CN114618303A - 一种分离和提纯天然产物中有效成分的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种分离和提纯天然产物中有效成分的方法，包括以下步骤：1)天然产物有效成分提取2)膜分离除杂；3)吸附纯化。本发明的有益效果在于：1)从分离和提纯的整体来考虑两个工艺过程，弥补了膜分离在此方面的不足；2)与传统的“水提醇沉”方法比较，本方法以水为溶剂，或根据天然产物有效成分的特性，可加入适当比例的乙醇；3)与超低温冷冻技术比较，不需要超低温状态的实现，更简便；4)与超临界或亚临界溶剂萃取比较，可在常温下连续操作，并无相变过程，工艺简洁，无对设备的苛刻要求，且达到的提取率较高，最终产物的纯度高。
Description
技术领域
本发明属化工分离技术领域，具体的是涉及一种采用膜分离和活性炭吸附纯化技术分离和提纯天然产物中有效成分的方法。
背景技术
天然产物中有效成分的含量往往较低，且成分较复杂，而天然产物化学成分是发现新药或药物活性先导化合物的重要来源，还广泛应用于农业、工业、日用化工、食品等行业。因此，天然产物中有效成分分离纯化的新方法、新技术和工艺也随之发展起来。公开号为CN1919221公开了采用传统的“水提醇沉”方法提取紫薇科植物菜豆树中有效成分，并制成任何一种药剂学上的常规剂型，但提取率较低，且纯化度不高。公开号为CN1969890公开了采用超低温冷冻和液氮浸泡低温粉碎从鲜植物药材、动物药材以及海洋产物中提取活性成分，可提高提取率，但使用的超低温技术复杂，对设备可靠性要求很高。公开号为CN101406487 和公开号为CN101642632分别公开了采用超临界和亚临界流体萃取技术，使用的设备繁多且复杂，运行参数难于控制，还需安装泄漏报警装置。公开号为CN101274156公开了在萃取釜上加装了超声强化装置(包括超声发生器和换能头)，使工艺和设备都更为复杂。
膜分离技术是一项新兴的物质分离提纯和浓缩技术。近年来，随着膜分离技术的发展，部分传统生产工艺已由膜分离技术所代替。与传统的分离技术相比，膜分离技术具有以下特点：①可在常温下连续操作，并无相变过程；②过程中不需要加入其他试剂，大规模生产中有节能和环保的优势；③不需加热，尤其适宜加热易变性的热敏性物质等优点。吸附分离技术也是一种常用的分离技术，是利用固体吸附剂对不同吸附质之间吸附力的不同，对特定的物质进行吸附从而达到分离的目的。工业中常用大孔吸附树脂、活性炭和分子筛等，主要用于水溶性化合物的分离纯化。
由于天然产物提取液中的成分复杂，要获得目标成分靠单一的膜分离技术或吸附分离技术往往达不到要求，因而，不得不再利用其他分离技术，如沉淀法、盐析法、萃取法、结晶和重结晶等，工艺复杂，特别是加入有机溶剂难以处理，成本高。公开号为CN 1490066提出一种组合超临界二氧化钛流体萃取技术与分子蒸馏技术的提取天然产物中有效成分方法，但如前所述，超临界流体萃取使用的设备，运行参数难于控制，分子蒸馏设备更是投资成本高，难于控制。
发明内容
本发明所要解决的问题是针对上述现有技术而提供一种分离和提纯天然产物中有效成分的方法，采用该方法所得的有效成分纯度高，吸附剂利用率高，且工艺简单、成本低廉。
本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：一种分离和提纯天然产物中有效成分的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)天然产物有效成分提取：将天然产物粉碎，利用热回流提取法，其提取温度为80-90℃，提取时间1-2小时，提取次数3-4次；或利用微波提取法，工艺条件为功率500-1000W、提取温度60-80℃、提取时间5-10分钟、提取次数1-3次；或利用超声波提取法，提取时间1-1.5 小时，提取次数3-4次；
2)膜分离除杂：对目标成分进行分析，根据分子量大小选择合适的单一或多种不同截留分子量分离膜进行分离除杂，得到分离纯化后的提取液；
3)吸附纯化：采用固体吸附剂对上述经过膜分离纯化后的提取液中的目标成分进行选择性的吸附、解吸，得到分离纯化的天然产物有效成分。
按上述方案，所述的天然产物为植物中草药材八角茴香、葛根、土茯苓、竹叶、银杏叶、五倍子、魔芋、淫羊藿、黄芪、柴胡、黄芩、绞股蓝、麦冬、板党、莼菜、大黄、三七、青蒿、淮山或枸杞。
按上述方案，步骤1)所述的天然产物粉碎后，再与蒸馏水或质量浓度为20-80％的乙醇溶液混合。
按上述方案，所述的固体吸附剂为活性炭、大孔吸附树脂或分子筛。
本发明的有益效果在于：1)虽然单独膜分离技术或吸附分离技术在天然产物的提纯上已有运用，但是本发明是充分发挥两者优点，综合地优化工艺参数，从分离和提纯的整体来考虑两个工艺过程。目前采用的膜分离技术是利用分子大小对天然产物的提取液进行分离，分子大小相近的有效成分及杂质难以得到有效的分离，吸附技术对特征物质有着更强的选择性，弥补了膜分离在此方面的不足。天然产物的提取液中含有大量的淀粉、多糖、热源等大分子杂质，如果直接运用吸附技术进行分离，又时常出现由于大分子物质而造成的吸附剂孔道堵塞现象；2)与传统的“水提醇沉”方法比较，本方法以水为溶剂，或根据天然产物有效成分的特性，如有必要，可加入适当比例的乙醇；3)与超低温冷冻技术比较，不需要超低温状态的实现，更简便；4)与超临界或亚临界溶剂萃取比较，可在常温下连续操作，并无相变过程，工艺简洁，无对设备的苛刻要求，且达到的提取率较高，最终产物的纯度高。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例1：
将15g八角茴香粉末与750mL蒸馏水(或质量浓度30％乙醇溶液)混合，利用热回流提取法于80℃时提取八角茴香中的有效成分莽草酸，提取时间1小时，提取次数3次，抽滤得提取液。然后利用膜分离技术进行除杂，选用截留相对分子量为10000的超滤膜进行，截留除去热源、多糖、水溶蛋白质等，而可滤过莽草酸(相对分子量为162)。对上述分离纯化后的提取液，再利用活性炭作为固体吸附剂，吸附其中的莽草酸。活性炭吸附莽草酸为放热过程，其操作温度为30℃。再利用30％乙醇溶液对吸附饱和的活性炭进行解吸，解吸率可达到96.34％，三次吸附解吸后解吸效果达90.12％，六次吸附解吸后解吸效果达82.21％，活性炭可再生使用。
实施例2：
将15g葛根粉末与600mL质量浓度为20％乙醇溶液预浸泡30分钟，利用微波提取法对其中的葛根素进行提取，微波提取的工艺条件为功率1000W、提取温度60℃、提取时间10分钟、提取次数1次。然后利用膜分离技术进行除杂，选用截留相对分子量为10000的超滤膜进行纯化，截留除去热源、多糖、水溶蛋白质等，而可滤过葛根素(相对分子量416.38)。超滤所得截留液中可提纯总黄酮。再利用大孔吸附树脂AB-8作为固体吸附剂，吸附滤过液中的葛根素。大孔吸附树脂AB-8吸附葛根素为放热过程，选取操作温度为30℃。再利用质量浓度为70％乙醇溶液对吸附饱和的活性炭进行解吸，解吸率可达到90.1％，三次吸附解吸后解吸效果达83.9％，六次吸附解吸后解吸效果达73.2％。可对大孔吸附树脂进行再生，重复使用。
实施例3：
将15g土茯苓粉末与450mL质量浓度为80％乙醇溶液混合利用微波提取法提取土茯苓中的总黄酮。提取工艺条件为功率600W、提取温度80℃、提取时间5分钟、提取次数两次。首先利用膜分离技术进行除杂，选用截留分子量为50000的超滤膜进行纯化，截留除去大分子蛋白质、多糖等，而可滤过总黄酮。再将滤出液进行第二次膜分离纯化，选取截留相对分子量为6000的超滤膜，除去水溶液盐和金属离子等。将得到的截留液利用大孔吸附树脂AB-8 作为固体吸附剂，吸附滤过液中的总黄酮。再利用质量浓度为90％乙醇溶液对吸附饱和的树脂进行解吸，解吸率可达到90.1％。
实施例4：
将10g楠竹叶与500mL蒸馏水混合，利用超声波提取法提取竹叶中的有效成分黄酮，提取时间1.5小时，提取次数4次，抽滤得提取液。然后利用膜分离技术进行除杂，选用截留相对分子量为10000的超滤膜进行，截留除去热源、多糖、水溶蛋白质等，而可滤过黄酮类化合物。选取操作温度为25℃，利用活性炭作为固体吸附剂，吸附滤过液中的黄酮类化合物。再利用20％乙醇溶液对吸附饱和的活性炭进行解吸，解吸率可达到98.15％，三次吸附解吸后解吸效果达92.47％，五次吸附解吸后解吸效果达89.60％，活性炭可再生使用。
实施例5：
将20g淫羊藿与700mL质量浓度为60％乙醇溶液混合利用微波提取法提取淫羊藿中的总黄酮。提取工艺条件为功率500W、提取温度75℃、提取时间8分钟、提取次数三次。首先利用膜分离技术进行除杂，选用截留分子量为10000的超滤膜进行纯化，截留除去大分子蛋白质、多糖等，而可滤过总黄酮。再将滤出液进行第二次膜分离纯化，选取截留相对分子量为 6000的超滤膜，除去水溶液盐和金属离子等。将得到的截留液利用大孔吸附树脂AB-8作为固体吸附剂，吸附滤过液中的总黄酮。再利用80％乙醇溶液对吸附饱和的树脂进行解吸，总黄酮提取率达84.5％。
实施例6：
将15g银杏叶与600mL蒸馏水混合，利用热回流提取法于85℃时提取银杏叶中的有效成分总黄酮，提取时间2小时，提取次数4次，抽滤得提取液。然后利用膜分离技术进行除杂，选用截留相对分子量为10000的超滤膜进行，截留除去热源、多糖、水溶蛋白质等，而可滤过总黄酮。再利用中孔分子筛作为固体吸附剂，吸附滤过液中的总黄酮。再利用25％乙醇溶液对吸附饱和的分子筛进行解吸，解吸率可达到97.16％，总黄酮提取率达75.8％。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可做各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (4)
1.一种分离和提纯天然产物中有效成分的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)天然产物有效成分提取：将天然产物粉碎，利用热回流提取法，其提取温度为80-90℃，提取时间1-2小时，提取次数3-4次；或利用微波提取法，工艺条件为功率500-1000W、提取温度60-80℃、提取时间5-10分钟、提取次数1-3次；或利用超声波提取法，提取时间1-1.5小时，提取次数3-4次；
2)膜分离除杂：对目标成分进行分析，根据分子量大小选择合适的单一或多种不同截留分子量分离膜进行分离除杂，得到分离纯化后的提取液；
3)吸附纯化：采用固体吸附剂对上述经过膜分离纯化后的提取液中的目标成分进行选择性的吸附、解吸，得到分离纯化的天然产物有效成分。
2.按权利要求1所述的分离和提纯天然产物中有效成分的方法，其特征在于所述的天然产物为植物中草药材八角茴香、葛根、土茯苓、竹叶、银杏叶、五倍子、魔芋、淫羊藿、黄芪、柴胡、黄芩、绞股蓝、麦冬、板党、莼菜、大黄、三七、青蒿、淮山或枸杞。
3.按权利要求1或2所述的分离和提纯天然产物中有效成分的方法，其特征在于步骤1)所述的天然产物粉碎后，再与蒸馏水或质量浓度为20-80％的乙醇溶液混合。
4.按权利要求1或2所述的分离和提纯天然产物中有效成分的方法，其特征在于所述的固体吸附剂为活性炭、大孔吸附树脂或分子筛。
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