CN104530170A

CN104530170A - 一种从黄芪中提取黄芪甲苷和黄芪皂苷ⅴ的方法

Info

Publication number: CN104530170A
Application number: CN201410741406.5A
Authority: CN
Inventors: 董爱文
Original assignee: 董爱文
Current assignee: Jishou University
Priority date: 2014-12-08
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2015-04-22
Anticipated expiration: 2034-12-08
Also published as: CN104530170B

Abstract

本发明涉及一种黄芪中提取黄芪甲苷和黄芪皂苷Ⅴ的方法，是将干燥过后的黄芪经用醇液回流提取、过滤、浓缩、碱液水解、柱分离、浓缩结晶分别制得黄芪甲苷和黄芪皂苷Ⅴ纯品。向废弃碱液中加入玉米淀粉，经一系列化合得碱化淀粉胶黏剂。本发明有效提高环黄芪甲苷的产率，同时获得大量的黄芪皂苷Ⅴ，大大地降低了黄芪甲苷的生产成本，有效地保护了自然资源。还减少环境污染的风险，充分利用废弃碱液，加入玉米淀粉，经一系列化合得碱化淀粉胶黏剂。

Description

一种从黄芪中提取黄芪甲苷和黄芪皂苷Ⅴ的方法

技术领域

属于天然产物分离技术领域，涉及一种黄芪中提取黄芪甲苷和黄芪皂苷Ⅴ的方法。

背景技术

黄芪，又名黄耆，为植物和中药材的统称。植物黄芪产于内蒙古、山西、甘肃、黑龙江等地，为国家三级保护植物。中药材黄芪为豆科草本植物蒙古黄芪、膜荚黄芪的根，具有补气固表、利水退肿、托毒排脓、生肌等功效。黄芪的药用迄今已有2000多年的历史，其有增强机体免疫功能、保肝、利尿、抗衰老、抗应激、降压和较广泛的抗菌作用。但表实邪盛，气滞湿阻，食积停滞，痈疽初起或溃后热毒尚盛等实证，以及阴虚阳亢者，均须禁服。

黄芪甲苷作为黄芪中最主要活性成分之一，黄芪皂苷Ⅳ(Astragaloside Ⅳ)又称黄芪甲苷，是皂苷类成分的一种极性较大，属于天然黄酮类化合物，其纯品为白色针状晶体或淡黄色粉末，味苦，性温，分子式C₄₁H₆₈O₁₄，分子量:784.9702，溶点为284～286℃，几乎不溶于冷水，可以溶于二甲基亚枫，稍溶于甲醇，几乎不溶于乙酸乙酯、丙酮、及水，乙醇加热溶解，冷后析出。它可改善心肺功能，加强心脏收缩力，扩张血管，降低血压，改善皮肤血液循环和营养状况；并能保护肝脏，防止肝糖元减少，对慢性活动性肝炎，有良好作用。黄芪还有诱生干扰素和调动机体免疫功能的作用，能抑制病毒繁殖和肿瘤生长。增强免疫力，增加能量，抗疲劳，使突变，保肝，抑制破骨细胞的作用。

公开号为CNCN1709916的中国专利公开了一种高纯度黄芪多糖、黄芪皂甙的提取方法，其步骤是：a)、将黄芪粉碎至颗粒状，称量后，加入6倍量的混合溶剂，混合溶剂为乙醇、水和正丁醇，乙醇∶水∶正丁醇＝4∶3∶3；b)、将蒸气通入罐内，加热75-80℃，使药液沸腾，提取过程中产生的溶剂蒸汽，经冷却后回流入提取罐内，提取1.8-2.5小时，过滤，得到提取液A；c)、将过滤后的药渣，按重量比加入6倍量的蒸馏水，将蒸气通入罐内，罐内温度为95-100℃，提取1.5-2小时，过滤，得到提取液B；d)、合并提取液A、B。e)、将混合后的A、B提取液，采用超滤方法，分别得到富含黄芪多糖和黄芪皂甙两种产品；f)、将富含黄芪皂甙超滤液进行柱层析、溶剂提取两重纯化，得高纯度黄芪皂甙。g)、将富含黄芪多糖超滤液进行醇沉、溶剂洗涤两重纯化，得高纯度黄芪多糖。

公开号为CNCN103110689A的中国专利公开了一种从黄芪中提取黄芪皂苷的新方法，其步骤如下：(1)将干黄芪粉碎，加入纯化水，进行水蒸汽回流提取，提取2～3次，提取时间2～3小时；(2)将经(1)处理后的黄芪提取液合并，经过微滤，孔径范围在0.1～1微米，压力控制在0.1～07MPa，得过滤液；(3)将经微滤的过滤液再经过超滤，温度控制在20～40℃，压力控制在01～0.6MPa，得黄芪皂苷粗提物；(4)将所得黄芪皂苷粗提物用大孔吸附树脂进行吸附，吸附为静态吸附或动态吸附；(5)用40％～80％不同浓度的乙醇对大孔吸附树脂进行洗脱，用薄层色谱法跟踪检测，收集黄芪皂苷各阶段洗脱液；(6)将黄芪皂苷各阶段洗脱液浓缩，回收乙醇，得黄芪皂苷半成品，其含量在30％以上。(7)将所得黄芪皂苷半成品上硅胶层析柱，并以甲醇与浓缩液的体积比为1～7∶1的比例进行洗脱，薄层色谱法跟踪检测，收集黄芪皂苷各阶段洗脱液；(8)将所收集的黄芪皂苷洗脱液，采用活性炭脱色、重结晶方法精制得黄芪皂苷，其含量在95％以上。

公开号为CN101775056A的中国专利公开了一种从黄芪中提取、分离和纯化黄芪甲苷的方法，以中药黄芪为原料，采用独创性的匀浆萃取-混合酶诱导生物转化技术、负压空化混旋提取技术、皂苷衍生物水解转化技术、液液萃取技术、大孔吸附树脂富集技术、正相硅胶中压柱层析技术以及低温析晶和重结晶技术等一系列高效提取、分离和纯化技术手段，得到高得率、高纯度的黄芪甲苷，其得率可达0.08％以上，纯度可达95％以上。

公开号为CN 103421074A的中国专利公开了一种从黄芪中制备高纯度黄芪甲苷的方法，包括提取、水解、脱糖、除杂、纯化诸步骤，其特征在于具体工艺如下：将黄芪根粉碎，在常压回流提取装置中，用水加热回流提取2～5次，每次回流提取90～150分钟；合并各部分的水提液，过滤，上清液直接加入碱液，静置2～5小时，用稀盐酸调节PH值为中性，用大孔吸附树脂柱进行吸附，以10～15倍体积的去离子蒸馏水洗脱糖类部分，再以5～7倍体积的30～50％的酒精洗脱进行脱色；再以70～90％的酒精洗脱，洗脱液浓缩到小体积，离心得到沉淀，沉淀用5～20％乙醇重结晶，即为黄芪甲苷，其纯度为95～100％。

公开号为CN 103073614A的中国专利公开了一种一种从黄芪中提取高纯度黄芪甲苷的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取粉碎后的黄芪根，加入其质量10～15倍的水，回流提取2～4次，每次1～1.5小时，合并提取液浓缩至相对密度为1.2～1.3后，加入乙醇使混合溶液中乙醇质量含量达到60～80％，充分搅拌，待沉淀完全后离心，收集上清液；(2)将上清液浓缩至密度为相对密度为1.05～1.2后，置于反应釜中，加入碱性溶液，调节pH值为9～10，40～50℃下反应8～12小时后，调节pH至中性后，用正丁醇萃取，收集有机相并将有机相浓缩至相对密度为1.1～1.2；(3)向有机相浓缩液中加入乙酸乙酯萃取，收集水相并将水相浓缩至相对相对密度大于1.3，静置待沉淀完全后过滤，滤饼用水洗涤后，再将其用甲醇重结晶，得到黄芪甲苷。

公开号为CN 101130802的中国专利公开了一种酶法水解黄芪皂苷糖基制备黄芪甲苷方法，其特征在于：用酶处理黄芪或者黄芪总皂苷，使含量高的三个或者三个以上糖基的黄芪皂苷糖基水解，转化为含两个糖基的黄芪甲苷；制备高含黄芪甲苷的黄芪制品和高含黄芪甲苷的黄芪总皂苷、或者由此分离提取制备黄芪甲苷，提高黄芪甲苷的提取率。所述的酶是以黄芪皂苷或黄酮或异黄酮为发酵产酶诱导物，由细菌、链霉菌、霉菌、酵母菌、担子菌发酵方法制备；发酵方法可用液态发酵法或固态发酵法。固态发酵产酶之后，用醋酸缓冲液、磷酸缓冲液、Tris缓冲液等常规缓冲液提取酶，即成发酵酶液；液体发酵产酶、除菌、即成发酵酶液；将其发酵酶液中加入硫酸铵或者乙醇沉淀酶蛋白，收集沉淀，用1/10体积的缓冲液溶解沉淀，除杂，即得浓缩的粗酶液；该粗酶液经酶蛋白分离中常用的离子交换树脂柱，色谱主或者电泳方法分离得到经黄芪皂苷转化为黄芪甲苷的纯酶。

公开号为CN 1844132的中国专利公开了一种提取制备黄芪甲苷的方法，其特征在于它包括以下步骤：a、黄芪生药材加水、回流提取，浓缩至稠浸膏；b、稠浸膏加入乙醇进行醇沉，上清液回收乙醇后，加入碱溶液调PH值≥7；在60～120℃，水解0.5～3小时；c、水解液过滤，沉淀用碱溶液洗至无色后，加水洗至中性；d、取沉淀物烘干。

贾长英在《黄芪提取工艺研究》文献中报道了以70％乙醇为提取剂，采用1∶8(g/mL)的料液比，在50℃的浸渍温度下浸渍3次，每次5h，共需15h；采用索氏提取法，以与浸渍法相同的提取溶剂和料液比，在95℃水浴温度下，只需回流2h就能达到浸渍法的提取效果，大幅度地缩短了提取时间。针对桔皮黄色素的提取并没有考虑到其工业化生产过程中实际问题，高温对能耗的需求太大，高浓度的乙醇对提取设备的要求太高，也易发生爆炸，对环境的污染危险性更大。也有报道采用微波萃取进行桔皮黄色素的提取，但是微波萃取设备目前无法进行工业化生产。

目前黄芪甲苷传统提取方法多限于提取物得率(不分离单体成分)、黄芪甲苷纯度(多缺少优化工艺，得率偏低)研究，而多糖、黄酮成分等对于黄芪甲苷提取有一定的影响，提取过程繁杂，药材浪费多，不能满足工业化生产要求。黄芪药材产地、质量不同，测定黄芪甲苷含量由0.53mg/g到2.8mg/g不等，总体来看，碱化处理后含量明显高于未用碱处理的；很多文献研究表明，通过大孔吸附树脂处理，可以提高黄芪甲苷的纯度，通过正丁醇萃取处理亦可提高纯度，但正丁醇沸点高，不易回收溶剂；虽然CO₂超临界流体萃取技术提取率高于一般提取方法，但因其仪器设备本身及使用、维护费用较高，膜分离技术、高速离心分离技术等均因纯化受到限制等原因而不适于工业化生产。

黄芪甲苷在黄芪中含量较低，取材方便，分布广泛，价格便宜。目前公开的文献资料未能对提取过程中其有效成分进行综合开发利用，因而对黄芪进行综合深加工意义非凡，探索从黄芪提取黄芪甲苷，其意义相当远大。

发明内容

本发明采用的技术方案包括：干燥过后的黄芪经用醇液回流提取、过滤、浓缩、碱液水解、柱分离、浓缩结晶分别制得黄芪甲苷和黄芪皂苷Ⅴ纯品。向废弃碱液中加入玉米淀粉，经一系列化合得碱化淀粉胶黏剂。

因此，本发明提供一种黄芪中提取黄芪甲苷和黄芪皂苷Ⅴ的方法，步骤包括：

(1)粉碎干燥黄芪，加入80～90％甲醇或乙醇水溶液，分三次在40～60℃回流提取，每次提取为1.5小时，陶瓷膜过滤一次，得黄芪提取液和黄芪残渣；

(2)将黄芪提取液浓缩至原有体积的1/5～1/10；

(3)向浓缩液中加入粉末的氢氧化钠使其终浓度为0.5～1.5mol/L，在30℃下进行碱水解1.5～3.5小时，得碱解液；

(4)将碱解液用2倍体积的正丁醇萃取，得含有正丁醇的萃取液和不含有正丁醇的萃取液；

(5)取含有正丁醇的萃取液，进行50℃下减压浓缩至原有体积的1/10～1/25；将浓缩液上AB-8大孔树脂柱进行吸附，用两倍柱体积的乙醇水溶液进行洗脱，得到洗脱液Ⅰ，再用三倍柱体积甲醇进行洗脱，得洗脱液Ⅱ；

(6)将洗脱液Ⅰ进行浓缩至干获得干燥物即为黄芪皂苷Ⅴ，再用60％乙醇水溶液溶解，进行浓缩结晶与重结晶，静置8-12小时，然后陶瓷膜过滤一次，重结晶，直至结晶颜色洁白为止，将结晶物真空干燥得黄芪皂苷Ⅴ；

(7)将洗脱液Ⅱ进行浓缩至干获得干燥物即为粗黄芪甲苷，用乙酸乙酯洗涤，再用甲醇溶解后，浓缩结晶与重结晶，直至结晶颜色洁白为止，将结晶物真空干燥得黄芪甲苷成品；

(8)将第(4)步骤所得不含有正丁醇的萃取液，加入玉米淀粉，搅拌让淀粉颗粒充分吸水，然后缓慢加入1.5mol/L的氢氧化钠，使淀粉颗粒完全溶胀，形成胶状凝块为止，再用功率在10kw以上的搅拌机将胶块粉碎成浆液，用0.5mol/L硝酸中和至7.3～7.6，加入0.1％～1％质量比的硼砂得碱化淀粉胶黏剂。

在一个实施方案中，步骤(1)中所述甲醇或乙醇水溶液的用量，其体积L/黄芪重量kg的比例为1:3～6。

在一个实施方案中，步骤(5)中所述乙醇水溶液是指50-65％的乙醇水溶液。

在一个实施方案中，步骤(7)中所述乙酸乙酯的体积L、甲醇的体积L与黄芪皂苷Ⅴ的重量kg为2-4：6-10：1。

在一个实施方案中，步骤(8)中所述不含有正丁醇的萃取液的体积L与玉米淀粉的重量kg为15～30：1。

所述乙醇水溶液的浓度是指乙醇体积L与水体积L的比值。

技术效果

1、采用先提取黄芪总皂苷再进行碱液水解，快速提取黄芪甲苷，有效提高环黄芪甲苷的产率。

2、本发明在提取分离黄芪甲苷的同时，能获得大量的黄芪皂苷Ⅴ，大大地降低了黄芪甲苷的生产成本，有效地保护了自然资源。

3、本发明与黄芪原料直接碱液水解相比，能有效降低碱液和酸液的使用量，减少环境污染的风险，充分利用废弃碱液，加入玉米淀粉，经一系列化合得碱化淀粉胶黏剂。

具休实施方式

下面，本发明将用实施例进行进一步的说明，但是它并不限于这些实施例的任何一个或类似实例。

实施例1

粉碎干燥黄芪100kg，加入500L的85％乙醇水溶液，分三次在40～60℃回流提取，每次提取为1.5小时，孔径为0.22um的陶瓷膜过滤一次，得420L的黄芪提取液和黄芪残渣；将黄芪提取液浓缩至50L；向浓缩液中加入2kg的粉末氢氧化钠使其终浓度为1mol/L左右，在30℃下进行碱水解2小时，得碱解液；将碱解液用100L的正丁醇萃取，得含有正丁醇的萃取液110L和不含有正丁醇的萃取液40L；取含有正丁醇的萃取液，进行50℃下减压浓缩至8L；将浓缩液上AB-8大孔树脂柱进行吸附，用两倍柱体积的60％乙醇水溶液进行洗脱，得到60L洗脱液Ⅰ，再用三倍柱体积甲醇进行洗脱，得90L洗脱液Ⅱ；将洗脱液Ⅰ进行浓缩至干获得干燥物0.64kg即为黄芪皂苷Ⅴ，再用60％乙醇水溶液溶解，进行浓缩结晶与重结晶，静置8-12小时，然后孔径为0.22um的陶瓷膜过滤，重结晶，直至结晶颜色洁白为止，将结晶物真空干燥得黄芪皂苷Ⅴ0.45kg；将洗脱液Ⅱ进行浓缩至干获得干燥物1.28kg即为粗黄芪甲苷，用3L乙酸乙酯洗涤，再用9L甲醇溶解，进行浓缩结晶与重结晶，直至结晶颜色洁白为止，将结晶物真空干燥得黄芪甲苷成品0.95kg。将不含有正丁醇的萃取液，加入1.5kg玉米淀粉，搅拌让淀粉颗粒充分吸水，然后缓慢加入1.5mol/L的氢氧化钠，使淀粉颗粒完全溶胀，形成胶状凝块为止，再用功率在10kw以上的搅拌机将胶块粉碎成浆液，用0.5mol/L硝酸中和至7.6，加入0.5％质量比的硼砂得碱化淀粉胶黏剂55kg。HPLC检测条件：色谱柱为Diamonsil C₁₈(250mm×4.6mm，5μ)，流动相为乙腈-水为40:60(V/V)，流速为l ml/min，进样量为20μL；蒸发光检测器ELSD参数：氮气流速为1.5L/min，漂移管温度40℃，增益为2。检测结果为黄芪甲苷的含量为98.55％，黄芪皂苷Ⅴ的含量为99.38％。

实施例2

粉碎干燥黄芪200kg，加入800L的90％乙醇水溶液，分三次在40～60℃回流提取，每次提取为1.5小时，孔径为0.22um的陶瓷膜过滤一次，得700L的黄芪提取液和黄芪残渣；将黄芪提取液浓缩至80L；向浓缩液中加入3kg的粉末氢氧化钠使其终浓度为0.9mol/L左右，在30℃下进行碱水解3.5小时，得碱解液；将碱解液用160L的正丁醇萃取，得含有正丁醇的萃取液170L和不含有正丁醇的萃取液70L；取含有正丁醇的萃取液，进行50℃下减压浓缩至15L；将浓缩液上AB-8大孔树脂柱进行吸附，用两倍柱体积的50％乙醇水溶液进行洗脱，得到100L洗脱液Ⅰ，再用三倍柱体积甲醇进行洗脱，得150L洗脱液Ⅱ；将洗脱液Ⅰ进行浓缩至干获得干燥物1.35kg即为黄芪皂苷Ⅴ，再用60％乙醇水溶液溶解，进行浓缩结晶与重结晶，静置8-12小时，然后孔径为0.22um的陶瓷膜过滤，重结晶，直至结晶颜色洁白为止，将结晶物真空干燥得黄芪皂苷Ⅴ1.08kg；将洗脱液Ⅱ进行浓缩至干获得干燥物2.65kg即为粗黄芪甲苷，用8L乙酸乙酯洗涤，再用20L甲醇溶解，进行浓缩结晶与重结晶，直至结晶颜色洁白为止，将结晶物真空干燥得黄芪甲苷成品1.95kg。将不含有正丁醇的萃取液70L，加入3.5kg玉米淀粉，搅拌让淀粉颗粒充分吸水，然后缓慢加入1.5mol/L的氢氧化钠，使淀粉颗粒完全溶胀，形成胶状凝块为止，再用功率在10kw以上的搅拌机将胶块粉碎成浆液，用0.5mol/L硝酸中和至7.3，加入0.1％质量比的硼砂得碱化淀粉胶黏剂78kg。按实施例1的检测方法进行检测黄芪甲苷和黄芪皂苷Ⅴ样品，黄芪甲苷样品的纯度为98.75％、黄芪皂苷Ⅴ样品的纯度为98.65％。

实施例3

粉碎干燥黄芪400kg，加入2000L的80％乙醇溶液，分三次在40～60℃回流提取，每次提取为1.5小时，孔径为0.22um的陶瓷膜过滤一次，得1800L的黄芪提取液和黄芪残渣；将黄芪提取液浓缩至200L；向浓缩液中加入12kg的粉末氢氧化钠使其终浓度为1.5mol/L左右，在30℃下进行碱水解1.5小时，得碱解液；将碱解液用400L的正丁醇萃取，得含有正丁醇的萃取液530L和不含有正丁醇的萃取液80L；取含有正丁醇的萃取液，进行50℃下减压浓缩至25L；将浓缩液上AB-8大孔树脂柱进行吸附，用两倍柱体积的65％乙醇水溶液进行洗脱，得到150L洗脱液Ⅰ，再用三倍柱体积甲醇进行洗脱，得225L洗脱液Ⅱ；将洗脱液Ⅰ进行浓缩至干获得干燥物2.74kg即为黄芪皂苷Ⅴ，再用60％乙醇水溶液溶解，进行浓缩结晶与重结晶，静置8-12小时，然后孔径为0.22um的陶瓷膜过滤，重结晶，直至结晶颜色洁白为止，将结晶物真空干燥得黄芪皂苷Ⅴ1.95kg；将洗脱液Ⅱ进行浓缩至干获得干燥物5.47kg即为粗黄芪甲苷，用16L乙酸乙酯洗涤，再用45L甲醇溶解，进行浓缩结晶与重结晶，直至结晶颜色洁白为止，将结晶物真空干燥得黄芪甲苷成品3.95kg。将不含有正丁醇的萃取液80L，加入4.5kg玉米淀粉，搅拌让淀粉颗粒充分吸水，然后缓慢加入1.5mol/L的氢氧化钠，使淀粉颗粒完全溶胀，形成胶状凝块为止，再用功率在10kw以上的搅拌机将胶块粉碎成浆液，用0.5mol/L硝酸中和至7.3，加入0.1％质量比的硼砂得碱化淀粉胶黏剂95kg。按实施例1的检测方法进行检测黄芪甲苷和黄芪皂苷Ⅴ样品，黄芪甲苷样品的纯度为98.86％、黄芪皂苷Ⅴ样品的纯度为98.79％。

Claims

1.一种黄芪中提取黄芪甲苷和黄芪皂苷Ⅴ的方法，步骤包括：

(2)将黄芪提取液浓缩至原有体积的1/5～1/10；

2.根据权利要求1的方法，其中步骤(1)中所述甲醇或乙醇水溶液的用量，其体积L/黄芪重量kg的比例为1:3～6。

3.根据权利要求1的方法，其中步骤(5)中所述乙醇水溶液是指50-65％的乙醇水溶液。

4.根据权利要求1的方法，其中步骤(7)中所述乙酸乙酯的体积L、甲醇的体积L与黄芪皂苷Ⅴ的重量kg为2-4：6-10：1。

5.根据权利要求1的方法，其中步骤(8)中所述不含有正丁醇的萃取液的体积L与玉米淀粉的重量kg为15～30：1。