CN105362310B - 一种连续提取沙棘籽中活性成分的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续提取沙棘籽中活性成分的方法，包括以下步骤：步骤一：采用超声波溶剂浸提法对沙棘籽进行沙棘籽油的提取得到沙棘籽油和沙棘籽油粕；步骤二：采用超声波溶剂浸提法对步骤一得到的沙棘籽油粕进行沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷的提取得到粗提液；对步骤二得到的粗提液进行萃取纯化得到沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷。该方法工艺简单、成本低、能耗低、提取时间短、提取效率和提取得率高，能够充分利用沙棘籽，适合于大规模工业化生产。

Description

一种连续提取沙棘籽中活性成分的方法

技术领域

本发明属于天然产物的提取与分离纯化技术领域，涉及一种连续提取沙棘籽中活性成分的方法。

背景技术

沙棘HippophaerhamnoidesL.为胡颓子科沙棘属植物，具有健脾消食，止咳祛痰，活血散瘀功效(高锦明等，1998；高锦明和张鞍灵，1999)。沙棘籽除含有大量油脂外，还含有黄酮、生物碱、多糖、原花色素、皂苷等活性成分。已被制备成处方药复方沙棘籽油栓，用来治疗宫颈炎取得了很好的疗效(王双双等，2014)。现代药理研究表明，沙棘籽油对心脑血管及肝脏等器官有较好的保护作用，可以降血脂、抗抑郁、抗辐射、增强免疫力(臧茜茜等，2015)。

沙棘籽主要用来提取沙棘籽油。目前，对沙棘籽油的提取主要采用压榨法、超临界流体萃取法和溶剂提取法。压榨法的出油率低，浪费大；超临界流体萃取法需要的设备造价较高，小型生产厂家难以承受；溶剂提取法在提取过程中大多要加热，沙棘油中的热不稳定性活性成分会发生聚合、氧化等作用而导致结构上的破坏。超声辅助提取法是利用超声波的空化作用破坏植物细胞，使溶剂更容易进入细胞内部，从而提高提取效率，且提取过程避免了高温对活性成分的破坏。有学者研究了沙棘籽油的超声波提取方法，但没有考虑超声波频率对提取得率的影响因素(张海容和朱迎春，2009)。超声频率是影响超声波提取的重要因素，高频超声波对细胞只能起到软化作用，低频超声波才能粉碎细胞壁，促使溶剂进入细胞提取成分(Dong et al.,2010)。

此外，提取沙棘籽油后的油粕大多被丢弃，造成资源的巨大浪费。研究表明，沙棘籽黄酮具有抗氧化(陈丽娜和吴琼，2011)和降血脂作用(杨现艳等，2007)。三萜皂苷有很强的抗肿瘤作用，且不会对正常细胞造成伤害(Shanmugamet al.,2013；Shanmugamet al,.2014)。但目前未见有关沙棘籽油、沙棘黄酮和三萜皂苷等活性成分连续提取的超声波提取工艺研究。

参考文献：

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发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低、提取时间短、提取效率高的连续提取沙棘籽中活性成分的方法，该方法克服了传统提取方法的提取不全面、提取效率不高、热不稳定性成分破坏的问题，避免了资源的浪费，适宜工业化大规模生产。

实现上述发明目的的技术解决方案是：

一种连续提取沙棘籽中活性成分的方法，包括以下步骤：

步骤一：采用超声波溶剂浸提法对沙棘籽进行沙棘籽油的提取得到沙棘籽油和沙棘籽油粕；

步骤二：采用超声波溶剂浸提法对步骤一得到的沙棘籽油粕进行沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷的提取得到粗提液；

对步骤二得到的粗提液进行萃取纯化得到沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷。

具体的，所述的步骤二中进行沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷的提取包括：向沙棘籽油粕中加入醇溶液进行超声波提取得到沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷粗提液，超声波提取功率为400～4000W，超声波提取频率为30～80kH_Z，超声波提取温度为20～50℃，超声波提取时间为5～40min。

更具体的，醇溶液的加入量是沙棘籽油粕粉体积重量比的5～30倍；所述的醇溶液为乙醇溶液，乙醇溶液的体积浓度为50％～80％。

进一步的，所述的萃取纯化包括将粗提液在30～40℃条件下减压浓缩真空干燥得到粗提物，将粗提物用体积重量比为1～3倍量的冷水分散得到混悬液，调节混悬液的pH为2～5，再用乙酸乙酯或正丁醇对调节pH值后的混悬液萃取5～8次；合并萃取液挥干溶剂，即得沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷。

更进一步的，所述的步骤一中采用超声波溶剂浸提法对沙棘籽进行沙棘籽油的提取包括：

将沙棘籽碾压破皮后加入体积重量比为5～20倍正己烷或石油醚，在频率为30～80kHz、功率为400～4000W和温度为5～30℃的条件下超声提取5～30min得到沙棘籽油提取液；将提取液过滤得到沙棘籽油粕和沙棘籽油。

具体的，包括以下步骤：

步骤一：将沙棘籽碾压破皮后加入体积重量比为10倍正己烷，在频率为30kHz、功率为400W和温度为20℃的条件下超声提取40min得到沙棘籽油粗提液；将沙棘籽油粗提液过滤得到沙棘籽油粕和沙棘籽油；

步骤二：向沙棘籽油粕中加入乙醇水溶液进行超声波提取得到沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷的粗提液，超声波提取功率为400W，超声波提取频率为30kH_Z，超声波提取温度为20℃，超声波提取时间为40min；

对步骤二中得到的沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷粗提液进行萃取纯化得到沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷；

所述的萃取纯化包括将沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷粗提液在30℃条件下减压浓缩真空干燥得到粗提物，将粗提物用体积重量比为1倍量的冷水分散得到混悬液，调节混悬液的pH为2，再用乙酸乙酯或正丁醇对调节pH值后的混悬液萃取5次，合并萃取液挥干溶剂即得。

且，所述的乙醇水溶液的体积浓度为50％。

本发明的优点为：

(1)本发明通过联合的提取工艺依次对沙棘籽中的沙棘籽油、黄酮和三萜皂苷类的活性成分进行连续提取，最大程度的对沙棘籽中的有用成分进行提取，避免了资源的浪费，且整个过程连续有效，工艺过程简单，提取成本低廉，适宜于中试和大规模工业化生产；

(2)本发明通过一系列的实验研究得到了工艺过程简单、提取温度低、提取时间短、提取效率优化的提取工艺，使沙棘籽油的提取得率可达8.76％，沙棘籽总黄酮的提取得率可达到3.31％，总三萜皂苷的提取得率可达到6.18％；

(3)与现有技术相比较，本发明的效果和益处是工艺过程简单、提取温度低、提取时间短、成本低、效率高、易于操作，克服了压榨法出油率低的问题，避免了溶剂提取法由于加热对热不稳定性成分结构破坏的问题；充分利用沙棘籽油粕提取活性成分，防止了资源浪费。

附图说明

图1沙棘籽油提取时间(A)、液料比(B)、提取次数(C)的响应面曲面分析；

图2沙棘籽总黄酮、总三萜皂苷提取时间(A)、乙醇体积分数(B)、液料比(C)的响应面曲面分析；

以下结合发明人给出的具体实施例对本发明的技术方案做详细说明。

具体实施方式

本发明所述的沙棘籽中活性成分指的是沙棘籽油、沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷。

本发明的提取方法中影响产品得率的因素主要有超声波频率、超声波功率、提取溶剂、提取温度、提取时间和液料比；影响活性成分纯化过程的因素主要有冷水(4℃)的加入量、混悬液的pH值和萃取时所用的萃取溶剂种类。其中，超声波的频率、提取所用的溶剂和提取的温度控制是影响沙棘籽活性成分提取得率的关键因素，冷水分散的混悬液pH值和萃取时所用的溶剂是影响油粕中活性成分纯化效果的关键因素。

超声频率影响沙棘籽中活性成分的提取得率，是由于高频率超声波的主要作用是使细胞隔膜软化从而使细胞变得更有延伸性，低频率超声波对于细胞隔膜具有较强的机械作用而导致细胞结构完全被破坏，使提取溶剂扩散到细胞中而将成分溶解出来。因此，提取沙棘籽中活性成分时超声波的频率应低于80kHz而高于30kHz，过高和过低均不合适；

提取溶剂影响提取得率，是由于化学成分提取时所遵循的原理是“相似相溶”，其提取率在很大程度上取决于提取溶剂的极性，不同的化学成分由于极性的不同在不同的溶剂中具有不同溶解性而导致其溶出效果有差异。因此，提取沙棘籽油所用的溶剂应为正己烷或石油醚等非极性有机溶剂。

提取总黄酮和三萜皂苷的溶剂应为50％～80％的乙醇-水溶液，浓度过高和过低均导致得率下降；在提取沙棘籽油时，提取的温度应小于30℃，高于30℃导致溶剂损失、沙棘油中的热不稳定性成分结构破坏，得率下降；提取总黄酮和三萜皂苷的温度应小于50℃，高于50℃导致成分结构破坏，提取得率降低。

提取时间也是影响提取得率的一个因素，当植物材料细胞内外化学成分扩散未达到平衡时，提取得率会随着提取时间而增加，但是当细胞内外成分扩散达到平衡后，延长提取时间提取得率不再增加。因此，提取沙棘籽油的时间应控制在5～30min，提取总黄酮和三萜皂苷的时间应控制在5～40min。

溶剂用量(液料比)是影响提取得率的另一个影响因素，用量过小，会导致提取不完全；溶剂用量过大，则会给浓缩工作带来负担，造成溶剂浪费，成本增加。因此，提取沙棘籽中活性成分的液料比应控制在体积重量比为5～30倍。

将粗提物用冷水分散后，混悬液pH值和萃取溶剂是决定分离效果的关键因素，混悬液的pH值应在2～5之间。pH值过大，活性成分不完全以分子形式存在，导致萃取失败。

本发明对沙棘籽油、总黄酮和三萜皂苷等活性成分提取的条件进行了响应面曲面分析，结果见图1和图2。图1的分析结果表明，提取次数对沙棘籽油得率的影响最显著，其次为提取时间，而液料比影响最小。提取时间和提取次数的交互作用对沙棘籽油的提取影响显著；图2中的分析结果表明，提取时间对总黄酮和三萜皂苷的影响最显著，液料比和乙醇体积分数的影响较小。提取时间和料液比的交互作用对总黄酮和三萜皂苷的提取影响显著。

具体的，本发明的从沙棘籽中提取活性成分的方法，具体包括以下步骤：

(1)将清洁干燥的沙棘籽碾压破皮，装载于可以密封的容器中，加入体积重量比为5～20倍的正己烷或石油醚，在频率为30～80kHz、功率为400～4000W、温度为5～30℃的条件下超声波提取5～30min，得到沙棘籽油提取液；

(2)将提取液过滤、减压回收溶剂、脱残溶，得到沙棘籽油；

(3)向提取过沙棘籽油后的油粕中加入体积重量比为5～30倍50％～80％的乙醇-水溶液，在功率为400～4000W、频率为30～80kH_Z、温度为25～50℃的条件下超声波提取5～40min，得到沙棘籽总黄酮和总三萜皂苷的粗提液；

(4)将沙棘籽总黄酮和总三萜皂苷粗提液过滤，在30～40℃条件下减压浓缩，将浓缩物在30～40℃条件下真空干燥，得到粗提物；

(5)在粗提物中加入体积重量比为1～3倍量的冷水，充分搅拌，分散均匀；

(6)用10％的盐酸调混悬液pH为2～5，再用乙酸乙酯或正丁醇萃取5～8次；

(7)合并萃取液，挥干溶剂，即可得到沙棘籽总黄酮和总三萜皂苷。

采用本发明的方法，沙棘籽油的提取得率可达8.70％，沙棘籽总黄酮的提取得率可达到3.25％，总三萜皂苷的提取得率可达到6.16％。经检测发现，利用本发明提取的沙棘籽油各项指标均达到行业标准(见表1)。

表1 沙棘籽油各项理化指标

以下结合具体实施例对本发明的内容做具体说明。

实施例1：

将清洁干燥的沙棘籽碾压破皮，装载于可密封的容器中，加入体积重量比为10倍的正己烷，在频率为30kHz、功率为400W、温度为20℃的条件下超声波提取5min，得到沙棘籽油提取液；将提取液过滤、减压回收溶剂(控制温度不超过30℃)、脱残溶，得到沙棘籽油；

向提取过沙棘籽油后的油粕中加入体积重量比为10倍50％的乙醇-水溶液，在功率为400W、频率为30kH_Z、温度为20℃的条件下超声波提取40min，得到沙棘籽总黄酮和总三萜皂苷粗提液；将粗提液在减压条件下过滤，在30℃条件下减压浓缩，将浓缩物在30℃条件下真空低温干燥，得到粗提物；在粗提物中加入体积重量比为1倍量的冷水，充分搅拌，分散均匀；用10％的盐酸调节混悬液的pH值至2，再用乙酸乙酯萃取5次；合并萃取液，挥干溶剂，得到沙棘籽总黄酮和总三萜皂苷。

本实施例采用的超声波提取设备为TGCXZ-5B超声循环提取机，在该仪器中进行沙棘籽活性成分提取的过程具体包括：将清洁干燥的沙棘籽碾压破皮，装入孔径大小为380μm的滤网中，将装有沙棘籽的滤网依次在沙棘籽油提取溶剂中和沙棘籽总黄酮和总三萜皂苷提取溶剂中进行提取分别得到沙棘籽油和沙棘籽总黄酮和总三萜皂苷。

本实施例的沙棘籽油提取得率可达8.76％，沙棘籽总黄酮的提取得率可达到3.31％，总三萜皂苷的提取得率可达到6.18％。

实施例2：

将清洁干燥的沙棘籽碾压破皮，装载于可密封的容器中，加入体积重量比为20倍的石油醚，在频率为80kHz、功率为3000W、温度为30℃的条件下超声波提取30min，得到沙棘籽油提取液；将提取液过滤、减压回收溶剂、脱残溶，得到沙棘籽油；向提取过沙棘籽油后的油粕中加入体积重量比为30倍80％的乙醇-水溶液，在功率为3000W、频率为80kH_Z、温度为50℃的条件下超声波提取10min，得到沙棘籽总黄酮和总三萜皂苷粗提液；将粗提液在减压条件下过滤，在40℃条件下减压浓缩，40℃条件下真空低温干燥，得到粗提物；在粗提物中加入体积重量比为3倍量的冷水，充分搅拌，分散均匀；用10％的盐酸调节混悬液的pH值至5，再用乙酸乙酯萃取8次；合并萃取液，挥干有机溶剂，即可得到沙棘籽总黄酮和总三萜皂苷。

本实施例使用的仪器与实施例一相同。

本实施例的沙棘籽油的提取得率可达8.73％，沙棘籽总黄酮的提取得率可达到3.25％，总三萜皂苷的提取得率可达到6.17％。

实施例3：

将清洁干燥的沙棘籽碾压破皮，装载于可密封的容器中，加入体积重量比为30倍的正己烷，在频率为40kHz、功率为800W、温度为30℃的条件下超声波提取15min，得到沙棘籽油提取液；将提取液过滤、减压回收溶剂(控制温度不超过30℃)、脱残溶，得到沙棘籽油；向提取过沙棘籽油后的油粕中加入体积重量比为15倍60％的乙醇-水溶液，在功率为800W、频率为40kH_Z、温度为40℃的条件下超声波提取20min，得到沙棘籽总黄酮和总三萜皂苷粗提液；将粗提液在减压条件下过滤，在30℃条件下减压浓缩，将浓缩物在30℃条件下真空低温干燥，得到粗提物；在粗提物中加入体积重量比为2倍量的冷水，充分搅拌，分散均匀；用10％的盐酸调节混悬液的pH值至3，再用正丁醇萃取5次；合并萃取液，挥干溶剂，得到沙棘籽总黄酮和总三萜皂苷。

本实施例使用的仪器与实施例一相同。

本实施例的沙棘籽油的提取得率可达8.70％，沙棘籽总黄酮的提取得率可达到3.33％，总三萜皂苷的提取得率可达到6.18％。

实施例4：

将清洁干燥的沙棘籽碾压破皮，装载于可密封的容器中，加入体积重量比为20倍的石油醚，在频率为80kHz、功率为400W、温度为25℃的条件下超声波提取30min，得到沙棘籽油提取液；将提取液过滤、减压回收溶剂(控制温度不超过30℃)、脱残溶，得到沙棘籽油；向提取过沙棘籽油后的油粕中加入体积重量比为20倍60％的乙醇-水溶液，在功率为400W、频率为80kH_Z、温度为50℃的条件下超声波提取20min，得到沙棘籽总黄酮和总三萜皂苷粗提液；将粗提液在减压条件下过滤，在30℃条件下减压浓缩，将浓缩物在30℃条件下真空低温干燥，得到粗提物；在粗提物中加入体积重量比为1倍量的冷水，充分搅拌，分散均匀；用10％的盐酸调节混悬液的pH值至3，再用乙酸乙酯萃取8次；合并萃取液，挥干溶剂，得到沙棘籽总黄酮和总三萜皂苷。

本实施例使用的仪器与实施例一相同。

本实施例的沙棘籽油的提取得率可达8.72％，沙棘籽总黄酮的提取得率可达到3.34％，总三萜皂苷的提取得率可达到6.16％。

实施例5：

将清洁干燥的沙棘籽碾压破皮，装载于可密封的容器中，加入体积重量比为15倍的石油醚，在频率为60kHz、功率为600W、温度为25℃的条件下超声波提取20min，得到沙棘籽油提取液；将提取液过滤、减压回收溶剂(控制温度不超过30℃)、脱残溶，得到沙棘籽油；向提取过沙棘籽油后的油粕中加入体积重量比为20倍80％的乙醇-水溶液，在功率600W、频率为60kH_Z、温度为25℃的条件下超声波提取30min，得到沙棘籽总黄酮和总三萜皂苷粗提液；将粗提液在减压条件下过滤，在30℃条件下减压浓缩，将浓缩物在30℃条件下真空低温干燥，得到粗提物；在粗提物中加入体积重量比为3倍量的冷水，充分搅拌，分散均匀；用10％的盐酸调节混悬液的pH值至4，再用正丁醇萃取8次；合并萃取液，挥干溶剂，得到沙棘籽总黄酮和总三萜皂苷。

本实施例使用的仪器与实施例一相同。

本实施例的沙棘籽油提取得率可达8.71％，沙棘籽总黄酮的提取得率可达到3.28％，总三萜皂苷的提取得率可达到6.19％。

Claims (4)

1.一种连续提取沙棘籽中活性成分的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：采用超声波溶剂浸提法对沙棘籽进行沙棘籽油的提取得到沙棘籽油和沙棘籽油粕；

步骤二：采用超声波溶剂浸提法对步骤一得到的沙棘籽油粕进行沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷的提取得到粗提液；

对步骤二得到的粗提液进行萃取纯化得到沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷；

所述的步骤二中进行沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷的提取包括：

向沙棘籽油粕中加入醇溶液进行超声波提取得到沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷粗提液，超声波提取功率为400～4000W，超声波提取频率为30～80kH_Z，超声波提取温度为20～50℃，超声波提取时间为5～40min；

醇溶液的加入量是沙棘籽油粕粉体积重量比的5～30倍；

所述的醇溶液为乙醇溶液，乙醇溶液的体积浓度为50％～80％；

所述的萃取纯化包括将粗提液在30～40℃条件下减压浓缩真空干燥得到粗提物，将粗提物用体积重量比为1～3倍量的冷水分散得到混悬液，调节混悬液的pH为2～5，再用乙酸乙酯或正丁醇对调节pH值后的混悬液萃取5～8次；合并萃取液挥干溶剂，即得沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷。

2.如权利要求1所述的连续提取沙棘籽中活性成分的方法，其特征在于，所述的步骤一中采用超声波溶剂浸提法对沙棘籽进行沙棘籽油的提取包括：

将沙棘籽碾压破皮后加入体积重量比为5～20倍正己烷或石油醚，在频率为30～80kHz、功率为400～4000W和温度为5～30℃的条件下超声提取5～30min得到沙棘籽油提取液；将提取液过滤得到沙棘籽油粕和沙棘籽油。

3.如权利要求1或2所述的连续提取沙棘籽中活性成分的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将沙棘籽碾压破皮后加入体积重量比为10倍正己烷，在频率为30kHz、功率为400W和温度为20℃的条件下超声提取40min得到沙棘籽油粗提液；将沙棘籽油粗提液过滤得到沙棘籽油粕和沙棘籽油；

步骤二：向沙棘籽油粕中加入乙醇水溶液进行超声波提取得到沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷的粗提液，超声波提取功率为400W，超声波提取频率为30kH_Z，超声波提取温度为20℃，超声波提取时间为40min；

对步骤二中得到的沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷粗提液进行萃取纯化得到沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷；

所述的萃取纯化包括将沙棘籽总黄酮和沙棘籽总三萜皂苷粗提液在30℃条件下减压浓缩真空干燥得到粗提物，将粗提物用体积重量比为1倍量的冷水分散得到混悬液，调节混悬液的pH为2，再用乙酸乙酯或正丁醇对调节pH值后的混悬液萃取5次，合并萃取液挥干溶剂即得。

4.如权利要求3所述的连续提取沙棘籽中活性成分的方法，其特征在于，所述的乙醇水溶液的体积浓度为50％。