一種雙水相萃取?超聲波聯合分離提純葛根素的方法
【專利摘要】本發明提供了一種雙水相萃取?超聲波聯合分離提純葛根素的方法，具體操作步驟為：將葛根粉采用50?70％醇水溶液中回流提取12?24小時得到粗體液，再采用聚乙二醇?無機鹽雙水相萃取，并置于超聲波中超聲20?40分鐘，再靜置10?20分鐘，取上相在截留相對分子質量為5000的透析膜中透析20?26小時后，再經冷凍干燥得葛根素粉末。本發明選用50?70％醇水溶液作為提取液，既能獲得高收率和高純度，又能快速分離固液相；選用雙水相萃取和超聲波聯合的方法對粗體液進行提純，對葛根素的選擇性高，體系分相速度快，不需借助離心機等設備即可快速分相，所制葛根素粉末中葛根素純度高達97.5％，總收率高達86.6％。
【專利說明】
一種雙水相萃取-超聲波聯合分離提純葛根素的方法
技術領域
[0001]本發明屬于生化分離技術領域，涉及一種葛根素的分離提純方法，尤其涉及一種雙水相萃取-超聲波聯合分離提純葛根素的方法。
【背景技術】
[0002]葛根素，又名葛根黃酮，性狀為黃色結晶，溶于水、甲醇、乙醇、吡啶，易溶于熱水，難溶于苯、氯仿、乙醚等。葛根素是葛根的主要有效成分，有降低心肌耗氧量，增加冠脈、腦血管血流量，擴張冠狀動脈血管和腦血管，促進血液循環等多種功效，臨床上用于治療高血壓、心絞痛、腦供血不足、腦梗塞及突發性耳聾等。我國葛根資源非常豐富，因此，研究開發從葛根中分離純化得到高純葛根素的優化工藝路線，不僅有利于充分合理地利用葛根資源，通過中藥材深加工增加產品的附加值，使藥材加工企業和藥農增收，而且對實現中藥現代化，使中醫藥產品走向世界具有非常重要的意義。
[0003]葛根素的提取工藝種類繁多，但主要可歸結為溶劑法(包括水提法、醇提法、正丁醇法)、鉛酰法、柱層析法(大孔吸附樹脂、硅膠、氧化鋁、聚酰胺等)以及這些方法的綜合工藝。中國專利CN1057093A將葛根水提醇沉后，經聚酰胺柱層析，以水洗脫、濃縮、放置析出葛根素粗品，粗品再次經聚酰胺柱層析，水洗脫、濃縮、析出結晶，再經冷凍干燥或噴霧干燥或用70-80%醇重復結晶制得精品，其葛根素含量在90%以上。該法操作復雜，步驟繁多，且產品的純度不高，分析其原因可能是由于葛根中的淀粉、纖維素及一些糖類在水中有一定的溶解度，造成溶液粘稠，分離困難。
[0004]雙水相萃取技術近年來愈來愈得到研究者的青睞，其相對傳統的分離純化技術具有提純效率高、設備常規、操作簡便，適于大規模生產等優點，且不存在有機溶劑的殘留問題，易于放大和連續操作，各種參數可按比例放大而產物收率并不降低。雙水相萃取是利用組分在兩個互不相溶的水相中的溶解度不同而達到分離的萃取技術。雙水相萃取中使用的雙水相是由兩種互不相溶的高分子溶液或者互不相溶的鹽溶液和高分子溶液組成。然而現有的雙水相萃取技術需要在體系分相后輔以離心等操作，從而加速系統分相，并向體系中加入中性鹽KCl增加目標產物的分配系數和收率增加了操作難度和經濟成本。因此，開發一種步驟簡單，設備常規，分離效果好，分離效率高的雙水相萃取分離葛根素的方法是目前亟待解決的問題。
【發明內容】
[0005]本發明提供了一種雙水相萃取-超聲波聯合分離提純葛根素的方法，所用設備常規，操作簡便，分離效率高，適合工業化生產。
[0006]本發明解決技術問題所采用的技術方案為:
[0007]—種高效分離提純葛根素的方法，包括如下步驟:
[0008](I)粗提液制備:將葛根粉加入50-70%醇水溶液中回流提取12-24小時后，冷卻至室溫過濾，再經濃縮得含葛根素的粗提液。葛根中的葛根素、淀粉、纖維素及一些糖類都具有較好的水溶性，水提法葛根素的得率較高，但含量較低，且操作中固液分離較困難;純醇提法，雖葛根素純度高，但得率較低，因此本發明選用50-70%醇水溶液作為提取溶劑，既能獲得高收率和高純度，又能快速分離固液相。
[0009](2)雙水相萃取:向步驟(I)所得含葛根素的粗提液中加入聚乙二醇和無機鹽，震蕩混合后，置于超聲波中超聲20-40分鐘后，靜置10-20分鐘，收集上相。雙水相萃取體系由互不相溶的聚乙二醇和無機鹽構成，利用葛根素在聚乙二醇和無機鹽中的選擇性分配，使其與粗提液中其他雜質分離，從而達到分離純化的目的。然而單純雙水相萃取分相速度較慢，通常需要靜置4-6小時后，再在離心作用下才能分相，且所得葛根素的純度不高。本發明在加入雙水相萃取液的同時，輔以超聲作用，能夠加快分子運動，從而加快分相速度，提高體系的分配系數，在短時間內獲得葛根素含量較高的上相。
[0010](3)成品制備:將步驟(2)所得上相在截留相對分子質量為5000的透析膜中透析20-26小時后得葛根素水溶液，再于-15?-10°C冷凍干燥10-18小時得葛根素粉末。
[0011]作為優選，步驟(I)中所述醇為甲醇、乙醇、丙醇或正丁醇中的一種。
[0012]作為優選，步驟(I)中葛根粉與醇水溶液的質量比為1:25?50。
[0013]作為優選，步驟(2)中無機鹽為硫酸銨、硫酸鈉或硫酸鎂中的一種。
[0014]作為優選，步驟(2)中所述聚乙二醇的平均分子量為600或1000。聚乙二醇的分子量是影響葛根素分配系數和純度的重要因素，隨著PEG分子量的增加，端羥基數目減少，分子內羥基等極性基團的比重相對較低，從而導致極性程度減小，疏水性增強，親水性的葛根素不再向富含PEG相(上相)中聚集而轉向另一相(下相)。當PEG的分子量較小時，雖分配系數較大，但成相所需PEG濃度較高，成本增加，而對葛根素選擇性降低。因此本發明選用平均分子量為600或1000的PEG，對葛根素的選擇性最佳。
[0015]作為優選，步驟(2)中所述聚乙二醇質量為雙水相體系總質量的15-20%，無機鹽質量為雙水相體系總質量的12-18%，含葛根素的粗提液的質量為雙水相體系總質量的64-70%。不同濃度組成的雙水相體系萃取效果不同，聚乙二醇濃度過低，分相困難；隨著聚乙二醇濃度在一定范圍內的增加，雙水相體系兩相差別較大，利于葛根素在上相中富集，其他水溶性雜質在下相中富集，但是隨著聚乙二醇濃度繼續增大，更多的雜質進入上相，使上相中葛根素的純度降低。隨著無機鹽濃度在一定范圍內的提高，物質在兩相中界面張力增大，有利于葛根素在上相富集，雜質在下相富集；當無機鹽濃度更大時，上相體積逐漸減小，同時粘度逐漸增大，不利于葛根素在上相的富集。
[0016]本發明的有益效果為:
[0017]1、本發明選用50-70 %醇水溶液作為提取液，既能獲得高收率和高純度，又能快速分離固液相。
[0018]2、本發明選用雙水相萃取和超聲波聯合的方法對粗體液進行提純，對葛根素的選擇性高，體系分相速度快，不需借助離心機等設備即可快速分相。
[0019]3、采用本發明所述方法制得葛根素粉末中葛根素純度高達97.5%，總收率高達86.6%。
[0020]4、本發明所采用的分離純化方法，操作簡便，設備常規，適合工業化生產。
【具體實施方式】
[0021 ]下面通過具體實施例，對本發明的技術方案作進一步的具體說明。
[0022]實施例1
[0023](I)葛根素粗提液的制備
[0024]將1g葛根粉加入250g 70%乙醇-水溶液中，于索氏提取器中回流提取浸泡12小時后，冷卻至室溫，過濾，并減壓蒸餾濃縮得31.2g葛根素粗提液，葛根素純度為30.2%，收率為94.3 %。葛根素的純度采用高效液相色譜測量，流動性為50 %甲醇-水溶液，流速為lmL/min，柱溫為室溫。
[0025](2)雙水相萃取
[0026]取14g含葛根素的粗提液、3gPEG600和3g硫酸銨加入錐形瓶中，震蕩混合后，置于超聲波中超聲30分鐘，靜置10分鐘后分相，收集上相，將上相置于截留相對分子質量為5000的透析膜中透析20小時后得葛根素水溶液，再于-15°C冷凍干燥10小時得13.2g葛根素粉末，其中葛根素的純度為97.5%，回收率為91.8%，總收率為86.6%。
[0027]實施例2
[0028](I)葛根素粗提液的制備
[0029]將1g葛根粉加入400g 60%乙醇-水溶液中，于索氏提取器中回流提取浸泡20小時后，冷卻至室溫，過濾，并減壓蒸餾濃縮得31.4g葛根素粗提液，葛根素純度為29.5%，收率為92.7%。
[0030](3)雙水相萃取
[0031]取12.8g含葛根素的粗提液、3.6gPEG 1000和3.6g硫酸鈉加入錐形瓶中，震蕩混合后，置于超聲波中超聲20分鐘，靜置20分鐘后分相，收集上相，將上相置于截留相對分子質量為5000的透析膜中透析25小時后得葛根素水溶液，再于-15°C冷凍干燥15小時得12.3g葛根素粉末，其中葛根素的純度為94.6 %，回收率為90.6 %，總收率為84 %。
[0032]實施例3
[0033](I)葛根素粗提液的制備
[0034]將1g葛根粉加入500g 50%乙醇-水溶液中，于索氏提取器中回流提取浸泡24小時后，冷卻至室溫，過濾，并減壓蒸餾濃縮得30.1g葛根素粗提液，葛根素純度為30.7 %，收率為92.3%。
[0035](3)雙水相萃取
[0036]取13.6g含葛根素的粗提液、4gPEG 600和2.4g硫酸銨加入錐形瓶中，震蕩混合后，置于超聲波中超聲40分鐘后，靜置10分鐘后分相，收集上相，將上相置于截留相對分子質量為5000的透析膜中透析26小時后得葛根素水溶液，再于-15°C冷凍干燥18小時得13.3g葛根素粉末，其中葛根素的純度為95.6%，回收率為93.2%，總收率為86%。
[0037]比較例I
[0038](I)葛根素粗提液的制備
[0039]將1g葛根粉加入250g 70%乙醇-水溶液中，于索氏提取器中回流提取浸泡12小時后，冷卻至室溫，過濾，并減壓蒸餾濃縮得31.2g葛根素粗提液，葛根素純度為30.2%，收率為94.3 %。葛根素的純度采用高效液相色譜測量，流動性為50 %甲醇-水溶液，流速為lmL/min，柱溫為室溫。
[0040](2)雙水相萃取
[0041]取14g含葛根素的粗提液、3gPEG600和3g硫酸銨加入錐形瓶中，震蕩混合后，靜置20分鐘后不分相，需要靜置4-6小時，并輔助以離心體系才能完全分層。
[0042]通過對比比較例I和實施例1，可以發現，雙水相萃取聯合超聲處理能夠加快雙水相萃取體系的分相速度，提高產品純度和收率。
[0043]以上所述的實施例只是本發明的一種較佳的方案，并非對本發明作任何形式上的限制，在不超出權利要求所記載的技術方案的前提下還有其它的變體及改型。
【主權項】
1.一種雙水相萃取-超聲波聯合分離提純葛根素的方法，其特征在于，所述分離提純葛根素的方法包括如下步驟: (1)粗提液制備:將葛根粉加入50-70%醇水溶液中回流提取12-24小時后，冷卻至室溫過濾，再經濃縮得含葛根素的粗提液； (2)雙水相萃取:向步驟(I)所得含葛根素的粗提液中加入聚乙二醇和無機鹽，震蕩混合后，置于超聲波中超聲20-40分鐘，再靜置10-20分鐘，收集上相； (3)成品制備:將步驟(2)所得上相在截留相對分子質量為5000的透析膜中透析20-26小時后得葛根素水溶液，再于-15?-10°C冷凍干燥10-18小時得葛根素粉末。2.如權利要求1所述分離提純葛根素的方法，其特征在于，步驟(I)中所述醇為甲醇、乙醇、丙醇或正丁醇中的一種。3.如權利要求1所述分離提純葛根素的方法，其特征在于，步驟(I)中所述葛根粉與醇水溶液的質量比為1:25?50。4.如權利要求1所述分離提純葛根素的方法，其特征在于，步驟(2)中所述無機鹽為硫酸銨、硫酸鈉或硫酸鎂中的一種。5.如權利要求1所述分離提純葛根素的方法，其特征在于，步驟(2)中所述聚乙二醇的平均分子量為600或1000。6.如權利要求1所述分離提純葛根素的方法，其特征在于，步驟(2)中所述聚乙二醇質量為雙水相體系總質量的15-20%，無機鹽質量為雙水相體系總質量的12-18%，含葛根素的粗提液的質量為雙水相體系總質量的64-70%。
【文檔編號】C07D407/04GK106045984SQ201610473507
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月22日
【發明人】任新年
【申請人】瑞安市智造科技有限公司