CN103113483A - 一种从铁皮石斛中提取多种活性成分的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种从铁皮石斛中提取多种活性成分的方法，具体包括闪提、闪提后的粗提液离心、对离心后的上清液进行醇沉和三脱水，得到游离多糖，对离心后的沉淀进行结合多糖和生物碱提取，最终从铁皮石斛中提取多种活性成分，实现了铁皮石斛资源的综合利用。该方法产率高，并在提取过程中大大缩短了提取时间，规避了热破坏对产物的影响，降低了生产成本，适用于规模化生产。

Description

一种从铁皮石斛中提取多种活性成分的方法

技术领域

本发明属于中草药活性成分的提取分离技术领域，具体涉及一种从铁皮石斛中提取活性成分的方法。

背景技术

铁皮石斛为兰科石斛属多年生附生草本植物的全草，是一种名贵的中草药，具有增强机体免疫力、抗肿瘤、促进消化液分泌、抑制血小板凝集、降血脂、降血糖、抗氧化、抗衰老和退热止痛等药理作用，其化学成分多样，主要有生物碱、多糖、氨基酸、菲类化合物等。

多糖是铁皮石斛中一类生物活性成分，在对铁皮石斛化学成分的药理筛选中，发现其主要药效成分为多糖，且含量较高，具有较强的抗肿瘤和增强免疫功能活性，铁皮石斛的生理活性强弱与多糖含量有关，因此铁皮石斛多糖提取技术的开发和改进具有巨大医用价值和广阔的市场前景。目前，铁皮石斛多糖的提取技术主要有传统的热水浸提，超声辅助提取和微波辅助提取，传统的提取方法存在提取时间长，提取效率低等缺点，不利于原材料的有效利用。

生物碱是存在于自然界中的一类含氮的碱性有机化合物。铁皮石斛总生物碱的含量较其他品种金钗石斛及铜皮石斛、霍山石斛等低,说明生物碱非铁皮石斛主要成分，但是生物碱具有抗肿瘤、抑制心血管、胃肠道疾病及止痛退热等重要作用，在提取多糖的同时联合提取生物碱，可以提高原材料的利用率，对于铁皮石斛这一珍贵的中药来说意义重大。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种从铁皮石斛中联合提取多种活性成分的方法，该方法以铁皮石斛为原料，对其进行综合利用，从中提取出主要活性成分即多糖，同时还可以获得生物碱，该方法实现了铁皮石斛原材料的综合利用，具有提取时间短、提取率高、适用于工业化生产的特点。采用闪式提取技术（简称闪提）能够在室温及溶剂存在下数秒钟内把植物的根、茎、叶、花、果实等物料破碎至细微颗粒，使组织内的有效成分迅速溶出，极大地提高了提取效率。

本发明提出的一种从铁皮石斛中联合提取多种活性成分的方法，具体包括以下步骤：

第一步：材料预处理：

称量铁皮石斛，粉碎，按照固液比为1:10~1:20g/ml加入超纯水；

第二步：破碎后的铁皮石斛进行闪提，得到铁皮石斛粗提液；

第三步：将粗提液离心：

将闪提后的粗提液进行离心，多糖存在于离心后的上清液A中，生物碱存在于离心后的沉淀A中；

第四步：上清液Ａ中提取游离多糖；具体包括如下步骤：

步骤4.1：上清液A浓缩，得到浓缩液；

步骤4.2：醇沉得到多糖粗提物；

步骤4.3：多糖三脱水，得到游离多糖。

第五步，沉淀Ａ中提取结合多糖和生物碱。具体包括如下步骤：

将第三步中对粗提液离心得到的沉淀A中加入纯水，按照沉淀质量0.6%加入纤维素酶，按照沉淀质量1.5%加入木瓜蛋白酶，然后调节至PH=5，置于水浴锅中，温度为50℃，搅拌器搅拌，反应1.5h；完成后，将反应后的溶液加热至沸腾，并且保持沸腾状态3min；然后离心，转速5000rpm，时间15min，结合多糖存在于离心后的上清液B中，保存离心后的沉淀B；取上清液B中提取结合多糖，转步骤5.1；在沉淀B中提取生物碱，转步骤5.2；

步骤5.1，提取结合多糖：

取上清液B加入乙醇，直至最终溶液中的乙醇体积浓度达到80%，放置1.5h，离心，分离出的沉淀C即为结合多糖，最后进行三脱水，得到结合多糖；

步骤5.2，提取生物碱：

取沉淀B，加入纯度为90%的乙醇，离心取上清液C；将上清液C加入三氯甲烷，三氯甲烷挥发后得到凝固状的生物碱。

本发明具有的优点在于：

1、本发明提出的一种从铁皮石斛中提取活性成分的方法，通过闪式提取器提取铁皮石斛有效成分，与传统的方法相比，该方法提取条件温和，提取时间短，仅1～3分钟，溶剂用量少，提取效率高。

2、本发明提出的一种从铁皮石斛中提取活性成分的方法，在闪式提取条件的优化中，采用了正交试验设计的方法，优化了实验条件，在此条件下多糖的提取率与传统的方法相比有了很大幅度的提高。

3、本发明提出的一种从铁皮石斛中提取活性成分的方法，实现了结合多糖和游离多糖的分离提取，从初次离心后的沉淀中提取出结合多糖，提高了铁皮石斛多糖的有效提取效率和综合利用率，避免了资源的浪费。

4、本发明提出的一种从铁皮石斛中提取活性成分的方法，开发了一种多糖和生物碱的联合提取工艺，从初次离心后的沉淀中提取生物碱，实现了铁皮石斛的综合利用，对于这种珍贵的中药材来说是极其重要的。

附图说明

图1：本发明提出的一种从铁皮石斛中联合提取多种活性成分的方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本发明。

本发明提供一种从铁皮石斛中联合提取多种活性成分的方法，所述的多种活性成分包括游离多糖、结合多糖和生物碱，如图1所示，具体方法步骤如下：

第一步：材料预处理：

称量一定的-20℃冷冻保存的铁皮石斛鲜品，粉碎，按照固液比为1:10~1:20（g/ml）加入超纯水，以备后面使用。

第二步：破碎后的铁皮石斛进行闪提：

按照闪提时间2min（1min/次），闪提转速4000rpm的条件进行提取，得到铁皮石斛粗提液。

第三步：将粗提液离心：

将闪提后的粗提液进行离心，使用常温离心机，转速为5000rpm，离心15min，水溶性游离多糖存在于离心上清液Ａ中，保留离心后的沉淀A。此时，多糖存在于离心后的上清液Ａ中，生物碱存在于离心后的沉淀A中。对于所述的上清液Ａ，转第四步进行游离多糖提取；对于所述的沉淀A，转第五步进行生物碱提取。

第四步：上清液Ａ中提取游离多糖，具体步骤如下：

步骤4.1上清液A浓缩：

离心后的上清液Ａ体积较大，多糖浓度较低，需要进行浓缩。将上清液Ａ放在圆底烧瓶中，利用旋转蒸发器进行蒸发浓缩，直到体积为原体积的1/5为止，得到浓缩液。

步骤4.2醇沉：

根据浓缩液的体积，向所述浓缩液中加入3～4倍浓缩液体积的无水乙醇。多糖在乙醇存在下会沉淀下来，静置0.5-2h后进行离心，得到多糖粗提物。

步骤4.3多糖三脱水：

醇沉后的多糖粗提物中仍然含有一定量水分，用三脱水方法可以去掉水分，使多糖尽快干燥，具体为：

(1)首先在醇沉后得到的多糖粗提物中加入无水乙醇，充分搅拌使溶液均匀，离心，转速为11000rpm，离心15min，得到一次上清液和一次沉淀。

(2)在一次沉淀中加入无水丙酮，充分搅拌后进行离心，条件同(1)，得到二次沉淀和二次上清液。

(3)在二次沉淀中加入无水乙醚，继续离心，条件同(1)。离心后分离出三次沉淀，三次沉淀干燥后可得游离多糖。

第五步，沉淀Ａ中提取结合多糖和生物碱，具体为：

将第三步中离心得到的沉淀Ａ中加入纯水（固液质量比：1:3），充分搅拌使其均匀，按照沉淀Ａ质量0.6%加入纤维素酶（干计），按照沉淀Ａ质量1.5%加入木瓜蛋白酶，调至PH=5（可以采用氢氧化钠和盐酸进行调整），置于水浴锅中，温度为50℃，搅拌器搅拌，反应1.5h。完成后，将反应后的溶液加热至沸腾，并且保持沸腾状态3min，以除去多余蛋白。然后离心，转速5000rpm，时间15min，离心后，结合多糖存在于离心后的上清液B中，保存离心后的沉淀B。在上清液B中提取结合多糖转步骤5.1，在沉淀B中提取生物碱，转步骤5.2。

步骤5.1，提取结合多糖：

取上清液B加入乙醇，直至最终溶液中的乙醇体积浓度达到80%，放置1.5h，使用高速离心机离心，转速为11000rpm，离心30min，分离出的沉淀C即为结合多糖，最后进行三脱水，操作同步骤4.3，得到最终的结合多糖。

步骤5.2，提取生物碱：

取沉淀B加入氨水，进行碱化处理。碱化后加入纯度为90%的乙醇，离心取上清液C。将上清液C浓缩后加入三氯甲烷，三氯甲烷挥发后得到凝固状的生物碱。

利用本发明提出的一种从铁皮石斛中提取活性成分的方法所得到的游离多糖的提取率为27～31%，纯度为87~93%；获得的活性成分结合多糖的提取率6~8%，纯度为85~90%；获得的活性成分生物碱的提取率0.7~1.0%，纯度为40~46%。

实施例1：

一种从铁皮石斛中提取有效成分游离多糖的方法，具体包括以下步骤：

第一步：材料预处理：

称量80g在-20℃冷冻保存的铁皮石斛鲜品，粉碎，加入1200ml体积的超纯水（固液比1:15）以备后面使用。

第二步：破碎后的铁皮石斛进行闪提：

按照闪提时间2min（1min/次），闪提转速4000rpm的条件进行提取，得到铁皮石斛粗提液。

第三步：将粗提液离心：

将闪提后的粗提液进行离心，使用常温离心机，转速为5000rpm，离心15min，水溶性游离多糖存在于离心上清液A中，保留离心后的沉淀A。此时，多糖存在于离心后的上清液Ａ中，生物碱存在于离心后的沉淀Ａ中。

第四步：浓缩：

离心后的上清液Ａ体积较大，多糖浓度较低，需要进行浓缩。将上清液Ａ放在圆底烧瓶中，利用旋转蒸发器进行蒸发浓缩，直到体积低于浓缩前体积的五分之一。

第五步：醇沉：

根据浓缩液的体积，加入4倍体积的无水乙醇，使得最终溶液中乙醇的百分比达到80%。多糖在乙醇存在下会沉淀下来，静置1.5h后进行离心，得到多糖粗提物。

第六步：多糖三脱水：

醇沉后的多糖粗提物中仍然含有一定量水分，用三脱水方法可以去掉水分，使多糖尽快干燥。首先在醇沉后得到的多糖粗提物中加入70mL无水乙醇，充分搅拌使溶液均匀，离心，转速为11000rpm，离心15min。离心后将一次沉淀与一次上清液分离，在一次沉淀中加入70ml无水丙酮，充分搅拌后进行离心，转速为11000rpm，离心15min，得到二次上清液和二次沉淀。在离心后的二次沉淀中加入70ml无水乙醚，离心，转速为11000rpm，离心15min，得到三次沉淀和三次上清液。离心后分离出三次沉淀，三次沉淀干燥后可得多糖，称量得多糖质量为4.68g。

实施例2：

本实施例与实施例1的区别在于：包括制备结合多糖的过程，具体为：

将第三步中离心得到的沉淀A中加入纯水（固液质量比：1:3），充分搅拌使其均匀，按照沉淀A质量0.6%加入纤维素酶（干计），按照沉淀A质量1.5%加入木瓜蛋白酶，调至PH=5，置于水浴锅中，温度为50℃，搅拌器搅拌，反应1.5h。完成后，将反应后的溶液加热至沸腾，并且保持沸腾状态3min，以除去多余蛋白。然后离心，转速5000rpm，时间15min，结合多糖存在于离心后的上清液B中，保存离心后的沉淀B。取上清液B加入乙醇，直至最终溶液中的乙醇体积浓度达到80%，放置1.5h，使用高速离心机离心，转速为11000rpm，离心30min，分离出结合多糖，最后进行三脱水，操作同实施例1中的第六步，得到结合多糖的质量为1.02g。

实施例3：

本实施例与实施例2的区别在于：还包括提取生物碱的步骤，具体为：

向实施例2步骤得到的沉淀B中加入氨水，进行碱化处理。碱化后加入纯度为90%的乙醇，离心取上清液C。将上清液C浓缩后加入三氯甲烷，三氯甲烷挥发后得到凝固状的生物碱，称量得生物碱的质量为0.15g。

实施例4：

第一步：材料预处理：

称量60g在-20℃冷冻保存的铁皮石斛鲜品，粉碎，加入900ml体积的超纯水（固液比1:10）以备后面使用。

第二步：破碎后的铁皮石斛进行闪提：

按照闪提时间2.5min（1min/次），闪提转速4000rpm的条件进行提取，得到铁皮石斛粗提液。

第三步：将粗提液离心：

将闪提后的粗提液进行离心，使用常温离心机，转速为5000rpm，离心15min，水溶性游离多糖存在于离心上清液A中，保留离心后的沉淀A。此时，多糖存在于离心后的上清液A中，生物碱存在于离心后的沉淀A中。

第四步：浓缩：

离心后的上清液A体积较大，多糖浓度较低，需要进行浓缩。将上清放在圆底烧瓶中，利用旋转蒸发器进行蒸发浓缩，直到体积低于浓缩前体积的五分之一，得到浓缩液。

第五步：醇沉。

根据浓缩液的体积，加入4倍体积的无水乙醇，使得最终溶液中乙醇的百分比达到80%。多糖在酒精存在下会沉淀下来，静置1.5h后进行离心，得到的沉淀为多糖粗提物。

第六步：多糖三脱水。

醇沉后的多糖粗提物中仍然含有一定量水分，用三脱水方法可以去掉水分，使多糖尽快干燥。首先在醇沉后得到的沉淀中加入50ml无水乙醇，充分搅拌使溶液均匀，离心，转速为11000rpm，离心15min。离心后将沉淀与上清液分离，在沉淀中加入50ml无水丙酮，充分搅拌后进行离心，操作同上。最后在离心后的沉淀中加入50ml无水乙醚，操作同上。离心后分离出沉淀，干燥后可得多糖，称量得多糖质量为3.15g。

第七步：提取结合多糖：

将第三步中离心得到的沉淀A中加入纯水（固液质量比：1:3），充分搅拌使其均匀，按照沉淀质量0.6%加入纤维素酶（干计），按照沉淀质量1.5%加入木瓜蛋白酶，调至PH=5，置于水浴锅中，温度为50℃，搅拌器搅拌，反应1.5h。完成后，将反应后的溶液加热至沸腾，并且保持沸腾状态3min，以除去多余蛋白。然后离心，转速5000rpm，时间15min，结合多糖存在于离心后的上清液B中，保存离心后的沉淀B。取上清液B加入乙醇，直至最终溶液中的乙醇体积浓度达到80%，放置1.5h，使用高速离心机离心，转速为11000rpm，离心30min，分离出沉淀即为结合多糖，最后进行三脱水，操作同第六步，得到最终结合多糖的质量为0.72g。

第八步：提取生物碱。

向第七步得到的沉淀B中加入氨水，进行碱化处理。碱化后加入纯度为90%的乙醇，离心取上清液C。将上清液C浓缩后加入三氯甲烷，三氯甲烷挥发后得到凝固状的生物碱，称量得生物碱的质量为0.09g。

本实施例中得到的游离多糖的提取率为25.3%，得到的结合多糖的提取率为5.8%，得到的生物碱的提取率为0.72%。

实施例5：

第一步：材料预处理：

称量90g-20℃冷冻保存的铁皮石斛鲜品，粉碎，加入1800ml的超纯水（固液比1:20）以备后面使用。

第二步：破碎后的铁皮石斛进行闪提：

按照闪提时间2min（1min/次），闪提转速3500rpm的条件进行提取，得到铁皮石斛粗提液。

第三步：将粗提液离心：

将闪提后的粗提液进行离心，使用常温离心机，转速为5000rpm，离心15min，水溶性游离多糖存在于离心上清中，保留离心后的沉淀A。此时，游离多糖存在于离心后的上清液A中，生物碱和结合多糖存在于离心后的沉淀A中。

第四步：浓缩

离心后的上清液A体积较大，多糖浓度较低，需要进行浓缩。将上清液A放在圆底烧瓶中，利用旋转蒸发器进行蒸发浓缩，直到体积适当为止。

第五步：醇沉

根据浓缩液的体积，加入4倍体积的无水乙醇，使得最终溶液中乙醇的百分比达到80%。多糖在酒精存在下会沉淀下来，静置1.5h后进行离心，得到的沉淀为多糖粗提物。

第六步：多糖三脱水

醇沉后的多糖粗提物中仍然含有一定量水分，用三脱水方法可以去掉水分，使多糖尽快干燥。首先在醇沉后得到的沉淀中加入80ml无水乙醇，充分搅拌使溶液均匀，离心，转速为11000rpm，离心15min。离心后将沉淀与上清分离，在沉淀中加入80ml无水丙酮，充分搅拌后进行离心，操作同上。最后在离心后的沉淀中加入80ml无水乙醚，操作同上。离心后分离出沉淀，干燥后可得多糖，称量得多糖质量为5.05g。

第七步：提取结合多糖：

将第三步中离心得到的沉淀A中加入纯水（固液质量比：1:3），充分搅拌使其均匀，按照沉淀质量0.6%加入纤维素酶（干计），按照沉淀质量1.5%加入木瓜蛋白酶，调至PH=5，置于水浴锅中，温度为50℃，搅拌器搅拌，反应1.5h。完成后，将反应后的溶液加热至沸腾，并且保持沸腾状态3min，以除去多余蛋白。然后离心，转速5000rpm，时间15min，结合多糖存在于离心后的上清液B中，保存离心后的沉淀B。取上清液B加入乙醇，直至最终溶液中的乙醇体积浓度达到80%，放置1.5h，使用高速离心机离心，转速为11000rpm，离心30min，分离出沉淀的沉淀即为结合多糖，最后进行三脱水，操作同第六步，得到结合多糖的质量为1.15g。

第八步：提取生物碱。

向第七步得到的沉淀B中加入氨水，进行碱化处理。碱化后加入纯度为90%的乙醇，离心取上清液。将上清液浓缩后加入三氯甲烷，三氯甲烷挥发后得到凝固状的生物碱，称量得生物碱的质量为0.12g。

本实施例中得到的游离多糖的提取率为27%，得到的结合多糖的提取率为6.2%，得到的生物碱的提取率为0.64%。

Claims (9)

1.一种从铁皮石斛中提取多种活性成分的方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：材料预处理：

称量铁皮石斛，粉碎，按照固液比为1:10~1:20g/ml加入超纯水；

第二步：破碎后的铁皮石斛进行闪提，得到铁皮石斛粗提液；

第三步：将粗提液离心：

将闪提后的粗提液进行离心，多糖存在于离心后的上清液A中，生物碱存在于离心后的沉淀A中；

第四步：上清液Ａ中提取游离多糖；

第五步，沉淀Ａ中提取结合多糖和生物碱。

2.根据权利要求1所述的一种从铁皮石斛中提取活性成分的方法，其特征在于：第一步中所述的铁皮石斛为-20℃冷冻保存的铁皮石斛鲜品，固液比为1:15g/ml。

3.根据权利要求1所述的一种从铁皮石斛中提取活性成分的方法，其特征在于：所述的第二步采用的闪提，按照闪提时间2min，闪提转速3500~4000rpm的条件进行提取，得到铁皮石斛粗提液。

4.根据权利要求1所述的一种从铁皮石斛中提取活性成分的方法，其特征在于：所述的第三步中离心的条件为转速为5000rpm，离心15min。

5.根据权利要求1所述的一种从铁皮石斛中提取多种活性成分的方法，其特征在于：第四步具体包括如下步骤：

步骤4.1：上清液A浓缩，得到浓缩液；

步骤4.2：醇沉得到多糖粗提物；

步骤4.3：多糖三脱水，得到游离多糖。

6.根据权利要求5所述的一种从铁皮石斛中提取多种活性成分的方法，其特征在于：所述的多糖三脱水具体为：

(a)在醇沉后得到的沉淀多糖粗提物中加入无水乙醇，充分搅拌使溶液均匀，离心，得到一次上清液和一次沉淀；

(b)在一次沉淀中加入无水丙酮，充分搅拌后进行离心，得到二次上清夜和二次沉淀；

(c)在二次沉淀中加入无水乙醚，离心，离心后分离出三次沉淀，三次沉淀干燥后得游离多糖。

7.根据权利要求6所述的一种从铁皮石斛中提取多种活性成分的方法，其特征在于：所述离心的条件为：转速11000rpm，离心15min。

8.根据权利要求1所述的一种从铁皮石斛中提取多种活性成分的方法，其特征在于：所述的第五步具体包括如下步骤：

将第三步中对粗提液离心得到的沉淀A中加入纯水，按照沉淀质量0.6%加入纤维素酶，按照沉淀质量1.5%加入木瓜蛋白酶，然后调节至PH=5，置于水浴锅中，温度为50℃，搅拌器搅拌，反应1.5h；完成后，将反应后的溶液加热至沸腾，并且保持沸腾状态3min；然后离心，转速5000rpm，时间15min，结合多糖存在于离心后的上清液B中，保存离心后的沉淀B；取上清液B中提取结合多糖，转步骤5.1；在沉淀B中提取生物碱，转步骤5.2；

步骤5.1，提取结合多糖：

取上清液B加入乙醇，直至最终溶液中的乙醇体积浓度达到80%，放置1.5h，离心，分离出的沉淀C即为结合多糖，最后进行三脱水，得到结合多糖；

步骤5.2，提取生物碱：

取沉淀B，加入纯度为90%的乙醇，离心取上清液C；将上清液C加入三氯甲烷，三氯甲烷挥发后得到凝固状的生物碱。

9.根据权利要求8所述的一种从铁皮石斛中提取多种活性成分的方法，其特征在于：所述的步骤5.2中，沉淀B先进行碱化处理后再加入乙醇，并且在上清液C中加入三氯甲烷前，还包括对上清液C浓缩的步骤。

Images