CN113318136A - 一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法,利用酶解处理技术结合低功率超声波辅助提取技术,破坏荨麻的植物组织,加速多酚类和黄酮类化合物的溶出,再利用超声波辅助乙醇提取的方法实现多酚类和黄酮类化合物的充分提取,具有提取率高、提取时间短的效果。进同时,利用微滤、超滤和纳滤技术分离多酚类和黄酮类化合物,并结合聚酰胺柱的吸附分离技术进一步纯化多酚类和黄酮类化合物,获得纯度高的多酚类和黄酮类化合物。
Description
技术领域
本发明属于天然产物提取技术领域,特别涉及一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法。
背景技术
荨麻的干燥全草在我国具有悠久用药历史,其在《益部方物略记》、《本草纲目》中均有记载,具有祛风通络、活血止痛、平肝定惊等功效。近年来,国内外学者对不同品种荨麻属植物的化学成分进行了系统研究,发现其活性成分主要有黄酮类类、有机酸类、多酚类类、木脂素类、甾醇类、蛋白质、多糖及其他类化合物,尤其富含多酚类和黄酮类。
其中,植物黄酮类和多酚类类物质具有很高的生物活性,如黄酮类具有抗氧化、抗菌、抗病毒、抗炎等作用,多酚类具有预防治疗血管疾病、抗肿瘤、抗骨质疏松、预防肥胖、糖尿病、防辐射等作用。多酚类物质通常为非黄酮类类物质,具体包含酚酸、香豆素、单宁酸等,黄酮类类物质通常包括黄酮类、黄酮类醇、黄烷醇、黄烷酮、花色素等。
传统的天然植物中多酚类和黄酮类化合物的提取通常采用热水提取、有机溶剂提取、微波辅助提取、超声波辅助提取和超临界流体提取等。然而,天然植物中多酚类和黄酮类类化合物的复杂性和结构的不稳定性增加了提取难度,热水提取和有机溶剂提取存在效率低、污染大的问题,微波辅助和超声波辅助提取存在降解多酚类和黄酮类化合物的风险,且操作具有一定的安全隐患,超临界流体提取存在能耗高、成本高的不足。因此,发展高效、绿色、安全的多酚类和黄酮类类化合物的提取技术成为迫切需求。
与此同时,对于多酚类和黄酮类化合物的纯化技术而言,通常采用机溶剂萃取、聚酰胺柱吸附、大孔树脂吸附等方法,存在有机溶剂浪费,工艺繁琐耗时,造成目标产物不可逆损失的问题。因此,开发一种简单快速、绿色环保的从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法,利用酶解处理技术结合低功率超声波辅助提取技术,破坏荨麻的植物组织,加速多酚类和黄酮类化合物的溶出,再利用超声波辅助乙醇提取的方法实现多酚类和黄酮类化合物的充分提取,具有提取率高、提取时间短的效果。进一步,利用微滤、超滤和纳滤技术分离多酚类和黄酮类化合物,并结合聚酰胺柱的吸附分离技术进一步纯化多酚类和黄酮类化合物,获得纯度高的多酚类和黄酮类化合物。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案,一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法,包括以下步骤:
(1)将荨麻全草清洗晾干后粉碎,过80-120目标准筛,用脱脂剂加热回流1-3h,过滤,取滤渣干燥备用;
(2)将步骤(1)得到的荨麻滤渣浸泡于10-20倍重量的水中,调节pH值为3-5,加入0.5-2wt%的果胶酶,1-3wt%的纤维素酶和1-2wt%的木瓜蛋白酶,控制温度为45-55℃,施加功率为200-300W的超声波,处理30-50min;
(3)向步骤(2)的混合溶液中加入乙醇,调整乙醇浓度为65-75wt%,控制温度为70-80℃,施加功率为1000-1200W的超声波,处理60-80min;过滤得到过滤渣和过滤液;
(4)将步骤(3)得到的过滤液浓缩后高速离心取上清液,然后将上清液过孔径为0.1-0.3μm的微滤膜除杂得到微滤液,继续将微滤液过超滤膜除杂,超滤膜的截留分子量为2000-7000Da,得到超滤液,继续将超滤液过纳滤膜除杂,纳滤膜的截留分子量为200-600Da,得到纳滤液;
(5)将步骤(4)得到的纳滤液浓缩通过聚酰胺柱进行吸附洗脱,上柱流速2-4BV/h,然后,用水洗脱1-3BV除去杂质,再用15-65wt%的乙醇溶液梯度洗脱,洗脱流速2-4BV/h,收集不同阶段洗脱液,浓缩后冷冻干燥得到荨麻多酚类化合物和荨麻黄酮类化合物。
所述荨麻为西藏荨麻、麻叶荨麻、狭叶荨麻、裂叶荨麻、异株荨麻、小果荨麻、粗根荨麻的一种。
所述脱脂剂选自石油醚、乙酸乙酯的一种或多种。
所述步骤(3)得到的滤渣中加入水和乙醇,调整乙醇浓度为65-75wt%,控制温度为70-80℃,施加功率为1000-1200W的超声波,处理60-80min,过滤得到滤渣和滤液,将两次提取的滤液合并。
所述微滤膜为陶瓷膜或有机高分子膜的一种;
所述聚酰胺柱经过以下方法进行预处理,首先将聚酰胺柱浸泡在95wt%的乙醇溶液中24h,然后再浸泡在5wt%的氢氧化钠溶液中24h,然后再浸泡在3wt%的盐酸溶液中24h,水洗至中性后,干燥备用。
所述步骤(5)中收集乙醇浓度为15-25wt%阶段的洗脱液得到荨麻多酚类化合物,收集乙醇浓度50-60wt%阶段的洗脱液得到荨麻黄酮类化合物。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的效果:
(1)本发明利用利用酶解处理技术结合低功率超声波辅助提取技术,破坏荨麻的植物组织,加速多酚类和黄酮类化合物的溶出,具体采用果胶酶、纤维素酶和木瓜蛋白酶按照特定比例混合加入,配合200-300W的特定功率超声波,极大促进了荨麻组织的破坏。
(2)本发明还利用超声波辅助乙醇提取的方法实现多酚类和黄酮类化合物的充分提取,控制乙醇的浓度、温度、超声功率和时间等工艺参数,提高多酚类和黄酮类化合物的溶出,具有较高的提取率。
(3)本发明利用微滤、超滤和纳滤技术快速分离纯化多酚类和黄酮类化合物,并配合聚酰胺柱层析方法快速分离多酚类和黄酮类化合物,具有较高的纯度。本发明的方法工艺简单、操作方便,易于工业化生产,具有极大的市场应用前景。
具体实施方式
为了进一步理解本发明,下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述,但是应当理解,这些描述只是为了进一步说明本发明的特征和优点,而不是对本发明权利要求的限制。本发明所有原料,对其来源没有特别限制,在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
实施例1
一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法,包括以下步骤:
(1)将狭叶荨麻全草清洗晾干后粉碎,过80目标准筛,用脱脂剂石油醚加热回流1h,过滤,取滤渣干燥备用;
(2)将步骤(1)得到的荨麻滤渣浸泡于20倍重量的水中,调节pH值为3.5,加入1wt%的果胶酶,3wt%的纤维素酶和1.5wt%的木瓜蛋白酶,控制温度为55℃,施加功率为200W的超声波,处理50min;
(3)向步骤(2)的混合溶液中加入乙醇,调整乙醇浓度为75wt%,控制温度为80℃,施加功率为1200W的超声波,处理60min;过滤得到过滤渣和过滤液;
(4)将步骤(3)得到的过滤液浓缩后高速离心取上清液,然后将上清液过孔径为0.1-0.3μm的微滤膜除杂得到微滤液,继续将微滤液过超滤膜除杂,超滤膜的截留分子量为2000-7000Da,得到超滤液,继续将超滤液过纳滤膜除杂,纳滤膜的截留分子量为200-600Da,得到纳滤液;
(5)将步骤(4)得到的纳滤液浓缩通过聚酰胺柱进行吸附洗脱,所述聚酰胺柱经过以下方法进行预处理,首先将聚酰胺柱浸泡在95wt%的乙醇溶液中24h,然后再浸泡在5wt%的氢氧化钠溶液中24h,然后再浸泡在3wt%的盐酸溶液中24h,水洗至中性后,干燥备用;
上柱流速4BV/h,然后,用水洗脱3BV除去杂质,再用15-65wt%的乙醇溶液梯度洗脱,洗脱流速2BV/h,收集乙醇浓度为15-25wt%阶段和50-60wt%阶段的洗脱液,浓缩后冷冻干燥得到荨麻多酚类化合物和荨麻黄酮类化合物。
实施例2
一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法,包括以下步骤:
(1)将麻叶荨麻全草清洗晾干后粉碎,过100目标准筛,用脱脂剂醋酸乙酯加热回流2h,过滤,取滤渣干燥备用;
(2)将步骤(1)得到的荨麻滤渣浸泡于15倍重量的水中,调节pH值为5,加入2wt%的果胶酶,2.5wt%的纤维素酶和1wt%的木瓜蛋白酶,控制温度为50℃,施加功率为240W的超声波,处理50min;
(3)向步骤(2)的混合溶液中加入乙醇,调整乙醇浓度为70wt%,控制温度为75℃,施加功率为1000W的超声波,处理65min;过滤得到过滤渣和过滤液;
(4)将步骤(3)得到的过滤液浓缩后高速离心取上清液,然后将上清液过孔径为0.1-0.3μm的微滤膜除杂得到微滤液,继续将微滤液过超滤膜除杂,超滤膜的截留分子量为2000-7000Da,得到超滤液,继续将超滤液过纳滤膜除杂,纳滤膜的截留分子量为200-600Da,得到纳滤液;
(5)将步骤(4)得到的纳滤液浓缩通过聚酰胺柱进行吸附洗脱,上柱流速3BV/h,然后,用水洗脱2BV除去杂质,再用15-65wt%的乙醇溶液梯度洗脱,洗脱流速3BV/h,收集乙醇浓度为15-25wt%阶段和50-60wt%阶段的洗脱液,浓缩后冷冻干燥得到荨麻多酚类化合物和荨麻黄酮类化合物;
所述聚酰胺柱经过以下方法进行预处理,首先将聚酰胺柱浸泡在95wt%的乙醇溶液中24h,然后再浸泡在5wt%的氢氧化钠溶液中24h,然后再浸泡在3wt%的盐酸溶液中24h,水洗至中性后,干燥备用。
实施例3
一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法,包括以下步骤:
(1)将粗根荨麻全草清洗晾干后粉碎,过120目标准筛,用脱脂剂石油醚加热回流3h,过滤,取滤渣干燥备用;
(2)将步骤(1)得到的荨麻滤渣浸泡于18倍重量的水中,调节pH值为4,加入0.8wt%的果胶酶,1.5wt%的纤维素酶和2wt%的木瓜蛋白酶,控制温度为45℃,施加功率为200W的超声波,处理35min;
(3)向步骤(2)的混合溶液中加入乙醇,调整乙醇浓度为65wt%,控制温度为80℃,施加功率为1100W的超声波,处理80min;过滤得到过滤渣和过滤液I;将滤渣中加入水和乙醇,调整乙醇浓度为65wt%,控制温度为80℃,施加功率为1100W的超声波,处理60min,过滤得到滤渣和滤液II,将两次提取的滤液合并;
(4)将步骤(3)得到的过滤液浓缩后高速离心取上清液,然后将上清液过孔径为0.1-0.3μm的微滤膜除杂得到微滤液,继续将微滤液过超滤膜除杂,超滤膜的截留分子量为2000-7000Da,得到超滤液,继续将超滤液过纳滤膜除杂,纳滤膜的截留分子量为200-600Da,得到纳滤液;
(5)将步骤(4)得到的纳滤液浓缩通过聚酰胺柱进行吸附洗脱,上柱流速2BV/h,然后,用水洗脱3BV除去杂质,再用15-65wt%的乙醇溶液梯度洗脱,洗脱流速4BV/h,收集乙醇浓度为15-25wt%阶段和50-60wt%阶段的洗脱液,浓缩后冷冻干燥得到荨麻多酚类化合物和荨麻黄酮类化合物;
所述聚酰胺柱经过以下方法进行预处理,首先将聚酰胺柱浸泡在95wt%的乙醇溶液中24h,然后再浸泡在5wt%的氢氧化钠溶液中24h,然后再浸泡在3wt%的盐酸溶液中24h,水洗至中性后,干燥备用。
实施例4
一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法,包括以下步骤:
(1)将裂叶荨麻全草清洗晾干后粉碎,过90目标准筛,用脱脂剂醋酸乙酯加热回流2h,过滤,取滤渣干燥备用;
(2)将步骤(1)得到的荨麻滤渣浸泡于20倍重量的水中,调节pH值为3,加入0.5wt%的果胶酶,3wt%的纤维素酶和1wt%的木瓜蛋白酶,控制温度为50℃,施加功率为300W的超声波,处理40min;
(3)向步骤(2)的混合溶液中加入乙醇,调整乙醇浓度为74wt%,控制温度为75℃,施加功率为1000W的超声波,处理65min;过滤得到过滤渣和过滤液;
(4)将步骤(3)得到的过滤液浓缩后高速离心取上清液,然后将上清液过孔径为0.1-0.3μm的微滤膜除杂得到微滤液,继续将微滤液过超滤膜除杂,超滤膜的截留分子量为2000-7000Da,得到超滤液,继续将超滤液过纳滤膜除杂,纳滤膜的截留分子量为200-600Da,得到纳滤液;
(5)将步骤(4)得到的纳滤液浓缩通过聚酰胺柱进行吸附洗脱,上柱流速2BV/h,然后,用水洗脱3BV除去杂质,再用15-65wt%的乙醇溶液梯度洗脱,洗脱流速2BV/h,收集乙醇浓度为15-25wt%阶段和50-60wt%阶段的洗脱液,浓缩后冷冻干燥得到荨麻多酚类化合物和荨麻黄酮类化合物;
所述聚酰胺柱经过以下方法进行预处理,首先将聚酰胺柱浸泡在95wt%的乙醇溶液中24h,然后再浸泡在5wt%的氢氧化钠溶液中24h,然后再浸泡在3wt%的盐酸溶液中24h,水洗至中性后,干燥备用。
本发明以没食子酸和芦丁为标准物测试荨麻多酚类化合物和荨麻黄酮类化合物中多酚类和黄酮类化合物的相对含量(wt%),测试结果见表1。
表1
编号 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 |
荨麻多酚类化合物/% | 86.4 | 82.5 | 81.1 | 84.2 |
荨麻黄酮类化合物/% | 89.2 | 83.6 | 84.5 | 85.1 |
从表1的试验数据可以发现,本发明提高了一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法,制备得到的荨麻多酚类化合物和荨麻黄酮类化合物具有较大的纯度。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)将荨麻全草清洗晾干后粉碎,过80-120目标准筛,用脱脂剂加热回流1-3h,过滤,取滤渣干燥备用;
(2)将步骤(1)得到的荨麻滤渣浸泡于10-20倍重量的水中,调节pH值为3-5,加入0.5-2wt%的果胶酶,1-3wt%的纤维素酶和1-2wt%的木瓜蛋白酶,控制温度为45-55℃,施加功率为200-300W的超声波,处理30-50min;
(3)向步骤(2)的混合溶液中加入乙醇,调整乙醇浓度为65-75wt%,控制温度为70-80℃,施加功率为1000-1200W的超声波,处理60-80min;过滤得到过滤渣和过滤液;
(4)将步骤(3)得到的过滤液浓缩后高速离心取上清液,然后将上清液过孔径为0.1-0.3μm的微滤膜除杂得到微滤液,继续将微滤液过超滤膜除杂,超滤膜的截留分子量为2000-7000Da,得到超滤液,继续将超滤液过纳滤膜除杂,纳滤膜的截留分子量为200-600Da,得到纳滤液;
(5)将步骤(4)得到的纳滤液浓缩通过聚酰胺柱进行吸附洗脱,上柱流速2-4BV/h,然后,用水洗脱1-3BV除去杂质,再用15-65wt%的乙醇溶液梯度洗脱,洗脱流速2-4BV/h,收集不同阶段洗脱液,浓缩后冷冻干燥得到荨麻多酚类化合物和荨麻黄酮类化合物。
2.根据权利要求1所述的一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法,其特征在于:所述荨麻为西藏荨麻、麻叶荨麻、狭叶荨麻、裂叶荨麻、异株荨麻、小果荨麻、粗根荨麻的一种。
3.根据权利要求1所述的一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法,其特征在于:所述脱脂剂选自石油醚、乙酸乙酯的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法,其特征在于:所述步骤(3)得到的滤渣中加入水和乙醇,调整乙醇浓度为65-75wt%,控制温度为70-80℃,施加功率为1000-1200W的超声波,处理60-80min,过滤得到滤渣和滤液,将两次提取的滤液合并。
5.根据权利要求1所述的一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法,其特征在于:所述微滤膜为陶瓷膜或有机高分子膜的一种。
6.根据权利要求1所述的一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法,其特征在于:所述聚酰胺柱经过以下方法进行预处理,首先将聚酰胺柱浸泡在95wt%的乙醇溶液中24h,然后再浸泡在5wt%的氢氧化钠溶液中24h,然后再浸泡在3wt%的盐酸溶液中24h,水洗至中性后,干燥备用。
7.根据权利要求1所述的一种从荨麻中同时纯化多酚类和黄酮类化合物的方法,其特征在于:所述步骤(5)中收集乙醇浓度为15-25wt%阶段的洗脱液得到荨麻多酚类化合物,收集乙醇浓度50-60wt%阶段的洗脱液得到荨麻黄酮类化合物。
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