CN104418741A - 一种从菊芋叶片中提取纯化绿原酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从菊芋叶片中提取纯化绿原酸的方法。本发明以菊芋叶为原料，经加热回流或超声提取，固液分离后得绿原酸提取液，再经膜分离和膜浓缩后过大孔树脂柱，流加洗杂液洗杂，用洗脱液洗脱至高效液相色谱（HPLC）检测无绿原酸流出，并收集洗脱液，洗脱液减压浓缩，经活性炭脱色，再经喷雾干燥后得绿原酸纯度为94%以上的高纯度绿原酸。该方法不仅样品处理量大，操作简单，适用于工业化生产，而且弥补了金银花等中药资源作为绿原酸提取原料的不足，变废为宝，为提取绿原酸提供一个新的来源，具有较好的经济效益、社会效益和环境效益。

Description

一种从菊芋叶片中提取纯化绿原酸的方法
技术领域
本发明涉及提取纯化绿原酸的方法，具体地说是一种从菊芋叶片中提取纯化绿原酸的方法。
背景技术
菊芋（Helianthus tuberosus L.）俗称洋姜、鬼子姜。原产于北美，为菊科向日葵属的多年生草本植物。因为菊芋环境适应性强，具有耐寒耐旱、抗风沙、繁殖能力极强、种植管理简便等特点，可以在滩边、荒漠等地区种植，是一种可以用于改善土地沙漠化，盐碱化的经济植物，对菊芋进行广泛种植并开展综合开发利用对改善生态环境，增加我国北部地区农村经济收入具有重要价值（刘丹梅等，菊芋的生态功能研究,2009(10):140-142）。
当前人们对菊芋的研究和利用主要针对其地下块茎，菊芋块茎富含菊粉、氨基酸、高蛋白成分和一系列酚酸类化合物（袁晓艳等，菊芋叶中绿原酸提取工艺研究，2008），可以作为食品和饲料使用。相对菊芋块茎而言，菊芋叶片研究和利用较少，菊芋叶除了作饲料以外更多的则被废弃，造成了资源的大量浪费。菊芋叶中含有大量的生物活性物质，绿原酸是其中一种最为重要的化学成分之一（袁晓艳等，高效液相色谱-质谱法分析菊芋叶中的绿原酸类化合物,2008,26（3）：335-338）。绿原酸具有抗菌、抗病毒、抗诱变、保肝、利胆等多种药用功能，应用非常广泛，主要为医药、日用化工和食品等行业（王茜等，杜仲叶中绿原酸提取分离工艺条件的研究，2008,24(1):73-80）。
目前，国内主要以金银花、杜仲等高价药用资源为原料提取绿原酸，原料有限，价格昂贵，因此亟需寻找提取绿原酸的替代来源。中国专利200710098997.9和200810244181.7分别从紫茎泽兰和一枝黄花中提取分离绿原酸，但紫茎泽兰和一枝黄花环境侵染力强，易于对生态环境造成破坏。中国专利201210531489.6从烟草中提取分离绿原酸，但烟草中含有多种有害物质，其安全性得不到保障。菊芋作为被联合国粮农组织官员称为“21世纪人畜共用作物”的植物，不仅安全可靠，对环境无污染，而且菊芋中绿原酸的含量较高约为0.5%-5.0%。因此，从菊芋叶中提取纯化绿原酸可以带来更好的经济效益、环境效益和社会效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从菊芋叶片中提取纯化绿原酸的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种从菊芋叶片中提取纯化绿原酸的方法：
1）加热提取：以菊芋叶粗粉为原料，将原料与溶剂按1：5-1：20（W/V）的比例混合，而后于40-100℃下回流提取两次，每次1-6小时，冷却至室温，经固液分离后得绿原酸提取液；
2）膜分离和膜浓缩：将步骤1）中得到的绿原酸提取液先通过截留分子量1000的超滤膜，收集透过液，再用截留分子量200的纳滤膜将提取液浓缩至原体积的10%，收集浓缩液；
3）大孔树脂富集纯化：将步骤2）中得到的浓缩液通过大孔树脂柱，动态吸附至饱和，用pH=5-6的盐酸水溶液以5-10BV/h的流速淋洗上述大孔树脂柱至流出液无色，再用体积分数为40%-80%的乙醇以5-10BV/h的流速进行洗脱，收集乙醇洗脱液直至无绿原酸流出，将收集所得洗脱液减压浓缩至膏状；
4）活性炭脱色：将步骤3)中所得的浸膏用水溶解，其中料液按质量体积比为1：10（g/mL）的比例溶解，在每1mL水溶解液中加入30-60mg活性炭，室温下搅拌脱色10-50min，过滤，收集滤液后得纯度为94%以上的高纯度绿原酸。
所述菊芋叶粗粉为将新鲜菊芋叶片置于阴凉通风处，阴干，粉碎至可通过10-200目标准筛，待用。
所述溶剂为体积分数为10%-100%的甲醇或乙醇水溶液。
步骤3）的大孔树脂为符合药用要求的极性或中极性大孔吸附树脂。
所述步骤3）的大孔树脂为ADS-7型、HPD-600型、NKA-2型、ADS-17型或DM130型大孔吸附树脂中的一种。
所述步骤4）中洗脱收集绿原酸后的大孔树脂柱经再生液再生后可重复利用，进而达到连续操作的目的。
所述再生液为无水乙醇。
所述活性炭为10-60目的食品脱色精制专用活性炭。
本发明有益效果在于：
1.本发明以菊芋叶为提取原料，变废为宝，扩大绿原酸的原料来源，可获得更好的经济效益、社会效益和环境效益。
2.本发明采用膜分离浓缩技术，除去大分子杂质，减小了后续工作的难度。
3.本发明以大孔树脂作为富集纯化材料，吸附速率快，吸附容量大，选择性好，操作简单，适合绿原酸的分离纯化。另外，洗脱剂和再生剂均可回收重复利用，降低了生产成本。
4.本发明采用活性炭脱色技术，大大缩短了后处理时间。
5.本发明提取过程操作方法简单，控制参数少，效率高，适用于工业化生产。
附图说明
图1为本发明提取纯化绿原酸的工艺流程图。
具体实施方式
以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明不限于此。
本发明所述菊芋叶粗粉为将新鲜菊芋叶片置于阴凉通风处，阴干，粉碎至可通过10-200目标准筛，待用。
本发明所述实施例中，绿原酸的纯度采用高效液相色谱法进行检测，所用色谱柱为Hypersil BDS C-18（4.6mm×250mm，5μm)，检测波长为327nm，流动相A为0.1%三氟乙酸水溶液，B为乙腈，流速为1mL/min，进样量为10μL，梯度洗脱程序如表1。
表1 HPLC梯度洗脱程序
实施例1
准确称取上述100g菊芋叶粗粉装入提取器中，加入500mL体积分数为10%的甲醇水溶液，100℃下加热回流提取两次，每次1h。过滤，合并提取液。将提取液先通过截留分子量为1000的中空纤维超滤膜除去大分子杂质，再用截留分子量为200的纳滤膜将提取液浓缩至原体积分数的10%。浓缩液以5BV/h的流速上ADS-7型大孔树脂柱，动态吸附饱和后，先用pH=5-6的盐酸水溶液以5BV/h的流速淋洗大孔树脂柱至流出液无色，再用体积分数为40%的乙醇以5BV/h的流速进行洗脱，收集乙醇洗脱液，减压浓缩至膏状，而后浸膏用水溶解，其中料液按质量体积比为1：10（g/mL）的比例溶解，在每1mL水溶解液中加入30mg活性炭，室温下搅拌脱色10min，过滤，收集滤液，喷雾干燥后，经HPLC分析，得2.71g纯度为94.4%的高纯度绿原酸。
实施例2
准确称取500g菊芋叶粗粉装入提取器中，加入3000mL体积分数为30%的乙醇水溶液，80℃下加热回流提取两次，每次2.5h。过滤，合并提取液。将提取液先通过截留分子量为1000的中空纤维超滤膜除去大分子杂质，再用截留分子量为200的纳滤膜将提取液浓缩至原体积分数的10%。浓缩液以4BV/h的流速上DM130型大孔树脂柱，动态吸附饱和后，先用pH=5-6的盐酸水溶液以4BV/h的流速淋洗大孔树脂柱至流出液无色，再用体积分数为60%的乙醇以6BV/h的流速进行洗脱，收集乙醇洗脱液，减压浓缩至膏状，而后浸膏用水溶解，其中料液按质量体积比为1：10（g/mL）的比例溶解，在每1mL水溶解液中加入40mg活性炭，室温下搅拌脱色20min，过滤，收集滤液，喷雾干燥后，经HPLC分析，得13.6g纯度为94.2%的高纯度绿原酸。
实施例3
准确称取1000g菊芋叶粗粉装入提取器中，加入8000mL体积分数为60%的乙醇水溶液，50℃下加热回流提取两次，每次3h。过滤，合并提取液。将提取液先通过截留分子量为1000的中空纤维超滤膜除去大分子杂质，再用截留分子量为200的纳滤膜将提取液浓缩至原体积分数的10%。浓缩液以3BV/h的流速上HPD-600型大孔树脂柱，动态吸附饱和后，先用pH=5-6的盐酸水溶液以3BV/h的流速淋洗大孔树脂柱至流出液无色，再用体积分数为60%的乙醇以8BV/h的流速进行洗脱，收集乙醇洗脱液，减压浓缩至膏状，而后浸膏用水溶解，其中料液按质量体积比为1：10（g/mL）的比例溶解，在每1mL水溶解液中加入45mg活性炭，室温下搅拌脱色30min，过滤，收集滤液，喷雾干燥后,经HPLC分析，得28.5g纯度为95.6%的高纯度绿原酸。
实施例4
准确称取2000g菊芋叶粗粉装入提取器中，加入18000mL体积分数为70%的甲醇水溶液，60℃下加热回流提取两次，每次4.5h。过滤，合并提取液。将提取液先通过截留分子量为1000的中空纤维超滤膜除去大分子杂质，再用截留分子量为200的纳滤膜将提取液浓缩至原体积分数的10%。浓缩液以2BV/h的流速上NKA-2型大孔树脂柱，动态吸附饱和后，先用pH=5-6的盐酸水溶液以7BV/h的流速淋洗大孔树脂柱至流出液无色，再用体积分数为40%的乙醇以8BV/h的流速进行洗脱，收集乙醇洗脱液，减压浓缩至膏状，而后浸膏用水溶解，其中料液按质量体积比为1：10（g/mL）的比例溶解，在每1mL水溶解液中加入50mg活性炭，室温下搅拌脱色40min，过滤，收集滤液，喷雾干燥后，经HPLC分析，得57.2g纯度为94.5%的高纯度绿原酸。
实施例5
准确称取5000g菊芋叶粗粉装入提取器中，加入50000mL体积分数为90%的甲醇水溶液，40℃下加热回流提取两次，每次6h。过滤，合并提取液。将提取液先通过截留分子量为1000的中空纤维超滤膜除去大分子杂质，再用截留分子量为200的纳滤膜将提取液浓缩至原体积分数的10%。浓缩液以1BV/h的流速上ADS-17型大孔树脂柱，动态吸附饱和后，先用pH=5-6的盐酸水溶液以10BV/h的流速淋洗大孔树脂柱至流出液无色，再用体积分数为20%的乙醇以7BV/h的流速进行洗脱，收集乙醇洗脱液，减压浓缩至膏状，而后浸膏用水溶解，其中料液按质量体积比为1：10（g/mL）的比例溶解，在每1mL水溶解液中加入60mg活性炭，室温下搅拌脱色50min，过滤，收集滤液，喷雾干燥后，经HPLC分析，得143.8g纯度为95.3%的高纯度绿原酸。
实施例6
如实施例1所述，所不同的是同时进行6组实验，并且将上一组实验的解吸液和再生液回收溶剂后作为下一组实验的洗脱剂和再生剂使用，研究洗脱剂和再生剂的重复利用性，所得绿原酸的洗脱率和再生剂用量结果如表2所示。
表2 洗脱剂和再生剂的可重复利用性

Claims (8)

1.一种从菊芋叶片中提取纯化绿原酸的方法，其特征在于：
1）加热提取：以菊芋叶粗粉为原料，将原料与溶剂按1：5-1：20（W/V）的比例混合，而后于40-100℃下回流提取两次，每次1-6小时，冷却至室温，经固液分离后得绿原酸提取液；
2）膜分离和膜浓缩：将步骤1）中得到的绿原酸提取液先通过截留分子量1000的超滤膜，收集透过液，再用截留分子量200的纳滤膜将提取液浓缩至原体积的10%，收集浓缩液；
3）大孔树脂富集纯化：将步骤2）中得到的浓缩液通过大孔树脂柱，动态吸附至饱和，用pH=5-6的盐酸水溶液以5-10BV/h的流速淋洗上述大孔树脂柱至流出液无色，再用体积分数为40%-80%的乙醇以5-10BV/h的流速进行洗脱，收集乙醇洗脱液直至无绿原酸流出，将收集所得洗脱液减压浓缩至膏状；
4）活性炭脱色：将步骤3)中所得的浸膏用水溶解，在每1mL水溶液中加入30-60mg活性炭，室温下搅拌脱色10-50min，过滤，收集滤液后得纯度为94%以上的高纯度绿原酸。
2.按权利要求1所述的从菊芋叶片中提取纯化绿原酸的方法，其特征在于：
所述菊芋叶粗粉为将新鲜菊芋叶片置于阴凉通风处，阴干，粉碎至可通过10-200目标准筛，待用。
3.按权利要求1所述的从菊芋叶片中提取纯化绿原酸的方法，其特征在于：所述溶剂为体积分数为10%-100%的甲醇或乙醇水溶液。
4.按权利要求1所述的从菊芋叶片中提取纯化绿原酸的方法，其特征在于：步骤3）的大孔树脂为符合药用要求的极性或中极性大孔吸附树脂。
5.按权利要求4所述的从菊芋叶片中提取纯化绿原酸的方法，其特征在于：所述步骤3）的大孔树脂为ADS-7型、HPD-600型、NKA-2型、ADS-17型或DM130型大孔吸附树脂中的一种。
6.按权利要求1所述的从菊芋叶片中提取纯化绿原酸的方法，其特征在于：所述步骤4）中洗脱收集绿原酸后的大孔树脂柱经再生液再生后可重复利用，进而达到连续操作的目的。
7.按权利要求1所述的从菊芋叶片中提取纯化绿原酸的方法，其特征在于：所述再生液为无水乙醇。
8.按权利要求1所述的从菊芋叶片中提取纯化绿原酸的方法，其特征在于：所述活性炭为10-60目的食品脱色精制专用活性炭。
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