一种分离纯化锁阳黄酮的方法
技术领域
本发明属于天然产物分离纯化技术领域,具体涉及一种锁阳黄酮的分离方法。
背景技术
锁阳为锁阳科(Cynomoraceae)植物锁阳(Cynomorium Songaricum Rupr.)的干燥肉质茎,又名“不老药”、“金不换”、“沙漠人参”等。植物锁阳主要分布于内蒙古、宁夏、新疆、甘肃、青海等西北地区。锁阳味甘、性温,具有补肾、助阳、益精、润肠之功效,中医常用于治疗肾阳不足、精血亏虚、腰膝萎软、阳痿滑精、肠燥便秘等症。现代药理学研究表明,锁阳具有提高机体免疫力、清除自由基、抑制人体免疫缺陷病毒(HIV)、抑制血小板聚集等多种药理活性。
锁阳中含有丰富的黄酮类化合物,黄酮类化合物具有清除自由基、抗氧化、抗癌、抗菌等多种生理活性及药理作用,且无毒无害,对治疗和预防肿瘤、心血管病等疾病的有显著的效果,对延缓人体的衰老有重要意义,因此锁阳黄酮成为近年来研究、开发和利用的热点。据文献调研,目前关于锁阳黄酮的研究主要集中于锁阳黄酮的提取方法,而对于锁阳黄酮分离纯化工艺的系统研究较少。目前采用的锁阳黄酮分离纯化工艺普遍存在提取率低、锁阳总黄酮的含量低、不易工业化等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锁阳黄酮的分离方法,能够高效的从锁阳中分离锁阳黄酮,从而弥补现有技术的不足。
申请人在研究中发现,锁阳中除了锁阳黄酮外,还有大量的淀粉、鞣质和蛋白质等。这些成分一方面影响在提取过程中锁阳黄酮的溶出,从而导致锁阳黄酮提取率的降低;另一方面,鞣质等水溶性杂质大量溶于提取液中,导致锁阳黄酮分离纯化困难,纯度降低。本发明首先利用混合酶将锁阳的细胞壁、淀粉和蛋白类化合物水解,使锁阳黄酮充分分散在提取溶剂体系内;然后利用石灰水增加黄酮类物质的溶解性,使一些鞣质和水溶性杂质生成钙盐沉淀;最后将混合大孔吸附树脂(MAR)模拟移动床应用于锁阳黄酮的分离。
本发明的方法,包括有如下的步骤:
1)将锁阳粉碎,将纤维素酶和α-淀粉酶的复合酶水溶液加入到粉碎的锁阳中进行提取;所述的复合酶水溶液的pH值为5.0,提取温度为55℃;
2)向步骤1)的提取液中加入生石灰,至提取液有的pH值为11,在90~95℃提取2h,然后调节pH为8~9,放置4h后弃去沉淀,对上清液减压浓缩后,用盐酸调节pH为5~7;
3)向步骤2)的pH为5~7的上清液中加入乙醇进行沉淀,静置24h后过滤,弃去沉淀,得到上清液;
4)将步骤3)的上清液减压浓缩,然后加入到混合MAR模拟移动床进行吸附,流速为5~10BV/h(柱体积,简称BV),弃去吸附残液;吸附结束后,用10~40BV的水进行清洗,流速为5~10BV/h,弃去清洗液;
5)用10~40BV的洗脱液进行洗脱,流速为5~10BV/h,收集洗脱液,将洗脱液减压浓缩、干燥后得到锁阳黄酮产品。
上述步骤1)中纤维素酶用量为5~15U/g,α-淀粉酶用量为50~100U/g,以锁阳的量作为基准;
上述步骤4)中混合MAR模拟移动床中包含有2~4根MAR柱;每根MAR柱之间即可串联也可并联,其中至少有2根MAR柱串联,MAR柱径高比为1:4~1:12。所用MAR柱使用XDA-8、AB-8、D101、LSA-21中的一种或几种以不同比例混合的树脂;
为了获得更好的分离效果,上述步骤4)中的大孔吸附树脂为混合树脂,其中XDA-8:AB-8:LSA-21的质量比为5:1:1;
上述步骤4)中的洗脱液为70~80%的乙醇;
上述步骤5)的干燥方法为喷雾干燥、低温冷冻干燥、微波干燥、真空干燥、鼓风干燥中的一种或几种。
本发明的的方法所得的锁阳黄酮的提取率大于90%,纯度均达到90%以上,而且在生产过程中使用绿色溶剂,成本低、效率高、环境友好、工艺路线简单,可为药物、保健品或食品等提供高纯度的锁阳黄酮,便于锁阳类产品的工业化生产
具体实施方式
本发明方法对锁阳黄酮的提取率大于90%,提取纯化的锁阳黄酮纯度均达到90%以上,可用作提高免疫力、缓解体力疲劳、抗氧化、抗衰老、提高缺氧耐受力、祛痤疮、祛黄褐斑、改善皮肤水份类药物、保健食品原料或新食品原料。
下面对本发明所涉及的锁阳总黄酮的检测方法记录如下:
A.1方法提要
利用紫外-可见光谱法测定锁阳黄酮提取物中总黄酮的含量,采用Al(NO3)3-NaNO2-NaOH络合体系进行显色。锁阳黄酮提取物以Al(NO3)3-NaNO2-NaOH体系显色后于500nm处可测得总黄酮的吸光度。A.2仪器
A.2.1紫外-可见分光光度计
A.2.2分析天平(分度值0.0001g)
A.3试剂
A.3.1三氯化铝、亚硝酸钠、氢氧化钠:分析纯
A.3.2水:去离子水或二次蒸馏水
A.3.3乙醇:分析纯
A.3.4芦丁对照品
A.4芦丁对照品溶液的制备
取芦丁对照品约20mg,精密称定,置于100mL容量瓶中,加60%乙醇适量,超声处理使之溶解,放置至室温,加60%乙醇至刻度,摇匀,即得芦丁对照品储备液。
A.5标准曲线的制作
分别精密量取芦丁对照品储备液0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0ml置于25mL容量瓶中,用30%乙醇补足至6ml,加5%NaNO21ml,静置6min,然后加入10%AlNO31ml,静置6min,最后加入4%NaOH 10ml,30%乙醇定容后静置15min,并在500nm下测定吸光度,以芦丁对照品溶液浓度(x,mg/mL)为横坐标,吸光度(y)为纵坐标绘制标准曲线,得线性回归方程y=k1x+b1。
A.6供试品溶液的制备
取本品约100mg,精密称定,置25ml容量瓶中,加60%乙醇适量,超声处理使之溶解,放置至室温,加60%乙醇至25ml,摇匀,即得置于25ml供试品储备液。
A.7测定方法
精密量取2mL供试品储备液,置25ml容量瓶中,照标准曲线制备项下的方法,自“用30%乙醇补足至6ml”起依法测定,吸光度记为A1。
A.8锁阳黄酮含量的计算
具体公式如下:
式中A1为Al(NO3)3-NaNO2-NaOH显色法测得的总黄酮吸光度值,控制在0.2~0.8范围内,如果吸光度超过此范围,则可通过稀释样品溶液来控制,n为样品溶液的稀释倍数。k1和b1分别为AlCl3显色法标准曲线的斜率和截距,W为样品中锁阳黄酮的质量分数(%),m为样品的称样量(mg)。
下面结合具体实施例对本发明进行详细的描述
实施例1:
1)取100g锁阳,粉碎成黄豆粒大小的颗粒,以纤维素酶和α-淀粉酶的复合酶水溶液为提取溶剂,其中纤维素酶用量为5U/g(锁阳),α-淀粉酶用量为50U/g(锁阳),提取两次。第一次加所取锁阳量的10倍量的溶剂,第二次加所取锁阳量的8倍量的溶剂,酶解时间均为1h,酶解温度为55℃,PH值为5.0,合并提取液;
2)向上述提取液中加入生石灰,加热搅拌,调节PH值为11,95℃放置2h,然后用HCl调节PH值9,放置4h弃去沉淀,减压浓缩至相对密度为1.10(25℃),然后加HCl调节PH值为6.0,得到锁阳黄酮粗提取物;
3)向上述溶液中加乙醇调成体积百分比70%醇浓度,静置24h,过滤弃去沉淀,得到上清液;
4)将上述上清液减压浓缩至0.5mg/mL,分别称取0.1kg XDA-8,0.02kg AB-8,0.02kg LSA-21型大孔吸附树脂在水溶液中均匀混合,湿法装入两根内径5cm、柱高40cm串联的不锈钢柱中,利用泵将锁阳提取液由下端泵入大孔树脂混合柱中进行反复吸附5次,流速为10BV/h,弃去吸附残液;吸附结束后,用20BV的水进行洗脱,流速为10BV/h,弃去水洗脱液;
5)用20BV的70%的乙醇洗脱,流速为10BV/h,收集洗脱液,将洗脱液减压浓缩、喷雾干燥后得到锁阳黄酮产品。
本发明的方法在第2)步讲锁阳黄酮的提取物干燥后,按照锁阳黄酮的检测方法对其进行检测,最终测得提取物中总黄酮的含量为9.35%,锁阳总黄酮提取物干燥后的重量为51.96g,按此计算,所得锁阳总黄酮的量为4.86g。。而按照传统的提取方法对锁阳黄酮进行提取(取100g锁阳,粉碎成黄豆粒大小的颗粒,以水为提取溶剂提取三次,第一次加1L,提取2h,第二次和第三次加0.8L,提取2h,合并提取液,减压浓缩至相对密度为1.10(25℃),得到锁阳黄酮的提取物。将锁阳黄酮干燥后,按照锁阳总黄酮的检测方法对其进行检测,最终测得提取物中总黄酮的含量为8.72%,锁阳总黄酮提取物干燥后的重量为35.22g,按此计算,所得锁阳总黄酮的量为3.07g。结果表明本发明使用纤维素酶和α-淀粉酶来处理锁阳后,获得的提取物中黄酮的量是传统的提取方法所得黄酮量的1.58倍,因此本发明对锁阳黄酮有较高的提取率。
从步骤2制备的锁阳黄酮粗提取物选用步骤3-5处理后,测得最终锁阳总黄酮产品中黄酮含量为98.7%,锁阳总黄酮提取物干燥后的重量为4.79g,相比步骤2中锁阳黄酮的转移率为97.3%,因此,利用本发明的分离方法总黄酮的纯度可以提高到十倍以上,锁阳黄酮的损失只有2.7%。
实施例2:
1)取12kg锁阳,粉碎成黄豆粒大小的颗粒,以纤维素酶和α-淀粉酶的复合酶水溶液为提取溶剂,纤维素酶用量为7U/g(锁阳),α-淀粉酶用量为60U/g(锁阳),提取两次,合并提取液。第一次加所取锁阳量的10倍量的溶剂,第二次加所取锁阳量的8倍量的溶剂,酶解时间均为1h,酶解温度为55℃,PH值为5.0;
2)向提取液中加入生石灰,加热搅拌,调节PH值为11,93℃放置2h,然后用HCl调节PH值8.5,放置4h,弃去沉淀,减压浓缩至相对密度为1.15(25℃),然后加HCl调节PH值为6.0;
3)向上述溶液中加乙醇调成体积百分比70%醇浓度,静置24h,过滤弃去沉淀,得到上清液;
4)将上述上清液减压浓缩至0.5mg/mL,称取10kg XDA-8,2kg AB-8,2kg LSA-21型大孔吸附树脂在水溶液中均匀混合,湿法装入四根内径30cm、柱高300cm的不锈钢柱中,两组柱子分别串联后与其它一组柱子并联,利用泵将锁阳提取液由下端泵入大孔树脂混合柱中进行反复吸附5次,流速为5BV/h,弃去吸附残液;吸附结束后,用40BV的水进行洗脱,流速为5BV/h,弃去水洗脱液;
5)用20BV的70%的乙醇洗脱,流速为10BV/h,收集洗脱液,将洗脱液减压浓缩、喷雾干燥后得到锁阳黄酮产品。
按照锁阳总黄酮的检测方法对其进行检测,测得总黄酮含量为96.2%,总黄酮的转移率为95.3%。
实施例3:
1)取30kg锁阳,粉碎成黄豆粒大小的颗粒,以纤维素酶和α-淀粉酶的复合酶水溶液为提取溶剂,纤维素酶用量为10U/g(锁阳),α-淀粉酶用量为90U/g(锁阳),提取两次,合并提取液。第一次加所取锁阳量的10倍量的溶剂,第二次加所取锁阳量的8倍量的溶剂,酶解时间均为1h,酶解温度为55℃,PH值为5.0;
2)向提取液中加入生石灰,加热搅拌,调节PH值为11,95℃放置2h,然后用HCl调节PH值9,放置4h,弃去沉淀,减压浓缩至相对密度为1.2(25℃),然后加HCl调节PH值为7.0;
3)向上述溶液中加乙醇调成体积百分比70%醇浓度,静置24h,过滤弃去沉淀,得到上清液;
4)将上清液减压浓缩至0.5mg/mL(该浓度按原药材计)。称取25kg XDA-8,5kg AB-8,5kg LSA-21型大孔吸附树脂在水溶液中均匀混合,湿法装入两根内径30cm、柱高360cm的串联不锈钢柱中,利用泵将锁阳提取液由上端泵入大孔树脂混合柱中进行反复吸附5次,流速为10BV/h,弃去吸附残液;吸附结束后,用20BV的水进行洗脱,流速为10BV/h,弃去水洗脱液;
5)用20BV的75%的乙醇洗脱,流速为10BV/h,收集洗脱液,将洗脱液减压浓缩、微波干燥后得到锁阳黄酮产品。
按照锁阳总黄酮的检测方法对其进行检测,测得总黄酮含量为97.4%,总黄酮的转移率为94.6%。
实施例4:
1)取100g锁阳,粉碎成黄豆粒大小的颗粒,以纤维素酶和α-淀粉酶的复合酶水溶液为提取溶剂,纤维素酶用量为5U/g(锁阳),α-淀粉酶用量为50U/g(锁阳),提取两次,合并提取液。第一次加所取锁阳量的10倍量的溶剂,第二次加所取锁阳量的8倍量的溶剂,酶解时间均为1h,酶解温度为55℃,PH值为5.0;
2)向提取液中加入生石灰,加热搅拌,调节PH值为11,95℃放置2h,然后用HCl调节PH值9,放置4h,弃去沉淀,减压浓缩至相对密度为1.10(25℃),然后加HCl调节PH值为6.0;
3)向上述溶液中加乙醇调成体积百分比70%醇浓度,静置24h,过滤弃去沉淀,得到上清液;
4)将上述上清液减压浓缩至0.5mg/mL(该浓度按原药材计)。按照最佳混合树脂的比例分别称取0.14kg AB-8型大孔吸附树脂在水溶液中均匀混合,湿法装入内径10cm、柱高80cm的不锈钢柱中,利用泵将锁阳提取液由下端泵入大孔树脂混合柱中进行反复吸附5次,流速为10BV/h,弃去吸附残液;吸附结束后,用20BV的水进行洗脱,流速为10BV/h,弃去水洗脱液;
5)用20BV的80%的乙醇洗脱,流速为10BV/h,收集洗脱液,将洗脱液减压浓缩、喷雾干燥后得到锁阳黄酮产品。
本实施例中的大孔吸附树脂的型号为单一的AB-8型,而且是用一根树脂柱进行分离的,按照锁阳黄酮的检测方法对其进行检测,测得黄酮含量为75.3%,总黄酮的转移率为64.3%,锁阳黄酮含量和转移率均小于实施例1。一方面是由于锁阳黄酮是几类黄酮的混合物,由于各类黄酮的功能团不同,因此需要含有不同官能团类型和比例的混合树脂对其进行分离。此外,采用串联树脂对样品进行吸附,在样品吸附的过程中,一根树脂柱的上样过程是从顶部到底部,一根树脂的上样过程是从底部到顶部,属于逆流吸附,更有利于对锁阳黄酮的选择性吸附。
本发明中所得的锁阳黄酮还可以作为原料制成其它口服制剂,包括:片剂、胶囊剂、丸剂、颗粒剂、微囊片剂、混悬剂、滴丸、口服液体制剂等多种剂型。