CN103230425A - 一种鲜人参利用膜分离法获得高含量丙二酰基人参皂苷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种鲜人参利用膜分离法获得高含量丙二酰基人参皂苷的方法。该方法包括鲜人参提取液的制备；离心机分离浸提液得上清液；对上清液进行微滤分离；对微滤分离液进行超滤分离；对超滤透过液进行纳滤浓缩；将鲜人参纳滤浓缩液冷冻封存或干燥。制备的鲜人参皂苷提取液或提取物，经检测，超滤过程中总皂苷透过率≥95%；纳滤浓缩过程中总皂苷截留率≥95%；纳滤浓缩液（或其干燥后的产物）中丙二酰基人参皂苷的含量占人参总皂苷的50%以上；而且，具有鲜参特有的气味，可用作制备各种食品、保健食品或药品的原料；并且该方法简单、不使用有机溶剂、环境污染小、生产周期短、能耗低、成本低，适用于工业规模化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种鲜人参利用膜分离法获得高含量丙二酰基人参皂苷的方法，属于鲜人参有效成分分离技术领域。
背景技术
人参属于五加科（Araliaceae）人参属的植物，在我国药用的历史已经有2000多年了。人参皂苷是人参的主要有效成分。现在已发现的人参皂苷的种类有40余种，其中已被发现的丙二酰基人参皂苷就存在丙二酰基人参皂苷Rg1、Re、Rf、Rb1、Rc等多种类型。人参皂苷各种成分具有不同的药理作用，丙二酰基人参皂苷的提取物具有很强的降糖活性,能降低糖尿病模型小鼠血糖,促进肝糖元合成（中国专利：申请号200510016845.0）。由于丙二酰基人参皂苷分子中存在的酰基很不稳定，高温下容易发生水解反应脱去丙二酸转化成相应的中性人参皂苷，因此主要存在于鲜人参中。鲜人参中，丙二酰基人参皂苷的含量平均占人参总皂苷含量的40-60%（阮长春. 丙二酰基人参皂苷化学成分及其治疗2型糖尿病大鼠的药效学研究.吉林农业大学[D]，2011），因此丙二酰基人参皂苷是鲜人参中皂苷主要的存在形式。
中国专利（申请号200510016845.0）公开了一种利用鲜人参制备丙二酰基人参皂苷的方法，该方法使用有机溶剂乙醇提取，再用有机溶剂正丁醇进行萃取，最后利用大孔树脂分离得到丙二酰基人参皂苷。整个过程使用大量有机溶剂，会对环境造成污染，而且提取、萃取和树脂分离需要耗费大量的时间，导致生产周期比较长，另外,有机溶剂回收的能耗也比较高。
发明内容
本发明的目的就是提供一种鲜人参利用膜分离法获得高含量丙二酰基人参皂苷的方法。该方法以水为溶剂,在低温下进行鲜人参皂苷的提取，以具有选择透过性的膜为分离介质，依据膜孔径的大小，达到分离、浓缩的目的，实现以丙二酰基人参皂苷为目标成分的分离。整个提取和分离过程中，都在不超过40℃的低温下进行操作，因此,充分保留了鲜人参中具有降糖活性的丙二酰基人参皂苷成分，而且,保留了鲜人参原有的香气成分。
所述的获得高含量丙二酰基人参皂苷，是指纳滤浓缩液或其干燥后的产品中丙二酰基人参皂苷的含量占人参总皂苷的50%以上。
本发明的技术方案包括以下步骤：
⑴ 鲜人参提取液的制备：
将鲜人参清洗后粉碎，然后,放入提取罐中进行提取，提取溶剂：为鲜人参质量5-8倍的去离子水；提取方式：搅拌提取；提取温度：20-40℃；提取时间30-60min；按上述提条件，重复提取3-6次；合并提取液；
⑵ 提取液固液分离：
采用管式离心机对上述提取液进行离心，转速为14,000-16,000r/min,得上清液；
⑶ 微滤分离：
采用膜孔径为30-50nm的聚偏氟乙烯管式膜对上述离心上清液进行微滤分离处理，运行温度：20-40℃；操作压力：0.1-0.5 MPa；得微滤透过液；
⑷ 超滤分离：
将上述微滤透过液用材质为聚砜或聚醚砜的超滤膜机组进行超滤分离，超滤温度：20-40℃；操作压力：0.3-0.5 MPa；截留分子量：100 kDa；得超滤透过液；经检测，超滤过程中总皂苷透过率≥95%；
⑸ 纳滤浓缩：
将上述超滤透过液用材质为聚酰胺的纳滤膜机组进行浓缩处理，运行温度：20-40℃；操作压力：1.0-1.5 MPa；截留分子量：200 Da；浓缩倍数：5-30倍；得纳滤浓缩液；经检测，纳滤浓缩过程中总皂苷截留率≥95%；纳滤浓缩液中丙二酰基人参皂苷的含量占人参总皂苷的50%以上；
⑹冷冻封存或干燥：
将上述鲜人参纳滤浓缩液快速冷冻后封存；或者，在不高于40℃的温度下进行真空干燥，或者，冷冻干燥。
下面介绍分析检测方法：
样品溶液的制备：
鲜人参皂苷提取液（包括超滤透过液、纳滤浓缩液）：取鲜人参皂苷提取液7mL，用100%乙腈定容至10mL的容量瓶中，摇匀，使用前用0.22μm的滤膜过滤，作为供试样品溶液。
鲜人参皂苷提取物（即纳滤浓缩液经干燥后的产物）：精密称取鲜人参皂苷提取物10mg，用30%乙腈定容至10mL的容量瓶中，摇匀，使用前用0.22μm的滤膜过滤，作为供试样品溶液。
样品检测：
本发明应用高效液相色谱法分析丙二酰基人参皂苷，条件如下：色谱柱为Aglient Zorbax extend-C18（4.6 mm×150 mm, 5 μm）反相色谱柱，以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；柱温：25℃；检测波长：203nm；流速：1ml/min；流动相：乙腈（A）-50mM KH2PO4（B）；洗脱条件为：0-15min：20%（A）；15-20min：25%（A）；20-50min：25-29%（A）；50-60min：29-35%（A）；60-70min：35%-46%（A）。进样量：20μL；分析时间：70min。经检测，纳滤浓缩液（或其干燥后的产物）中丙二酰基人参皂苷的含量占人参总皂苷的50%以上（(M-Rb1 + M-Rc + M-Rb2)/总皂苷×100%）。
本发明中人参总皂苷的检测方法参照GB/T 19506-2009附录B中的测定方法。经检测，超滤过程中总皂苷透过率≥95%；纳滤浓缩过程中总皂苷截留率≥95%。
图1为本发明提供的方法制备的鲜人参总皂苷的高效液相色谱图。其中1-9号色谱峰分别是：1：Rg1、2：Re、3：M-Rb1、4：M-Rc、5：M-Rb2、6：Rb1、7：Rc、8：Rb2、9：Rd。
有益效果：利用本发明的一种鲜人参利用膜分离法获得高含量丙二酰基人参皂苷的方法，制备的鲜人参皂苷提取液或提取物，经检测，超滤过程中总皂苷透过率≥95%；纳滤浓缩过程中总皂苷截留率≥95%；纳滤浓缩液或其干燥后的产品中丙二酰基人参皂苷的含量占人参总皂苷的50%以上；而且，具有鲜参特有的气味，可用作制备各种食品、保健食品或药品的原料；并且该方法简单、不使用有机溶剂、环境污染小、生产周期短、能耗低、成本低，适用于工业规模化生产，将产生巨大的经济效益和环境效益。
附图说明
图1为本发明提供的方法制备的鲜人参总皂苷的高效液相色谱图。
具体实施方式
实施例1
⑴ 鲜人参提取液的制备：将1kg鲜人参清洗后粉碎，然后放入提取罐中进行提取，提取溶剂： 8kg去离子水；提取方式：搅拌提取；提取温度：20℃；提取时间60min；按上述提条件，重复提取3次；合并3次提取液；
⑵ 提取液固液分离：采用管式离心机对上述提取液进行离心，转速为14,000-16,000r/min,得上清液；
⑶ 微滤分离：采用膜孔径为30nm的聚偏氟乙烯管式膜对上述离心上清液进行微滤分离处理，运行温度：40℃；操作压力：0.5 MPa；得微滤透过液；
⑷ 超滤分离：将上述微滤透过液用材质为聚砜或聚醚砜的超滤膜机组进行超滤分离，超滤温度：20℃；操作压力：0.3 MPa；截留分子量：100 kDa；得超滤透过液；经检测，总皂苷透过率为97.2%；
⑸ 纳滤浓缩：将上述超滤透过液用材质为聚酰胺的纳滤膜机组进行浓缩处理，运行温度：40℃；操作压力：1.5 MPa；截留分子量：200 Da；浓缩倍数：20倍；得纳滤浓缩液；经检测，纳滤浓缩过程中总皂苷截留率95.8%；纳滤浓缩液中丙二酰基人参皂苷的含量占人参总皂苷的53.6%；
⑹冷冻封存：将上述鲜人参纳滤浓缩液快速冷冻后封存。
实施例2
⑴ 鲜人参提取液的制备：将1kg鲜人参清洗后粉碎，然后放入提取罐中进行提取，提取溶剂： 5kg去离子水；提取方式：搅拌提取；提取温度：30℃；提取时间30min；按上述提条件，重复提取5次；合并5次提取液；
⑵ 提取液固液分离：采用管式离心机对上述提取液进行离心，转速为14,000-16,000r/min,得上清液；
⑶ 微滤分离：采用膜孔径为50nm聚偏氟乙烯管式膜对上述离心上清液进行微滤分离处理，运行温度：20℃；操作压力：0.1 MPa；得微滤透过液；
⑷ 超滤分离：将上述微滤透过液用材质为聚砜或聚醚砜的超滤膜机组进行超滤分离，超滤温度：40℃；操作压力：0.5 MPa；截留分子量：100 kDa；得超滤透过液；总皂苷透过率为98.6%；
⑸ 纳滤浓缩：将上述超滤透过液用材质为聚酰胺的纳滤膜机组进行浓缩处理，运行温度：20℃；操作压力：1.0 MPa；截留分子量：200 Da；浓缩倍数：5倍；得纳滤浓缩液；纳滤浓缩过程中总皂苷截留率为95.9%；纳滤浓缩液中丙二酰基人参皂苷的含量占人参总皂苷的55.1%；
⑹ 干燥：将上述鲜人参纳滤浓缩液在不高于40℃的温度下进行真空干燥，得鲜人参皂苷提取物。
实施例3
⑴ 鲜人参提取液的制备：将1kg鲜人参清洗后粉碎，然后放入提取罐中进行提取，提取溶剂： 6kg去离子水；提取方式：搅拌提取；提取温度：40℃；提取时间30min；提取次数：6次；按上述提条件，重复提取合并6次提取液；
⑵ 提取液固液分离：采用管式离心机对上述提取液进行离心，转速为14,000-16,000r/min,得上清液；
⑶ 微滤分离：采用膜孔径为50nm聚偏氟乙烯管式膜对上述离心上清液进行微滤分离处理，运行温度：20℃；操作压力：0.1 MPa；得微滤透过液；
⑷ 超滤分离：将上述微滤透过液用材质为聚砜或聚醚砜的超滤膜机组进行超滤分离，超滤温度：30℃；操作压力：0.4 MPa；截留分子量：100 kDa；得超滤透过液；总皂苷透过率为96.3%；
⑸ 纳滤浓缩：将上述超滤透过液用材质为聚酰胺的纳滤膜机组进行浓缩处理，运行温度：30℃；操作压力：1.3 MPa；截留分子量：200 Da；浓缩倍数：30倍；得纳滤浓缩液；纳滤浓缩过程中总皂苷截留率为97.1%；纳滤浓缩液中丙二酰基人参皂苷的含量占人参总皂苷的52%；
⑹ 干燥：将上述鲜人参纳滤浓缩液在不高于40℃的温度下进行真空干燥，得鲜人参皂苷提取物。
Claims (4)
1.一种鲜人参利用膜分离法获得高含量丙二酰基人参皂苷的方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴ 鲜人参提取液的制备：
将鲜人参清洗后粉碎，然后,放入提取罐中进行提取，提取溶剂：为鲜人参质量5-8倍的去离子水；提取方式：搅拌提取；提取温度：20-40℃；提取时间30-60min；按上述提条件，重复提取3-6次；合并提取液；
⑵ 提取液固液分离：
采用管式离心机对上述提取液进行离心，转速为14,000-16,000r/min,得上清液；
⑶ 微滤分离：
采用膜孔径为30-50nm的聚偏氟乙烯管式膜对上述离心上清液进行微滤分离处理，运行温度：20-40℃；操作压力：0.1-0.5 MPa；得微滤透过液；
⑷ 超滤分离：
将上述微滤透过液用材质为聚砜或聚醚砜的超滤膜机组进行超滤分离，超滤温度：20-40℃；操作压力：0.3-0.5 MPa；截留分子量：100 kDa；得超滤透过液；
⑸ 纳滤浓缩：
将上述超滤透过液用材质为聚酰胺的纳滤膜机组进行浓缩处理，运行温度：20-40℃；操作压力：1.0-1.5 MPa；截留分子量：200 Da；浓缩倍数：5-30倍；得纳滤浓缩液；
⑹冷冻封存或干燥：
将上述鲜人参纳滤浓缩液快速冷冻后封存；或者，在不高于40℃的温度下进行真空干燥，或者，冷冻干燥。
2.如权利要求1所述的一种鲜人参利用膜分离法获得高含量丙二酰基人参皂苷的方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴ 鲜人参提取液的制备：将1kg鲜人参清洗后粉碎，然后放入提取罐中进行提取，提取溶剂： 8kg去离子水；提取方式：搅拌提取；提取温度：20℃；提取时间60min；按上述提条件，重复提取3次；合并3次提取液；
⑵ 提取液固液分离：采用管式离心机对上述提取液进行离心，转速为14,000-16,000r/min,得上清液；
⑶ 微滤分离：采用膜孔径为30nm的聚偏氟乙烯管式膜对上述离心上清液进行微滤分离处理，运行温度：40℃；操作压力：0.5 MPa；得微滤透过液；
⑷ 超滤分离：将上述微滤透过液用材质为聚砜或聚醚砜的超滤膜机组进行超滤分离，超滤温度：20℃；操作压力：0.3 MPa；截留分子量：100 kDa；得超滤透过液；
⑸ 纳滤浓缩：将上述超滤透过液用材质为聚酰胺的纳滤膜机组进行浓缩处理，运行温度：40℃；操作压力：1.5 MPa；截留分子量：200 Da；浓缩倍数：20倍；得纳滤浓缩液；
⑹冷冻封存：将上述鲜人参纳滤浓缩液快速冷冻后封存。
3.如权利要求1所述的一种鲜人参利用膜分离法获得高含量丙二酰基人参皂苷的方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴ 鲜人参提取液的制备：将1kg鲜人参清洗后粉碎，然后放入提取罐中进行提取，提取溶剂： 5kg去离子水；提取方式：搅拌提取；提取温度：30℃；提取时间30min；按上述提条件，重复提取5次；合并5次提取液；
⑵ 提取液固液分离：采用管式离心机对上述提取液进行离心，转速为14,000-16,000r/min,得上清液；
⑶ 微滤分离：采用膜孔径为50nm聚偏氟乙烯管式膜对上述离心上清液进行微滤分离处理，运行温度：20℃；操作压力：0.1 MPa；得微滤透过液；
⑷ 超滤分离：将上述微滤透过液用材质为聚砜或聚醚砜的超滤膜机组进行超滤分离，超滤温度：40℃；操作压力：0.5 MPa；截留分子量：100 kDa；得超滤透过液；
⑸ 纳滤浓缩：将上述超滤透过液用材质为聚酰胺的纳滤膜机组进行浓缩处理，运行温度：20℃；操作压力：1.0 MPa；截留分子量：200 Da；浓缩倍数：5倍；得纳滤浓缩液；
⑹ 干燥：将上述鲜人参纳滤浓缩液快速冷冻后封存。
4.如权利要求1所述的一种鲜人参利用膜分离法获得高含量丙二酰基人参皂苷的方法，其特征在于包括以下步骤：
⑴ 鲜人参提取液的制备：将1kg鲜人参清洗后粉碎，然后放入提取罐中进行提取，提取溶剂： 6kg去离子水；提取方式：搅拌提取；提取温度：40℃；提取时间30min；提取次数：6次；按上述提条件，重复提取合并6次提取液；
⑵ 提取液固液分离：采用管式离心机对上述提取液进行离心，转速为14,000-16,000r/min,得上清液；
⑶ 微滤分离：采用膜孔径为50nm聚偏氟乙烯管式膜对上述离心上清液进行微滤分离处理，运行温度：20℃；操作压力：0.1 MPa；得微滤透过液；
⑷ 超滤分离：将上述微滤透过液用材质为聚砜或聚醚砜的超滤膜机组进行超滤分离，超滤温度：30℃；操作压力：0.4 MPa；截留分子量：100 kDa；得超滤透过液；
⑸ 纳滤浓缩：将上述超滤透过液用材质为聚酰胺的纳滤膜机组进行浓缩处理，运行温度：30℃；操作压力：1.3 MPa；截留分子量：200 Da；浓缩倍数：30倍；得纳滤浓缩液；
⑹ 干燥：将上述鲜人参纳滤浓缩液快速冷冻后封存。
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