CN110684128B - 一种黄精多糖的提取精制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种黄精多糖的提取精制方法，属于黄精提取物的提取工艺技术领域。本发明解决现有黄精多糖提取方法具有杂质种类多，精制过程复杂，工艺流程长、产品率低的问题。本发明采用膜萃取技术与络合萃取技术结合，在萃取剂侧，采用有机硼酸作为黄精多糖的络合剂，有机硼酸和多糖发生特异性络合，通过络合反应，将极性的黄精多糖变为非极性络合物，进行络合萃取，从而达到分离目的；络合萃取完成后，通过反萃取，解除络合作用，脱除有机溶剂，得到高纯度黄精多糖产品。本发明中膜萃取时，是膜萃取和络合萃取的组合作用，即在膜萃取过程中除了极性差别实现分离外，又额外增加了膜的筛分作用。

Description

一种黄精多糖的提取精制方法

技术领域

本发明涉及一种黄精多糖的提取精制方法，属于黄精提取物的提取工艺技术领域。

背景技术

黄精是我国传统的中药，属于药食同源性中草药。黄精内主要含有黄精多糖、皂苷、烟酸、醌类、氨基酸及微量元素等多种成分，具有延缓衰老、增强免疫功能、调血脂、降血糖、抗肿瘤等多种药理作用。研究表明，黄精中最主要的活性成分为黄精多糖，是多种多糖的混合物，一般含有酸性多糖，中性多糖和糖蛋白等，这些多糖通常以半乳糖作为主要构成单元。黄精多糖含量丰富，通常在10％以上，因此，黄精多糖提取工艺的研究对黄精多糖的进一步开发利用具有重要意义。

水提醇沉法是当前黄精多糖提取的主流方法，也是多糖提取的传统方法，它遵循相似相溶原则，以水为溶剂，可用热水或冷水浸提。此法操作简单，稳定性能好，并且水是无毒无污染的溶剂，后续处理比较容易。专利CN 107586343 A公开了一种黄精多糖提取工艺，对黄精进行预处理，然后将处理过的黄精依次进行煎煮、过滤、浓缩、静置冷却、喷雾干燥、粉碎、筛分、包装形成成品；专利CN 107759709 A提供一种黄精多糖的提取方法，包括以下步骤：首先将生黄精切块，加水浸泡后加热，过滤后保留提取液；取滤渣干燥后，粉碎得粉末，将粉末加水，浸泡后加热，过滤后保留提取液，合并提取液；离心，超滤，取上清液进行减压浓缩，得浓缩物；加入有机溶液沉淀，静置，分离得沉淀物；加水洗涤，将水洗涤液进行减压浓缩，再加入有机溶液沉淀，静置，收集沉淀物进行干燥，得成品。上述专利中的提取方法即是水提法。这种方法的缺点在于多糖物质溶出的同时，大量的极性杂质溶出，给后续纯化过程带来困难。单纯水提后的黄精多糖，纯度都在80％以下。

除水提法以外，还有酸提和碱提法，与水提法类似，只是提取液的pH会调节至弱酸性或者弱碱性，提取完后进行中和。例如赵瑞萌等采用正交实验优化了碱法提取黄精多糖的工艺流程，结果表明，提取条件中药材粒度影响最大，其次是碱液浓度，最后是固液比。但酸碱的加入容易破坏多糖的活性结构，减少多糖得率，因此该方法在使用时应严格控制实验条件，防止多糖发生水解。

酶法提取是近年来应用于提取分离生物碱、黄酮、皂营、多糖等重要成分的一项新技术，原理是利用酶反应的高度专一性，将细胞壁某些组分在酶的催化作用下水解或降解，降低它们与材料的结合作用，使机体变松散，从而提高有效成分浸出。该技术反应特异性高、温度较低、提取时间较短，条件温和易于控制。例如方如银等研究了复合酶法优化黄精多糖的提取工艺，最终黄精多糖收率在2.34％左右。酶法的缺陷在于，一方面酶活性的最佳温度和最佳pH值都处在很小的范围内，条件的改变容易导致酶的失活，需要严格控制反应条件，另一方面，多糖的高级结构也可能因酶的作用而改变。

除了上述几种方法外，超声、微波等场增强效应在黄精多糖的提取过程也有相关研究，通过场增强效应，可以缩短提取时间，提高提取效率。高红莉等采用超声波提取方法从泰山黄精中提取黄精多糖，比常规法提取的黄精多糖含量高出2.36％。专利CN109134686 A公开了一种德保黄精多糖的提取方法。该发明的提取方法包括以下步骤：德保黄精处理：粉碎后，用乙醇提取脱脂；第一次提取：采用纤维素酶和微波结合进行提取；第二次提取：以甲醇为溶剂，采用超声波进行提取；第三次提取：以甲醇为溶剂，采用超声波进行提取；浓缩干燥。该发明结合不同的提取方法，有效提升了德保黄精多糖的得率，提取效果好。但由于多糖是一类具有生理活性的大分子化合物，超声微波等产生的能量有可能使多糖发生降解或改变其空间结构，目前超声微波等场增强效应对于多糖结构的影响还在进一步的研究之中。

上述提取黄精多糖的方法，得到的产品为粗多糖，通常为多糖的混合物和一些蛋白质、色素、无机物小分子等。为了达到多糖所需的纯度,必须对多糖进行去蛋白、脱色和多糖分离去除小分子杂质等多个工序。例如CN 109354630 A本发明提供一种黄精多糖的提取及精制的方法，包括以下步骤：(1)提取多糖粗提物：将黄精真空干燥后，粉碎，与水混合，在70-80℃下浸提30-40min，然后超声提取，离心，将离心得到的上清液旋转蒸发，然后再加入乙醇溶液中搅拌，静置，过滤，将所得沉淀冷冻干燥，得到多糖粗提物；(2)萃取：按照物料比1g：10mL将多糖粗提物加入氯仿正丁醇混合液中，重复萃取3次，合并3次萃取得到的水相，然后向水相中加入乙醇溶液至乙醇的质量浓度为80％，静置12-24h，过滤，将所得固体洗涤，烘干干燥，制得黄精多糖。该发明提供的提取方法，多糖的提取率在15％左右。专利CN107880145 A涉及一种利用水蒸汽回流提取与膜分离技术和大孔吸附树脂耦合法富集纯化黄精中黄精多糖的方法，应用酶解技术结合水蒸汽回流提取与膜分离技术和大孔吸附树脂耦合法分离纯化黄精多糖，对黄精多糖提取完全，没有污染，分离效果好，纯度高，最终可以得到含量70％以上的黄精多糖半成品和含量95％以上的黄精多糖终产品。从黄精多糖的精制可见，由于粗多糖杂质种类多，导致后期的精制过程复杂，工艺流程长，最终的产品得率低。因此提供一种能够获得高纯度黄精多糖产品的黄精多糖的提取精制方法是十分必要的。

发明内容

本发明为了解决现有黄精多糖提取方法具有杂质种类多，精制过程复杂，工艺流程长、产品率低的问题，提供一种黄精多糖的提取精制方法。

本发明的技术方案：

黄精多糖的提取精制方法，该方法的操作步骤为：

步骤1，采用浸提法从黄精原料中提取黄精多糖，获得料液，并取样测定料液中黄精多糖的质量；

步骤2，采用膜萃取方式对料液进行提纯，获得萃取液，其中膜萃取过程中的萃取剂中含有有机硼酸络合剂，可以为烷基或者芳基硼酸等；

步骤3，对步骤2获得的萃取液进行反萃处理得到络合固体和萃取剂，然后向络合固体中加入盐酸溶液，溶解后过滤得到固体的络合剂和黄精多糖水溶液，然后浓缩黄精多糖水溶液，并采用醇沉法过滤得到黄精多糖固体产品。

优选的：所述的步骤1的具体操作过程为：黄精原料经真空干燥后，粉碎过80目筛，然后按照黄精颗粒和水的质量比为1:20混合，在70℃～80℃下浸提30min～40min。

最优选的：所述的步骤2采用纳滤膜组件进行膜萃取，萃取剂为乙酸乙酯，并在萃取剂中加入络合剂，萃取剂循环流量为200mL/min，萃取剂侧压力为常压；料液在纳滤膜组件壳程侧循环，循环流量为200mL/min，且壳程侧压力为12Kpa，膜萃取处理至料液浓度保持0.1g/L以下，停止萃取，获得萃取液。

优选的：所述的络合剂为1-甲基苯硼酸。

优选的：所述的络合剂质量与料液中的黄精多糖的质量比为(0.1～10)：1。

优选的：所述的络合剂质量与料液中的黄精多糖的质量比为(1～4)：1。

优选的：所述的步骤2的膜萃取温度为10℃～60℃。

优选的：所述的步骤3反萃处理采用旋转蒸发仪减压蒸馏脱除萃取剂并获得含有黄精多糖的络合固体，其中减压蒸馏过程中真空度为95Kpa，温度为40℃。

优选的：所述的步骤3盐酸溶液的浓度为2mol/L。

本发明具有以下有益效果：本发明的采用膜萃取技术与络合萃取技术结合，在萃取剂侧，采用1-甲基苯硼酸作为黄精多糖的络合剂，1-甲基苯硼酸和多糖发生特异性络合，通过络合反应，将极性的黄精多糖变为非极性络合物，进行络合萃取，从而达到分离目的；络合萃取完成后，通过反萃取，解除络合作用，脱除有机溶剂，得到高纯度黄精多糖产品。本发明中膜萃取时，是膜萃取和络合萃取的组合作用，即黄精多糖可以顺利通过膜孔，进入到萃取剂一侧，其他的分子量更大的杂质，即使极性与萃取剂接近，也会被膜截留，也就是说在膜萃取过程中除了极性差别实现分离外，又额外增加了膜的筛分作用。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明均为常规方法。

具体实施方式1：

1)浸提，获得料液；黄精原料干燥后粉碎，过80目筛，获得黄精颗粒。取黄精颗粒100g，加入2L蒸馏水，搅拌加热至75℃，保温浸提30min，获得料液，此时料液中黄精多糖浓度达到0.3g/L。

2)膜萃取，获得萃取液；采用纳滤膜组件进行膜萃取，其中纳滤膜为疏水膜材料，膜孔径为20nm，膜面积约0.5㎡，截留分子量25KD，萃取剂为2L的乙酸乙酯，并在萃取剂中加入10g的1-甲基苯硼酸，萃取剂循环流量为200mL/min，并且萃取剂侧保持常压。料液在膜组件壳程侧循环，循环流量为200mL/min，保持料液一侧压力为12Kpa，萃取剂侧温度为室温。膜萃取处理至料液浓度保持0.1g/L以下，且30min内不再增加，停止萃取，获得萃取液。

3)反萃提纯；采用旋转蒸发仪对萃取液进行减压蒸馏脱除和回收萃取剂乙酸乙酯，其中减压蒸馏过程中真空度为95Kpa，温度为40℃。减压蒸馏获得的固体使用200mL的2mol/L盐酸溶液溶液，搅拌30min后过滤，得到的固体为络合剂1-甲基苯硼酸，并对得到的液体进行浓缩，浓缩至30mL后加入180mL无水乙醇获得沉淀物，过滤获得黄精多糖固体，该黄精多糖固体的纯度为91％，得率为85％(得率是最终得到的黄精多糖固体质量占料液中含有的黄精多糖的比例)。

具体实施方式2：

具体体实施方式2与具体实施方式1不同之处为纳滤膜为亲水膜材料，膜孔径为20nm，膜面积约0.5㎡，截留分子量25KD，其余处理以及处理条件均与具体实施方式1相同，具体实施方式2获得的多糖固体的纯度为90％，得率为95％。

具体实施方式3

具体实施方式3与具体实施方式1不同之处为萃取剂侧温度为40℃，其余处理以及处理条件均与具体实施方式1相同，具体实施方式3获得的多糖固体的纯度为91％，得率为89％。

具体实施方式4

具体实施方式4与具体实施方式1不同之处为萃取剂用量为3L，其余处理以及处理条件均与具体实施方式1相同，具体实施方式4获得的多糖固体的纯度为90％，得率为91％。

具体实施方式5

具体实施方式5与具体实施方式1不同之处为络合剂1-甲基苯硼酸的用量为50g，其余处理以及处理条件均与具体实施方式1相同，具体实施方式5获得的多糖固体的纯度为91％，得率为93％。

Claims (7)

1.一种黄精多糖的提取精制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1，采用浸提法从黄精原料中提取黄精多糖，获得料液，并取样测定料液中黄精多糖的质量；

步骤2，采用膜萃取方式对料液进行提纯，获得萃取液，其中膜萃取过程中的萃取剂中含有有机硼酸络合剂；

所述的步骤2采用纳滤膜组件进行膜萃取，萃取剂为乙酸乙酯，并在萃取剂中加入络合剂，萃取剂循环流量为200mL/min，萃取剂侧压力为常压；料液在纳滤膜组件壳程侧循环，循环流量为200mL/min，且壳程侧压力为12Kpa，膜萃取处理至料液浓度保持0.1g/L以下，停止萃取，获得萃取液；

所述的络合剂为1-甲基苯硼酸；

所述的络合剂质量与料液中黄精多糖的质量比为(0.1～10)：1；

步骤3，对步骤2获得的萃取液进行反萃处理得到络合固体和萃取剂，然后向络合固体中加入盐酸溶液，溶解后过滤得到固体的络合剂和黄精多糖水溶液，然后浓缩黄精多糖水溶液，并采用醇沉法过滤得到黄精多糖固体产品。

2.根据权利要求1所述的一种黄精多糖的提取精制方法，其特征在于：所述的步骤1的具体操作过程为：黄精原料经真空干燥后，粉碎过80目筛获得黄精颗粒，然后按照黄精颗粒和水的质量比为1:20混合，在70℃～80℃下浸提30min～40min。

3.根据权利要求1所述的一种黄精多糖的提取精制方法，其特征在于：所述的络合剂质量与料液中黄精多糖的质量比为(1～4)：1。

4.根据权利要求1所述的一种黄精多糖的提取精制方法，其特征在于：所述的步骤2的膜萃取温度为10℃～60℃。

5.根据权利要求1所述的一种黄精多糖的提取精制方法，其特征在于：所述的步骤2中纳滤膜为疏水膜材料。

6.根据权利要求1所述的一种黄精多糖的提取精制方法，其特征在于：所述的步骤3反萃处理采用旋转蒸发仪减压蒸馏脱除萃取剂并获得含有黄精多糖的络合固体，其中减压蒸馏过程中真空度为95Kpa，温度为40℃。

7.根据权利要求1所述的一种黄精多糖的提取精制方法，其特征在于：所述的步骤3盐酸溶液的浓度为2mol/L。