CN104523462B

CN104523462B - 化妆品级葛根异黄酮的纳滤膜分离制备方法

Info

Publication number: CN104523462B
Application number: CN201410510552.7A
Authority: CN
Inventors: 刘仲华; 林勇; 李佳银; 肖文军; 张盛
Original assignee: Hunan Agricultural University
Current assignee: Hunan Agricultural University
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2016-04-13
Anticipated expiration: 2034-09-29
Also published as: CN104523462A

Abstract

本发明公开了一种利用耐溶剂纳滤膜从葛根原料中分离制备化妆品级葛根异黄酮的方法，包括如下制备步骤：（1）提取葛根原料中总异黄酮，即为葛根异黄酮粗品；（2）经大孔吸附树脂柱富集总异黄酮；（3）采用耐溶剂纳滤膜透析分离、回收乙醇以及浓缩，最后冷冻干燥得到高含量、高溶解性的葛根异黄酮精制品。本发明方法成功解决了传统工艺生产导致葛根异黄酮产品色泽深褐、常温时溶解性差以及有机溶剂残留等制约其应用于化妆品领域的一系列问题，具有极大的经济价值和社会效益。

Description

化妆品级葛根异黄酮的纳滤膜分离制备方法

技术领域

本发明属于化妆品技术领域，具体涉及一种利用耐溶剂纳滤膜技术从葛根（Puerarialobata）原料中分离制备化妆品级葛根异黄酮的方法。

背景技术

美容化妆是人类社会一个永恒的主题，化学合成成分在化妆品产业中占据了相当长的主导地位，然而其毒性、刺激性、过敏性和环境污染等问题引起了人们对合成化妆品安全性的极大担忧^[1]。回归自然、研制纯天然、无毒副作用的化妆品必将成为化妆品产业可持续性和谐发展的主题之一，目前日本化妆品市场上,含天然中草药的化妆品已占整个市场的50%以上，开发植物来源的绿色化妆品已逐步成为时代的主流^[2,3]。葛根（Puerarialobata）是藤本植物葛的块根，是中国南方一些省区的一种常食的药食同源蔬菜，其在抗衰老、抗血栓、降脂降压、增强免疫力及雌激素样作用等方面有广泛的生理活性^[4,6]。葛根中的主要有效成分葛根异黄酮（约6~12%），包括葛根素、大豆（黄豆）苷、大豆苷元等30余种，现代研究表明葛根异黄酮为双酚类化学结构,与人体分泌的雌激素在结构上相似,有弱雌激素活性,故称其为“植物雌激素”，并具有美白防晒、保湿、抗氧化和延缓皮肤衰老、预防和治疗痤疮等一系列功效，是天然化妆品的优势资源^[7-11]。然而，传统葛根异黄酮提取物的加工采用高温浸提、浓缩、干燥等工艺,导致产品活性成分部分损失，并存在粉末色泽深、常温时溶解性差等应用弊端，严重影响其在终端产品领域的深度开发。目前解决产品色变、助溶、转溶问题主要有化学（转溶）、生物（酶解）等技术途径,但在操作过程中会涉及到重金属催化、有机溶剂残留等系列问题,产业化效果不佳，致使葛根异黄酮在化妆品行业的应用上受到极大的限制^[12,13]。因此，寻求安全高效的生产工艺从而解决上述问题，促进葛根异黄酮在化妆品领域的深度利用，具有极大的应用前景和经济效益。纳滤膜介于超滤与反渗透之间，其集透析与浓缩分离为一体，能截留分子量为200~1000的小分子物质，与常规分离技术相比，浓缩纯化过程在常温下进行，无相变，无化学反应，不造成产品的分解变性，同时可脱除产品的盐分，减少产品灰分，提高产品纯度，并增加产品溶解性，最大程度保持产品原有的化学和功效活性，特别适合于多酚类等热敏性物质的分离纯化，应用于天然化妆品领域，符合“绿色原料、绿色生产”的绿色化妆品理念，具有广阔的市场前景和社会价值^[14-17]。

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发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用耐溶剂纳滤膜技术从葛根原料中分离制备化妆品级葛根异黄酮的方法，成功解决了传统工艺生产导致葛根异黄酮产品色泽加深、溶解性差以及有机溶剂残留等制约其应用于化妆品领域的一系列问题，开发天然绿色化妆品原料来源、促进葛根资源的深度开发利用。

本发明提供的技术方案是：一种利用耐溶剂纳滤膜从葛根原料中分离制备化妆品级葛根异黄酮的方法，其包括如下制备步骤：

（1）提取葛根（Puerarialobata）原料中总异黄酮：称取葛根（Puerarialobata）原料，分别加入7BV/6BV/4BV80%乙醇72～78℃回流提取2-5次，合并所有醇提取溶液，经Type-A纳滤膜透析分离、回收乙醇并浓缩至35～38°Bé，浓缩汁冷冻干燥后产品即为葛根异黄酮粗品；

（2）大孔吸附树脂柱与纳滤膜联用富集总异黄酮：以55～60℃纯水溶解所述的葛根异黄酮粗品配置成浓度为5～6%（w/v）的上柱料液，冷却至室温后过Type-A大孔吸附树脂柱分离纯化，解吸馏分，通过Type-B纳滤膜透析分离，收集透过馏分备用；

（3）将步骤（2）中的透过馏分用Type-C纳滤膜进一步透析分离、回收乙醇并浓缩至35～38°Bé，浓缩汁冷冻干燥得到高含量、常温（25℃）时高溶解性的葛根异黄酮精制品；

所述纳滤膜Type-A为耐溶剂型纳滤膜，截留分子量为：200~600Da之间，在此范围内能够有效截留葛根异黄酮类组分；Type-B为耐溶剂型纳滤膜，截留分子量为800~1000Da之间，在此范围内葛根异黄酮类组分可穿透膜管；Type-C为耐溶剂型纳滤膜，截留分子量为200~400Da之间，在此范围内能够有效截留葛根异黄酮类组分；所述大孔吸附树脂Type-A为HP20、聚酰胺或D101之一。

所述的方法，上述步骤（1）中，醇提取溶液经Type-A纳滤膜透析分离、回收乙醇以及浓缩的过程中温度38℃，压力10bar,膜通量为16.35Lm^-2h^-1。

所述的方法，上述步骤（2）中，树脂用量：50倍葛根异黄酮粗品的重量；上柱流速：1.0BV/h；静置30min后以2BV纯水洗涤；用2BV80%乙醇解吸富含葛根异黄酮馏分，解吸流速为1.0BV/h，收集80%乙醇解吸馏分，使用Type-B纳滤膜透析分离，该过程中温度20℃，压力12bar,膜通量为18.35Lm^-2h^-1。

所述的方法，上述步骤（3）中，将步骤（2）中的透过馏分用Type-C纳滤膜进一步透析分离、回收乙醇并浓缩的过程中，操作温度控制25℃，进膜压力控制在14.0bar，膜通量为21.24Lm^-2h^-1。

本发明具有以下有益效果：本发明结合膜分离原理和葛根异黄酮提取物工业化生产现状，联用柱色谱吸附分离、纳滤膜透析和浓缩技术，利用多种规格的纳滤膜在不同的操作条件下对葛根乙醇提取物进行透析分离和浓缩，从葛根原料中分离制备化妆品级葛根异黄酮，成功解决了传统工艺生产导致葛根异黄酮产品色泽加深、溶解性差以及有机溶剂残留等制约其应用于化妆品领域的一系列问题，开发了天然绿色化妆品原料来源、促进了葛根资源的深度开发利用。本发明方法联用色谱柱分离和纳滤膜透析浓缩技术，优化了产品分离纯化工艺流程，得到葛根异黄酮含量>65%(HPLC检测)，并有效提高了产品溶解性，浅化了产品粉末颜色和汤色，最大程度地保留了产品原有物化特性。而且，本发明方法简便节能，制备周期短，成本低，符合环保和安全的要求，适宜规模型工业化生产，解决了葛根异黄酮产品因颜色、溶解性和有机溶剂残留等问题而制约其应用于化妆品领域的难题，具有极大的经济价值和社会效益。

附图说明

图1本发明耐溶剂纳滤膜处理前后葛根异黄酮产品HPLC检测图谱，其中，A：葛根粗提取物产品；B：纳滤膜处理后产品。

图2传统葛根异黄酮产品和本发明耐溶剂纳滤膜处理葛根异黄酮产品图，其中，A：传统葛根异黄酮产品；B：耐溶剂纳滤膜处理葛根异黄酮产品。

图3传统葛根异黄酮产品和本发明耐溶剂纳滤膜处理葛根异黄酮产品汤色对比图（浓度为0.2%，w/v），其中A：传统葛根异黄酮产品汤色；B：耐溶剂纳滤膜处理葛根异黄酮产品汤色。

具体实施方式

下面通过具体实施方式的详细描述来进一步阐明本发明，但并不是对本发明的限制，仅仅作示例说明。

本利用纳滤膜技术从葛根原料中分离制备化妆品级葛根异黄酮的方法，包括如下步骤：

a、80%乙醇提取葛根原料中总异黄酮：称取葛根称取葛根（Puerarialobata）原料（可从市场上采购，本实施例中的葛根原料从长沙高桥药材市场购买，HPLC检测总异黄酮含量为8.40%），分别加入7BV/6BV/4BV80%乙醇75℃回流提取三次（1h/次），合并所有醇提取溶液，经Type-A纳滤膜（耐溶剂型纳滤膜，截留分子量为：200~600Da之间，在此范围内能够有效截留葛根异黄酮类组分）透析分离、回收乙醇并浓缩至37°Bé左右（该过程中温度38℃，压力10bar,膜通量为16.35Lm^-2h^-1,葛根异黄酮截留率为96.37%），浓缩汁冷冻干燥后产品即为葛根异黄酮粗品（HPLC检测葛根总异黄酮含量35.7%）。

b、经Type-A大孔吸附树脂柱（HP20、聚酰胺或D101）富集总异黄酮：以58℃纯水溶解葛根异黄酮粗品配置成浓度为5%（w/v）的上柱料液，冷却至室温后过吸附树脂柱分离纯化。树脂用量：50倍葛根异黄酮粗品的重量；上柱流速：1.0BV/h；静置30min后以2BV纯水洗涤；用2BV80%乙醇解吸富含葛根异黄酮馏分（主要含葛根素等），解吸流速均为1.0BV/h。收集80%乙醇解吸馏分，使用Type-B纳滤膜（Type-B为耐溶剂型纳滤膜，截留分子量为800~1000Da之间，在此范围内葛根异黄酮类组分可穿透膜管）透析分离（该过程中温度20℃，压力12bar,膜通量为18.35Lm^-2h^-1,葛根异黄酮截留率为3.63%），收集透过馏分备用（HPLC检测葛根总异黄酮含量51.7%）。

c、用Type-C纳滤膜（Type-C为耐溶剂型纳滤膜，截留分子量为200~400Da之间，在此范围内能够有效截留葛根异黄酮类组分）进一步透析分离、回收乙醇并浓缩至38°Bé（35～38°Bé）（操作温度控制在25℃，进膜压力控制在14.0bar，膜通量为21.24Lm^-2h^-1,葛根异黄酮截留率为94.68%），浓缩汁冷冻干燥得到高含量、高溶解性的浅色葛根异黄酮精制品（HPLC检测葛根总异黄酮含量为65.25%）。

本发明方法联用乙醇提取，柱色谱吸附分离、纳滤膜透析和浓缩技术，从葛根原料中分离制备化妆品级葛根异黄酮，优化了产品分离纯化工艺流程，得到葛根异黄酮含量>65%(HPLC检测，见表1及图1)，并有效提高了产品溶解性（在25℃时，相对传统葛根提取物，本发明中采用耐溶剂纳滤膜膜处理产品的溶解性提高了51倍，见表1），浅化了产品粉末颜色（图2）和汤色（图3），最大程度地保留了产品原本的化学与功效活性。

表1原料、传统葛根提取物、本发明产品的含量、溶解性等数据对比

Claims

1.一种利用耐溶剂纳滤膜从葛根原料中分离制备化妆品级葛根异黄酮的方法，其特征在于包括如下制备步骤：

（1）提取葛根原料中总异黄酮：称取葛根原料，分别加入7BV/6BV/4BV80%乙醇72～78℃回流提取2-5次，合并所有醇提取溶液，经Type-A纳滤膜透析分离、回收乙醇并浓缩至35～38°Bé，浓缩汁冷冻干燥后产品即为葛根异黄酮粗品；

（3）将步骤（2）中的透过馏分用Type-C纳滤膜进一步透析分离、回收乙醇并浓缩至35～38°Bé，浓缩汁冷冻干燥得到高含量、常温下高溶解性的浅色葛根异黄酮精制品；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中，醇提取溶液经Type-A纳滤膜透析分离、回收乙醇以及浓缩的过程中温度38℃，压力10bar,膜通量为16.35Lm^-2h^-1。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中，树脂用量：50倍葛根异黄酮粗品的重量；上柱流速：1.0BV/h；静置30min后以2BV纯水洗涤；用2BV80%乙醇解吸富含葛根异黄酮馏分，解吸流速为1.0BV/h，收集80%乙醇解吸馏分，使用Type-B纳滤膜透析分离，该过程中温度20℃，压力12bar,膜通量为18.35Lm^-2h^-1。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中，将步骤（2）中的透过馏分用Type-C纳滤膜进一步透析分离、回收乙醇并浓缩的过程中，操作温度控制25℃，进膜压力控制在14.0bar，膜通量为21.24Lm^-2h^-1。