CN108341846A - 一种从牛蒡子中分离提取牛蒡子苷的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从牛蒡子中分离提取牛蒡子苷的工艺，涉及中药提取技术领域，包括以下步骤：(1)牛蒡子预处理，(2)醇提，(3)脱色，(4)浓缩，(5)水沉除杂，(6)结晶。本发明通过脱色操作以有效脱除提取液中所含有色杂质，并通过以自制脱色剂替代常规脱色剂活性炭来牛蒡子苷的脱色损失量；再通过水沉除杂操作以避免混合有机溶剂除杂存在的有机溶剂用量大且回收能耗高的问题，同时保证杂质去除率，并通过助沉剂的辅助作用来进一步降低杂质含量，提高所制牛蒡子苷粗提物中的纯度。
Description
技术领域：
本发明涉及中药提取技术领域，具体涉及一种从牛蒡子中分离提取牛蒡子苷的工艺。
背景技术：
牛蒡子，中药名，菊科二年生草本植物牛蒡的干燥成熟果实。秋季果实成熟时采收果序，晒干，打下果实，除去杂质，再晒干。生用或炒用，用时捣碎。具有疏散风热、宣肺透疹、利咽散结、解毒消肿之功效，属于解表药中发然风热药。牛蒡子主要化学成分为牛蒡子苷及苷元、脂肪酸、甾醇、维生素B1等，牛蒡子苷含量为4-5％。
牛蒡子苷，属于木脂素类，具有抗胰腺癌活性，作用机理之一是诱导细胞凋亡，能引起血管扩张，血压下降，同时具有抗肾病变作用，增强机体免疫功能，具有抗补体活性、钙拮抗及抗高血压等药理作用。目前，牛蒡子苷提取工艺主要是溶剂提取大孔树脂吸附、超临界流体萃取、硅胶柱层析分离纯化等方法，但大孔树脂吸附和硅胶柱层析分离纯化容易造成牛蒡子苷的大量损失，解吸溶剂用量大，溶剂回收能耗高，并且硅胶柱层析分离纯化不适合放大生产；超临界流体萃取法虽然能提高萃取率，但设备投入成本大，不适合产业化。
专利CN 201410178774.3公开了一种从牛蒡子分离纯化牛蒡子苷的方法，但其在除杂和纯化工序中大量使用有机溶剂石油醚、乙酸乙酯和二氯甲烷，这些溶剂的沸点较低，很容易挥发到空气中，从而污染工作环境，并且有机溶剂的大量使用也增加了后续溶剂回收能耗。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题在于提供一种操作简单易行、纯化时有机溶剂用量少、产品提取率和纯度高的从牛蒡子中分离提取牛蒡子苷的工艺。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：
一种从牛蒡子中分离提取牛蒡子苷的工艺，包括以下步骤：
(1)牛蒡子预处理：将牛蒡子过筛后用清水冲洗，除去颗粒性杂质和灰尘，并于50-60℃条件下低温烘干；
(2)醇提：将经预处理后的牛蒡子粉碎成粗粉，并加入75-85％乙醇溶液，回流提取3次，每次提取0.5-2h，合并提取液；
(3)脱色：向提取液中加入脱色剂，于50-60℃下保温搅拌脱色，过滤，即得脱色液；
(4)浓缩：将脱色液减压浓缩以回收乙醇，使乙醇浓缩至原体积的1/5-1/4，即得浓缩液；
(5)水沉除杂：向浓缩液中加入水，使所得溶液中水体积含量达到30-40％，搅拌10-30min，再静置0.5-2h，过滤除去沉淀，所得滤液经减压浓缩至溶剂蒸干，即得牛蒡子苷粗提物；
(6)结晶：向牛蒡子苷粗提物中加入无水乙醇，溶解完全后于0-5℃环境中密封静置，析出晶体，过滤，所得晶体用0-5℃无水乙醇洗涤，最后经40-50℃低温烘干，即得牛蒡子苷成品。
所述牛蒡子的粉碎粒度在0.5-1mm。
所述醇提时乙醇溶液用量为牛蒡子干重的3-5倍。
所述脱色时脱色剂用量为牛蒡子干重的0.01-0.1倍。
所述脱色时间在15-40min。
所述脱色剂为活性炭。
所述脱色剂由4A分子筛原粉、聚天门冬氨酸、N-羟甲基丙烯酰胺和二甲基丙烯酸镁制成，其制备方法为：利用20-25℃去离子水配制聚天门冬氨酸饱和溶液，并通过硫酸调节pH值稳定在4-4.5，再加入4A分子筛原粉，加热至回流状态保温搅拌15-30min，然后加入N-羟甲基丙烯酰胺和二甲基丙烯酸镁，继续回流保温搅拌0.5-3h，所得混合物经静置自然冷却至室温，过滤，滤渣于60-70℃下烘干至恒重，所得固体经超微粉碎机制成微粉，最后经制粒机制成35-60目颗粒，即得脱色剂。
所述聚天门冬氨酸、4A分子筛原粉、N-羟甲基丙烯酰胺和二甲基丙烯酸镁的质量比为10-15:25-40:1-5:5-10。
反应机理：聚天门冬氨酸与N-羟甲基丙烯酰胺发生酯化反应，同时N-羟甲基丙烯酰胺与二甲基丙烯酸镁发生聚合反应，生成的高分子化合物附着于4A分子筛原粉表面空隙上，从而增强4A分子筛的脱色效果。
自制脱色剂具有比拟活性炭的脱色效果，并减少牛蒡子苷的脱色损失量。
所述水沉除杂时所加水中溶有助沉剂，助沉剂与水的质量比为1-5:90-100。
所述助沉剂由食品级多聚谷氨酸和聚乙二醇400制成，其制备方法为：利用20-25℃去离子水配制食品级多聚谷氨酸饱和溶液，并通过硫酸调节pH值稳定在4-4.5，再加入聚乙二醇400，加热至回流状态保温搅拌0.5-3h，所得混合物经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得助沉剂。
所述食品级多聚谷氨酸、聚乙二醇400的质量比为10-15:10-15。
反应机理：多聚谷氨酸与聚乙二醇400发生酯化反应。
助沉剂的加入能增强水沉除杂效果，进一步降低杂质含量，从而提高所制牛蒡子苷粗提物中的纯度。
本发明的有益效果是：
(1)本发明通过预处理操作以除去牛蒡子所携带的颗粒性杂质和灰尘；
(2)本发明通过醇提操作以高效提取牛蒡子中所含的牛蒡子苷，并缩短提取时间，降低提取设备的成本投入；
(3)本发明通过脱色操作以有效脱除提取液中所含有色杂质，并通过以自制脱色剂替代常规脱色剂活性炭来牛蒡子苷的脱色损失量；
(4)本发明通过水沉除杂操作以避免混合有机溶剂除杂存在的有机溶剂用量大且回收能耗高的问题，同时保证杂质去除率，并通过助沉剂的辅助作用来进一步降低杂质含量，提高所制牛蒡子苷粗提物中的纯度；
(5)本发明通过结晶操作使最终所制牛蒡子苷成品的纯度达到99％以上。
具体实施方式：
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)牛蒡子预处理：将25kg牛蒡子过筛后用清水冲洗，除去颗粒性杂质和灰尘，并于50-60℃条件下低温烘干；
(2)醇提：将经预处理后的牛蒡子粉碎成粒度0.5-1mm的粗粉，并加入牛蒡子干重5倍的75％乙醇溶液，回流提取3次，每次提取2h，合并提取液；
(3)脱色：向提取液中加入牛蒡子干重0.05倍的脱色剂活性炭，于50-60℃下保温搅拌脱色，脱色时间在30min，过滤，即得脱色液；
(4)浓缩：将脱色液减压浓缩以回收乙醇，使乙醇浓缩至原体积的1/5-1/4，即得浓缩液；
(5)水沉除杂：向浓缩液中加入水，使所得溶液中水体积含量达到30-40％，搅拌30min，再静置1h，过滤除去沉淀，所得滤液经减压浓缩至溶剂蒸干，即得牛蒡子苷粗提物；
(6)结晶：向牛蒡子苷粗提物中加入无水乙醇，溶解完全后于0-5℃环境中密封静置，析出晶体，过滤，所得晶体用0-5℃无水乙醇洗涤，最后经40-50℃低温烘干，即得牛蒡子苷成品。
实施例2
(1)牛蒡子预处理：将25kg牛蒡子过筛后用清水冲洗，除去颗粒性杂质和灰尘，并于50-60℃条件下低温烘干；
(2)醇提：将经预处理后的牛蒡子粉碎成粒度0.5-1mm的粗粉，并加入牛蒡子干重5倍的75％乙醇溶液，回流提取3次，每次提取2h，合并提取液；
(3)脱色：向提取液中加入牛蒡子干重0.05倍的脱色剂，于50-60℃下保温搅拌脱色，脱色时间在30min，过滤，即得脱色液；
(4)浓缩：将脱色液减压浓缩以回收乙醇，使乙醇浓缩至原体积的1/5-1/4，即得浓缩液；
(5)水沉除杂：向浓缩液中加入水，使所得溶液中水体积含量达到30-40％，搅拌30min，再静置1h，过滤除去沉淀，所得滤液经减压浓缩至溶剂蒸干，即得牛蒡子苷粗提物；
(6)结晶：向牛蒡子苷粗提物中加入无水乙醇，溶解完全后于0-5℃环境中密封静置，析出晶体，过滤，所得晶体用0-5℃无水乙醇洗涤，最后经40-50℃低温烘干，即得牛蒡子苷成品。
脱色剂的制备：利用20-25℃去离子水配制聚天门冬氨酸饱和溶液(10g聚天门冬氨酸)，并通过硫酸调节pH值稳定在4-4.5，再加入30g 4A分子筛原粉，加热至回流状态保温搅拌15min，然后加入3g N-羟甲基丙烯酰胺和5g二甲基丙烯酸镁，继续回流保温搅拌2h，所得混合物经静置自然冷却至室温，过滤，滤渣于60-70℃下烘干至恒重，所得固体经超微粉碎机制成微粉，最后经制粒机制成60目颗粒，即得脱色剂。
实施例3
(1)牛蒡子预处理：将25kg牛蒡子过筛后用清水冲洗，除去颗粒性杂质和灰尘，并于50-60℃条件下低温烘干；
(2)醇提：将经预处理后的牛蒡子粉碎成粒度0.5-1mm的粗粉，并加入牛蒡子干重5倍的75％乙醇溶液，回流提取3次，每次提取2h，合并提取液；
(3)脱色：向提取液中加入牛蒡子干重0.05倍的脱色剂，于50-60℃下保温搅拌脱色，脱色时间在30min，过滤，即得脱色液；
(4)浓缩：将脱色液减压浓缩以回收乙醇，使乙醇浓缩至原体积的1/5-1/4，即得浓缩液；
(5)水沉除杂：向浓缩液中加入水，使所得溶液中水体积含量达到30-40％，搅拌30min，再静置1h，过滤除去沉淀，所得滤液经减压浓缩至溶剂蒸干，即得牛蒡子苷粗提物；
(6)结晶：向牛蒡子苷粗提物中加入无水乙醇，溶解完全后于0-5℃环境中密封静置，析出晶体，过滤，所得晶体用0-5℃无水乙醇洗涤，最后经40-50℃低温烘干，即得牛蒡子苷成品。
脱色剂的制备：利用20-25℃去离子水配制聚天门冬氨酸饱和溶液(15g聚天门冬氨酸)，并通过硫酸调节pH值稳定在4-4.5，再加入40g 4A分子筛原粉，加热至回流状态保温搅拌15min，然后加入5g N-羟甲基丙烯酰胺和10g二甲基丙烯酸镁，继续回流保温搅拌2h，所得混合物经静置自然冷却至室温，过滤，滤渣于60-70℃下烘干至恒重，所得固体经超微粉碎机制成微粉，最后经制粒机制成60目颗粒，即得脱色剂。
实施例4
(1)牛蒡子预处理：将25kg牛蒡子过筛后用清水冲洗，除去颗粒性杂质和灰尘，并于50-60℃条件下低温烘干；
(2)醇提：将经预处理后的牛蒡子粉碎成粒度0.5-1mm的粗粉，并加入牛蒡子干重5倍的75％乙醇溶液，回流提取3次，每次提取2h，合并提取液；
(3)脱色：向提取液中加入牛蒡子干重0.05倍的脱色剂活性炭，于50-60℃下保温搅拌脱色，脱色时间在30min，过滤，即得脱色液；
(4)浓缩：将脱色液减压浓缩以回收乙醇，使乙醇浓缩至原体积的1/5-1/4，即得浓缩液；
(5)水沉除杂：向浓缩液中加入溶有助沉剂的水，助沉剂与水的质量比为5:95使所得溶液中水体积含量达到30-40％，搅拌30min，再静置1h，过滤除去沉淀，所得滤液经减压浓缩至溶剂蒸干，即得牛蒡子苷粗提物；
(6)结晶：向牛蒡子苷粗提物中加入无水乙醇，溶解完全后于0-5℃环境中密封静置，析出晶体，过滤，所得晶体用0-5℃无水乙醇洗涤，最后经40-50℃低温烘干，即得牛蒡子苷成品。
助沉剂的制备：利用20-25℃去离子水配制食品级多聚谷氨酸饱和溶液(15g食品级多聚谷氨酸)，并通过硫酸调节pH值稳定在4-4.5，再加入10g聚乙二醇400，加热至回流状态保温搅拌2h，所得混合物经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得助沉剂。
实施例5
(1)牛蒡子预处理：将25kg牛蒡子过筛后用清水冲洗，除去颗粒性杂质和灰尘，并于50-60℃条件下低温烘干；
(2)醇提：将经预处理后的牛蒡子粉碎成粒度0.5-1mm的粗粉，并加入牛蒡子干重5倍的75％乙醇溶液，回流提取3次，每次提取2h，合并提取液；
(3)脱色：向提取液中加入牛蒡子干重0.05倍的脱色剂活性炭，于50-60℃下保温搅拌脱色，脱色时间在30min，过滤，即得脱色液；
(4)浓缩：将脱色液减压浓缩以回收乙醇，使乙醇浓缩至原体积的1/5-1/4，即得浓缩液；
(5)水沉除杂：向浓缩液中加入溶有助沉剂的水，助沉剂与水的质量比为5:95使所得溶液中水体积含量达到30-40％，搅拌30min，再静置1h，过滤除去沉淀，所得滤液经减压浓缩至溶剂蒸干，即得牛蒡子苷粗提物；
(6)结晶：向牛蒡子苷粗提物中加入无水乙醇，溶解完全后于0-5℃环境中密封静置，析出晶体，过滤，所得晶体用0-5℃无水乙醇洗涤，最后经40-50℃低温烘干，即得牛蒡子苷成品。
助沉剂的制备：利用20-25℃去离子水配制食品级多聚谷氨酸饱和溶液(15g食品级多聚谷氨酸)，并通过硫酸调节pH值稳定在4-4.5，再加入15g聚乙二醇400，加热至回流状态保温搅拌2h，所得混合物经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得助沉剂。
实施例6
(1)牛蒡子预处理：将25kg牛蒡子过筛后用清水冲洗，除去颗粒性杂质和灰尘，并于50-60℃条件下低温烘干；
(2)醇提：将经预处理后的牛蒡子粉碎成粒度0.5-1mm的粗粉，并加入牛蒡子干重5倍的75％乙醇溶液，回流提取3次，每次提取2h，合并提取液；
(3)脱色：向提取液中加入牛蒡子干重0.05倍的脱色剂，于50-60℃下保温搅拌脱色，脱色时间在30min，过滤，即得脱色液；
(4)浓缩：将脱色液减压浓缩以回收乙醇，使乙醇浓缩至原体积的1/5-1/4，即得浓缩液；
(5)水沉除杂：向浓缩液中加入溶有助沉剂的水，助沉剂与水的质量比为5:95使所得溶液中水体积含量达到30-40％，搅拌30min，再静置1h，过滤除去沉淀，所得滤液经减压浓缩至溶剂蒸干，即得牛蒡子苷粗提物；
(6)结晶：向牛蒡子苷粗提物中加入无水乙醇，溶解完全后于0-5℃环境中密封静置，析出晶体，过滤，所得晶体用0-5℃无水乙醇洗涤，最后经40-50℃低温烘干，即得牛蒡子苷成品。
脱色剂的制备：利用20-25℃去离子水配制聚天门冬氨酸饱和溶液(15g聚天门冬氨酸)，并通过硫酸调节pH值稳定在4-4.5，再加入40g 4A分子筛原粉，加热至回流状态保温搅拌15min，然后加入5g N-羟甲基丙烯酰胺和10g二甲基丙烯酸镁，继续回流保温搅拌2h，所得混合物经静置自然冷却至室温，过滤，滤渣于60-70℃下烘干至恒重，所得固体经超微粉碎机制成微粉，最后经制粒机制成60目颗粒，即得脱色剂。
助沉剂的制备：利用20-25℃去离子水配制食品级多聚谷氨酸饱和溶液(15g食品级多聚谷氨酸)，并通过硫酸调节pH值稳定在4-4.5，再加入15g聚乙二醇400，加热至回流状态保温搅拌2h，所得混合物经自然冷却至室温后送入冷冻干燥机中，干燥所得固体经超微粉碎机制成微粉，即得助沉剂。
对照例
(1)牛蒡子预处理：将25kg牛蒡子过筛后用清水冲洗，除去颗粒性杂质和灰尘，并于50-60℃条件下低温烘干；
(2)醇提：将经预处理后的牛蒡子粉碎成粒度0.5-1mm的粗粉，并加入牛蒡子干重5倍的75％乙醇溶液，回流提取3次，每次提取2h，合并提取液；
(3)脱色：向提取液中加入牛蒡子干重0.05倍的脱色剂活性炭，于50-60℃下保温搅拌脱色，脱色时间在30min，过滤，即得脱色液；
(4)浓缩：将脱色液减压浓缩以回收乙醇，使乙醇浓缩至原体积的1/5-1/4，即得浓缩液；
(5)除杂：向浓缩液中加入石油醚和乙酸乙酯的混合溶液，石油醚与乙酸乙酯的体积比为1:2，搅拌30min，再静置1h，过滤除去沉淀，所得滤液经减压浓缩至溶剂蒸干，即得牛蒡子苷粗提物；
(6)结晶：向牛蒡子苷粗提物中加入无水乙醇，溶解完全后于0-5℃环境中密封静置，析出晶体，过滤，所得晶体用0-5℃无水乙醇洗涤，最后经40-50℃低温烘干，即得牛蒡子苷成品。
实施例7
分别利用实施例1-6、对照例对同批等量牛蒡子进行牛蒡子苷的提取，并测定步骤(5)所制牛蒡子苷粗提物中牛蒡子苷含量和纯度，如表1所示。
表1本发明步骤(5)所制牛蒡子苷粗提物中牛蒡子苷含量和纯度
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种从牛蒡子中分离提取牛蒡子苷的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)牛蒡子预处理：将牛蒡子过筛后用清水冲洗，除去颗粒性杂质和灰尘，并于50-60℃条件下低温烘干；
(2)醇提：将经预处理后的牛蒡子粉碎成粗粉，并加入75-85％乙醇溶液，回流提取3次，每次提取0.5-2h，合并提取液；
(3)脱色：向提取液中加入脱色剂，于50-60℃下保温搅拌脱色，过滤，即得脱色液；
(4)浓缩：将脱色液减压浓缩以回收乙醇，使乙醇浓缩至原体积的1/5-1/4，即得浓缩液；
(5)水沉除杂：向浓缩液中加入水，使所得溶液中水体积含量达到30-40％，搅拌10-30min，再静置0.5-2h，过滤除去沉淀，所得滤液经减压浓缩至溶剂蒸干，即得牛蒡子苷粗提物；
(6)结晶：向牛蒡子苷粗提物中加入无水乙醇，溶解完全后于0-5℃环境中密封静置，析出晶体，过滤，所得晶体用0-5℃无水乙醇洗涤，最后经40-50℃低温烘干，即得牛蒡子苷成品。
2.根据权利要求1所述的从牛蒡子中分离提取牛蒡子苷的工艺，其特征在于：所述牛蒡子的粉碎粒度在0.5-1mm。
3.根据权利要求1所述的从牛蒡子中分离提取牛蒡子苷的工艺，其特征在于：所述醇提时乙醇溶液用量为牛蒡子干重的3-5倍。
4.根据权利要求1所述的从牛蒡子中分离提取牛蒡子苷的工艺，其特征在于：所述脱色时脱色剂用量为牛蒡子干重的0.01-0.1倍。
5.根据权利要求1所述的从牛蒡子中分离提取牛蒡子苷的工艺，其特征在于：所述脱色时间在15-40min。
6.根据权利要求1所述的从牛蒡子中分离提取牛蒡子苷的工艺，其特征在于：所述脱色剂为活性炭。
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