CN103142664A - 用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法 - Google Patents

Abstract

用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法，涉及柴胡总皂苷的提取分离方法。将柴胡饮片烘干粉碎，溶剂冷浸法提取，过滤后得柴胡皂苷粗提液，回收粗提液中的溶剂，将所得皂苷水溶液作为初始料液，进入第一级泡沫分离塔分离，将泡沫层进行破沫，待泡沫不能从泡沫分离塔顶流出时停止通气，从第一级泡沫分离塔塔顶流出的泡沫经过破沫为第一级消泡液；塔里所剩残液作为第二级泡沫分离的进料进入第二级泡沫分离塔分离后，从塔顶流出的泡沫经破沫成为第二级消泡液，待泡沫不能从泡沫分离塔顶流出时停止通气，第二级消泡液与柴胡皂苷粗提液混合加入第一级泡沫分离塔的进料中；将破沫液真空蒸发，得浓缩液，调节pH值至微碱后冷冻干燥，即得产物。

Description

用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法

技术领域

本发明涉及柴胡总皂苷的提取分离方法，尤其是涉及一种用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法。

背景技术

柴胡为伞形科多年生草本植物,因其具有抗炎、保肝、降低胆固醇和血脂等生理活性而被广泛应用于中成药制剂。现代研究发现，柴胡提取物具有抗氧化、抑制粘多糖的作用，而且还能抑制黑色素形成和去除黑斑，从而可以作为抗衰老化妆品亮肤化妆品的重要成分。柴胡主要有效成分为挥发油及皂苷,以及微量的黄酮类成分，而柴胡皂苷(saikosaponin)是其中重要的活性成分之一，如何提取分离其皂苷类有效成分成为开发高质量的柴胡中药制剂的重要环节。但是，目前柴胡皂苷的分离方法还不够理想，现有的针对皂苷类成分的分离技术尚存在许多问题，如有机试剂消耗量大，环境污染严重，分离效果不佳，存在树脂再生和膜堵塞问题等。

泡沫分离技术是近十几年来发展起来的新型分离技术之一。该方法是根据表面吸附的原理向含表面活性物质的液体中鼓泡，使液体内的表面活性物质聚集在气液界面上，液体上方形成泡沫层，受气流作用将泡沫层和液相主体分开就可以达到浓缩表面活性物质和净化液相主体的目的。由于泡沫分离技术具有低能耗、低成本、操作简单、绿色环保的优势，因此在蛋白质、酶等天然活性物质的分离中已经得到广泛的应用。已有部分文献报道了其在皂苷分离中的应用，修志龙等在《过程工程学报》（2001年第1卷第3期第289－292页）上发表了“泡沫分离法分离人参皂苷”论文；兰洁等在《中草药》（2008年第39卷第1期第44－47页）上发表了“泡沫分离法分离重楼中重楼皂苷的工艺研究”论文；中国林业科学研究院亚热带林业研究所在公开号为101624416的专利申请中公开一种无患子皂苷泡沫分离法；湖南大学在公开号为1843963的专利申请中公开一种中空纤维超滤膜强化超滤和泡沫气浮处理含镉废水的方法。但这些文献都没有涉及柴胡皂苷的分离，也未曾用两级泡沫分离法对物质进行进一步的浓缩，因此，采用环保节约型泡沫分离法对柴胡皂苷进行两级分离具有重要意义和广阔的发展前景。

泡沫分离技术进行分离需要两个条件：一是待分离物质具有表面活性或是可以与表面活性剂结合，从而可以吸附到气液表面上；二是液相主体中可以产生大量稳定的微气泡，待分离物质吸附在气泡表面，形成泡沫后将其分离即可。

柴胡中的主要皂苷成分为柴胡皂苷a、c、d，易溶于水和稀醇。由于柴胡皂苷结构中均含有13，28－氧环的不稳定结构，在酸的作用下醚键易断裂生成异环或同环双烯结构，因此使柴胡皂苷在酸性条件下容易转变为柴胡皂苷b1、b2等次生皂苷。柴胡皂苷多为五环三萜类齐墩果烷型衍生物，是一种天然表面活性剂，具备了泡沫分离的条件。

发明内容

本发明的目的是针对皂苷类成分的分离技术尚存在的有机试剂消耗量大、环境污染严重、分离效果不佳、存在树脂再生和膜堵塞等问题，提供一种用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法。

本发明包括以下步骤：

1）柴胡皂苷粗提液的制备

将柴胡饮片烘干粉碎，溶剂冷浸法提取，过滤后得柴胡皂苷粗提液；

2）柴胡粗提液预处理

通过真空蒸发回收步骤1）得到的柴胡皂苷粗提液中的溶剂，将所得的皂苷水溶液作为初始料液，进入第一级泡沫分离工艺中的第一级泡沫分离塔；

3）第一级泡沫分离

将步骤2）所得的初始料液分离后，将泡沫层进行破沫，待泡沫不能从泡沫分离塔顶流出时，停止通气，从第一级泡沫分离塔塔顶流出的泡沫经过破沫成为第一级消泡液；在第一级泡沫分离塔里所剩的残液作为第二级泡沫分离的进料进入第二级泡沫分离塔；

4）第二级泡沫分离

将步骤3）中第一级泡沫分离塔里所剩的残液作为第二级泡沫分离的进料进入第二级泡沫分离塔，第二级泡沫分离后，从塔顶流出的泡沫经破沫成为第二级消泡液，待泡沫不能从泡沫分离塔顶流出时，停止通气，第二级消泡液与步骤1）得到的柴胡皂苷粗提液混合加入到第一级泡沫分离塔的进料中；

5）通过真空浓缩、冷冻干燥获得柴胡总皂苷粗制品

将步骤4）得到的破沫液进行真空蒸发，得到浓缩液，调节pH值至微碱性之后冷冻干燥，即得到柴胡总皂苷制品。

在步骤1）中，所述粉碎可过40目筛；所述柴胡饮片与溶剂的质量比可为1∶（5～10）；所述溶剂可采用去离子水或乙醇等，所述乙醇可采用浓度为50%～70%的乙醇溶液；所述提取的时间可为8～15h，所述柴胡皂苷粗提液的pH可为8～10。

在步骤3）中，所述第一级泡沫分离塔的温度可为10～60℃，pH值可为9～11，鼓泡气流速度可为30～200ml/min，一个周期操作时间可为1～4h；所述破沫的方法可采用机械法或冻融法。

在步骤4）中，所述第二级泡沫分离塔的温度可为10～60℃，pH值可为3～6，鼓泡气流速度可为30～200ml/min，一个周期的操作时间可为1～2h。

在步骤5）中，所述真空蒸发的温度可为30～75℃，时间可为3～5h；所得柴胡总皂苷的浓度可为0.08～0.32mg/ml。

本发明的原理是：根据表面吸附原理，溶液中具有表面活性的物质吸附在泡沫表面，通过收集泡沫达到分离所需物质的目的。本发明的柴胡皂苷是一种优良的表面活性物质，其在气流鼓泡作用下产生泡沫，皂苷类成分吸附在泡沫层表面，通过泡沫分离得到泡沫成分从而分离出柴胡皂苷。

本发明的主要特点是研制出通过两级泡沫分离法从中药柴胡的根茎粗提液中分离提取柴胡总皂苷的新型分离方法，其收率可高达87%～92%，两级泡沫分离的富集比可达5～8。可以同时分离纯化柴胡总皂苷提取液，与现有的打孔吸附树脂法相比，简化了提取工艺，减少污染，降低能耗，提供一种廉价提取柴胡总皂苷的新方法，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为柴胡皂苷标准品的最大显色波长图。

图2为柴胡皂苷提取液的最大显色波长图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本发明作进一步的说明。

实施例1

第一步，柴胡皂苷粗提液的制备和检测

将100g柴胡饮片烘干粉碎，过40目筛，用pH为9、浓度为60%的乙醇冷浸提取12h，料液比为1∶7；过滤，按此工艺冷浸提取2次，合并约1.4L提取液置于4℃冰箱保存；柴胡皂苷粗提液的浓度为0.08～0.32mg/ml，测定方法为对二甲氨基苯甲醛-盐酸显色法。

第二步，柴胡粗提液预处理

减压回收储备液中的乙醇至体积200ml，加水稀释至2L，得到柴胡皂苷粗提液。测得柴胡总皂苷浓度为0.15mg/ml,调节pH值为10，将所得的皂苷水溶液作为初始料液，进入二级泡沫分离工艺中的第一级泡沫分离塔。

第三步，第一级泡沫分离工艺

第一级泡沫分离塔的温度为30℃，pH为10，鼓泡气流速度为50ml/min，一个周期操作时间为2.5h，待泡沫不能从泡沫分离塔顶流出时，停止通气，用冷冻法在四度冰箱里冷藏12h对泡沫层进行破沫，从塔顶流出的泡沫经过破沫成为第一级的消泡液，其中柴胡总皂苷的浓度为0.78～0.86mg/ml(皂苷的富集比为5.0～5.5)，收集备用；在泡沫分离塔里所剩的残液中柴胡总皂苷浓度为0.06～0.08g/L，作为第二级泡沫分离的进料。

第四步，第二级泡沫分离工艺

第二级泡沫分离塔的温度为30℃，pH为5.46，鼓泡气流速度为80ml/min，一个周期的操作时间为1.5h，从塔顶流出的泡沫经破沫成为第二级的消泡液，用机械法对塔顶流出的泡沫进行破沫，待泡沫不能从泡沫分离塔顶流出时，停止通气，用机械法进行破沫。此时得到的总的第二级消泡液中柴胡总皂苷浓度为0.18～0.20mg/ml(皂苷的富集比为2.8～3.1)，接近初始溶液的浓度，这样就可以与初始溶液混合加入到第一级泡沫分离的进料中；在泡沫分离塔里所剩的残液中柴胡总皂苷的浓度为0.02～0.04mg/ml，由于已分离出大部分皂苷，所剩最终残液里皂苷浓度很低，分离率达到了80%～85%。

第五步，通过真空浓缩、冷冻干燥获得收率较大的柴胡总皂苷

将破沫液进行真空蒸发，温度在50℃，时间为4h，得到浓缩液，用1mol/L的NaOH溶液调节pH值至微碱性之后冷冻干燥，即得到柴胡总皂苷粗制品。

实施例2

第一步，柴胡皂苷粗提液的制备和检测；

将70g柴胡饮片烘干粉碎，过40目筛，用氢氧化钠调至pH为9的去离子水通过冷浸法提取12h，料液比为1∶5；过滤，按此工艺冷浸提取2次，合并提取液，储存于4℃冰箱。

第二步，柴胡粗提液预处理

取出储备液并加水定量至1L，得到柴胡皂苷粗提液，测得柴胡总皂苷浓度为0.18mg/ml,调节pH值为9，将所得的皂苷水溶液作为初始料液，进入二级泡沫分离工艺中的第一级泡沫分离塔。

第三步，第一级泡沫分离工艺

第一级泡沫分离塔的温度为25℃，pH为9，鼓泡气流速度为80ml/min，一个周期操作时间为1.5h，对泡沫层进行破沫，待泡沫不能从泡沫分离塔顶流出时，停止通气，用冷冻法在4℃冰箱里冷藏12h对泡沫层进行破沫，从塔顶流出的泡沫经过破沫成为第一级的消泡液，其中柴胡总皂苷的浓度为0.43～0.50mg/ml(皂苷的富集比为3.6～4.3)，收集备用；在泡沫分离塔里所剩的残液中柴胡总皂苷浓度为0.09～0.11g/L，作为第二级泡沫分离的进料。

第四步，第二级泡沫分离工艺

第二级泡沫分离塔的温度为25℃，pH为4，鼓泡气流速度为100ml/min，一个周期的操作时间为1h，从塔顶流出的泡沫经破沫成为第二级的消泡液，用机械法对塔顶流出的泡沫进行破沫待泡沫不能从泡沫分离塔顶流出时，停止通气。此时得到的总的第二级消泡液中柴胡总皂苷浓度为1.6～1.8mg/ml(皂苷的富集比为1.8～2.1)，接近初始溶液的浓度，这样就可以与初始溶液混合加入到第一级泡沫分离的进料中；在泡沫分离塔里所剩的残液中柴胡总皂苷的浓度为0.05～0.07mg/ml，由于已分离出大部分皂苷，所剩最终残液里皂苷浓度较低，分离率达到了65%～70%。

第五步，通过真空浓缩、冷冻干燥获得收率较大的柴胡总皂苷

将破沫液进行真空蒸发，温度在65℃，时间为3h，得到浓缩液，用1mol/L的NaOH溶液调节pH值至微碱性之后冷冻干燥，即得到柴胡总皂苷粗制品。

图1给出柴胡皂苷标准品的最大显色波长图。图2给出柴胡皂苷提取液的最大显色波长图，柴胡皂苷（纯度为98%）的甲醇溶液通过对二甲氨基苯甲醛-盐酸显色法测定的最大显色波长均为536nm，鉴定为同种物质。

Claims (10)

1.用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）柴胡皂苷粗提液的制备

将柴胡饮片烘干粉碎，溶剂冷浸法提取，过滤后得柴胡皂苷粗提液；

2）柴胡粗提液预处理

通过真空蒸发回收步骤1）得到的柴胡皂苷粗提液中的溶剂，将所得的皂苷水溶液作为初始料液，进入第一级泡沫分离工艺中的第一级泡沫分离塔；

3）第一级泡沫分离

将步骤2）所得的初始料液分离后，将泡沫层进行破沫，待泡沫不能从泡沫分离塔顶流出时，停止通气，从第一级泡沫分离塔塔顶流出的泡沫经过破沫成为第一级消泡液；在第一级泡沫分离塔里所剩的残液作为第二级泡沫分离的进料进入第二级泡沫分离塔；

4）第二级泡沫分离

将步骤3）中第一级泡沫分离塔里所剩的残液作为第二级泡沫分离的进料进入第二级泡沫分离塔，第二级泡沫分离后，从塔顶流出的泡沫经破沫成为第二级消泡液，待泡沫不能从泡沫分离塔顶流出时，停止通气，第二级消泡液与步骤1）得到的柴胡皂苷粗提液混合加入到第一级泡沫分离塔的进料中；

5）通过真空浓缩、冷冻干燥获得柴胡总皂苷粗制品

将步骤4）得到的破沫液进行真空蒸发，得到浓缩液，调节pH值至微碱性之后冷冻干燥，即得到柴胡总皂苷制品。

2.如权利要求1所述用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法，其特征在于在步骤1）中，所述粉碎过40目筛。

3.如权利要求1所述用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法，其特征在于在步骤1）中，所述柴胡饮片与溶剂的质量比为1∶5～10。

4.如权利要求1所述用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法，其特征在于在步骤1）中，所述溶剂采用去离子水或乙醇，所述乙醇可采用浓度为50%～70%的乙醇溶液。

5.如权利要求1所述用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法，其特征在于在步骤1）中，所述提取的时间为8～15h。

6.如权利要求1所述用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法，其特征在于在步骤1）中，所述柴胡皂苷粗提液的pH为8～10。

7.如权利要求1所述用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法，其特征在于在步骤3）中，所述第一级泡沫分离塔的温度为10～60℃，pH值为9～11，鼓泡气流速度为30～200ml/min，一个周期操作时间为1～4h。

8.如权利要求1所述用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法，其特征在于在步骤3）中，所述破沫的方法采用机械法或冻融法。

9.如权利要求1所述用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法，其特征在于在步骤4）中，所述第二级泡沫分离塔的温度为10～60℃，pH值为3～6，鼓泡气流速度为30～200ml/min，一个周期的操作时间为1～2h。

10.如权利要求1所述用两级泡沫分离法提取柴胡中柴胡总皂苷的方法，其特征在于在步骤5）中，所述真空蒸发的温度为30～75℃，时间为3～5h。

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