干重量15倍的水，在60℃提取3次，每次45min，合并提取液；将提取液减压浓缩，加浓缩液4倍的乙酸乙酯萃取两次，得乙酸乙酯层，其中加入5％NaOH液中和使乙酸乙酯中的绿原酸进入水相，水相分离后再用浓盐酸酸沉析出绿原酸沉淀，沉淀分离后用少量的乙酸乙酯不完全溶解重结晶，干燥即得绿原酸粗品绿原酸粗品和去离子水以1∶5的料液比，在连续通入99.99％的高纯氮气保持正压，压差＞5Pa的条件下，溶解并加入10％活性碳加热到60℃回流0.5小时、过滤、冷却结晶，结晶用6倍的分析纯丙酮清洗、真空干燥得高纯度绿原酸。称重可得到绿原酸13.45g，而常规的粉碎处理后的物料可提取得绿原酸10.70g，提取得率提高了25.70％。
实施例7：
取杜仲叶药材500g，将杜仲叶药材按照绝干药材与酸性水的质量1∶1的比例加入酸性水(碳酸调节pH为4.0)，然后在常温下浸泡处理90min；将浸泡处理后的物料置于汽爆罐中，通入超临界CO2流体，使罐内温度达到80℃，维持10min后进行汽爆处理；将汽爆处理后物料或常规粉碎到40目的物料加入其绝干重量20倍的水，在60℃提取3次，每次45min，合并提取液；将提取液减压浓缩，加浓缩液4倍的乙酸乙酯萃取两次，得乙酸乙酯层，其中加入5％NaOH液中和使乙酸乙酯中的绿原酸进入水相，水相分离后再用浓盐酸酸沉析出绿原酸沉淀，沉淀分离后用少量的乙酸乙酯不完全溶解重结晶，干燥即得绿原酸粗品绿原酸粗品和去离子水以1∶5的料液比，在连续通入99.99％的高纯氮气保持正压，压差＞5Pa的条件下，溶解并加入10％活性碳加热到60℃回流0.5小时、过滤、冷却结晶，结晶用5倍的分析纯丙酮清洗、真空干燥得高纯度绿原酸。称重可得到绿原酸12.5g，而常规的粉碎处理后的物料可提取得绿原酸10.25g，提取得率提高了21.95％。

Claims (4)

1.一种从杜仲叶中分离、纯化绿原酸的方法，具体步骤包括：
（1）将杜仲叶药材按照绝干药材与酸性水的质量1:0-1:4的比例加入酸性水，然后在常温下浸泡处理5-180min；其中酸性水的质量不为0；
（2）将浸泡处理后的物料置于汽爆罐中，通入汽爆介质，使罐内温度达到30-100℃，维持1-30min后进行汽爆处理；
（3）将汽爆处理后物料加入其绝干重量3-20倍的水，在40-80℃提取2-3次，每次0.5-1h，合并提取液；
（4）将提取液减压浓缩，加浓缩液3-4倍的乙酸乙酯萃取两次，得乙酸乙酯层，加入1%-5%NaOH液中和，使乙酸乙酯中的绿原酸进入水相，水相分离后再用浓盐酸酸沉析出绿原酸沉淀，沉淀分离后用少量的乙酸乙酯将绿原酸重结晶，干燥即得绿原酸粗品；
（5）绿原酸粗品和去离子水按照质量比1∶3-1：5的比例，在连续通入99.99%的高纯氮气保持正压，压差>5Pa的条件下，溶解并加入5%-10%活性碳，加热到50-60℃回流0.5-1.0小时、过滤、冷却结晶，结晶中加入其质量比3-6倍的分析纯丙酮进行清洗、真空干燥得高纯度绿原酸。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（1）所述的酸性水为pH为2.0-6.5。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述的酸性水pH调节用到的酸为：乙酸、磷酸、硫酸、盐酸、硝酸、碳酸、硼酸。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）所述的汽爆介质为空气、二氧化碳、臭氧、液氮、氮气、水蒸气、超临界CO2、乙醇中的一种或任意两种的组合。
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