CN110711210B - 一种提高三七地上部分皂苷的处理方法 - Google Patents

一种提高三七地上部分皂苷的处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高三七地上部分皂苷的处理方法，它包括如下步骤：（1）将干燥的三七地上部分粗粉碎后，加入水、乙醇或水和乙醇按任意比例混合的溶剂中，于40‑100℃热回流提取0.5‑4h后过滤，得滤渣；（2）将滤渣按步骤（1）所述的热回流提取相同的条件下提取1‑3次，每次提取1‑3h，得提取液；将提取液过滤后减压浓缩至提取液原体积的1/5‑1/20，得浓缩液；（3）将氧化铝加入到浓缩液中，于60‑100℃条件下反应8‑24h后过滤，得上清液和氧化铝沉淀；（4）将氧化铝沉淀用溶剂洗脱，得洗脱液；所述溶剂为乙醇溶液、乙醇的酸溶液或乙醇的碱溶液；（5）将上清液与洗脱液合并，减压浓缩至干，然后加水至体积与步骤（2）所述浓缩液的体积相等。

Description

一种提高三七地上部分皂苷的处理方法
技术领域
本发明属于农产品加工技术领域，具体涉及一种提高三七地上部分皂苷的处理方法。
背景技术
三七，又名田七、金不换，为五加科植物三七Panax notoginseng(Burk.)F.H.Chen的干燥根和茎。主要分布云南、广西、江西、四川等地。传统功效用于止血活血、散瘀消肿等。研究发现对心脑血管系统、神经系统、免疫系统等均具有多方面的生理作用。随着三七使用量的增加，其种植面积日益扩大，但其生长周期大多为三年左右。因此，每年会产生大量的三七叶。而三七叶总皂苷是三七叶的有效成分，具有缩短入睡时间，减少觉醒次数，改善头痛、头晕、心悸、乏力、治疗神经衰弱的作用，其治疗神经衰弱、缓解偏头痛的总有效率明显优于天麻素。目前，以三七叶皂苷为主要活性成分的七叶安神片等药品得到较为广泛的应用。现代药理学研究标明三七叶中活性成分与三七花中相似，主要成分为人参皂苷Rb3、Re、Rc、Fc、Rb2、Rb3等，另外还含有微量皂苷XVII、Fe、Rd2、Fd等。
目前，从三七叶中提取制备叫高纯度的三七叶皂苷的方法有：①水-乙醇提取-醇沉-大孔吸附树脂脱色(CN 106727806A)；②超声提取-加入澄清剂-离心-醇沉-树脂脱糖-阴离子交换树脂脱色-浓缩-微波干燥(CN 103948659A)等，③赵凤平等人利用大孔吸附树脂除去大分子和极性大的杂质，再利用氧化铝柱层析除去黄酮类物质。该类方法均采用澄清、柱层析脱色或除杂等步骤。而氧化铝柱层析是利用氧化铝的吸附特性，不同物质在氧化铝中的吸附力不同，达到纯化的目的。但是在吸附过程中会发生死吸附现象，会导致有效成分损失。虽然纯度提高了，但是三七皂苷的得率降低了。概括来说，氧化铝柱层析缺点为：①柱层析分离效果与径高比相关，层析柱的高度受到厂房高度的限制，从而限制柱层析的上样量。②柱层析填料、溶剂用量大，溶剂回收过程耗能也较大，导致生产成本较高。③由于氧化铝对要分离的物质会产生死吸附现象，导致分离过程中样品损失。氧化铝用量越大，物质损失率越大。另外，过氧化铝柱的生产成本明显过高，有文献报道：三七提取物4.0g，25mL水溶解，氧化铝用量9.7g，用水215ml冲洗柱子，再用水冲洗86ml，30％乙醇冲洗86ml，60％乙醇用量86mL(Teng Chen,et al.J.Sep.Sci.2015)。
总之，虽然有的现有技术提高了的三七叶皂苷的纯度，但是操作步骤较为繁琐。而且在每步操作过程中均会带来一定量活性成分的损失，导致三七皂苷的得率降低，大量使用柱层析等方法也大大增加了生产成本。因此，寻找一种可提高原料的利用率，降低生产成本，经济实用且有效提高三七皂苷含量的方法尤为重要。
发明内容
本发明旨在针对提高三七地上部分提取物中三七叶皂苷含量的过程中三七叶皂苷得率降低，生产成本高的实际问题，提供一种提高三七地上部分皂苷的处理方法。
为了达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
所述提高三七地上部分皂苷的处理方法包括如下步骤：
(1)将干燥的三七地上部分粗粉碎后，加入水、乙醇、或者水和乙醇按任意比例混合的溶剂中，于40-100℃热回流提取0.5-4h后过滤，得滤液和滤渣；所述提取时的料液比为(1:5)-(1:12)，所述热回流提取时的料液比的单位为kg/L；
(2)将滤渣按步骤(1)所述的热回流提取相同的条件下提取1-3次，每次提取1-3h，得提取液；将提取液过滤后与步骤(1)所得的滤液合并，得合并液，将合并液减压浓缩至合并液原体积的1/5-1/20，得浓缩液，备用；所述热回流提取时的料液比为(1:5)-(1:12)，所述料液比的单位为kg/L；
(3)将氧化铝加入到浓缩液中，于60-100℃条件下反应8-24h后过滤(温度过低不发生转化反应，三七皂苷的含量不增加；反应时间短反应不充分，随着反应时间延长，转化率增加，到达24h后基本上不会再增加)，得上清液和氧化铝沉淀；所述氧化铝与浓缩液的质量体积比为(1:1)-(1:10)，所述质量体积比的单位为g/mL；
(4)将氧化铝沉淀用溶剂洗脱，得洗脱液；所述溶剂为乙醇溶液、乙醇的酸溶液或乙醇的碱溶液；
(5)将步骤(3)所得的上清液与步骤(4)所得的洗脱液合并，减压浓缩至干，然后加水至体积与步骤(2)所述浓缩液的体积相等，其中三七叶总皂苷含量相对于现有三七叶总皂苷提取方法提高了6-17％。
优选地，步骤(3)所述的氧化铝为酸性氧化铝、中性氧化铝或碱性氧化铝。
酸性氧化铝：用1％盐酸浸泡后，用蒸馏水洗至氧化铝的悬浮液pH为4，用于分离酸性物质；
中性氧化铝：其悬浮液的pH为7.5，用于分离中性物质；
碱性氧化铝：其悬浮液的pH为10，用于胺或其它碱性物质的分离。
关于酸性氧化铝、中性氧化铝、碱性氧化铝的定义及配制为本领域公知常识。
优选地，步骤(4)所述乙醇溶液中乙醇的体积百分比含量为80-100％，所述乙醇的酸溶液或乙醇的碱溶液中乙醇的体积百分比含量为95％。
优选地，步骤(4)所述乙醇的酸溶液中所述的酸为甲酸、乙酸、硫酸、盐酸、磷酸中的至少一种；所述乙醇的碱溶液中所述的碱为三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
优选地，步骤(4)中所述氧化铝沉淀与溶剂的质量体积比为(1:1)-(1:10)，更优选为1:6，所述质量体积比的单位为g/mL。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、通过实验摸索，将氧化铝(酸性、中性或碱性)应用于三七叶皂苷含量的提高上，而且效果明显。
2、传统提高三七地上部分总皂苷含量的方法多采用采用澄清、柱层析脱色或除杂等步骤，存在操作步骤较为繁琐、三七皂苷的得率降低、生产成本高等问题。而采用氧化铝处理法，可以有效提高浓缩液中三七叶皂苷的含量。操作步骤更为简单、生产成本更低。
总之，本发明主要利用了氧化铝起到催化作用，将三七提取物中的某些物质转化成三七皂苷，从提高三七皂苷得率的角度，达到三七皂苷含量/纯度增加的目的。本发明通过氧化铝处理工艺的开发，一步处理，简化操作过程，使氧化铝在三七叶皂苷含量提高方面得到应用。
具体实施方式
实施例1
取干燥的三七地上部分粗粉2kg，加入水20L，80℃水浴加热回流提取2h，过滤，得滤液和滤渣，滤渣再次提取2次，得提取液。合并提取液和滤液后减压浓缩至合并液原体积的1/10，得浓缩液。按中性氧化铝重量(g)：浓缩液体积(mL)＝1:6的比例，将中性氧化铝加入到浓缩液中，在80℃条件下，反应24h，过滤，得上清液和氧化铝沉淀。
氧化铝沉淀用95％乙醇溶液洗脱，将上清液和洗脱液合并后减压浓缩至干，加水复溶至原浓缩液的体积，溶液中三七叶总皂苷含量提高15.58％。
氧化铝沉淀用含甲酸的95％乙醇溶液洗脱，将洗脱液合并后减压浓缩至干，加水复溶至原浓缩液的体积，溶液中三七叶总皂苷含量提高14.7％。
氧化铝沉淀用含三乙胺的95％乙醇溶液浸泡洗脱，将洗脱液合并后减压浓缩至干，加水复溶至原浓缩液的体积，溶液中三七叶总皂苷含量提高13.21％。
表1中性氧化铝处理下，浓缩液中三七地上部分皂苷变化情况
Figure GDA0003394515160000041
实施例2
取干燥的三七地上部分粗粉2kg，加入水20L，80℃水浴加热回流提取2h，过滤，取滤液和滤渣，滤渣再次提取2次，得提取液。合并提取液和滤液后减压浓缩至合并液原体积的1/10，得浓缩液。按酸性氧化铝重量(g)：浓缩液体积(mL)＝1:6的比例，将酸性氧化铝加入到浓缩液中，在80℃条件下，反应24h，过滤，得上清液和氧化铝沉淀。
氧化铝沉淀用95％乙醇溶液洗脱，将上清液和洗脱液合并后减压浓缩至干，加水复溶至原浓缩液的体积，溶液中三七叶总皂苷含量提高6.50％。
氧化铝沉淀用含甲酸的95％乙醇溶液洗脱，将洗脱液合并后减压浓缩至干，加水复溶至原浓缩液的体积，溶液中三七叶总皂苷含量提高6.66％。
氧化铝沉淀用含三乙胺的95％乙醇溶液浸泡洗脱，将洗脱液合并后减压浓缩至干，加水复溶至原浓缩液的体积，溶液中三七叶总皂苷含量提高7.12％。
表2酸性氧化铝处理下，浓缩液中三七地上部分皂苷变化情况
Figure GDA0003394515160000042
实施例3
取干燥的三七地上部分粗粉2kg，加入水20L，80℃水浴加热回流提取2h，过滤，取滤液和滤渣，滤渣再次提取2次，得提取液。合并提取液和滤液后减压浓缩至合并液体积的1/10，得浓缩液。按碱性氧化铝重量(g)：浓缩液体积(mL)＝1:6的比例，将碱性氧化铝加入到浓缩液中，在80℃条件下，反应24h，过滤，得上清液和氧化铝沉淀。
氧化铝沉淀用95％乙醇溶液洗脱，将上清液和洗脱液合并后减压浓缩至干，加水复溶至原体积，溶液中三七叶总皂苷含量提高13.98％。
氧化铝沉淀用含甲酸的95％乙醇溶液洗脱，将洗脱液合并后减压浓缩至干，加水复溶至原体积，溶液中三七叶总皂苷含量提高17.18％。
氧化铝沉淀用含三乙胺的95％乙醇溶液浸泡洗脱，将洗脱液合并后减压浓缩至干，加水复溶至原体积，溶液中三七叶总皂苷含量提高15.84％。
表3碱性氧化铝处理下，浓缩液中三七地上部分皂苷变化情况
Figure GDA0003394515160000051
实施例4
取干燥的三七地上部分粗粉2kg，加入水20L，80℃水浴加热回流提取2h，过滤，取滤液和滤渣，滤渣再次提取2次，得提取液。合并提取液和滤液后减压浓缩至合并液体积的1/10，得浓缩液。在浓缩液中加入甲酸，在80℃条件下，反应24h，过滤，得上清液，将上清液减压浓缩至干，加水复溶至上清液原体积，溶液中三七叶总皂苷含量减少5.42％。
说明在高温处理会破坏三七皂苷，使其含量减少，实施例1、2、3中，导致三七皂苷的增加的主要因素是由于(酸性、中性、碱性)氧化铝的催化或转化作用，并非高温条件作用。
表4高温处理下，浓缩液中三七地上部分皂苷变化情况
Figure GDA0003394515160000052
实施例5
取干燥的三七地上部分粗粉2kg，加入水20L，80℃水浴加热回流提取2h，过滤，取滤液和滤渣，滤渣再次提取2次，得提取液。合并提取液和滤液后减压浓缩至合并液体积的1/10，得浓缩液。在浓缩液中加入甲酸，在80℃条件下，反应24h，过滤，得上清液，将上清液减压浓缩至干，加水复溶至上清液原体积，溶液中三七叶总皂苷含量增加1.62％。
说明在酸处理会对三七皂苷的含量起到促进作用，但是在酸性条件，三七皂苷的增加量仅为1.62％，实施例2中，导致三七皂苷的增加的主要因素是由于酸性氧化铝的催化或转化作用，并非酸性条件作用。
表5酸处理下，浓缩液中三七地上部分皂苷变化情况
Figure GDA0003394515160000061
实施例6
取干燥的三七地上部分粗粉2kg，加入水20L，80℃水浴加热回流提取2h，过滤，取滤液和滤渣，滤渣再次提取2次，得提取液。合并提取液和滤液后减压浓缩至合并液体积的1/10，得浓缩液。在浓缩液中加入三乙胺，在80℃条件下，反应24h，过滤，得上清液，将上清液减压浓缩至干，加水复溶至上清液原体积，溶液中三七叶总皂苷含量增加2.33％。
说明在碱处理会对三七皂苷的含量起到促进作用，但是在碱性条件，三七皂苷的增加量仅为2.33％，实施例3中，导致三七皂苷的增加的主要因素是由于碱性氧化铝的催化或转化作用，并非碱性条件作用。
表6碱处理下，浓缩液中三七地上部分皂苷变化情况
Figure GDA0003394515160000062
针对三七皂苷提高含量，本发明最佳工艺与现有技术相比，工艺所用试剂及物料总量，见表7。结果所示，本发明明显极少溶剂用量，减少层析填料用量。与现有技术相比，克服了死吸附造成的三七叶皂苷收率降低的现象，通过高温及氧化铝的综合作用下，产生了催化作用，提高了三七叶皂苷的收率。本发明方法采用不同的氧化铝种类并采用不同的溶剂洗脱得到不同的结果，总结见表8。
表7
Figure GDA0003394515160000063
Figure GDA0003394515160000071
表8
Figure GDA0003394515160000072

Claims (5)

1.一种提高三七地上部分皂苷的处理方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
（1）将干燥的三七地上部分粗粉碎后，加入水溶剂中，于40-100℃热回流提取0.5-4h后过滤，得滤液和滤渣；所述提取时的料液比为（1:5）-（1:12），所述热回流提取时的料液比的单位为kg/L；
（2）将滤渣按步骤（1）所述的热回流提取相同的条件下提取1-3次，每次提取1-3h，得提取液；将提取液过滤后与步骤（1）所得的滤液合并，得合并液，将合并液减压浓缩至合并液原体积的1/5-1/20，得浓缩液，备用；所述热回流提取时的料液比为（1:5）-（1:12），所述料液比的单位为kg/L；
（3）将氧化铝加入到浓缩液中，于60-100℃条件下反应8-24h后过滤，得上清液和氧化铝沉淀；所述氧化铝与浓缩液的质量体积比为（1:1）-（1:10），所述质量体积比的单位为g/mL；
（4）将氧化铝沉淀用溶剂洗脱，得洗脱液；所述溶剂为乙醇溶液、乙醇的酸溶液或乙醇的碱溶液；所述乙醇溶液中乙醇的体积百分比含量为80-100%，所述乙醇的酸溶液或乙醇的碱溶液中乙醇的体积百分比含量为95%；
（5）将步骤（3）所得的上清液与步骤（4）所得的洗脱液合并，减压浓缩至干，然后加水至体积与步骤（2）所述浓缩液的体积相等。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述的氧化铝为酸性氧化铝、中性氧化铝或碱性氧化铝。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤（4）所述乙醇的酸溶液中所述的酸为甲酸、乙酸、硫酸、盐酸、磷酸中的至少一种；所述乙醇的碱溶液中所述的碱为三乙胺、氢氧化钠、氢氧化钾中的至少一种。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中所述氧化铝沉淀与溶剂的质量体积比为（1:1）-（1:10），所述质量体积比的单位为g/mL。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（4）中所述氧化铝沉淀与溶剂的质量体积比为1:6，所述质量体积比的单位为g/mL。
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