CN102391117A - 一种利用杜仲叶制备绿原酸的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从杜仲叶中制备绿原酸的方法，采用添加少量纤维素酶及蛋白酶在温水中提取杜仲叶中的绿原酸，通过两级膜分离技术结合树脂吸附洗脱工艺对提取的绿原酸进行分离纯化。本发明方法有效解决了原来绿原酸生产中提取率低、采用有机溶剂、废水量大和产品纯度低的问题，经过本工艺方法制得的粉末中绿原酸含量大于55%，最终产品得率大于65%。

Description

一种利用杜仲叶制备绿原酸的方法

技术领域

本发明涉及一种利用杜仲叶制备绿原酸的方法，特别是涉及一种采用酶法温水提取、膜分离技术结合树脂工艺利用杜仲叶制备绿原酸的方法。

背景技术

绿原酸是一种重要的生物活性物质和化学试剂。在我国170种有抗菌消炎作用的中成药中均含有绿原酸的成分。它具有利胆、抗菌、抗病毒、降压、增高白血球及兴奋中枢神经系统等多种药理作用，是保健品、食品、药品、化妆品等工业的重要原料。绿原酸主要存在于杜仲、金银花、咖啡豆等天然植物中。杜仲（Eucommia ulmoides Oliv）为杜仲科杜仲属植物，是我国特有的经济树种，在我国栽培历史悠久，分布区域大、资源丰富。杜仲叶中绿原酸的含量为1~5.5%，是提取绿原酸的理想原料。国内现有提取工艺方案中存在着提取率不高、产品纯度低、能源消耗大、大量使用有机溶剂、废水量大等问题，严重制约了杜仲产业的发展。

中国专利：CN 1273964A“杜仲叶制备绿原酸工艺”公开了一种从杜仲叶中制备绿原酸的工艺，该工艺包括超声预处理、高温提取、超滤、乙酸乙酯萃取、D-140树脂分离等步骤，该方案存在着高温提取能耗高，萃取时有机溶剂用量大，产量易受超滤条件影响，聚砜中空纤维膜易被污染，膜清洗比较困难，废水量大等问题。

 

发明内容

为了克服现有技术存在的问题及缺点，本发明提供一种利用杜仲叶制备绿原酸的方法，有效解决了原来绿原酸生产中提取率低、采用有机溶剂、废水量大和产品纯度低的问题。

本发明技术方案的关键内容是：采用添加少量纤维素酶及蛋白酶在温水中提取杜仲叶中的绿原酸，通过两级膜分离技术结合树脂吸附洗脱工艺对提取的绿原酸进行分离纯化。

本发明的工艺步骤包括：

a、将杜仲干叶粉碎，得到杜仲叶粉末；

b、将a步骤中得到的杜仲叶粉末加水，升温至50~60℃，调节pH为4~6，加入纤维素酶，酶解2~4h；

c、在b步骤反应结束后的物料体系中加入水解蛋白酶，调节pH为4~5、温度为45~65℃，酶解2~3h；

d、酶解完成后升温至80~85℃反应20~35min进行灭酶处理，过滤；

e、将d步骤反应结束后的滤液经过超滤膜进行除杂；

f、将e步骤中得到的滤液通过纳滤膜浓缩；

g、大孔树脂的分离纯化：纳滤膜浓缩液通过大孔树脂进行吸附洗脱，先用纯水洗去杂质，然后用乙醇洗脱，收集乙醇洗脱液；

h、浓缩及干燥：将收集的乙醇洗脱液通过冷冻干燥后可得到绿原酸粉末。

其中，步骤a中使用的杜仲干叶的含水量≤15%，优选的将其粉碎至80目以下。

步骤b中所述的纤维素酶是为了更好的打破细胞壁，释放出细胞中所含有绿原酸，优选的使用的纤维素酶的添加量为6000~12000U/kg物料。

步骤c中所述蛋白酶为酸性蛋白酶，添加量为2万~50万U/kg物料，加入蛋白酶的目的是使叶蛋白水解成小分子多肽，解决蛋白的粘度对膜的污染，便于更多的除去杂质。

所述步骤e是为了进行灭酶处理，终止杜仲叶溶液的酶促反应。

步骤e中所述的超滤膜优选的选择截留分子量为10000Dal，优选的操作条件为压力1.0~1.3MPa，温度30~50℃，pH为4.4~4.8，流量60~70L/min，使用超滤膜过滤是为了分离纯化目标产物，去除物料体系中的未水解的大分子蛋白和胶体，提高产品的纯度。

步骤f中所述的纳滤膜优选的选择截留分子量为150~300Dal，优选的操作条件为压力1.0~1.3MPa，温度30~50℃，pH为4.4~4.8，流量20~30L/min，使用纳滤膜是为了浓缩目标产物的提取液，减轻干燥的能耗，同时还能去除单糖、小肽和大部分无机盐，进一步提高产品纯度。

上述步骤e、f中两级膜可将物料浓缩10倍以上，纳滤膜脱盐率可达60%，其滤液COD值可以降低到100 mg/L以下。

上述步骤g中大孔树脂可以为HPD400A或AB-8型树脂，优选的先用1倍树脂柱体积的纯水洗去杂质，然后用3倍树脂柱体积的体积百分比浓度为20%的乙醇进行洗脱。

上述步骤h中的冷冻干燥可以保持绿原酸的活性，温度过高会使绿原酸发生分解。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果在于：

1、酶法中温水提取杜仲叶中的绿原酸，纤维素酶的加入有助于打破叶细胞壁，释放细胞内的绿原酸，提取率可达到80%以上，水提温度较低、提取时间缩短，条件温和，不仅可以节约能耗，还能保持绿原酸的活性；

2、采用超滤膜对提取液进行分离纯化，能有效分离其他副产物，膜操作过程简单，膜通量能长时间稳定，易于清洗、使用寿命长，易于实现工业化；

3、采用纳滤膜对除杂后的提取液进行浓缩，脱盐率可达60%，能减轻后续工艺的负荷，延长树脂的使用寿命及节约能耗，纳滤滤液COD值≤100mg/L，达到国家污水综合排放一级标准，可以回用于生产工序，基本无废水排放；

4、采用大孔吸附树脂能有效纯化绿原酸，本工艺所选用的树脂为极性大孔吸附树脂，其对绿原酸吸附量大、分离效果好，仅用少量溶媒集中洗脱并分段收集，就能制得较高纯度绿原酸。经过本工艺方法制得的粉末中绿原酸含量大于55%，最终产品得率大于65%。

具体实施方式

为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述。

实施例 1

取干燥的杜仲叶10kg，粉碎后过80目筛，加120kg水，调节温度50℃，恒温并调节pH值至4，纤维素酶的添加量为6000U/kg物料，在此条件下酶解2h；酶解完成后加入酸性蛋白酶，添加量为2万U/kg物料，调节pH至4.0，温度45℃下酶解2h；酶解完成后升温至80~85℃灭酶处理20min，常规过滤，绿原酸提取率为84.2%；在操作条件为P=1.0Mpa，T=45℃，pH=4.4，Q=70L/min滤液过10000Dal超滤膜，提取液在该条件下浓缩了11.2倍，该超滤膜平均通量为236.3L/m²· h；在操作条件P=1.0Mpa，T=50℃，pH=4.4，Q=20 L/min将超滤滤液再过150~300Dal纳滤膜，超滤滤液在该条件下浓缩了16.6倍，无机盐离子去除率为63%，该纳滤膜平均通量为19.6 L/m²·h，纳滤滤液COD为94mg/L；将纳滤浓缩液通过HPD400A树脂纯化，先用1倍树脂柱体积纯水洗脱杂质，然后用3倍树脂柱体积的体积百分比浓度为20%乙醇洗脱，收集乙醇洗脱液减压浓缩、真空干燥后可得到绿原酸粉末，经HPLC检测绿原酸纯度为58.7%，最终产品得率为66%。

实施例 2

取干燥的杜仲叶10kg，粉碎后过80目筛，加120Kg水，升温至58℃，调节pH至5.5，加入纤维素酶，添加量为1万U/kg物料，酶解2.5h；酶解完成后加入酸性蛋白酶，添加量为30万U/kg物料，升温至60℃，调节pH至4.5，酶解2.5h，酶解完成后升温至80~85℃灭酶处理30min，常规过滤，绿原酸提取率为93.1%；在操作条件为P=1.3Mpa，T=30℃，pH=4.8，Q=60L/min滤液过10000Dal超滤膜，提取液在该条件下浓缩了12.8倍，该超滤膜平均通量为228.3L/m²·h；在操作条件P=1.3Mpa，T=50℃，pH=4.5，Q=20 L/min将超滤滤液再过150~300Dal纳滤膜浓缩，超滤膜滤液在该条件下浓缩了15.2倍，无机盐离子去除率为60%，该纳滤膜平均通量为18.9 L/m²·h，纳滤滤液COD为91mg/L；将纳滤浓缩液通过AB-8型树脂纯化，先用1倍树脂柱体积纯水洗脱杂质，然后用3倍树脂柱体积的体积百分比浓度为20%乙醇洗脱，收集乙醇洗脱液减压浓缩、真空干燥后可得到绿原酸粉末，经HPLC检测绿原酸纯度为67.3%，最终产品得率为71.7%。

实施例 3

取干燥的杜仲叶10kg，粉碎后过80目筛，加120Kg水，升温至60℃，调节pH至6.0，加入纤维素酶，添加量为12000U/kg物料，酶解4h；酶解完成后加入酸性蛋白酶，添加量为50万U/kg物料，升温至65℃，调节pH至5，酶解3h，酶解完成后升温至80~85℃灭酶处理35min，常规过滤，绿原酸提取率为93.8%；在操作条件为P=1.3Mpa，T=50℃，pH=4.8，Q=70L/min滤液过10000Dal超滤膜，提取液在该条件下浓缩了13.2倍，该超滤膜平均通量为216.1L/m²·h；在操作条件P=1.3Mpa，T=30℃，pH=4.8，Q=30 L/min将超滤滤液再过300Dal纳滤膜浓缩，超滤膜滤液在该条件下浓缩了15.6倍，无机盐离子去除率为60%，该纳滤膜平均通量为18.5 L/m²·h，纳滤滤液COD为89mg/L；将纳滤浓缩液通过HPD400A树脂纯化，先用1倍树脂柱体积纯水洗脱杂质，然后用3倍树脂柱体积的体积百分比浓度为20%乙醇洗脱，收集乙醇洗脱液减压浓缩、真空干燥后可得到绿原酸粉末，经HPLC检测绿原酸纯度为68.5%，最终产品得率为73.8%。

通过上述实施例可以看出，本发明的利用杜仲叶制备绿原酸的方法，绿原酸的提取率可达到80%以上，制得的粉末中绿原酸含量大于55%，最终产品得率大于65%，有效解决了原来绿原酸生产中提取率低、采用有机溶剂、废水量大和产品纯度低的问题。

Claims (7)

1.一种利用杜仲叶制备绿原酸的方法，其特征在于按以下步骤进行：

a、将杜仲干叶粉碎，得到杜仲叶粉末；

b、将a步骤中得到的杜仲叶粉末加水，升温至50~60℃，调节pH为4~6，加入纤维素酶，酶解2~4h；

c、在b步骤反应结束后的物料体系中加入水解蛋白酶，调节pH为4~5、温度为45~65℃，酶解2~3h；

d、酶解完成后升温至80~85℃反应20~35min进行灭酶处理，过滤；

e、将d步骤反应结束后的滤液经过超滤膜进行除杂；

f、将e步骤中得到的滤液通过纳滤膜浓缩；

g、大孔树脂的分离纯化：纳滤膜浓缩液通过大孔树脂进行吸附洗脱，先用纯水洗去杂质，然后用乙醇洗脱，收集乙醇洗脱液；

h、浓缩及干燥：将收集的乙醇洗脱液通过冷冻干燥后可得到绿原酸粉末。

2.根据权利要求1所述的利用杜仲叶制备绿原酸的方法，其中步骤b中所述的纤维素酶的加入量为6000~12000U/kg物料。

3.根据权利要求1所述的利用杜仲叶制备绿原酸的方法，其中步骤c中所述水解蛋白酶为酸性蛋白酶。

4.根据权利要求1所述的利用杜仲叶制备绿原酸的方法，其中步骤c中所述水解蛋白酶的加入量为2万~50万U/kg物料。

5.根据权利要求1所述的利用杜仲叶制备绿原酸的方法，其中步骤e中所述的超滤膜的选择截留分子量为10000Dal。

6.根据权利要求1所述的利用杜仲叶制备绿原酸的方法，其中步骤f中所述的纳滤膜的选择截留分子量为150~300Dal。

7.根据权利要求1所述的利用杜仲叶制备绿原酸的方法，其中步骤g中大孔树脂为HPD400A或AB-8型树脂。