一种姜黄素的制备方法
技术领域
本发明属于天然成分制备领域,具体涉及一种姜黄素的制备方法。
背景技术
姜黄素是从姜科、天南星科植物的根茎中提取到的一种二酮类化合物,尤以姜黄中含量最多,约占姜黄总量的3%~6%,是植物界很稀少的具有二酮的色素,可作为天然食用色素,用于糖果、饮料、罐头、酱卤制品等产品的着色。现代医学研究表明,姜黄素具有降血脂、抗肿瘤、抗炎、利胆、抗氧化等多种功效,有望开发出一系列保健产品。
采用传统有机溶剂法提取姜黄素,会造成溶剂残留的问题;而采用水提法提取姜黄素,虽然可解决溶剂法存在的上述问题,但其收率很低,而结合酶解法进行提取,虽然能明显提高提取率,但加入的酶难以和产物有效分离。因此,开发一种高效、低成本的姜黄素制备方法,是解决目前行业困境,促进姜黄素在医药保健品等领域应用的关键环节。
发明内容
本发明的目的在于提供一种姜黄素的制备方法,其可实现姜黄素的高纯度、大量制备,可有效解决现有姜黄素提取存在提取效率低、纯度不高的问题,且其操作简单,利于实现姜黄素的工业化生产。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种姜黄素的制备方法,包括如下步骤:
1)乙醇提取:将姜黄粉碎成姜黄粉,然后以体积浓度95%的乙醇溶液为溶剂,采用渗漉法或超声提取法提取,过滤,得乙醇提取液;
2)大孔树脂吸附:在所得乙醇提取液中加入大孔吸附树脂搅拌混合,然后在搅拌条件下加入酸液,继续搅拌30-50min后静置,过滤,得吸附好的大孔吸附树脂;
3)分离纯化:将吸附好的大孔吸附树脂装柱,加入与大孔吸附树脂等体积的去离子水淋洗后,以体积浓度60%的乙醇溶液为洗脱剂进行洗脱,分段收集,采用HPLC法对收集液进行定性检测,合并含有相同成分的收集液,回收溶剂至干;
4)洗涤:将所得固体用水洗涤至无乙醇味后,真空干燥即得。
步骤2)中所用大孔树脂与乙醇提取液的质量体积比为8~10g/100mL,所用大孔吸附树脂为DM301或DA201;所用酸液为体积浓度0.6~1.0%的盐酸水溶液,其加入量为乙醇提取液体积的30%。
步骤3)中无水乙醇的洗脱剂流速为2mL/min;HPLC法的检测条件为:ODS色谱柱(5μm,4.6mm×150mm),流动相:乙腈与体积浓度1.0%的冰醋酸溶液42:58,流速为1mL/min,检测波长430nm。
本发明在制备过程中,通过将大孔吸附树脂加入姜黄的乙醇提取液中进行充分吸附,再加入特定量的酸液,以使姜黄素类化合物有效沉淀在树脂上而与其他成分分离,再经乙醇洗脱,从而分段收集获得纯度可达99%以上的姜黄素。其中,采用HCl制备酸液,是由于HCl易挥发,经洗涤、干燥后基本无残留,有利于保证所得产品的高纯度。
将40g姜黄粉碎成姜黄粉,然后以姜黄粉重量5倍的乙醇溶液(体积浓度95%)浸泡8-10h后,加入姜黄粉重量45倍体积的乙醇溶液(体积浓度95%)进行渗漉提取,然后过滤,得乙醇提取液2L,进行以下实验。
1.不同体积盐酸水溶液的加入对吸附效果的影响实验
取所得乙醇提取液5份,每份100mL,分别加入10g大孔吸附树脂DA201,搅拌混合,然后在搅拌条件下分别加入10、20、30、40、50mL盐酸水溶液(体积浓度0.8%),继续搅拌30min后静置,过滤,得吸附好的大孔吸附树脂。
将吸附好的大孔吸附树脂装柱,加入与大孔吸附树脂等体积的去离子水淋洗后,以体积浓度60%的乙醇溶液为洗脱剂进行洗脱,洗脱剂流速为2mL/min,然后分段进行收集,采用HPLC法对收集液进行定性检测,合并含有相同成分的收集液,回收溶剂至干;将所得固体用水洗涤至无乙醇味后真空干燥,其结果见表1。
表1 不同体积盐酸水溶液的加入对吸附效果的影响
由表1可见,当盐酸水溶液加入量为30mL,即为乙醇提取液体积的30%时,姜黄素的产量及纯度均较好。
2.不同浓度盐酸水溶液的加入对吸附效果的影响实验
取所得乙醇提取液5份,每份100mL,分别加入10g大孔吸附树脂DA201,搅拌混合,然后在搅拌条件下分别加入30mL体积浓度依次为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的盐酸水溶液,继续搅拌30min后静置,过滤,得吸附好的大孔吸附树脂。
将吸附好的大孔吸附树脂装柱,加入与大孔吸附树脂等体积的去离子水淋洗后,以体积浓度60%的乙醇溶液为洗脱剂进行洗脱,洗脱剂流速为2mL/min,然后分段进行收集,采用HPLC法对收集液进行定性检测,合并含有相同成分的收集液,回收溶剂至干;将所得固体用水洗涤至无乙醇味后真空干燥,其结果见表2。
表2 不同浓度盐酸水溶液的加入对吸附效果的影响
由表2可见,当盐酸水溶液的浓度为0.6~1.0%时,姜黄素的产量及纯度均较好。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解,下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明,但是本发明不仅限于此。
实施例1
一种姜黄素的制备方法,包括如下步骤:
1)乙醇提取:将1kg姜黄粉碎成姜黄粉,然后以体积浓度95%的乙醇溶液为溶剂,按料液比1g:20mL,采用超声提取法提取,提取次数2次,每次50min,然后过滤,合并滤液,得乙醇提取液40L;
2)大孔树脂吸附:按质量体积比80g/L在所得乙醇提取液中加入大孔吸附树脂DM301,搅拌混合,然后在搅拌条件下加入乙醇提取液体积30%的盐酸水溶液(体积浓度0.6%),继续搅拌30min后静置,过滤,得吸附好的大孔吸附树脂;
3)分离纯化:将吸附好的大孔吸附树脂装柱,加入与大孔吸附树脂等体积的去离子水淋洗后,以体积浓度60%的乙醇溶液为洗脱剂进行洗脱,洗脱剂流速为2mL/min,然后分段进行收集,采用HPLC法对收集液进行定性检测,合并含有相同成分的收集液,回收溶剂至干;HPLC法的检测条件为:ODS色谱柱(5μm,4.6mm×150mm),流动相:乙腈与体积浓度1.0%的冰醋酸溶液42:58,流速为1mL/min,检测波长430nm;
4)洗涤:将所得固体用水洗涤至无乙醇味后真空干燥,得51g姜黄素,其纯度为99.3%。
实施例2
一种姜黄素的制备方法,包括如下步骤:
1)乙醇提取:将1kg姜黄粉碎成姜黄粉,然后以体积浓度95%的乙醇溶液为溶剂,按料液比1g:25mL,采用超声提取法提取,提取次数2次,每次30min,然后过滤,合并滤液,得乙醇提取液50L;
2)大孔树脂吸附:按质量体积比90g/L在所得乙醇提取液中加入大孔吸附树脂DA201,搅拌混合,然后在搅拌条件下加入乙醇提取液体积30%的盐酸水溶液(体积浓度1.0%),继续搅拌40min后静置,过滤,得吸附好的大孔吸附树脂;
3)分离纯化:将吸附好的大孔吸附树脂装柱,加入与大孔吸附树脂等体积的去离子水淋洗后,以体积浓度60%的乙醇溶液为洗脱剂进行洗脱,洗脱剂流速为2mL/min,然后分段进行收集,采用HPLC法对收集液进行定性检测,合并含有相同成分的收集液,回收溶剂至干;HPLC法的检测条件为:ODS色谱柱(5μm,4.6mm×150mm),流动相:乙腈与体积浓度1.0%的冰醋酸溶液42:58,流速为1mL/min,检测波长430nm;
4)洗涤:将所得固体用水洗涤至无乙醇味后真空干燥,得54g姜黄素,其纯度为99.2%。
实施例3
一种姜黄素的制备方法,包括如下步骤:
1)乙醇提取:将1kg姜黄粉碎成姜黄粉,然后以姜黄粉重量5倍体积的乙醇溶液(体积浓度95%)浸泡8-10h后,加入姜黄粉重量45倍体积的乙醇溶液(体积浓度95%)进行渗漉提取,然后过滤,得乙醇提取液50L;
2)大孔树脂吸附:按质量体积比100g/L在所得乙醇提取液中加入大孔吸附树脂DA201,搅拌混合,然后在搅拌条件下加入乙醇提取液体积30%的盐酸水溶液(体积浓度0.8%),继续搅拌50min后静置,过滤,得吸附好的大孔吸附树脂;
3)分离纯化:将吸附好的大孔吸附树脂装柱,加入与大孔吸附树脂等体积的去离子水淋洗后,以体积浓度60%的乙醇溶液为洗脱剂进行洗脱,洗脱剂流速为2mL/min,然后分段进行收集,采用HPLC法对收集液进行定性检测,合并含有相同成分的收集液,回收溶剂至干;HPLC法的检测条件为:ODS色谱柱(5μm,4.6mm×150mm),流动相:乙腈与体积浓度1.0%的冰醋酸溶液42:58,流速为1mL/min,检测波长430nm;
4)洗涤:将所得固体用水洗涤至无乙醇味后真空干燥,得52g姜黄素,其纯度为99.5%。
不同分离方法对效果的影响
方法一:将2g姜黄粉碎成姜黄粉,然后以姜黄粉重量5倍的乙醇溶液(体积浓度95%)浸泡8-10h后,加入姜黄粉重量45倍体积的乙醇溶液(体积浓度95%)进行渗漉提取,然后过滤,得乙醇提取液100mL,加入10g大孔吸附树脂DA201,搅拌混合,然后在搅拌条件下加入30mL盐酸水溶液(体积浓度0.8%),继续搅拌30min后静置,过滤,得吸附好的大孔吸附树脂。将吸附好的大孔吸附树脂装柱,加入与大孔吸附树脂等体积的去离子水淋洗后,以体积浓度60%的乙醇溶液为洗脱剂进行洗脱,洗脱剂流速为2mL/min,然后分段进行收集,采用HPLC法对收集液进行定性检测,合并含有相同成分的收集液,回收溶剂至干;将所得固体用水洗涤至无乙醇味后真空干燥。
方法二:将2g姜黄粉碎成姜黄粉,然后加入8倍量质量分数为0.6%的氢氧化钠溶液,浸取温度40-50℃,搅拌,提取3次,每次4h,合并提取液,经静置后将所得上清液上大孔吸附树脂,先用水洗,再依次以30%、50%乙醇溶液进行洗脱,然后分段进行收集,采用HPLC法对洗脱液进行定性检测,合并含有相同成分的洗脱液,减压浓缩后真空干燥。
表3 不同分离方法对效果的影响
由表3可见,采用本发明方法进行制备,其洗脱时间短、效果好,说明本发明通过大孔树脂吸附的预处理步骤,可使姜黄素与其他杂质有效分离,从而使洗脱过程能较快获得姜黄素,且其纯度较高。而采用方法二进行制备,虽然产量也较好,但纯度稍低,这可能是由于操作过程中加入的氢氧化钠无法完全去除。
由此可见,本发明可实现姜黄素的高纯度、大量制备,且其操作简单,有利于实现姜黄素的工业化生产,对促进姜黄素在医药保健品等领域的应用具有重要作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。