CN113896754A - 一种从黄芩中提取纯化黄芩苷的工业化生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及从黄芩中提取纯化黄芩苷的工业化生产方法，可有效解决现有技术消耗能源大、提取出的杂质含量偏高、药材有效成分提取率较低和后序纯化工序复杂的问题，其解决的技术方案是，本发明生产方法包括以下步骤：1）将黄芩粗粉进行超声逆流提取，过滤后得到提取液；2）提取液加入氢氧化钠溶液、浓盐酸溶液调pH值，下沉沉淀用板框压滤机压滤，滤饼用纯化水洗至中性，真空干燥即得；本发明采用碱溶酸沉法进行黄芩苷的纯化，仅通过一次碱溶和酸沉，单纯水洗即能够生产出含量在85%以上符合药典标准的合格的黄芩中药提取物，是从黄芩中提取纯化黄芩苷方法上的创新。

Description

一种从黄芩中提取纯化黄芩苷的工业化生产方法
技术领域
本发明涉及中草药有效成分提取分离技术领域，特别是一种从黄芩中提取纯化黄芩苷的工业化生产方法。
背景技术
黄芩是唇形科植物黄芩（Seutellaria baiealenSis Georgi）的干燥根，为临床上常用的大宗药材，种植面积广，产量高，市场容量大。本品性寒味苦，主要含有黄芩苷、黄芩素、汉黄芩苷、汉黄芩素等有效成分，具有清热燥湿、泻火解毒、止血安胎等功效。黄芩苷作为其主要活性成分，是黄芩及其制剂的主要质量控制指标成分，其在药材中含量达到9%及以上，现代药理学研究证实，黄芩苷具有抗微生物、抗病毒、利胆、保肝和解痉等作用。
目前，国内传统的提取黄芩苷的工艺：取黄芩粗粉，加10倍量水煎煮2次，每次1小时，滤过，浓缩至适量，合并煎液，加盐酸调pH值至1.0～2.0，在80℃保温，静置，滤过。沉淀物加适量水搅拌，用40%氢氧化钠调pH值至7.0，加等量乙醇，搅拌使溶解，滤过，滤液再加盐酸调节pH值至1.0～2.0，60℃保温，静置，滤过，沉淀依次用适量水及不同浓度的乙醇洗至pH至中性，挥尽乙醇，减压干燥，即得。传统水煎煮法存在着溶剂用量大，蒸煮消耗能源大等问题，且提取出的杂质含量偏高，药材有效成分提取率较低，仍需碱溶和二次酸沉，醇洗，水洗等工艺步骤才能获得较高纯度的黄芩苷。故开发一种从黄芩中提取纯化黄芩苷的新型工业化生产方法是很有必要的。
连续逆流超声提取设备是将连续逆流和超声提取两种新工艺有机结合的产物。一方面利用超声提取的加速介质质点运动、空化效应和超声振动均化作用，缩短了提取时间，提高了产品的得率。另一方面采用连续逆流提取工艺将溶剂和药材分别从设备两端连续加入，药材在机械力的推动下向出渣口方向运动，而溶剂从另一端（靠近出渣口一侧）加入，向药材运动的反方向流动，两者逆流接触，浓度梯度可以始终保持在较高水平，从而形成较大的传质推动力，药液出来即可达到较高浓度。与传统提取工艺相比具有有效成分提取率高、出液系数小、提取速度快、大幅度节能等特点，而且设备投资较低，生产安全性提高，因此，如何结合连续逆流超声提取技术实现中草药有效成分的提取是目前亟需解决的问题。
发明内容
针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种从黄芩中提取纯化黄芩苷的工业化生产方法，可有效解决现有技术消耗能源大、提取出的杂质含量偏高、药材有效成分提取率较低和后序纯化工序复杂的问题。
本发明解决的技术方案是，本发明生产方法包括以下步骤：
1）将黄芩药材粉碎成粗粉，在粉碎之前需要通过振筛机除去药材中的杂质，然后以水为溶媒，将黄芩粗粉进行超声逆流提取，药材与溶媒的比例为1:10，提取温度90～95℃，温浸时间40～60min，超声时间40～60min，进料速度150kg/h，进溶媒速度1500L/h，过滤后得到提取液；
2）提取液在35～40℃缓慢加入浓度为40%（W/V）的氢氧化钠溶液调pH值至8.0～8.5，边加边进行搅拌，保温40min，滤过，滤液加热至80～85℃时再缓慢加入浓盐酸溶液调pH值至1.2～2.3，边加边进行搅拌，保温40min，静置12h，下沉沉淀用板框压滤机压滤，滤饼用纯化水洗至中性，40～60℃真空干燥即得。
所述的步骤1）中得到的提取液中黄芩苷的浓度为12～14mg/ml，无需再进行浓缩。
本发明采用超声逆流作为提取工艺，缩短了生产周期，降低了生产成本。采用碱溶酸沉法进行黄芩苷的纯化，仅通过一次碱溶和酸沉，单纯水洗即能够生产出含量在85%以上符合药典标准的合格的黄芩中药提取物，是从黄芩中提取纯化黄芩苷方法上的创新。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
实施例1
1）取500kg 黄芩粗粉，由超声波提取机组投料口加入，进料速度150kg/h，通过投料机口使原料进入提取机组，溶媒水以投放速率1500L/h与物料呈相反方向运动，提取温度为90～95℃，温浸时间为40min，超声时间为40min，过滤，收集提取液至搪瓷罐中；
2）提取液在37℃时加入浓度40%的氢氧化钠溶液调pH值至8.2，保温40min，过滤后得到碱液，加热至83℃，加入浓盐酸溶液调pH值至1.6，保温40min，静置12h，下沉沉淀用板框压滤机压滤，滤饼用纯化水洗至中性，40～60℃真空干燥即得。
本实施例中黄芩苷的提取率为95.17%，黄芩苷的收率为10.85%，获得黄芩苷的纯度为87.98%。
实施例2
1）取500kg 黄芩粗粉，由超声波提取机组投料口加入，进料速度150kg/h，通过投料机口使原料进入提取机组，溶媒水以投放速率1500L/h与物料呈相反方向运动，提取温度为90～95℃，温浸时间为50min，超声时间为50min，过滤，收集提取液至搪瓷罐中；
2）提取液在39℃时加入浓度40%的氢氧化钠溶液调pH值至8.1，保温40min，过滤后得到碱液，加热至82℃，加入浓盐酸溶液调pH值至1.3，保温40min，静置12h，下沉沉淀用板框压滤机压滤，滤饼用纯化水洗至中性，40～60℃真空干燥即得。
本实施例中黄芩苷的提取率为96.52%，黄芩苷的收率为11.47%，获得黄芩苷的纯度为86.74%。
实施例3
1）取500kg 黄芩粗粉，由超声波提取机组投料口加入，进料速度150kg/h，通过投料机口使原料进入提取机组，溶媒水以投放速率1500L/h与物料呈相反方向运动，提取温度为90～95℃，温浸时间为60min，超声时间为60min，过滤，收集提取液至搪瓷罐中；
2）提取液在40℃时加入浓度40%的氢氧化钠溶液调pH值至8.4，保温40min，过滤后得到碱液，加热至84℃，加入浓盐酸溶液调pH值至2.1，保温40min，静置12h，下沉沉淀用板框压滤机压滤，滤饼用纯化水洗至中性，40～60℃真空干燥即得。
本实施例中黄芩苷的提取率为95.84%，黄芩苷的收率为11.53%，获得黄芩苷的纯度为87.14%。
本发明采用连续超声逆流提取技术对黄芩药材中的黄芩苷进行提取，取黄芩粗粉，由超声波提取机组投料口加入，进料速度150kg/h，通过投料机口使原料进入提取机组，溶媒水以投放速率1500L/h与物料呈相反方向运动，控制提取温度90～95℃，温浸时间40～60min，超声时间40～60min，过滤后得到提取液；提取液在35～40℃时缓慢加入浓度为40%的氢氧化钠溶液调pH值至8.0～8.5，保温40min，滤过，滤液再于80～85℃时加浓盐酸溶液调pH值至1.2～2.3，保温40min，静置12h，下沉沉淀用板框压滤机压滤，滤饼用纯化水洗至中性，40～60℃真空干燥。
从以上几个实施例可以看出，在本发明限制的条件参数下，可以获取相近的黄芩苷提取率、收率和纯度，相关条件、参数的筛选实验资料如下：
实验室先是采用星点设计-效应面法对水超声提取法与传统的水煎煮提取法进行工艺考察，得到水超声提取法的最佳工艺参数为温浸时间40min，料液比1:10，提取温度90℃，提取时间20min，提取2次，得到黄芩苷提取率为96.5%；水煎煮提取法的最佳工艺参数为温浸时间60min，料液比为1:14，煎煮时间40min，煎煮3次，得到黄芩苷提取率为90.38%；结果表明水超声提取法不仅提取时间短、能耗少，且提取率高，因此选取连续超声逆流提取技术作为工业化生产中黄芩苷的提取方法。然后采用PB试验-响应面法对碱溶酸沉法中的药液浓度、碱溶温度、碱溶pH等关键工艺参数进行考察，从降低生产成本，提高经济效益的角度出发，以黄芩苷得率和黄芩苷纯度为指标，得到最佳纯化工艺参数为药液浓度14 mg·ml-1、碱溶温度40℃、氢氧化钠浓度为40%、碱溶pH 8.0、碱溶保温时间40min、酸沉温度80℃、盐酸使用浓盐酸、酸沉pH 2.0、酸沉保温时间40min、常温静置12h，为便于工业化生产操作，通过 Design Expert10.0.4软件对影响生产指标较大的两个因素药液浓度和酸沉pH设置了操作空间，在实际生产中控制药液浓度为11.5-14mg/ml，酸沉pH为1.2-2.3，此时黄芩苷得率（相对于提取液）和黄芩苷纯度均能达到85%。
本发明以黄芩为原料，通过水提，超声逆流提取技术，碱溶酸沉法快速获得高收率，高纯度的黄芩苷，本发明的特点在于：采用连续超声逆流提取技术作为黄芩苷的提取工艺，不仅节省溶剂用量，缩短提取时间，而且减少后续浓缩能耗，同时又能进行连续生产，大幅度降低了生产成本、提高了生产效率，采用碱溶酸沉法仅通过一次酸沉，且无需使用乙醇溶液，即可得到高纯度的黄芩苷。本发明不仅提取率高、收率高、纯度高，且工艺简单，无需太多操作人员，是一个全新、整体的方案，是从黄芩中提取纯化黄芩苷方法上的创新，具有良好的经济和社会效益。

Claims (4)

1.一种从黄芩中提取纯化黄芩苷的工业化生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将黄芩药材粉碎成粗粉，在粉碎之前需要通过振筛机除去药材中的杂质，然后以水为溶媒，将黄芩粗粉进行超声逆流提取，药材与溶媒的比例为1:10，提取温度90～95℃，温浸时间40～60min，超声时间40～60min，进料速度150kg/h，进溶媒速度1500L/h，过滤后得到提取液；
2）提取液在35～40℃缓慢加入浓度为40%的氢氧化钠溶液调pH值至8.0～8.5，边加边进行搅拌，保温40min，滤过，滤液加热至80～85℃时再缓慢加入浓盐酸溶液调pH值至1.2～2.3，边加边进行搅拌，保温40min，静置12h，下沉沉淀用板框压滤机压滤，滤饼用纯化水洗至中性，40～60℃真空干燥即得。
2.根据权利要求1所述的从黄芩中提取纯化黄芩苷的工业化生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）取500kg 黄芩粗粉，由超声波提取机组投料口加入，进料速度150kg/h，通过投料机口使原料进入提取机组，溶媒水以投放速率1500L/h与物料呈相反方向运动，提取温度为90～95℃，温浸时间为40min，超声时间为40min，过滤，收集提取液至搪瓷罐中；
2）提取液在37℃时加入浓度40%的氢氧化钠溶液调pH值至8.2，保温40min，过滤后得到碱液，加热至83℃，加入浓盐酸溶液调pH值至1.6，保温40min，静置12h，下沉沉淀用板框压滤机压滤，滤饼用纯化水洗至中性，40～60℃真空干燥即得。
3.根据权利要求1所述的从黄芩中提取纯化黄芩苷的工业化生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）取500kg 黄芩粗粉，由超声波提取机组投料口加入，进料速度150kg/h，通过投料机口使原料进入提取机组，溶媒水以投放速率1500L/h与物料呈相反方向运动，提取温度为90～95℃，温浸时间为50min，超声时间为50min，过滤，收集提取液至搪瓷罐中；
2）提取液在39℃时加入浓度40%的氢氧化钠溶液调pH值至8.1，保温40min，过滤后得到碱液，加热至82℃，加入浓盐酸溶液调pH值至1.3，保温40min，静置12h，下沉沉淀用板框压滤机压滤，滤饼用纯化水洗至中性，40～60℃真空干燥即得。
4.根据权利要求1所述的从黄芩中提取纯化黄芩苷的工业化生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）取500kg 黄芩粗粉，由超声波提取机组投料口加入，进料速度150kg/h，通过投料机口使原料进入提取机组，溶媒水以投放速率1500L/h与物料呈相反方向运动，提取温度为90～95℃，温浸时间为60min，超声时间为60min，过滤，收集提取液至搪瓷罐中；
2）提取液在40℃时加入浓度40%的氢氧化钠溶液调pH值至8.4，保温40min，过滤后得到碱液，加热至84℃，加入浓盐酸溶液调pH值至2.1，保温40min，静置12h，下沉沉淀用板框压滤机压滤，滤饼用纯化水洗至中性，40～60℃真空干燥即得。
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