CN107522757A - 一种低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及天麻苷的提取方法，特别是涉及一种低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，所述低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，包括以下步骤：（1）将天麻用水洗净后，低温烘干；（2）将烘干后的天麻放入干冰中，然后置于液氮体系中，并研磨成粉，将天麻苷粉末与干冰粉末混合均匀；（3）将上述混合粉末置于10~60℃的环境下，使干冰升华爆破，活化天麻，得到天麻粉末；（4）将天麻粉末与酶在溶剂中混合均匀后，得到混合体系，将混合体系在25~55℃下静置3~12h；（5）对混合体系进行减压回流，然后浓缩得到天麻苷，该方法在低温环境下进行，有效地保护的天麻苷的活性，同时通过低温爆破、复合酶使得天麻活化，从而提高天麻苷的提取效率和得率。

Description

一种低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法

技术领域

本发明具体涉及天麻苷的提取方法，特别是涉及一种低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法。

背景技术

中医药产业已成为国家新经济增长点。数据显示，2015年，我国的中医药工业总产值已达7866亿元，占医药产业规模近1/3，衍生出了中药工业、中药农业、中药商业、中药保健品和食品以及日化用品等。中药大健康产业规模突破万亿，市场发展潜力巨大。随着人们的生活物质越来越好，人们对饮食更加讲究健康与科学，药膳有很大的创新空间。随着医学科技的进步，中医药将加快发展，造福人类健康，并进一步走向世界。目前，中医药标准体系初步形成，标准数量达649项，中医药发展平均年增率约为29%，中医药有西药无法替代的特点与功效。特别是随着人们健康意识的逐步提高，中草药保健品是保健品领域发展的重点。国家近年发布的国家政策，中草药发展在向中草药保健方面倾斜。在政策的大力扶持以及中药养生知识不断普及的背景下，企业及消费者对中药的认识深化，越来越多的人愿意用中药来代替西药，即便是在平时健康管理过程中，中药也愈发受到消费者青睐，中药对西药的替代作用在扩大。

天麻为兰科植物天麻GastrodiaelataBl.的干燥块茎。又名赤箭、离母、鬼督邮、神草、独摇芝、赤箭脂、定风草、合离草、独摇、自动草、水洋芋。含天麻素，天麻苷元，香荚兰素，蛋白质，氨基酸，微量元素。具有抗癫痫，抗悸厥，抗风湿；镇静，镇痉，镇痛，补虚，平肝息风的功效。目前，天麻制被广泛用于预防和治疗头晕目眩、小儿惊风、癫痫、肢体麻木及半身不遂等症，并对老年性痴呆症有一定的疗效，常用作脑保健药物。因此天麻苷的生物活性对抗衰老及治疗预防老年性疾病非常有效。基于天麻的广泛应用，天麻中的活性成分天麻苷的提取工艺对拓展天麻在保健领域的应用极其重要。

天麻苷元为天麻素水解后得产物，药理研究表明，天麻苷元的中枢抑制效应与天麻素相当，且毒性较小。近年来，人们发现天然植物天麻中含有大量的天麻素并可酶解为天麻苷元， 由于其原料天麻来源较广，从中提取天麻苷元已取得了可喜进展，名称为“一种从天麻中制备天麻苷元的方法”的专利申请中便公开了将天麻药材粉碎用稀盐酸浸泡，酶解，超临界萃取纯化天麻苷元的方法。上述专利文献中的天麻苷元提取工艺主要是经过预处理、酶解，超临界萃取，甲醇重结晶等步骤精制而成，虽然最后的天麻苷元纯度很高，但其工艺本身耗费大，实际应用效果远远不如大孔吸附树脂耦合硅胶柱层析纯化分离的效果。

现有天麻苷的提取大都基于水和醇的提取，通过加热、反复提取浓缩从而得到天麻苷。但由于提取过程需要加热，因此，极易导致天麻苷预热分解或失活。如果不加热，则通常的采用长时间反复浸泡提取，不但效率低而且得率低。

发明内容

针对目前天麻苷在提取过程中容易发生失活，提取效率低的缺点，本发明提供一种低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，该方法在低温环境下进行，有效地保护的天麻苷的活性，同时通过低温爆破、复合酶使得天麻活化，从而提高天麻苷的提取效率和得率。

为解决上述问题，本发明采用以下技术方案：

一种低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，包括以下步骤：

（1）将天麻用水洗净后，低温烘干；

（2）将烘干后的天麻放入干冰中，得到混合物，将该混合物置于液氮体系中20~120min，然后在液氮保护下研磨成粉，将天麻苷粉末与干冰粉末混合均匀；

（3）将上述混合粉末置于10~60℃的环境下，使干冰升华爆破，活化天麻，得到天麻粉末；

（4）将天麻粉末与酶在溶剂中混合均匀后，得到混合体系，将混合体系在25~55℃下静置3~12h；

（5）对混合体系进行减压回流，然后浓缩得到天麻苷。

由于本发明中天麻苷的提取是在超低温下进行的，由于水在低温条件下结冰，水的存在不利于天麻苷的提取，应该对天麻苷中的水含量进行控制，优选的，所述低温烘干的工艺为：将天麻在温度为20~40℃，压力为-100~-30KPa的密闭条件下，烘干至含水量为3~8%。

本发明中，将天麻苷置于干冰和液氮中，使天麻苷细胞壁在超低温下进行冻结，使细胞壁变脆，然后将干冰升华，体系温度升高，天麻的细胞壁发生破裂，从而使天麻中的有效成分从天麻中脱离，提高天麻苷的提取效率。本发明中天麻在液氮中时间是影响整个提取工艺的最重要因素，只有将天麻在液氮中长时间放置，才能够使天麻细胞的细胞壁和细胞液充分冻结，在冻结过程中细胞壁变脆，弹性降低，而细胞液凝结成冰，能够刺破细胞壁。

本发明中，通过干冰的升华，使细胞壁发生爆破，从而使天麻苷充分从天麻中脱离，优选的，所述天麻与干冰的质量比为1：（0.5~2.3）。

为了提高天麻中天麻苷的提取效率，本发明将干冰和天麻在液氮下同时研磨成粉，这样能够使天麻与干冰充分接触，优选的，在步骤（2）中，所述天麻苷粉末的粒径为80~120目，所述干冰粉末的粒径为80~120目。一方面，提高了天麻与干冰的接触面积；另一方面，使得在后续过程中，干冰能够快速升华，使得细胞壁瞬间爆破。

为了提高干冰升华的速率，优选的，在步骤（3）中，所述干冰的升华的温度为30~50℃。

溶剂是提取天麻苷的介质，将溶剂与天麻苷按比例混合，可以使活化后的天麻苷溶解在溶剂中，因此溶剂也是影响天麻苷提取效率的重要因素，由于天麻苷在高温下容易变质失活，因此本发明中的提取都是在低温下进行的，为了便于溶剂的挥发，优选的，本发明采用低熔点溶剂，例如，所述溶剂为丙酮、乙醇、乙醚、甲醇和二氯甲烷中的至少一种。

本发明采用酶对天麻的细胞壁进行进一步分解，本发明对酶的种类没有特殊的要求，只要能够实现细胞壁的分解即可，可以为所述领域技术人员所知，例如，所述酶为β-葡萄糖苷酶、果胶酶和纤维素酶中的至少一种。

为了使酶的分解效率达到最佳，优选的，所述酶与天麻粉末的质量比为（0.01~0.06）：1。

由于酶对体系的pH值比较敏感，容易在碱性条件下失活，优选的，在步骤（4）中，采用pH缓冲溶液将所述混合体系的pH值调节至4.5~5.5。

本发明采用pH缓冲溶液调节体系的pH至值，本发明对pH缓冲溶液的种类没有特殊的要求，只要能够将体系pH值调节至酸性即可，且不与体系中的物质进行反应，可以为所述领域技术人员所知，例如，所述pH缓冲溶液为甘氨酸-盐酸缓冲液、邻苯二甲酸-盐酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、乙酸-乙酸钠缓冲液、邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠缓冲液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液中的至少一种。

本发明通过减压蒸馏对天麻苷进行粗提纯，优选的，在步骤（5）中，所述减压回流的工艺为：在压强为-200~-30KPa下，温度为10~50℃下回流3~8h，然后除去溶剂，得到天麻苷粗产品。

为了提高天麻苷的纯度，本发明还对天麻苷粗产品进行重结晶，其步骤为：将天麻苷粗产品用溶剂加热溶解，滤除不溶物，回收溶剂至小体积，放置结晶。

为了进一步提高天麻苷的纯度，优选的，对天麻苷进行减压浓缩后，还进行了树脂吸附纯化；

所述树脂吸附纯化的工艺为：将天麻苷粗产品溶解于溶剂中，然后经过大孔树脂柱，大孔树脂柱填充极性大孔吸附树脂，吸附后用1～2倍于柱体积的水洗去杂质，再用2～3倍于柱体积的50～70％乙醇洗脱天麻苷，收集天麻苷的洗脱液，减压浓缩洗脱液至干，得到天麻苷；

所述极性大孔吸附树脂为极性大孔树脂HPD500。

本发明一种低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，是将干冰与干块天麻混合，在液氮保护下冷冻研磨，使干冰与天麻微粉均化活化，然后冷喷雾，通过干冰气化爆破，使得天麻被充分活化，进一步利用水和复合酶回流提取、浓缩得到高纯度天麻苷。该方法显著的优势是全程在低温环境下进行，有效地保护的天麻苷的活性，同时通过低温爆破、复合酶使得天麻活化，从而提高天麻苷的提取效率和得率。

本发明一种低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：

1、本发明在低温环境下进行，有效地保护的天麻苷的活性，同时通过低温爆破、复合酶使得天麻活化，从而提高天麻苷的提取效率和得率。

2、本发明采用在液氮保护下冷冻研磨，使干冰与天麻微粉均化活化，然后冷喷雾，一方面利用了通过干冰气化爆破来活化。另一方面，利用感并作为研磨介质，使得天麻在低温下细化并活化。

3、采用本方法提取方法简单易行、效率高、样品损失少，并可保护产物的稳定性，适合于批量稳定提取天麻苷。

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

实施例1

（1）将天麻用水洗净后，在温度为20℃，压力为-100KPa的密闭条件下，烘干至含水量为3%；

（2）将烘干后的天麻放入干冰中，其中天麻与干冰的质量比为1：0.5，得到混合物，将该混合物置于液氮体系中20min，然后在液氮保护下研磨成80目的粉末，将天麻苷粉末与干冰粉末混合均匀；

（3）将上述混合粉末置于10~的环境下，使干冰升华爆破，活化天麻，得到天麻粉末；

（4）在丙酮中加入甘氨酸-盐酸缓冲液，调节溶液pH值为4.5，然后将天麻粉末与β-葡萄糖苷酶在丙酮中混合均匀，其中天麻与β-葡萄糖苷酶的质量比为1：0.5，得到混合体系，将混合体系在25℃下静置3h；

（5）对混合体系进行减压回流，在压强为-200KPa下，温度为10℃下回流3h，然后除去丙酮，得到天麻苷粗产品，再将天麻苷在20~45℃下溶解于丙酮中，滤除不溶物，回收丙酮；

（6）将天麻苷粗产品溶解于丙酮中，然后经过极性大孔树脂HPD500树脂柱，大孔树脂柱填充极性大孔吸附树脂，吸附后用1倍于柱体积的水洗去杂质，再用2倍于柱体积的50％乙醇洗脱天麻苷，收集天麻苷的洗脱液，减压浓缩洗脱液至干，得到天麻苷。

实施例2

（1）将天麻用水洗净后，在温度为25℃，压力为-90KPa的密闭条件下，烘干至含水量为4%；

（2）将烘干后的天麻放入干冰中，其中天麻与干冰的质量比为1：0.6，得到混合物，将该混合物置于液氮体系中25min，然后在液氮保护下研磨成80~120目的粉末，将天麻苷粉末与干冰粉末混合均匀；

（3）将上述混合粉末置于15℃的环境下，使干冰升华爆破，活化天麻，得到天麻粉末；

（4）在乙醇中加入邻苯二甲酸-盐酸缓冲液，调节溶液pH值为4.6，然后将天麻粉末与β-葡萄糖苷酶在乙醇中混合均匀，其中天麻与β-葡萄糖苷酶的质量比为1：0.6，得到混合体系，将混合体系在30℃下静置4h；

（5）对混合体系进行减压回流，在压强为-150KPa下，温度为15℃下回流4h，然后除去乙醇，得到天麻苷粗产品，再将天麻苷在25℃下溶解于乙醇中，滤除不溶物，回收乙醇；

（6）将天麻苷粗产品溶解于乙醇中，然后经过极性大孔树脂HPD500树脂柱，大孔树脂柱填充极性大孔吸附树脂，吸附后用2倍于柱体积的水洗去杂质，再用3倍于柱体积的55％乙醇洗脱天麻苷，收集天麻苷的洗脱液，减压浓缩洗脱液至干，得到天麻苷。

实施例3

（1）将天麻用水洗净后，在温度为24℃，压力为-80KPa的密闭条件下，烘干至含水量为5%；

（2）将烘干后的天麻放入干冰中，其中天麻与干冰的质量比为1：0.7，得到混合物，将该混合物置于液氮体系中28min，然后在液氮保护下研磨成80~120目的粉末，将天麻苷粉末与干冰粉末混合均匀；

（3）将上述混合粉末置于19℃的环境下，使干冰升华爆破，活化天麻，得到天麻粉末；

（4）在乙醚中加入磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液，调节溶液pH值为4.7，然后将天麻粉末与果胶酶在乙醚中混合均匀，其中天麻与果胶酶的质量比为1：0.8，得到混合体系，将混合体系在35℃下静置6h；

（5）对混合体系进行减压回流，在压强为-50KPa下，温度为40℃下回流6h，然后除去溶剂，得到天麻苷粗产品，再将天麻苷在20~45℃下溶解于乙醚中，滤除不溶物，回收乙醚；

（6）将天麻苷粗产品溶解于乙醚中，然后经过极性大孔树脂HPD500树脂柱，大孔树脂柱填充极性大孔吸附树脂，吸附后用2倍于柱体积的水洗去杂质，再用3倍于柱体积的60％乙醇洗脱天麻苷，收集天麻苷的洗脱液，减压浓缩洗脱液至干，得到天麻苷。

实施例4

（1）将天麻用水洗净后，在温度为40℃，压力为-30KPa的密闭条件下，烘干至含水量为8%；

（2）将烘干后的天麻放入干冰中，其中天麻与干冰的质量比为1：2.3，得到混合物，将该混合物置于液氮体系中120min，然后在液氮保护下研磨成80~120目的粉末，将天麻苷粉末与干冰粉末混合均匀；

（3）将上述混合粉末置于60℃的环境下，使干冰升华爆破，活化天麻，得到天麻粉末；

（4）在甲醇中加入柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液，调节溶液pH值为5.5，然后将天麻粉末与果胶酶在甲醇中混合均匀，其中天麻与果胶酶的质量比为1：2.3，得到混合体系，将混合体系在25~55℃下静置3~12h；

（5）对混合体系进行减压回流，在压强为-30KPa下，温度为50℃下回流8h，然后除去溶剂，得到天麻苷粗产品，再将天麻苷在45℃下溶解于溶剂中，滤除不甲醇，回收甲醇；

（6）将天麻苷粗产品溶解于甲醇中，然后经过极性大孔树脂HPD500树脂柱，大孔树脂柱填充极性大孔吸附树脂，吸附后用2倍于柱体积的水洗去杂质，再用3倍于柱体积的70％乙醇洗脱天麻苷，收集天麻苷的洗脱液，减压浓缩洗脱液至干，得到天麻苷。

实施例5

（1）将天麻用水洗净后，在温度为35℃，压力为-50KPa的密闭条件下，烘干至含水量为7%；

（2）将烘干后的天麻放入干冰中，其中天麻与干冰的质量比为1：2.1，得到混合物，将该混合物置于液氮体系中110.min，然后在液氮保护下研磨成110目的粉末，将天麻苷粉末与干冰粉末混合均匀；

（3）将上述混合粉末置于55℃的环境下，使干冰升华爆破，活化天麻，得到天麻粉末；

（4）在二氯甲烷中加入邻苯二甲酸-盐酸缓冲液，调节溶液pH值为5.1，然后将天麻粉末与纤维素酶在二氯甲烷中混合均匀，其中天麻与纤维素酶的质量比为1：2.1，得到混合体系，将混合体系在50℃下静置10h；

（5）对混合体系进行减压回流，在压强为-40KPa下，温度为45℃下回流7h，然后除去溶剂，得到天麻苷粗产品，再将天麻苷在40℃下溶解于二氯甲烷中，滤除不溶物，回收二氯甲烷；

（6）将天麻苷粗产品溶解于二氯甲烷中，然后经过极性大孔树脂HPD500树脂柱，大孔树脂柱填充极性大孔吸附树脂，吸附后用2倍于柱体积的水洗去杂质，再用3倍于柱体积的65％乙醇洗脱天麻苷，收集天麻苷的洗脱液，减压浓缩洗脱液至干，得到天麻苷。

对比例1

将天麻用水洗净后，在温度为20℃，压力为-100KPa的密闭条件下，烘干至含水量为3%；

将烘干后的天麻放入干冰中，其中天麻与干冰的质量比为1：0.5，得到混合物，将上述混合置于10℃的环境下，使干冰升华爆破，活化天麻，得到天麻粉末；

在丙酮中加入甘氨酸-盐酸缓冲液，调节溶液pH值为4.5，然后将天麻粉末与β-葡萄糖苷酶在丙酮中混合均匀，其中天麻与β-葡萄糖苷酶的质量比为1：0.5，得到混合体系，将混合体系在25℃下静置3h；

对混合体系进行减压回流，在压强为-200KPa下，温度为10℃下回流3h，然后除去丙酮，得到天麻苷粗产品，再将天麻苷在20~45℃下溶解于丙酮中，滤除不溶物，回收丙酮；

将天麻苷粗产品溶解于丙酮中，然后经过极性大孔树脂HPD500树脂柱，大孔树脂柱填充极性大孔吸附树脂，吸附后用1倍于柱体积的水洗去杂质，再用2倍于柱体积的50％乙醇洗脱天麻苷，收集天麻苷的洗脱液，减压浓缩洗脱液至干，得到天麻苷。

对比例2

将天麻用水洗净后，在温度为20℃，压力为-100KPa的密闭条件下，烘干至含水量为3%；

将烘干后的天麻放入液氮体系中20min，然后在液氮保护下研磨成80目的粉末；

在丙酮中加入甘氨酸-盐酸缓冲液，调节溶液pH值为4.5，然后将天麻粉末与β-葡萄糖苷酶在丙酮中混合均匀，其中天麻与β-葡萄糖苷酶的质量比为1：0.5，得到混合体系，将混合体系在25℃下静置3h；

对混合体系进行减压回流，在压强为-200KPa下，温度为10℃下回流3h，然后除去丙酮，得到天麻苷粗产品，再将天麻苷在20~45℃下溶解于丙酮中，滤除不溶物，回收丙酮；

将天麻苷粗产品溶解于丙酮中，然后经过极性大孔树脂HPD500树脂柱，大孔树脂柱填充极性大孔吸附树脂，吸附后用1倍于柱体积的水洗去杂质，再用2倍于柱体积的50％乙醇洗脱天麻苷，收集天麻苷的洗脱液，减压浓缩洗脱液至干，得到天麻苷。

通过对上述方法得到的天麻苷进行分析，实施例1-5的天麻苷纯度、得率显著高于常规对比例1-2的纯度和得率。如表1所示。

表1：

测试项目	天麻苷纯度	天麻苷得率
			实施例1	99.9%	84.0%
实施例2	99.6%	86.7%
			实施例3	99.2%	85.2%
实施例4	98.9%	83.9%
			实施例5	98.5%	86.1%
对比例1	26.3%	35.7%
			对比例2	53.2%	48.5%

Claims (10)

1.一种低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将天麻用水洗净后，低温烘干；

（2）将烘干后的天麻放入干冰中，得到混合物，将该混合物置于液氮体系中20~120min，然后在液氮保护下研磨成粉，将天麻苷粉末与干冰粉末混合均匀；

（3）将上述混合粉末置于10~60℃的环境下，使干冰升华爆破，活化天麻，得到天麻粉末；

（4）将天麻粉末与酶在溶剂中混合均匀后，得到混合体系，将混合体系在25~55℃下静置3~12h；

（5）对混合体系进行减压回流，然后浓缩得到天麻苷。

2.根据权利要求1所述的低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，其特征在于，所述低温烘干的工艺为：将天麻在温度为20~40℃，压力为-100~-30KPa的密闭条件下，烘干至含水量为3~8%。

3.根据权利要求1所述的低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，其特征在于，所述天麻与干冰的质量比为1：（0.5~2.3）。

4.根据权利要求1所述的低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述天麻苷粉末的粒径为80~120目，所述干冰粉末的粒径为80~120目。

5.根据权利要求1所述的低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，其特征在于，在步骤（3）中，所述干冰的升华的温度为30~50℃。

6.根据权利要求1所述的低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，其特征在于，所述溶剂为丙酮、乙醇、乙醚、甲醇和二氯甲烷中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，其特征在于，所述酶为β-葡萄糖苷酶、果胶酶和纤维素酶中的至少一种；

所述酶与天麻粉末的质量比为（0.01~0.06）：1。

8.根据权利要求1所述的低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，其特征在于，在步骤（4）中，采用pH缓冲溶液将所述混合体系的pH值调节至4.5~5.5；

所述pH缓冲溶液为甘氨酸-盐酸缓冲液、邻苯二甲酸-盐酸缓冲液、柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液、乙酸-乙酸钠缓冲液、邻苯二甲酸氢钾-氢氧化钠缓冲液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，其特征在于，在步骤（5）中，所述减压回流的工艺为：在压强为-200~-30KPa下，温度为10~50℃下回流3~8h，然后除去溶剂，得到天麻苷粗产品。

10.根据权利要求1所述的低温爆破高效提取天麻苷保健品的方法，其特征在于，对天麻苷进行减压浓缩后，还进行了树脂吸附纯化；

所述树脂吸附纯化的工艺为：将天麻苷粗产品溶解于溶剂中，然后经过大孔树脂柱，大孔树脂柱填充极性大孔吸附树脂，吸附后用1～2倍于柱体积的水洗去杂质，再用2～3倍于柱体积的50～70％乙醇洗脱天麻苷，收集天麻苷的洗脱液，减压浓缩洗脱液至干，得到天麻苷；所述极性大孔吸附树脂为极性大孔树脂HPD500。