CN102702217B - 以五倍子生产单宁酸的废弃物为原料制备鞣花酸高纯品的方法 - Google Patents

Abstract

一种以五倍子生产单宁酸的废弃物为原料制备鞣花酸高纯品的方法，是先采用强酸性阳离子交换树脂初步富集获得五倍子鞣花酸粗提物，然后将粗提物以高速逆流色谱仪纯化得到五倍子鞣花酸高纯品，该方法以五倍子工厂化生产单宁酸的废弃物作为原料制备鞣花酸高纯品，变废为宝，实现五倍子资源的高值化利用，并且使鞣花酸达到高纯品的要求，不仅方便配比成不同纯度规格的鞣花酸提取物，还可为其药理药效的研究和功能性终端产品的开发提供高纯品，充分体现出有限资源的高效综合利用和循环经济的策略。

Description

以五倍子生产单宁酸的废弃物为原料制备鞣花酸高纯品的方法

技术领域：

本发明涉及一种从五倍子生产单宁酸的废弃物中制备鞣花酸高纯品的方法，尤指一种采用732强酸型阳离子交换树脂初步富集鞣花酸后，再采用高速逆流色谱分离纯化得到鞣花酸高纯品的方法。

背景技术：

五倍子（Galla chinensis）为漆树科植物盐肤木（Rhus chinensis Mill.）、青麸杨（Rhus potaninii Maxim. ）或红麸木（Rhus punjabensis Stew.Var.sinica(Diels) Rehd.et Wils. ）叶上的虫瘿，主要由五倍子蚜（Melaphis chinensis(Bell)Baker）寄生而形成。《中国药典》2010年版第一部记载，五倍子具有敛肺降火、涩肠止泻、收湿敛疮等功效，用于肺虚久咳、肺热痰嗽、久泻久痢等症。

鞣花酸（Ellagic acid）广泛存在于石榴、葡萄、乌桕、五倍子等各种软果、坚果的组织中，是一种没食子酸二聚衍生物的天然多酚组分，属多酚二内酯，不仅以游离的形式存在，更多的是以缩合形式(如鞣花单宁、苷等)存在于自然界。鞣花酸具有抗癌、抗氧化、抗病毒、抗菌、抗增殖、增强免疫活性等多种药理活性，无毒性，具有广阔的应用前景。

目前工业化生产制备天然鞣花酸的常用方法主要有：（1）从石榴皮中提取鞣花酸：石榴皮(粉碎)→溶剂浸提→过滤→纯化→浓缩→干燥→产物，得到鞣花酸粗品。李海霞等对其提取工艺作了优化，最佳工艺为1mol/L的盐酸水溶液作溶剂、8倍量、回流提取60min、提取2次，溶剂类型对鞣花酸提取率影响最大；朱静等采用大孔吸附树脂对石榴多酚进行了分离纯化研究，通过梯度洗脱得到88%的鞣花酸。（2）从葡萄中提取鞣花酸：葡萄→榨汁→过滤→洗涤（水和甲醇）→产品，主要来源于葡萄籽和皮。（3）从乌桕中提取鞣花酸：乌桕枝条(粉碎)→回流提取→萃取→硅胶柱层析→产品，可得到8中鞣花酸以及衍生物的组分。（4）从其他植物组织中提取鞣花酸：植物组织(浸提)→浸提液(用NaOH调pH值至10-13，离心分离)→溶液(用稀盐酸调pH值至2-4，离心分离)→沉淀(水洗，重结晶)→鞣花酸。这几种方法都可以得到较高纯度的鞣花酸，但是由于原料中鞣花酸含量普遍不高，工艺流程相对复杂，成本相对较高，且产品鞣花酸含量不高，严重制约了鞣花酸功能性终端产品的开发。

目前对五倍子的开发利用主要是从五倍子原料中提取单宁酸浓缩液，而对其产生的富含没食子酸、鞣花酸等功能成分的大量废弃物，则未能开发利用。为此，本发明利用此废弃物直接分离制备五倍子鞣花酸高纯品，以期实现五倍子的高值化利用，并为鞣花酸药理药效的研究以及功能性终端产品开发提供支撑。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种以五倍子生产单宁酸的废弃物为原料制备鞣花酸高纯品的方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种以五倍子生产单宁酸的废弃物为原料制备鞣花酸高纯品的方法，该方法包括如下步骤：

a、732型强酸性阳离子交换树脂初步富集废弃物中的鞣花酸制备鞣花酸粗提物：以五倍子生产单宁酸的废弃物为原料，将废弃物真空浓缩成总固形物质量浓度为15～20%的溶液，将此7～9BV溶液以2.5～3.5BV/h的流速通过装有732型强酸性阳离子交换树脂的层析柱进行吸附，先用4～6BV蒸馏水以1～3BV/h流速冲洗至无色，再以5～7BV 60%～80%体积浓度的食用乙醇以1.5～2.5BV/h的流速进行洗脱，收集洗脱液，真空浓缩，回收食用乙醇，再真空冷冻干燥，得鞣花酸粗提物；

b、采用高速逆流色谱仪纯化上述鞣花酸粗提物：将正丁醇、异丙醇和水按体积比3：2：5配制成溶剂系统，充分摇匀静置分层后，将上下相分开，将上述鞣花酸粗提物150～250mg用含10ml上相和10ml下相的混合溶剂（上相：下相体积比为1：1）溶解配成待分离样品溶液，将上相以20ml/min的流速注入高速逆流色谱的色谱柱，开启色谱仪至700～900rpm/min，然后以1.5～2.5ml/min的流速泵入下相，待下相流出并稳定时，将待分离样品溶液用注射器一次性进样，再以1.5～2.5ml/min的流速注入下相进行洗脱，收集目标组分流出液，真空浓缩，回收溶剂，再真空冷冻干燥，即得鞣花酸高纯品。

上述五倍子生产单宁酸的废弃物中鞣花酸含量为0.15%～0.20%。

上述步骤a和步骤b中的真空浓缩过程的真空度为 -0.05～-0.09MPa，温度为50～60℃。

上述步骤a和步骤b中的真空冷冻干燥过程的真空度为-0.05～-0.09MPa，温度为-38～-42℃。

本发明中，采用经静态吸附与解吸筛选出来的732强酸性阳离子交换树脂初步富集五倍子鞣花酸，对未被树脂吸附的部分，用于转化合成。对上述步骤中吸附在树脂上的五倍子鞣花酸进行洗脱回收时，先用蒸馏水洗至无色，再用60～80%体积浓度的食用乙醇洗脱五倍子鞣花酸，得到初步富集后的五倍子鞣花酸粗提物，然后再对粗提物用高速逆流色谱仪纯化，获得五倍子鞣花酸高纯品。

本发明中使用的732强酸性阳离子交换树脂的预处理：新树脂先用2倍树脂体积的饱和食盐水浸泡18-20小时，然后放尽食盐水，用清水漂洗净，使排出水不带黄色；其次再用2倍树脂体积的2%-4%NaOH溶液浸泡2-4小时，放尽碱液后，冲洗树脂至排出水接近中性；最后采用2倍树脂体积的5%HCl溶液浸泡4-8小时，放尽酸液，用清水漂流至中性，备用。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1、本发明采用五倍子工业化生产单宁酸的废弃物为原料，经732型强酸性阳离子交换树脂初步富集并制备五倍子鞣花酸粗提物，然后将粗提物经高速逆流色谱仪纯化得到鞣花酸高纯品，真正做到了变废为宝以及五倍子资源的高值化利用。

2、本发明选用的732离子交换树脂是从D101、NKA-2、AB-8、HPD500、HPD700、S-8六种大孔吸附树脂和D001、732两种离子交换树脂通过系统的静态吸附与解吸试验而筛选出来的，从极性方面考察，包含了从非极性到极性树脂，从树脂类型方面考察，包含大孔吸附树脂和离子交换树脂不同类型，最后通过静态吸附与解吸试验筛选出最优树脂为732强酸性阳离子交换树脂，完全具有代表性和科学性。

3、本发明制备的五倍子鞣花酸高纯品，不但可以任意拼配成不同纯度规格的五倍子鞣花酸提取物，还可以用于鞣花酸药理药效的研究以及功能性终端产品开发，为其综合利用打下坚实基础。

具体实施方式：

实施例1：

以五倍子生产单宁酸的废弃物（鞣花酸含量为0.18%）为原料，将废弃物真空浓缩成总固形物质量浓度为18%的溶液，选用经预处理好的732型强酸性阳离子交换树脂作为初步富集五倍子鞣花酸的树脂，室温下，将8BV该溶液以3BV/h的流速通过装有732强酸性阳离子交换树脂的分离柱进行吸附至饱和，然后用5.0BV的蒸馏水以2BV/h的流速冲洗至无色，再用6BV体积浓度为70%的食用乙醇以2BV/h的流速进行洗脱，收集洗脱液，将洗脱液在-0.07MPa、55℃条件下浓缩，回收食用乙醇，在真空度为-0.07MPa，温度为-40℃条件下冷冻干燥，得到富集后的鞣花酸粗提物，经高效液相色谱检测，初步富集工艺中的鞣花酸得率为94.7%，粗提物中鞣花酸纯度为2.57%，鞣花酸的富集倍数约为14倍。

然后以正丁醇、异丙醇和水（体积比为3：2：5）为溶剂系统，充分摇匀静置分层后，将上下相分开，上相为固定相，下相为流动相，将制备的鞣花酸粗提物200mg用含10ml上相和10ml下相的混合溶剂溶解配成待分离样品溶液，将上相以20ml/min的流速注入高速逆流色谱的色谱柱，开启色谱仪至800rpm/min，然后以2ml/min的流速泵入下相，待下相流出并稳定时，将待分离样品溶液用注射器一次性进样，再以2ml/min的流速注入下相进行洗脱，接得目标组分流出液在-0.07MPa、55℃条件下浓缩，回收溶剂，在真空度为-0.07MPa，温度为-40℃条件下冷冻干燥，即得鞣花酸高纯品，经高效液相色谱检测，鞣花酸得率为54.6%，纯度达96.21%。

实施例2：

以五倍子生产单宁酸的废弃物（鞣花酸含量为0.15%）为原料，将废弃物配制成总固形物质量浓度为15%的溶液，选用经预处理好的732强酸性阳离子交换树脂作为初步富集五倍子鞣花酸树脂，室温下，将7BV该溶液以2.5BV/h的流速通过装有732强酸性阳离子交换树脂的分离柱进行吸附分离，至吸附饱和，用4BV的蒸馏水以1BV/h的流速冲洗至无色，再用5BV体积浓度为60%的食用乙醇以1.5BV/h的流速进行洗脱五倍子鞣花酸，收集洗脱液，将洗脱液在-0.05MPa、50℃条件下浓缩，回收食用乙醇，在真空度为-0.05MPa，温度为-38℃条件下冷冻干燥，得到初步富集后的鞣花酸粗提物，经高效液相色谱检测，初步富集工艺中的鞣花酸得率为92.5%，粗提物中鞣花酸纯度2.31%，鞣花酸的富集倍数为11.8倍。

然后以正丁醇、异丙醇和水（体积比为3：2：5）为溶剂系统，充分摇匀静置分层后，将上下相分开，上相为固定相，下相为流动相，将制备的鞣花酸粗提物150mg用含10ml上相和10ml下相的混合溶剂（上相：下相体积比为1：1）溶解配成待分离样品溶液，将上相以20ml/min的流速注入高速逆流色谱的色谱柱，开启色谱仪至700rpm/min，然后以1.5ml/min的流速泵入下相，待下相流出并稳定时，将待分离样品溶液用注射器一次性进样，再以1.5ml/min的流速注入下相进行洗脱，接得目标组分流出液，在-0.05MPa、50℃条件下浓缩回收溶剂、在真空度为-0.05MPa，温度为-38℃条件下冷冻干燥，，即得鞣花酸高纯品，经高效液相色谱检测，鞣花酸得率为52.7%，纯度达94.38%。

实施例3：

以五倍子生产单宁酸的废弃物（鞣花酸含量为0.20%）为原料，将废弃物配制成总固形物质量浓度为20%的溶液，选用经预处理好的732强酸性阳离子交换树脂作为初步富集五倍子鞣花酸树脂，室温下，将9BV该溶液以3.5BV/h的流速通过装有732强酸性阳离子交换树脂的分离柱进行吸附分离，至吸附饱和，然后用6BV的蒸馏水以3BV/h的流速冲洗至无色，再用7BV体积浓度为80%的食用乙醇以2.5BV/h的流速进行洗脱五倍子鞣花酸，收集洗脱液，将洗脱液在-0.09MPa、60℃条件下浓缩，回收食用乙醇，在真空度为-0.09MPa，温度为-42℃条件下冷冻干燥，得到初步富集后的鞣花酸粗提物，经高效液相色谱检测，初步富集工艺中的鞣花酸得率为93.9%，粗提物中鞣花酸纯度为2.39%，鞣花酸的富集倍数为13.27倍。

然后以正丁醇、异丙醇和水（体积比为3：2：5）为溶剂系统，充分摇匀静置分层后，将上下相分开，上相为固定相，下相为流动相，将制备的鞣花酸粗提物250mg用含10ml上相和10ml下相混合溶剂溶解配成待分离样品溶液，将上相以20ml/min的流速注入高速逆流色谱的色谱柱，开启色谱仪至900rpm/min，然后以2.5ml/min的流速泵入下相，待下相流出并稳定时，将待分离样品溶液用注射器一次性进样，再以2.5ml/min的流速注入下相进行洗脱，接得目标组分流出液，在-0.09MPa、60℃条件下浓缩回收溶剂、在真空度为-0.09MPa，温度为-42℃条件下冷冻干燥，即得鞣花酸高纯品，经高效液相色谱检测，鞣花酸得率为53.1%，纯度达93.72%。

Claims (4)

1.一种以五倍子生产单宁酸的废弃物为原料制备鞣花酸高纯品的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

a、732型强酸性阳离子交换树脂初步富集废弃物中的鞣花酸制备鞣花酸粗提物：以五倍子生产单宁酸的废弃物为原料，将废弃物真空浓缩成总固形物质量浓度为15～20%的溶液，将此7～9BV溶液以2.5～3.5BV/h的流速通过装有732型强酸性阳离子交换树脂的层析柱进行吸附，先用4～6BV蒸馏水以1～3BV/h流速冲洗至无色，再以5～7BV 60%～80%体积浓度的食用乙醇以1.5～2.5BV/h的流速进行洗脱，收集洗脱液，真空浓缩，回收食用乙醇，再真空冷冻干燥，得鞣花酸粗提物；

b、采用高速逆流色谱仪纯化上述鞣花酸粗提物：将正丁醇、异丙醇和水按体积比3：2：5配制成溶剂系统，充分摇匀静置分层后，将上下相分开，将上述鞣花酸粗提物150～250mg用含10ml上相和10ml下相的混合溶剂溶解配成待分离样品溶液，将上相以20ml/min的流速注入高速逆流色谱的色谱柱，开启色谱仪至700～900rpm/min，然后以1.5～2.5ml/min的流速泵入下相，待下相流出并稳定时，将待分离样品溶液一次性进样，再以1.5～2.5ml/min的流速注入下相进行洗脱，收集目标组分流出液，真空浓缩，回收溶剂，再真空冷冻干燥，即得鞣花酸高纯品。

2.根据权利要求1所述的以五倍子生产单宁酸的废弃物为原料制备鞣花酸高纯品的方法，其特征在于：所述五倍子生产单宁酸的废弃物中鞣花酸含量为0.15%～0.20%。

3.根据权利要求1所述的以五倍子生产单宁酸的废弃物为原料制备鞣花酸高纯品的方法，其特征在于：所述步骤a和步骤b中的真空浓缩过程的真空度为 -0.05～-0.09MPa，温度为50～60℃。

4.根据权利要求1所述的以五倍子生产单宁酸的废弃物为原料制备鞣花酸高纯品的方法，其特征在于：所述步骤a和步骤b中的真空冷冻干燥过程的真空度为-0.05～-0.09MPa，温度为-38～-42℃。