CN108126002A - 从白首乌中提取黄酮类化合物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于化合物提取领域，具体涉及一种从白首乌中提取黄酮类化合物的方法。本发明方法采用粉碎、弱碱润料、蒸煮、烘干，实现对细胞组织结构的破坏，石油醚脱脂，提高黄酮类物质的提取，同时减少了提取过程中淀粉、蛋白质、油脂的溶出和干扰；然后再以高、中浓度超声丙酮组合渗漉提取的方法，实现对白首乌中黄酮苷类和黄酮类苷元物质的最大化提取，提高了粗提取物中黄酮类化合物的得率和纯度，在后续黄酮纯化处理及医药方面具有重要利用价值。

Description

从白首乌中提取黄酮类化合物的方法
技术领域
本发明属于天然药物提取技术领域，具体涉及一种从白首乌中提取黄酮类化合物的方法。
背景技术
黄酮类化合物是一类重要的天然有机化合物，是植物在长期自然选择过程中产生的一类次生代谢产物，以其独特的化学结构而对哺乳动物和其它类型的细胞具有许多重要的生理、生化作用。黄酮类化合物具有抗炎、抗菌、抗病毒、抗过敏、抗氧化、抗衰老、抗骨质疏松等多种生物活性，对人类肿瘤、衰老、心血管病等疾病的治疗和预防有重要意义，在医药领域具有重要应用价值。
黄酮类化合物在许多植物中都有发现，通常与糖结合成苷类，小部分以游离态(苷元)的形式存在。黄酮苷类一般易溶于水、甲醇、乙醇、丙酮、稀碱水等强极性溶剂，难溶或不溶于苯、氯仿、乙醚等有机溶剂中。游离的黄酮类苷元易溶于甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、乙醚等有机溶剂及稀碱水溶液，难溶或不溶于水。白首乌，又名白人参，主要出产在江苏省滨海县，是传统的保健食药材，具有补肾益肝、乌发生发、养血益精、抗衰老之功效，含有丰富的蛋白质、脂肪、氨基酸、黄酮类化合物C21甾体甙以及磷脂类成分。
由于黄酮类化合物成分种类多而复杂，不同结构化合物的溶解性不同。目前，黄酮类化合物主要采用两个步骤提取，一是从原料中采用热水提取法和有机溶剂浸提法获得粗提取物，二是从粗提取物中进行提纯、产品化。其中，在粗提取物制备过程中，存在较多干扰因素，比如原料中的蛋白、淀粉溶解，以及黄酮类化合物本身种类繁多，水溶性、醇溶性各不相同，故此导致粗提取物含量不高且成分不全，影响原料资源的有效利用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种从白首乌中提取黄酮类化合物的方法。该方法以蒸煮烘干的预处理方法实现对白首乌细胞组织结构的破坏，提高黄酮类物质的提取，同时减少了提取过程中淀粉、蛋白质、油脂的溶出干扰，再以高、中浓度丙酮超声渗漉提取，实现对白首乌中黄酮苷类和黄酮类苷元物质的最大化提取，提高了粗提取物中黄酮类化合物的含量。
本发明所要解决的技术问题是提供一种从白首乌中提取黄酮类化合物的方法。该方法包括以下步骤：
a、预处理：对白首乌进行预润、蒸煮、冷却、干燥；
b、脱脂：采用石油醚对步骤a预处理后的白首乌进行脱脂；
c、提取：采用丙酮对步骤b脱脂后的白首乌进行两次提取，混合两次提取液；
d、后处理：中和提取液，去除固体杂质，去除溶剂，得到含有黄酮类化合物的粗提物。
优选的，上述从白首乌中提取黄酮类化合物的方法步骤a中，所述白首乌的粒度为10～50目。
优选的，上述从白首乌中提取黄酮类化合物的方法步骤a中，所述预润时的料液质量比为1:0.5～1:1。
进一步的，上述从白首乌中提取黄酮类化合物的方法步骤a中，所述预润采用的液体为氢氧化钠水溶液。
进一步的，上述从白首乌中提取黄酮类化合物的方法步骤a中，所述氢氧化钠水溶液的温度为50～80℃。
进一步的，上述从白首乌中提取黄酮类化合物的方法步骤a中，所述氢氧化钠水溶液的浓度为0.02～0.2mol/L。
优选的，上述从白首乌中提取黄酮类化合物的方法步骤a中，所述蒸煮条件为：白首乌平铺厚度为10～30mm，蒸气压力为0.03～0.08MPa，蒸煮时间为20～30min。
优选的，上述从白首乌中提取黄酮类化合物的方法步骤a中，所述干燥至白首乌含水量为3wt％以下。
优选的，上述从白首乌中提取黄酮类化合物的方法步骤b中，白首乌与石油醚的总料液质量比为1:10～1:15。
进一步的，上述从白首乌中提取黄酮类化合物的方法步骤b中，先按料液比1:1～1:3加入石油醚，静置浸泡3～6小时；然后再加入石油醚自下而上进行逆流提取，控制流速为3～8kg/min。
优选的，上述从白首乌中提取黄酮类化合物的方法步骤c中，第一次提取为：按料液质量比1:1～1:3加入丙酮浸润6～12h，其中以20～45KHz超声处理0.5～1.5h；然后再加入丙酮自上而下进行渗漉提取，控制流速为2～5kg/min，控制总料液质量比为1:10～1:15。所述丙酮质量浓度为95～99％。
优选的，上述从白首乌中提取黄酮类化合物的方法步骤c中，第二次提取为：按料液质量比1:1～1:3加入丙酮浸润12～24h，其中以20～45KHz超声处理0.5～1h；然后再加入丙酮自上而下进行渗漉提取，控制流速为2～5kg/min，控制总料液质量比为1:12～1:20。所述丙酮质量浓度为30～60％。
优选的，上述从白首乌中提取黄酮类化合物的方法步骤d中，所述去除溶剂采用减压蒸馏的方式。所述减压蒸馏的条件为压力控制-0.1MPa，温度控制在55～65℃。
本发明方法增加了对白首乌原料的处理环节，采用弱碱溶液浸润、蒸煮实现了对白首乌细胞结构的破坏，有利于黄酮类化合物的释放提取；同时，通过蒸煮加热、烘干处理，使得白首乌颗粒中的可溶性淀粉、蛋白质发生变性、老化，降低其溶解性，并使得颗粒结构硬化稳定。通过石油醚的逆流方式提取，有效去除白首乌颗粒中的油脂类物质，然后分别通过高度丙酮和中度丙酮进行的两次有效超声渗漉提取，获得了丰富的黄酮类化合物。通过本方法有效降低了白首乌原料中淀粉、蛋白的溶出量，去除了油脂类物质，有效地提取了黄酮类苷类及苷元物质，所获得粗提取物中黄酮类化合物含量较高，纯度高达20％～30％，黄酮类粗提物的提取率可达到为1.8～4.0mg/g，有利于后续黄酮类化合物的进一步提纯开发及医药生产。
具体实施方式
从白首乌中提取黄酮类化合物的方法，包括以下步骤：
a、预处理：对白首乌进行预润、蒸煮、冷却、干燥；
b、脱脂：采用石油醚对步骤a预处理后的白首乌进行脱脂，得到脱脂后的白首乌；
c、提取：采用丙酮对步骤b脱脂后的白首乌进行两次渗漉提取，分别得到高度丙酮提取液Ⅰ和中度丙酮提取液Ⅱ，混合两次提取液；
d、后处理：加入酸中和提取液，过滤去除固体杂质，减压蒸馏除去溶剂后即可得到含有黄酮类化合物的的黄酮类粗提物。
进一步的，步骤a中，由于白首乌粒度过大，不利于提取；粒度过小，在后续操作中容易成团成块，同样不利于提取，所以步骤a中优选白首乌的粒度为10～50目。
进一步的，步骤a中，预润时，若液体用量过少、温度不足、堆积时间过短，则不利于白首乌颗粒吸透水分；若液体用量过多、温度过高、堆积时间过长，则容易使白首乌颗粒糊化、软化、粘成团，不利于后续蒸煮操作。所以优选料液质量比为1:0.5～1:1。优选水温为50～80℃。优选预润总时间为30～60min。所述预润采用的液体为0.02～0.2mol/L的氢氧化钠溶液，有利于后续步骤中黄酮类物质的溶出。将液体与白首乌颗粒拌和均匀，堆积成堆，10～20min后，进行内外翻动、收堆、静置，如此重复操作1～3次，控制预润总时间为30～60min，从而使得白首乌颗粒内部吸透水分或润透，同时又避免糊化成团，颗粒表面不粘粘，无表面游离水。
进一步的，步骤a中，蒸煮时，将润透好的白首乌颗粒以每层10～30mm厚度平铺在托盘上，放置于蒸气压力为0.03～0.08MPa的蒸汽箱中，进行蒸煮20～30min，使得蒸煮后的白首乌颗粒蒸熟但不蒸糊，颗粒分散、不成团、不黏糊。因为若平铺厚度过高、蒸气压力不足、蒸煮时间短，将影响蒸熟程度；若平铺厚度过低、蒸汽压力过高、蒸煮时间过长，将导致煮熟烂，颗粒粘粘成团，不利于后续的有效提取。
进一步的，步骤a中，干燥时，控制干燥后的白首乌含水量在3wt％以下。优选操作为：将冷却后的白首乌颗粒按照每层15～25mm厚度平铺于托盘上，置于103～110℃烘箱中烘焙12～18小时，使白首乌颗粒变硬、分散、不结团，水分降低至3％以下。因为若平铺厚度过高、烘焙时间不足、烘焙温度过低，将导致烘焙效果差，水分偏高，质软，不利于颗粒硬化影响后续提取效果；若烘焙时间过长、烘焙温度过高、烘焙时间过长，将导致白首乌颗粒焦黑。
进一步的，步骤b中，控制石油醚与白首乌的总料液质量比为1:10～1:15。优选先按照料液质量比例1:1～1:3加入石油醚，静置浸泡3～6小时，使得物料充分浸透；再自下而上加入按总料液质量比剩余的石油醚进行逆流提取白首乌中的油脂，控制逆流出液速度为3～8kg/min。若首次浸泡料液少、时间短，则不容易浸透，脱脂效果低。若总料液比例过低、提取速度过快，则脱脂效果低，不易彻底，反正则影响生产效率。
进一步的，步骤c中，第一次提取，若浸润液体少、时间短，不利于渗漉提取前的黄酮类苷元物质溶出。若料液比例小、流速快，影响提取效果；若料液比例大、流速慢，影响生产效率，浪费溶剂资源。优选首先按照1:1～1:3加入95％～99％质量浓度丙酮进行浸润6～12小时，其中以20～45KHz超声处理0.5～1.5小时，然后自上而下启动渗漉提取，控制出液流速为2～5kg/min，控制总料液比例为1:10～1:15，获得高度丙酮提取液Ⅰ。
进一步的，步骤c中，第二次提取，若料液比例小、流速快，影响提取效果；若料液比例大、流速慢，影响生产效率，浪费溶剂资源。优选首先按照1:1～1:3加入30％～60％质量浓度丙酮进行浸润12～24小时，其中以20～45KHz超声处理0.5～1.0小时，然后自上而下启动渗漉提取，控制出液流速为2～5kg/min，控制总料液比例为1:12～1:20，获得中度丙酮提取液Ⅱ。
进一步的，步骤d中，采用盐酸中和混合液。所述盐酸浓度为0.1mol/L。采用减压蒸馏去除溶剂，控制压力-0.1MPa，温度控制在55～65℃，减压蒸馏回收丙酮，然后烘干残留浸膏，获得固体即为黄酮粗提取物。
下面通过实施例对本发明具体实施方式作进一步的说明，但并不因此将本发明的保护范围限制的实施例之中。
实施例1
1、称取适量白首乌原料，将其分为3组进行粉碎，分别粉碎为10目、15目、30目大小；
2、按照1﹕0.8的质量比例，向粉碎好的白首乌颗粒中加入60℃的0.01mol/L氢氧化钠溶液，拌合均匀，堆积成堆，15min后，进行内外翻动、收堆，15min后，再重复操作1次。
3、将润透好的白首乌颗粒以每层15mm厚度平铺在托盘上，放置于蒸气压力为0.04MPa的蒸汽箱中，进行蒸煮30min，使得蒸煮后的白首乌颗粒蒸熟但不蒸糊，颗粒分散、不成团、不黏糊。
4、将冷却后的白首乌颗粒按照每层20mm厚度平铺于托盘上，置于105℃烘箱中烘焙15小时，使白首乌颗粒变硬、分散、不结团，水分降低至2％以下。
5、将白首乌颗粒放入逆提罐中，先按照料液质量比例1:1.5加入石油醚，浸泡6小时；然后，自下而上开始石油醚逆流提取油脂，控制逆流出液速度为5kg/min，控制总料液比例为1:12。最后，过滤获得脱脂后的白首乌颗粒物。
6、将脱脂后的白首乌颗粒物放入渗漉提取罐中，先按照1:2加入95％丙酮进行浸润6小时，其中以25KHz超声处理1小时，然后自上而下启动渗漉提取，控制出液流速为3kg/min，控制总料液比例为1:15，获得高度丙酮提取液Ⅰ。
7、然后，按照1:2加入45％丙酮进行浸润24小时，其中以25KHz超声处理1小时，然后自上而下启动渗漉提取，控制出液流速为2kg/min，控制总料液比例为1:20，获得中度丙酮提取液Ⅱ。
8、最后，将高度丙酮提取液Ⅰ与中度丙酮提取液Ⅱ进行混合，加入0.1mol/L盐酸进行中和，过滤掉沉淀，置于减压蒸馏装置中，压力控制-0.1MPa，温度控制在65℃，减压蒸馏回收丙酮，然后烘干残留浸膏获得固体，三组分别为黄酮粗提物Ⅰ、黄酮粗提物Ⅱ、黄酮粗提物Ⅲ并称重。
采用硝酸铝显色法分别测定粗提取物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中黄酮总量，具体为分别取1g黄酮粗提物Ⅰ、黄酮粗提物Ⅱ、黄酮粗提物Ⅲ置于25ml容量瓶中，加入0.7ml5％NaNO2，摇匀，放置5min后，加入0.7ml10％硝酸铝，6min后再加入5ml 1mol/L氢氧化钠，混匀，用75％乙醇定容，10min后再510nm处比色测定。以此方法，分别测定出黄酮粗提物Ⅰ、黄酮粗提物Ⅱ、黄酮粗提物Ⅲ的黄酮含量，并按照收得黄酮粗提物的数量计算出黄酮提取率和粗提物的纯度。结果如下：
表1不同粉碎度下黄酮提取率及粗提物纯度(％)
不用粉碎度处理 黄酮提取率(mg/g) 黄酮粗提物纯度(％)
黄酮粗提物Ⅰ(10目颗粒) 1.82 29.62％
黄酮粗提物Ⅱ(15目颗粒) 2.87 27.32％
黄酮粗提物Ⅲ(30目颗粒) 3.77 25.01％
从表1结果中可以看出，随着粉碎目数越大，颗粒越小，越有利于黄酮提取率，其中30目白首乌颗粒提取黄酮得率为3.77mg/g；反之，则相对纯度较低，因为颗粒越小，原料中淀粉、蛋白等溶出越多，干扰越大，黄酮粗提物中纯度越低。原料颗粒越大，提取的黄酮粗提物纯度越高，其中10目白首乌颗粒提取的黄酮粗提物纯度达到29.62％。其中，黄酮提取率为黄酮粗提物与白首乌质量比；黄酮粗提物纯度为黄酮粗提物中黄酮类化合物的质量百分比。
实施例2
1、称取适量白首乌原料，进行粉碎，粉碎大小为15目；
2、按照1﹕0.8的质量比例，向粉碎好的白首乌颗粒中加入50℃的0.01mol/L氢氧化钠溶液，拌合均匀，堆积成堆，20min后，进行内外翻动、收堆；20min后，在重复操作2次。
3、将润透好的白首乌颗粒以每层20mm厚度平铺在托盘上，放置于蒸气压力为0.05MPa的蒸汽箱中，进行蒸煮25min，使得蒸煮后的白首乌颗粒蒸熟但不蒸糊，颗粒分散、不成团、不黏糊。
4、将冷却后的白首乌颗粒按照每层15mm厚度平铺于托盘上，置于103℃烘箱中烘焙12小时，使白首乌颗粒变硬、分散、不结团，水分降低至2％以下。
5、将白首乌颗粒放入逆提罐中，先按照料液质量比例1:2加入石油醚，浸泡4小时。然后，自下而上开始石油醚逆流提取油脂，控制逆流出液速度为8kg/min，控制总料液比例为1:15。最后，过滤获得脱脂后的白首乌颗粒物。
6、将脱脂后的白首乌颗粒物分成A、B、C三组，分别放入渗漉提取罐中，先按照1:2加入99％丙酮进行浸润12小时，其中A、B、C三组分别对应以25、30、45KHz超声处理1小时，然后自上而下启动渗漉提取，控制出液流速为3kg/min，控制总料液比例为1:15，获得高度丙酮提取液A1、B1、C1。
7、然后，A、B、C组按照1:2分别加入30％、45％、60％丙酮进行浸润24小时，其中A、B、C三组分别对应以25、30、45KHz超声处理1小时，然后自上而下启动渗漉提取,控制出液流速为1.5Kg/min，控制总料液比例为1:15，获得中度丙酮提取液A2、B2、C2。
8、最后，将A1与A2、B1与B2、C1与C2进行混合，加入0.1mol/L盐酸进行中和，过滤掉沉淀，至于减压蒸馏装置中，分别进行减压蒸馏回收丙酮，压力控制-0.1MPa，温度控制在65℃，然后烘干获得黄酮粗提物A、黄酮粗提物B、黄酮粗提物C并分别称重。
采用硝酸铝显色法分别对黄酮粗提物A、黄酮粗提物B、黄酮粗提物C进行测定黄酮总量，具体方法：取1g待测物置于25ml容量瓶中，加入0.7ml5％NaNO2，摇匀，放置5min后，加入0.7ml10％硝酸铝，6min后再加入5ml 1mol/L氢氧化钠，混匀，用75％乙醇定容，10min后再510nm处比色测定。经换算，计算出不同酒精浓度提取下黄酮提取率和粗提物的纯度。
表2不同酒精度提取下黄酮提取率及粗提物纯度(％)
不同浓度提取 黄酮提取率(mg/g) 黄酮粗提物纯度(％)
黄酮粗提物A(30％丙酮) 2.11 22.45％
黄酮粗提物B(45％丙酮) 3.34 28.08％
黄酮粗提物C(60％丙酮) 3.92 30.14％
从表2结果中可以看出，在中度丙酮提取过程中，丙酮浓度越高提取效果越好，其中60％丙酮、45KHz超声渗漉提取获得黄酮提取率达到3.92mg/g，并且黄酮粗提物纯度也较高，为30.14％。由此说明，白首乌中黄酮类物质更溶于较高的浓度丙酮提取，并且浓度越高则原料中融入的淀粉、蛋白等大分子物质相对较少，提高了粗提物的纯度，为后续纯化生产奠定了基础。

Claims (10)

1.从白首乌中提取黄酮类化合物的方法，其特征在于：包括以下步骤：
a、预处理：对白首乌进行预润、蒸煮、冷却、干燥；
b、脱脂：采用石油醚对步骤a预处理后的白首乌进行脱脂；
c、提取：采用丙酮对步骤b脱脂后的白首乌进行两次提取，混合两次提取液；
d、后处理：中和提取液，去除固体杂质，去除溶剂，得到含有黄酮类化合物的粗提物。
2.根据权利要求1所述的从白首乌中提取黄酮类化合物的方法，其特征在于：步骤a中，所述白首乌的粒度为10～50目。
3.根据权利要求1所述的从白首乌中提取黄酮类化合物的方法，其特征在于：步骤a中，所述预润时的料液质量比为1:0.5～1:1。
4.根据权利要求1或3所述的从白首乌中提取黄酮类化合物的方法，其特征在于：步骤a中，所述预润采用的液体为氢氧化钠水溶液；所述氢氧化钠水溶液的温度为50～80℃；进一步氢氧化钠水溶液的浓度为0.02～0.2mol/L。
5.根据权利要求1所述的从白首乌中提取黄酮类化合物的方法，其特征在于：步骤a中，所述蒸煮条件为：白首乌平铺厚度为10～30mm，蒸气压力为0.03～0.08MPa，蒸煮时间为20～30min。
6.根据权利要求1所述的从白首乌中提取黄酮类化合物的方法，其特征在于：步骤a中，所述干燥至白首乌含水量为3wt％以下。
7.根据权利要求1所述的从白首乌中提取黄酮类化合物的方法，其特征在于：步骤b中，白首乌与石油醚的总料液质量比为1:10～1:15。
8.根据权利要求7所述的从白首乌中提取黄酮类化合物的方法，其特征在于：步骤b中，先按料液比1:1～1:3加入石油醚，静置浸泡3～6小时；然后再加入石油醚自下而上进行逆流提取，控制流速为3～8kg/min。
9.根据权利要求1所述的从白首乌中提取黄酮类化合物的方法，其特征在于：步骤c中，第一次提取为：按料液质量比1:1～1:3加入丙酮浸润6～12h，其中以20～45KHz超声处理0.5～1.5h；然后再加入丙酮自上而下进行渗漉提取，控制流速为2～5kg/min，控制总料液质量比为1:10～1:15；进一步所述丙酮质量浓度为95～99％。
10.根据权利要求1所述的从白首乌中提取黄酮类化合物的方法，其特征在于：步骤c中，第二次提取为：按料液质量比1:1～1:3加入丙酮浸润12～24h，其中以20～45KHz超声处理0.5～1h；然后再加入丙酮自上而下进行渗漉提取，控制流速为2～5kg/min，控制总料液质量比为1:12～1:20；进一步所述丙酮质量浓度为30～60％。
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