CN103664610B

CN103664610B - 一种从红薯叶中提取绿原酸的方法

Info

Publication number: CN103664610B
Application number: CN201310409736.XA
Authority: CN
Inventors: 霍清; 张玥; 杨宏伟
Original assignee: College of Biochemical Engineering of Beijing Union University
Current assignee: Zibo Blue Ribbon Health Management Co ltd
Priority date: 2013-09-10
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2015-07-08
Anticipated expiration: 2033-09-10
Also published as: CN103664610A

Abstract

本发明提供一种从红薯叶中提取绿原酸的方法，包括以下步骤：1)绿原酸药液的提取：将红薯叶粉碎，放入提取罐中，加入纤维素酶和水加热至60℃恒温1.5～2h，升温至100℃灭酶10min，过滤浓缩至总药液量的10～20％，冷却至2～4℃保存待用；2)大孔树脂吸附：药液上大孔树脂柱吸附富集，所用大孔树脂的孔径为，比表面积为100～1000m²／g，药液流速控制在2～5mL／min；3)洗柱：用2～3BV量45～70％(V／V)的乙醇洗脱，流速控制在2～5mL／min，洗脱液流出0.8～0.9BV后，开始收集洗脱液；4)浓缩干燥：浓缩洗脱液至浸膏，干燥得绿原酸。本发明以红薯叶为原料，从红薯叶中提取绿原酸可降低成本，是一种操作简便、经济实惠、适合于工业化生产使用的提取绿原酸的方法。

Description

一种从红薯叶中提取绿原酸的方法

技术领域

本发明涉及一种从红薯叶中提取绿原酸的方法，属于生物化工技术领域。

背景技术

绿原酸又名咖啡鞣酸，属酚类化合物，是植物细胞在有氧呼吸过程中经磷酸戊糖途径的中间产物合成的一种苯丙素类物质。20世纪50年代Hulme从苹果中提出绿原酸，随着对绿原酸生物活性研究的深入，人们对绿原酸给予了高度的关注。有研究成果表明，绿原酸是一种重要的生物活性物质，具有抗菌、抗病毒、增高白血球、保肝利胆、抗肿瘤、降血压、降血脂、抗氧化及兴奋中枢神经系统等多种药理作用。除了药用外，绿原酸可以作为某些高级化妆品的添加剂、植物生长激素及食品中的添加剂等，因此绿原酸是食品、药品、化妆品等工业的重要原料。

绿原酸的植物来源有多种，主要包括杜仲科植物、忍冬科植物、蔷薇科植物、千屈菜科植物、无患子科植物、水龙骨科植物、马鞭草科植物、十字花科植物等。近年来，人们对于如何提取绿原酸已经做了大量研究。王茜、李智等人研究杜仲叶中绿原酸提取分离工艺条件，探讨了水以及不同浓度乙醇、甲醇和丙酮水溶液作为提取溶剂对杜仲叶中绿原酸收率的影响，最终确定水作为绿原酸提取溶剂。水提取杜仲叶中绿原酸的最佳工艺条件为：温度60℃，料液比1：16，pH4提取时间3h(离子交换与吸附，2008,24(1)：73-80)。李志光、陈永胜等人研究了葵花脱脂粕中绿原酸醇提工艺，优化了葵花脱脂粕中绿原酸的醇提工艺并得出最适的工艺参数，结果表明：乙醇浓度75％，时间1h，料液比1：14，pH3，绿原酸的提取效果最好，提取率达到1.32％(内蒙古民族大学学报(自然科学版)，2008,23(2)：164-167)。刘军海、裘爱泳等人研究了杜仲叶中绿原酸提取纯化工艺，以乙醇为溶剂提取杜仲叶中绿原酸，采用响应面分析法优化工艺条件，其最佳工艺条件为：乙醇浓度51.7％，提取温度55.8℃，料液比11：2.8，提取时间2h(中药材，2004，27(12)：942-946)。府旗中、王伯初等人研究了应用超声波法提取金银花中绿原酸，结果表明，在相同的工艺条件下用超声波加载提取30min的提取工艺的绿原酸收率为4.18％，高于乙醇提取法的3.96％(重庆大学学报(自然科学版)，2007，30(1)：123-125)。宋宏新、戴瑜等人研究了纤维素酶法提取杜仲叶中绿原酸的最佳操作条件，结果表明，加入550U／g纤维素酶0.50％，pH4.5，温度40℃，提取率最高可达到51.84mg／g。(西北植物学报，2006,26(11)：2383-2387)。沈奇、赵厚民等人研究蒲公英绿原酸提取分离工艺，选用NKA-9树脂来分离蒲公英中的绿原酸，确定其最适的分离条件是：上样浓度为0.26mg／mL，pH2.0，进样液体积／大孔树脂质量比值为12，流速为2mL／min，洗脱剂30％乙醇，绿原酸提取物纯度可达25.3％(食品科学，2006,27(7)：140-144)。

专利文献CN101781211A公开了一种葵花粕中绿原酸提取方法。该方法将葵花粕粉碎，加入浓度为1％的纤维素酶和浓度为5％的蛋白酶，纤维素酶与蛋白酶酶液比为4：1，葵花粕与两种酶液比为1：8，调pH值为4，酶解时间1.2h，酶解温度49℃；再用pH值为3～6的45％～55％乙醇溶液浸提，使葵花粕中的绿原酸充分溶解在浸提液中，并冷却至室温；然后，再用大孔树脂法常规处理，经吸附、洗脱、干燥等工艺制得绿原酸。该方法操作较为简单，反应条件温和，而且提取的绿原酸无污染，更适合工业化生产，在一定的工艺条件下，绿原酸得率可达到1.91％。

专利文献CN101314568公开了一种吸附分离高纯度绿原酸的新方法。包括吸附过程、洗杂过程、洗脱过程，其特征在于将绿原酸原液通过装填大孔树脂的、至少二级串联吸附柱动态吸附至穿透后，流加洗杂溶液洗杂，最后用洗脱液洗脱至无绿原酸流出，并收集流出液。通过该方法得到纯绿原酸溶液经HPLC检测纯度可达92％以上，浓度可达0.1mg／mL～0.8mg／mL，可广泛应用于食品、医药、化妆品等领域中。该方法制得的绿原酸纯溶液直接干燥得到的固体，干燥绿原酸粉无需再加工即可直接应用，便于运输。

专利文献CN101638366公开了一种微波辅助回流提取葵花籽粕绿原酸的方法。将葵花籽粕粉碎至20-100目，加入30％-70％乙醇水溶液，其中提取料液比为以质量与体积比计为1：6-1：18，采用微波频率2450MHz，微波提取功率为200W到700W，辅助回流提取绿原酸，提取时间为20-60min；提取结束后将提取液用布袋式离心机过滤，把滤液在0.05-0.095MPa真空度、60℃下真空浓缩到干物质浓度以质量计为30％，再喷雾干燥得到绿原酸产品。该方法采用微波辅助回流提取绿原酸的方法，提取过程微波可连续作用，提取时间短、效率高、溶剂用量少，产品中绿原酸得率是传统的乙醇溶剂提取法的1.54倍到2.39倍。

发明内容

发明人经过大量的实验发现，红薯叶中含有绿原酸，并且含量相对较高。本发明的目的在于提供一种从红薯叶中提取绿原酸的方法，该方法工艺简单，不使用有毒有机溶剂，所制备的绿原酸纯度高。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种从红薯叶中提取绿原酸的方法，该方法包括以下步骤：

1)绿原酸药液的提取：将红薯叶粉碎，放入提取罐中，加入纤维素酶和水加热至60℃恒温1.5～2h，升温至100℃灭酶10min，浓缩至总药液量的10～20％，冷却至2～4℃保存待用；

2)大孔树脂吸附：药液上大孔树脂柱吸附富集，所用大孔树脂的孔径为，比表面积为100～1000m²／g，药液流速控制在2～5mL／min；

3)洗柱：用2～3BV量45～70％(V／V)的乙醇洗脱，流速控制在2～5mL／min，洗脱液流出0.8～0.9BV后，开始收集洗脱液；

4)浓缩干燥：浓缩洗脱液至浸膏，干燥得绿原酸。

在所述步骤1)中，将红薯叶粉碎至24目。

所述步骤1)中水、红薯叶、纤维素酶的质量比为(10～15)：1：(0.02～0.05)。

所述大孔树脂可选用S-8型、NKA-9型、AB-8型、D101型或SP825型，优选为S-8型或D101型。

所述大孔树脂在使用之前需要进行预处理，预处理方法为：将大孔树脂用清水洗涤数次，去掉上层碎屑；采用湿法装柱装入玻璃柱中用去离子水洗涤数次后，用95％乙醇浸泡24h使其充分的溶胀，用蒸馏水洗涤至无醇味；接着用pH=1～2的盐酸溶液洗，流量速度为4BV／h，再用蒸馏水洗涤至pH=7；然后用pH=12～13的氢氧化钠溶液洗，流量速度为4BV／h，再用蒸馏水洗涤至pH=7；最后用95％的乙醇洗，流量速度为4BV／h，再用蒸馏水洗涤至无醇味。

大孔树脂吸附是所使用的大孔树脂的直径为Φ2～5cm。

所述步骤4)采用减压浓缩洗脱液，温度≤50℃。

通过以上方法使用后的大孔树脂可以进行再生回收再利用，再生方法为：先用pH=1～2的盐酸溶液洗，流量速度为4BV／h，然后用蒸馏水洗涤至pH=7；再用pH=12～13的氢氧化钠溶液洗，流量速度为4BV／h，处理后的树脂可以再次吸附绿原酸药液。

本发明的优点在于：

本发明以红薯叶为原料，从红薯叶中提取绿原酸可降低成本，无化学溶剂的残留。利用大孔树脂提取是一种操作简便、经济实惠、适合于工业化大生产使用的分离技术。本发明的方法工艺简单，不使用有毒有机溶剂，所制备的绿原酸纯度高。

附图说明

图1为D101型大孔树脂对红薯叶提取浓缩液中绿原酸的动态吸附曲线图，其中，Co表示绿原酸初始浓度(mg／mL)，Ce表示吸附后剩余浓度(mg／mL)。

图2为动态吸附饱和后用乙醇溶液洗脱回收绿原酸的曲线图。

具体实施方式

本发明所使用的红薯叶采摘于北京联合大学生物化学工程学院百草园，使用的是秋天红薯成熟后地上秧茎顶端的嫩叶；大孔树脂购于天津欧瑞生物科技有限公司，华东理工大学上海华震科技有限公司和北京绿百草生物公司；乙醇为试剂级。各型号树脂的物理性能指标如表1所示。

表1树脂的物理性能指标

以下实施例中的大孔树脂在使用之前进行以下预处理：将大孔树脂用清水洗涤数次，去掉上层碎屑；采用湿法装柱装入玻璃柱中用去离子水洗涤数次后，用95％乙醇浸泡24h使其充分的溶胀，用蒸馏水洗涤至无醇味；接着用pH=1～2的盐酸溶液洗，流量速度为4BV／h，再用蒸馏水洗涤至pH=7；然后用pH=12～13的氢氧化钠溶液洗，流量速度为4BV／h，再用蒸馏水洗涤至pH=7；最后用95％的乙醇洗，流量速度为4BV／h，再用蒸馏水洗涤至无醇味，备用。以下实施例中的大孔树脂的装填量为溶胀后的大孔树脂的装填量。

实施例1

将50g红薯叶粉碎，放入单口烧瓶中，加入纤维素酶2g和水500mL加热至60℃恒温1.5h，升温至100℃灭酶10min，浓缩至总药液量的10％，冷却至4℃保存待用；药液倒入100mLS-8大孔树脂柱吸附富集，流速控制在2mL／min；用3BV量60％(V／V)的乙醇洗脱，流速控制在2mL／min，洗脱液流出0.9BV后，开始收集洗脱液；减压浓缩洗脱液至浸膏，温度≤50℃，干燥得绿原酸2.33mg，含量为94.8％。

实施例2

将50g红薯叶粉碎，放入单口烧瓶中，加入纤维素酶2g和水500mL加热60℃恒温1.5h，升温至100℃灭酶10min，浓缩至总药液量的10％，冷却至4℃保存待用；药液倒入100mL D101大孔树脂柱吸附富集，流速控制在2mL／min；用3BV量60％(V／V)的乙醇洗脱，流速控制在2mL／min，洗脱液流出0.9BV后，开始收集洗脱液；减压浓缩洗脱液至浸膏，温度≤50℃，干燥得绿原酸2.96mg，含量为93.1％。

实施例3

将50g红薯叶粉碎，放入单口烧瓶中，加入纤维素酶2g和水500mL加热60℃恒温1.5h，升温至100℃灭酶10min，浓缩至总药液量的10％，冷却至4℃保存待用；药液倒入100mL D101大孔树脂柱吸附富集，流速控制在2mL／min；用3BV量70％(V／V)的乙醇洗脱，流速控制在3mL／min，洗脱液流出0.8BV后，开始收集洗脱液；减压浓缩洗脱液至浸膏，温度≤50℃，干燥得绿原酸2.62mg，含量为95.7％。

实施例4

将50g红薯叶粉碎，放入单口烧瓶中，加入纤维素酶2g和水500mL加热60℃恒温1.5h，升温至100℃灭酶10min，浓缩至总药液量的10％，冷却至4℃保存待用；药液倒入100mL D101大孔树脂柱吸附富集，流速控制在2mL／min；用3BV量70％(V／V)的乙醇洗脱，流速控制在2mL／min，洗脱液流出0.8BV后，开始收集洗脱液；减压浓缩洗脱液至浸膏，温度≤50℃，干燥得绿原酸2.96mg，含量为95.1％。

实施例5

将1.5kg红薯叶粉碎，放入提取罐中，加入纤维素酶60g和水15L加热60℃恒温1.5h，升温至100℃灭酶10min，浓缩至总药液量的10％，冷却至4℃保存待用；药液倒入1000mL D101大孔树脂柱吸附富集，流速控制在2mL／min；用3BV量70％(V／V)的乙醇洗脱，流速控制在2mL／min，洗脱液流出0.8BV后，开始收集洗脱液；减压浓缩洗脱液至浸膏，温度≤50℃，干燥得绿原酸73.5mg，含量为92.4％。

静态吸附实验

将预处理过的树脂S-8、NKA-9、AB-8、D101、SP825，分别称取相等的质量5g，置于5个锥形瓶中，配制起始浓度为0.0302mg／mL的绿原酸纯品溶液，与树脂混合、浸泡，并于恒温30℃水浴震荡器中震荡1h，检测液体中没有被树脂吸附的绿原酸量，数据如表1所示。

表1不同时间静态吸附数据

根据实验数据通过计算可知，S-8型树脂吸附率最好，达到96.69％，D101次之，为82.12％，NKA-9吸附率最小，为71.19％。但由于在之后的洗脱过程中，S-8型树脂的洗脱率较其他型号树脂的洗脱率低，故优选使用D101型树脂，其优点为价格便宜吸附性较强。

动态吸附实验

取预处理后的D101树脂8mL，利用湿法装柱装入玻璃柱中。红薯叶提取浓缩液中绿原酸初始浓度C₀=0.0813mg／mL，从玻璃柱上端倒入，进行动态吸附，将流速控制在2mL／min，每隔2min检测一次树脂上绿原酸的浓度，数据如图1所示，根据动态吸附曲线图可知，D101型树脂在32min时就可达到吸附饱和状态。根据以下公式计算，

吸附量：Qe=(Co-Ce)V／M

式中：Co---绿原酸初始浓度(mg／mL)

Ce---吸附后剩余浓度，(柱子下面收集的绿原酸)(mg／mL)

V---溶液体积(mL)

M---树脂的质量(g)

可以得出：8mL树脂吸附绿原酸2.7642mg，1mL树脂吸附绿原酸0.3455mg，饱和时间约为34min，适合工业生产。

洗脱实验

当上述实验中动态吸附饱和后，用含量为45％的乙醇溶液进行洗脱，流速控制在2mL／min，每隔1min检测一次洗脱液浓度，实验数据如图2所示。约用2.6BV完成洗脱，洗脱后收集洗脱液约21mL，浓度为0.1203mg／mL，即：洗脱回收绿原酸(m_e)约2.5263mg，洗脱率为91.39％。

Claims

1.一种从红薯叶中提取绿原酸的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)绿原酸药液的提取：将红薯叶粉碎，放入提取罐中，加入纤维素酶和水，其中水、红薯叶、纤维素酶的质量比为(10～15):1:(0.02～0.05)；加热至60℃恒温1.5～2h，升温至100℃灭酶10min，过滤浓缩至总药液量的10～20％，冷却至2～4℃保存待用；

2)大孔树脂吸附：药液上大孔树脂柱吸附富集，所用大孔树脂的孔径为比表面积为100～1000m²/g，药液流速控制在2～5mL/min；

3)洗柱：用2～3BV量45～70％(V/V)的乙醇洗脱，流速控制在2～5mL/min，洗脱液流出0.8～0.9BV后，开始收集洗脱液；

4)浓缩干燥：浓缩洗脱液至浸膏，干燥得绿原酸。

2.根据权利要求1所述的从红薯叶中提取绿原酸的方法，其特征在于，所述步骤1)中将红薯叶粉碎至24目。

3.根据权利要求1或2所述的从红薯叶中提取绿原酸的方法，其特征在于，所述大孔树脂为S-8型、NKA-9型、AB-8型、D101型或SP825型。

4.根据权利要求3所述的从红薯叶中提取绿原酸的方法，其特征在于，所述大孔树脂S-8型或D101型。

5.根据权利要求1或2所述的从红薯叶中提取绿原酸的方法，其特征在于，所述大孔树脂在使用之前需要进行预处理，预处理方法为：将大孔树脂用清水洗涤数次，去掉上层碎屑；采用湿法装柱装入玻璃柱中用去离子水洗涤数次后，用95％乙醇浸泡24h使其充分的溶胀，用蒸馏水洗涤至无醇味；接着用pH＝1～2的盐酸溶液洗，流量速度为4BV/h，再用蒸馏水洗涤至pH＝7；然后用pH＝12～13的氢氧化钠溶液洗，流量速度为4BV/h，再用蒸馏水洗涤至pH＝7；最后用95％的乙醇洗，流量速度为4BV/h，再用蒸馏水洗涤至无醇味。

6.根据权利要求1所述的从红薯叶中提取绿原酸的方法，其特征在于，所述大孔树脂柱的直径为Φ2～5cm。

7.根据权利要求1或2所述的从红薯叶中提取绿原酸的方法，其特征在于，所述步骤4)减压浓缩洗脱液，温度≤50℃。

8.根据权利要求1所述的从红薯叶中提取绿原酸的方法，其特征在于，使用后的大孔树脂通过以下方式再生回收再利用：先用pH＝1～2的盐酸溶液洗，流量速度为4BV/h，然后用蒸馏水洗涤至pH＝7；再用pH＝12～13的氢氧化钠溶液洗，流量速度为4BV/h，处理后的树脂可以再次吸附绿原酸药液。