CN112933131A - 一种利用天然低共熔溶剂制备杜仲提取物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用天然低共熔溶剂制备杜仲提取物的方法，包括以下步骤：按料液比1:1‑1:100g/mL将杜仲粉末加入天然低共熔溶剂中，于20‑80℃、50‑500W下超声辅助提取10‑90min；所述天然低共熔溶剂由氢键供体、氢键受体和蒸馏水以物质的量之比1:(1‑30)：(1‑50)组成，所述氢键供体包括L‑乳酸、山梨醇、尿素、DL‑苹果酸、D‑果糖、葡萄糖、柠檬酸，所述氢键受体包括：氯化胆碱、甜菜碱、柠檬酸；离心，取上清液，进一步浓缩、干燥，即为杜仲提取物，安全、经济、可回收、不仅能够提取出杜仲中桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸、绿原酸、芦丁等多种活性成分，而且与水提取物相比，天然低共溶溶剂提取物中活性成分的含量显著增加，提取效率高，且天然低共熔溶剂的组成成分也能在功能食品、化妆品应用中作为功效成分，省略传统工艺中对提取溶剂进行去除的步骤，更加经济和高效。

Description

一种利用天然低共熔溶剂制备杜仲提取物的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用天然低共熔溶剂制备杜仲提取物的方法。
背景技术：
杜仲(Eucommia ulmoides Oliv.)又名思仲、思仙等，为杜仲科杜仲属多年生落叶乔木，是我国特有的名贵经济树种。杜仲在我国种植范围较为广泛，主要分布于湖南、贵州、四川、广西、河南、陕西等地。我国汉代《神农本草经》记载了杜仲的药效，并将杜仲列为上品，能够补中益气，久服可身耐老，强身健体。明朝李时珍1578年的巨著《本草纲目》中更为详实记载了杜仲药名的由来和药效。近些年国内外学者对杜仲代谢物、药理活性和临床应用都有了较深入的研究。研究表明杜仲功效成分主要有木脂素类、环烯醚萜类、苯丙素类、黄酮类以及多糖类和氨基酸等成分，此外杜仲中还含有丰富的Ca、Fe等无机元素和Be、Se等微量元素。
天然低共熔溶剂(natural deep eutectic solvent,NADES)是具有类似离子液体(ionic liquids,ILs)物理性质的溶剂，这些溶剂是许多植物丰富的代谢产物以适当的比例混合后，它们的状态从固体变为液体，其熔点远低于任一组分的熔点。已有报道由胆碱、尿素、有机酸、和糖等不同组分组成NADES。与ILs相比，NADES具有经济、环保等优势，如可生物降解、可回收、成本低、制备方法简单。NADES对非极性和极性化合物都具有很强的增溶能力，并对生物活性成分具有较高的提取效率。在食品或制药行业中将NADES用作溶剂提取有价值的生物活性成分具有巨大潜力。在植物的生物活性成分提取中用NADES替代传统溶剂，提取效率有可能更高。如NADES替代传统溶剂对红花中酚类次生代谢物、槐花中总黄酮、丹参中生物碱、沙棘籽粕中多酚等的提取已有报道。这些结果均表明利用天然低共熔溶剂提取植物的生物活性成分均明显优于传统溶剂。
目前在植物有效成分生产和研究中，常用提取溶剂是水、不同比例的醇类溶剂。该方法具有原料易得、毒副作用小等优点，但也存在着极性区间较窄、对某些类别的活性成分提取效率低下等亟待解决的问题。具体于杜仲提取物制备而言，主要表现为杜仲活性成分提取不彻底，提取效率还需进一步提升。因此，亟需提供一种高效、安全、绿色的提取杜仲活性成分的方法。
发明内容：
本发明的目的是提供一种利用天然低共熔溶剂制备杜仲提取物的方法，安全、经济、可回收、不仅能够提取出杜仲中桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸、绿原酸、芦丁等多种活性成分，而且与水提取物相比，天然低共溶溶剂提取物中活性成分的含量显著增加，提取效率高，且天然低共熔溶剂的组成成分也能在功能食品、化妆品应用中作为功效成分，省略传统工艺中对提取溶剂进行去除的步骤，更加经济和高效。
本发明是通过以下技术方案予以实现的：
一种利用天然低共熔溶剂制备杜仲提取物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将杜仲50℃干燥、粉碎、过筛，制成杜仲粉；所述杜仲包含叶、皮、籽、雄花；
2)按料液比1:1-1:100g/mL将杜仲粉末加入天然低共熔溶剂中，于20-80℃、50-500W下超声辅助提取10-90min；所述天然低共熔溶剂由氢键供体、氢键受体和蒸馏水以物质的量之比1:(1-30)：(1-50)组成，或，所述天然低共熔溶剂由氢键供体和氢键受体组成，氢键供体和氢键受体物质的量之比1:(1-30)；所述氢键供体包括L-乳酸、山梨醇、尿素、DL-苹果酸、D-果糖、葡萄糖、柠檬酸，所述氢键受体包括：氯化胆碱、甜菜碱、柠檬酸；
3)离心，取上清液，进一步浓缩、干燥，即为杜仲提取物。
优选所述天然低共熔溶剂按如下方法制备：将氢键供体与氢键受体和蒸馏水混合后，在30-100℃加热搅拌0.1-2h，形成澄清均一的天然低共熔溶剂。
优选地，所述天然低共熔溶剂由氢键供体、氢键受体和蒸馏水以物质的量之比1:1：4-10组成。
优选地，所述天然低共熔溶剂由甜菜碱、L-乳酸和蒸馏水组成。
超声辅助提取还借助加热、微波等方式辅助提取。
步骤2)中干燥选自减压干燥、喷雾干燥、真空干燥、微波干燥等干燥方式中的任一种。
步骤2)优选为：料液比为1:10-40g/mL、30-50℃、300-500W下超声提取30-60min。
本发明的有益效果如下：
1)本发明中天然低共熔溶剂具有制备工艺简单、成本低、无有毒有害溶剂、可回收等优点，同时天然低共熔溶剂的组成成分也可以加入食品、化妆品中作为功效成分，该方法省略了传统工艺中对提取溶剂进行去除的步骤，更加经济和高效，为实际生产和应用提供了有利条件。
2)本发明提供一种高效、绿色的利用天然低共熔溶剂制备杜仲提取物的方法，该方法不仅能够提取出杜仲中桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸、绿原酸、芦丁等多种活性成分，而且与常规水提取物相比，天然低共溶溶剂提取物中活性成分的含量显著增加。
3)本发明通过天然低共熔溶剂制备得杜仲提取物相具有抗菌，抗微生物，保质期长等优点，克服了常规方法提取得提取物中容易发霉变质的技术难题。
附图说明：
图1是实施例1杜仲叶中多种成分的高效液相色谱图。
图2是实施例7杜仲皮中多种成分的高效液相色谱图。
图3是对比例1杜仲叶中多种成分的高效液相色谱图。
具体实施方式：
以下是对本发明的进一步说明，而不是对本发明的限制。
以下结合实施例对本发明所述的杜仲(包含叶、皮、籽、雄花等)提取物的提取方法进一步阐释，以帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
本发明实施例所用杜仲(叶、皮)均按照《中国药典》2020版采集制备。
实施例1.DES-1为溶剂
将甜菜碱(29.29g)与L-乳酸(22.27g)、水(18.02g)以摩尔比1:1:4的比例混合，于50℃加热搅拌1h，形成澄清均一的天然低共熔溶剂，记为DES-1。将10mL的DES-1加入锥形瓶中，再准确称取0.5g杜仲叶粉末加入其中，于40℃下超声提取30min，超声功率为300W。超声提取后，于4000r/min下离心10min，取上清液，即为杜仲提取物。上清液用水溶液稀释25倍后进行高效液相色谱(HPLC)检测，根据标准物的标准曲线，计算获得杜仲提取物中活性成分得率，活性成分得率＝生物活性成分含量/杜仲原料重量mg/g。结果参见表1.
对比例1：水为溶剂
准确称取0.5g杜仲叶粉末加入锥形瓶中，再于其中加入10mL蒸馏水。于40℃下超声提取30min，超声功率为300W。超声提取后，于4000r/min下离心10min，取上清液，即为杜仲水提取物。以实施例1中所述的方法检测，测得杜仲提取物中桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸、绿原酸、芦丁的得率参见表1.
表1 DES-1与水提取结果比较
Figure BDA0002927810850000051
可见，采用天然低共熔溶剂提取杜仲中绿原酸、芦丁、桃叶珊瑚苷和京尼平苷酸的得率均高于水提取。绿原酸得率较对比例1水提物高11.35％，绿原酸得率较醇提物高7.509％(与岳鹍等人发表在农产品加工期刊上的《超声波辅助提取杜仲叶中绿原酸的工艺研究》中醇提物的绿原酸得率为28.10mg/g)。
HPLC检测条件如下：
采用Thermo Hypersil BDS C18色谱柱(4.6mm×250mm，5μm)，以色谱图中峰不出现拖尾、基线不漂移和分离度为依据对流动相体系和梯度洗脱设计、分析参数进行评定，流动相条件：A相为甲醇，B相为0.4％磷酸。柱温箱温度：30℃，检测波长：206nm，检测时间：95min；进样量：10μL。
实施例2.DES-2为溶剂
将实施例1中DES-1改为氯化胆碱(34.95g)与尿素(15.01g)、水(18.02g)以摩尔比1:1:4的比例混合，于50℃加热搅拌1h，形成澄清均一的天然低共熔溶剂，记为DES-2。其他操作同实施例1，测得杜仲提取物中桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸、绿原酸、芦丁的得率见表2。
表2 DES-2与水提取结果比较
Figure BDA0002927810850000061
可见，采用天然低共熔溶剂提取的杜仲提取物中：桃叶珊瑚苷和京尼平苷酸、绿原酸、芦丁的得率均高于水提物。
实施例3.DES-3为溶剂
将实施例1中DES-1改为氯化胆碱(34.95g)与L-乳酸(22.27g)、水(18.02g)以摩尔比1:1:4，于50℃加热搅拌1h，形成澄清均一的天然低共熔溶剂，记为DES-3。其他操作同实施例1，测得杜仲提取物中的桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸、绿原酸、芦丁的得率见表3。
表3 DES-3与水提取结果比较
Figure BDA0002927810850000062
可见，其中绿原酸得率为30.15mg/g，较对比例1中的水提物高11.17％；芦丁得率为3.22mg/g，较对比例1中的水提物高110.46％。
实施例4.低共熔溶剂种类对提取效果的影响
将实施例1中天然低共熔溶剂改为表4所述不同的天然低共熔溶剂，其他操作同实施例1，杜仲提取物中绿原酸的得率见表4，结果显示，NADES-7提取性能最佳，其次是NADES-1及NADES-5。
表4 不同类型的天然低共熔溶剂的提取结果
Figure BDA0002927810850000071
实施例5.低共熔溶剂中水含量对提取效果的影响
将实施例1中DES-1中低共溶溶剂含水量改为表5所示，其他操作同实施例1，所得杜仲提取物中桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸、绿原酸、芦丁的得率见表5，结果显示当摩尔比含水量为4时，杜仲提取物中的桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸、绿原酸、芦丁得率最高。
表5 天然低共熔溶剂不同水含量的提取结果
Figure BDA0002927810850000072
实施例6.天然低共熔溶液中组成成分的不同摩尔比对提取效果的影响
将实施例1中DES-1的组成成分甜菜碱和L-乳酸、水的摩尔比改为表6所示，其他操作同实施例1，所得杜仲提取物中桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸、绿原酸、芦丁的得率见表6，结果显示摩尔比为1:1:4时，提取桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸、绿原酸、芦丁效果最佳。
表6 天然低共熔溶剂不同组分摩尔比的提取结果
Figure BDA0002927810850000081
实施例7.DES-1为溶剂提取杜仲皮
将实施例1中准确称取0.5g杜仲叶粉末改为准确称取0.5g杜仲皮粉末，其他操作同实施例1，测得杜仲提取物中的桃叶珊瑚苷、京尼平苷酸、绿原酸、芦丁的得率见表7。
表7 DES-1提取结果
Figure BDA0002927810850000082

Claims (7)

1.一种利用天然低共熔溶剂制备杜仲提取物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将杜仲50℃干燥、粉碎、过筛，制成杜仲粉；所述杜仲包含叶、皮、籽、雄花；
2)按料液比1:1-1:100g/mL将杜仲粉末加入天然低共熔溶剂中，于20-80℃、50-500W下超声辅助提取10-90min；所述天然低共熔溶剂由氢键供体、氢键受体和蒸馏水以物质的量之比1:(1-30)：(1-50)组成，或，所述天然低共熔溶剂由氢键供体和氢键受体组成，氢键供体和氢键受体物质的量之比1:(1-30)；所述氢键供体包括L-乳酸、山梨醇、尿素、DL-苹果酸、D-果糖、葡萄糖、柠檬酸，所述氢键受体包括：氯化胆碱、甜菜碱、柠檬酸；
3)离心，取上清液，进一步浓缩、干燥，即为杜仲提取物。
2.根据权利要求1所述利用天然低共熔溶剂制备杜仲提取物的方法，其特征在于，所述天然低共熔溶剂按如下方法制备：将氢键供体与氢键受体和蒸馏水混合后，在30-100℃加热搅拌0.1-2h，形成澄清均一的天然低共熔溶剂。
3.根据权利要求1或2所述利用天然低共熔溶剂制备杜仲提取物的方法，其特征在于，所述天然低共熔溶剂由氢键供体、氢键受体和蒸馏水以物质的量之比1:1：4-10组成。
4.根据权利要求1或2所述利用天然低共熔溶剂制备杜仲提取物的方法，其特征在于，所述天然低共熔溶剂由甜菜碱、L-乳酸和蒸馏水组成。
5.根据权利要求1或2所述利用天然低共熔溶剂制备杜仲提取物的方法，其特征在于，超声辅助提取还借助加热、微波辅助提取。
6.根据权利要求1或2所述利用天然低共熔溶剂制备杜仲提取物的方法，其特征在于，步骤2)中干燥选自减压干燥、喷雾干燥、真空干燥、微波干燥中的任一种。
7.根据权利要求1或2所述利用天然低共熔溶剂制备杜仲提取物的方法，其特征在于，步骤2)按料液比为1:10-40g/mL将杜仲粉末加入天然低共熔溶剂中，30-50℃、300-500W下超声提取30-60min。
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