CN107158048A - 一种从银杏叶中高效率提取黄酮并转化为甙元型黄酮的方法 - Google Patents

一种从银杏叶中高效率提取黄酮并转化为甙元型黄酮的方法 Download PDF

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Abstract

一种从银杏叶中效率提取黄酮并转化为甙元型黄酮的方法，取银杏叶清洁干净，粉碎，银杏叶加水混合装入发酵罐，在121℃杀菌，随后进行蒸汽***；而后加入黑曲霉发酵；而后加入混合酶液，加入量为反应底物的2％‑5％，在25‑30℃条件下反应时间为3‑6小时；随后加入β‑葡萄糖苷酶，加入量为反应底物的1％，反应条件为42℃条件下pH为4.3，反应时间为5小时；随后加入蛋白酶1％，25‑30℃条件下，反应时间为3‑4小时；升温95℃ 10min，随后加入提取剂进行黄酮的提取，12000g离心20min，取上清浓缩后，采用乙醇浸提提取，收得乙醇洗脱液，浓缩，采用冷冻干燥，得到产品。

Description

一种从银杏叶中高效率提取黄酮并转化为甙元型黄酮的方法
技术领域
本发明涉及银杏黄酮提取技术领域，尤其涉及一种从银杏叶中高效率提取黄酮并转化为甙元型黄酮的方法。
背景技术
银杏黄酮即银杏叶提取物，它能够增加脑血管流量，改善脑血管循环功能，保护脑细胞，扩张冠状动脉，防止心绞痛及心肌梗塞，防止血栓形成，提高机体免疫能力。对冠心病、心绞痛、脑动脉硬化、老年性痴呆、高血压病人均十分有益。但是，在银杏叶提取物中经常会掺杂银杏酸。银杏酸具有潜在的致敏和致突变作用、和强烈的细胞毒性,可引起严重的过敏反应、基因突变、神经损伤,导致恶心和胃灼热、过敏性休克、过敏性紫癜、剥脱性皮炎、消化道黏膜过敏、痉挛和神经麻痹等不良反应。因此，在提取方法中去除这些杂质是必须的。银杏叶提取物的生产工艺有很多，国外多采用有机溶剂法，有代表性的工艺是德国Schwabe公司的一系列专利DE2117419、DE1767098、DE3940092；以及意大利Indena公司的专利工艺EP0360556，这些工艺的共同特点是生产过程中使用大量的有机溶剂，如丙酮、乙醇、四氯化碳、正己烷、甲乙酮、正丁醇等，工艺的优点是产品质量好且稳定，缺点是生产成本极高，生产工艺安全性差、对环境影响大。
国内外目前都主要以银杏叶为原料提取银杏黄酮。分离纯化银杏黄酮的方法很多，包括溶剂浸提法、超临界法、超声波法、微波辅助提法、微波法、高速逆流法、大孔树脂吸附法法、聚酰胺柱层析法、和酶法等，其中最成熟和最常用的提取工艺是溶剂浸提法。
例如CN 102805755 A涉及一种从从银杏叶中提取高品质银杏黄酮的制备方法。用去离子水从银杏叶中提取粗提液，经过滤后醇沉除杂、澄清剂除杂、富集银杏黄酮和内酯，利用极性、弱极性的大孔树脂进行初分离。树脂脱除银杏酸最终银杏提取物产品。该发明的技术优势在于：a)联合使用不同性能的大孔树脂来富集银杏黄酮和内酯、脱出银杏酸，使产品品质明显提高，保证了产品。b)简化生产工艺，缩短生产周期，使生产成本有所降低。c)使用了无毒无害的有机溶剂及天然澄清剂，大大降低了产品中有毒有害物质的残留量，提高了产品的品质。但是在分离过程中需要醇沉除杂、澄清剂除杂步骤复杂。
CN 101463051 A中公开了一种用碳酸钙提取银杏黄酮的制备工艺，包括：(1)称取原料银杏叶，将其粉碎；加水为银杏叶重量的6～8倍，同时加入银杏叶重量0.5～1.5％的碳酸钙，煮沸1～1.5小时后过滤，得一次水提液，即为一次提取；同样方法，进行二次提取，得二次水提液；合并一次、二次水提液，即得合并液；(2)将合并液在60～70℃温度下真空浓缩至合并液体积的0.5～0.6倍，加入乙醇，至乙醇度为40～50％，充分搅拌，静置3～4小时后过滤；加水稀释过滤液，使得乙醇度为15～20％，用稀硫酸调至pH值为3.0，得稀释滤液，将稀释滤液用DM131树脂柱吸附；(3)将乙醇度为20％的乙醇水溶液用稀硫酸调至pH值为3.0，洗脱树脂柱杂质，再用水冲洗至中性；(4)最后，用乙醇度为70％的乙醇水溶液洗脱有效成分，然后将洗脱液在60～70℃温度下真空浓缩、干燥，即得银杏黄酮提取物。该方法需要大量使用酸液，同时产量也不是很高，而且工艺复杂不利于工业化规模化生产。
CN 1166675 A中公开了一种生产高活性银杏叶提取物的工艺，其特征在于所述的工艺包括以下步骤：(1)在待处理的银杏叶中加入萃取剂亚硫酸钠或亚硫酸氢钠，添加量按w/w比例为0.001-0.5，并补充水至100；(2)按w/w，将干净的银杏叶按原料与萃取剂之比为1∶5-20，投料浸提萃取，浸提温度30-100℃，处理30分钟-20小时，浸提过程中间歇搅拌原料，控制降温速度1-10℃/小时，然后留取料液，再加入5-20倍于银杏叶的萃取剂进行第二次提取，合并两次料液；(3)将步骤(2)得到的料液过滤，去除200目以下的杂质，料液冷却至30℃以下；(4)将步骤(3)得到的料液流经树脂吸附柱精制纯化，用水洗涤去除杂质后，再用30％-95％的低级醇冲洗树脂柱，得到洗脱液；(5)将步骤(4)所述的洗脱液在温度50℃以下真空浓缩，回收溶剂，得到浓缩液；(6)将步骤(5)得到的浓缩液干燥，和(7)将步骤(6)得到的产品采用反相高效液相色谱法定量分析银杏黄酮、萜内酯、原花青素和银杏酚酸。该方法同样产量不高，在制备工艺上也较为复杂，有巨大的改进空间。
另外，在现有技术中提取剂通常具有较大的毒性，对人的身体也有较大危害，在生产过程中也有潜在的危险。
最后，黄酮类化合物在动物体内的代谢途径不同，仅有甙元型黄酮可以直接被吸收进入动物血液，而大部分糖甙型的黄酮化合物在人体内不能通过小肠壁进入到血液中，而仅有小部分黄酮在结肠微生物的作用下，水解成甙元才能进入血液。因此，黄酮糖甙在动物体内的生物利用率远远低于甙元型黄酮。因此，改善黄酮的构型，提高其在血液中的吸收率是提高黄酮类产物生物利用率的重要途径。目前，对黄酮配糖体的构型转化主要有化学法和生物法，国内外许多研究者采用化学法水解黄酮糖苷，还有黄酮的醚化、酯化、酰基化等化学衍生化反应，也可以改变黄酮的特性。但这些方法在反应过程中往往屏蔽了黄酮化合物的主要官能团——酚羟基，对抗氧化产生不良影响。同时，这些方法副产品较多，易造成环境污染。因此，为了使得黄酮在人体内吸收的效果更好，开发一种高效的转化黄酮为甙元型黄酮也是当务之急。
发明内容
本发明提供了一种从银杏叶中效率提取黄酮并转化为甙元型黄酮的方法，主要包括粉碎，灭菌，蒸汽***，酶解，提取，乙醇处理，浓缩，干燥等这几个步骤。
具体的，本发明提供了一种从银杏叶中效率提取黄酮并转化为甙元型黄酮的方法，取银杏叶清洁干净，粉碎成为20-100目，银杏叶加水混合，加水量40％-60％；混合物装入发酵罐，在121℃杀菌，随后进行蒸汽***；接种黑曲霉，108个/mL种子液接种量为100mL/100kg，发酵条件为30℃3d；而后加入混合酶液，加入量为反应底物的2％-5％，在25-30℃条件下反应时间为3-6小时；随后加入β-葡萄糖苷酶，加入量为反应底物的1％，反应条件为42℃条件下pH为4.3，反应时间为5小时；随后加入蛋白酶1％，25-30℃条件下，反应时间为3-4小时；升温95℃10min，随后加入提取剂进行黄酮的提取，12000g离心20min，取上清浓缩后，采用乙醇浸提提取，收得乙醇洗脱液，浓缩，采用冷冻干燥，得到产品。
本发明另外一方面，所述蒸汽***采用饱和水蒸气为工作介质，压力为0.73MPa，保压时间为70秒。
本发明另外一方面，所述混合酶液为纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶这三种酶液的组合；具体的组成比例为纤维素酶：半纤维素酶：果胶酶＝2:1:5。
本发明另外一方面，所述的提取剂为4％柠檬酸钠，pH为8.0。提取条件为按照银杏叶重量与萃取剂之比为1∶2-4，投料浸提提取，提取温度30-100℃，处理1-5小时，浸提过程中间歇10min搅拌原料即可。
本发明另外一方面，所述的生产原料可以是银杏鲜叶或经干燥的银杏叶，所述的叶不需要经过粉碎。
本发明另外一方面，将乙醇洗脱液在真空条件下浓缩。
本发明另外一方面，所述黑曲霉为保藏号CCTCCM2012515。
本发明另外一方面，所述的生产工艺采用冷冻干燥或喷雾干燥或真空干燥将浓缩液进行干燥。
本发明另外一方面，用高效液相色谱法(HPLC)检测提取物中银杏黄酮、银杏内酯和银杏酚酸含量的方法分别为:银杏黄酮的检测方法为:流动相:甲醇:磷酸:水＝57:0.2:42.8，流速为1.0ml/min，检测波长为370nm，色谱柱温:25℃，进样量:20μl；银杏内酯的检测方法为:流动相为甲醇:水＝25:75，流速1.0mL/min，检测器为ELSD；原花青素检测方法为检测波长：280nm；柱温30℃；流动相流速为1.0ml/min；流动相：A，20.0％乙酸；B:80％乙腈；采用梯度洗脱：0min-85min，100％-20％A；6min-85min，4％-80％B，进样量：10μL；银杏酚酸检测方法为甲醇:水＝90:10，流速为1.0mL/min，检测波长为310nm。
与现有技术相比，本发明所述提取黄酮的方法有以下优点：
1、本发明采用黑曲霉发酵以及复合酶溶液对银杏叶组织进行了前期处理，改善了物料细胞内成分的传质特性；植物细胞壁起保护作用，防止细胞内外物质的随意出入，主要由纤维素和果胶物质组成，因此采用纤维素酶和果胶酶溶解细胞壁，可有效地促进植物细胞内有效成分的溶出。发酵与酶液混合处理后，具有较好的处理效果。
2、本发明通过前期大量的条件摸索，针对前面提取步骤的产物，采用β-葡萄糖苷酶进行甙元型黄酮的转化，转化效率优化的非常高，具有较好的效果。
3、采用蒸汽***进行特异性的处理方式，特别是针对银杏叶组织进行了***的条件优化，能够快速释放组织内的黄酮物质。
4、通过大量的实验最终选择了柠檬酸钠作为提取剂，比现有技术的比如亚硫酸氢钠具有无毒的效果，使用起来效率更高，具有更好的提取效果。最为重要的是能够有效的去除银杏酸。
5、本发明提取过程不需要使用大孔树脂，节约成本，同时用乙醇作为浸提，提取率较高，且提取温度较低，无有机溶剂残留，降低了对杂质的溶解能力，使黄酮提取物的一次加工纯度达到98.6％以上，因此，本发明具有提取物纯度高和提取率好、安全性高的优点；
6、采用冷冻干燥，保持黄酮有效成分不被破坏，生物活性高，工艺过程中从未使用有毒有害的有机溶剂，得到的最终产品无有机溶剂残留；适宜人类放心使用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述。具体实施方式只是展示最佳的实施方式，但是不能限定本发明的保护范围。
实施例1从银杏叶中效率提取黄酮
取清洁干净的干燥的银杏叶100kg，粉碎成为20目，银杏叶加水混合，加水量50％；混合物装入发酵罐，在121℃杀菌，随后进行蒸汽***，蒸汽***采用饱和水蒸气为工作介质，压力为0.73MPa，保压时间为70秒；接种黑曲霉，108个/mL种子液接种量为100mL/100kg，发酵条件为30℃3d；而后加入混合酶液：纤维素酶：半纤维素酶：果胶酶＝2:1:5，加入量为反应底物的2％，在30℃条件下反应时间为6小时，随后加入蛋白酶1％，30℃条件下，反应时间为4小时；升温95℃10min，随后加入pH为8.0、4％的柠檬酸钠，提取条件为按照银杏叶重量与萃取剂之比为1∶3，投料浸提提取，提取温度60℃，处理3小时，浸提过程中间歇10min50r/min搅拌原料即可。12000g离心20min，取上清采用浓缩塔进行浓缩浓缩比为1:10，浓缩液用无水乙醇浸提，乙醇的最终浓度为90％，收得乙醇浸提液，浓缩塔进行浓缩浓缩比为1:15，采用喷雾冷冻干燥机进行冷冻干燥，得到得4.36kg淡黄色银杏叶提取物产品。
具体的成分采用了高效液相色谱进行分析，检验结果为：总黄酮甙38.0％，总萜内酯10.6％，原花青素12.3％，银杏酚酸0.1ppm，水中溶解度11.8％，其中银杏酸含量0.01ppm几乎检测不到。
实施例2对照例1
萃取剂的成分及配比(按份量计算)：亚硫酸氢钠10kg；自来水8000kg；pH5.0。
将干燥的银杏叶300kg清洁干净，滤水，投入提取罐，加入94℃的萃取剂5000kg，加盖密闭，升高提取罐内温度使之达到97℃，并保持1个大气压，每半小时搅拌1分钟，控制罐内温度每小时下降2.5℃，浸提16小时后，滤出料液4400kg。再向提取罐中加入3000kg萃取剂溶液，进行第二次浸提，10小时后滤出料液3100kg，合并两次料液用离心过滤机粗滤出20目以下杂质，砂滤机精滤出200目以下杂质，并将料液冷却到30℃。
将料液以1500kg/小时流量流过NKA-9树脂吸附柱，然后用水洗下不被吸附或吸附较小的杂质，换2倍柱体积去离子水洗涤，再用70％的乙醇冲洗树脂吸附柱，收得乙醇洗脱液1500kg，在43℃温度下采用三效浓缩塔浓缩乙醇洗脱液20倍，浓缩液采用冷冻干燥，得到产品9.75kg。检验结果：总黄酮甙28.1％，总萜内酯9.2％，原花青素10.3％，银杏酚酸3.8ppm，水中溶解度7.7％。
实施例3对照例2
(1)用粉碎机将100公斤银杏叶粉碎，倒入提取罐中，加入700公斤水，同时加入1.5公斤的碳酸钙，加热，水沸1.2小时后过滤，得一次水提液；同样的方法再提取一次，合并一次、二次水提液，即得合并液；
(2)将合并液在65℃在真空浓縮罐中浓縮至50L，加入乙醇，至乙醇度为45％，充分搅拌，静置3.5小时后过滤，丢弃醇沉渣；加水稀释过滤液，使得乙醇度为18％，用稀硫酸调至pH值为3.0，得稀释滤液；将稀释滤液用DM131树脂柱吸附，树脂柱径高比为l:5，流速lBv/h，树脂用量为树脂用量为50公斤(体积为50.1L)；
(3)将100L乙醇度为20％的乙醇水溶液用稀硫酸调至pH值为3.0，洗脱杂质2小时，洗脱流速为1BV/h，再用水冲洗至中性；
(4)用400L乙醇度为70％乙醇水溶液洗脱有效成分3小时，流速2BV/h，然后将洗脱液在6(TC温度下真空浓縮、干燥，得银杏黄酮提取物2.5公斤，其中总黄酮甙为25.3％，总萜内酯为7.2％，原花青素9.0％，银杏酚酸为3.4ppm。
实施例4一种从银杏叶中效率提取黄酮并转化为甙元型黄酮的方法
取清洁干净的干燥的银杏叶100kg，粉碎成为20目，银杏叶加水混合，加水量50％；混合物装入发酵罐，在121℃杀菌，随后进行蒸汽***，蒸汽***采用饱和水蒸气为工作介质，压力为0.73MPa，保压时间为70秒；接种黑曲霉，108个/mL种子液接种量为100mL/100kg，发酵条件为30℃3d；而后加入混合酶液：纤维素酶：半纤维素酶：果胶酶＝2:1:5，加入量为反应底物的2％，在30℃条件下反应时间为6小时；随后加入β-葡萄糖苷酶，加入量为反应底物的1％，反应条件为42℃条件下pH为4.3，反应时间为5小时；随后加入蛋白酶1％，30℃条件下，反应时间为4小时；升温95℃,10min，随后加入pH为8.0、4％的柠檬酸钠，提取条件为按照银杏叶重量与萃取剂之比为1∶3，投料浸提提取，提取温度60℃，处理3小时，浸提过程中间歇10min 50r/min搅拌原料即可。12000g离心20min，取上清采用浓缩塔进行浓缩浓缩比为1:10，浓缩液用无水乙醇浸提，乙醇的最终浓度为90％，收得乙醇浸提液，浓缩塔进行浓缩浓缩比为1:15，采用喷雾冷冻干燥机进行冷冻干燥，得到得4.37kg淡黄色银杏叶提取物产品。
具体的成分采用了高效液相色谱进行分析，检验结果为：总黄酮甙38.2％，总萜内酯10.5％，原花青素12.4％，银杏酚酸0.1ppm，水中溶解度11.7％，其中银杏酸含量0.01ppm几乎检测不到。其中总黄酮甙中甙元型黄酮占比为92.3％.
通过以上实例可以看出，本发明的提取物具有较好的提取效果，特别是银杏酚酸具有显著的降低趋势，同时总黄酮甙中甙元型黄酮占比较高，这也说明本发明的甙元型黄酮转化效率也较高，这说明本发明各个酶之间具有较好的协同作用，同时提取过程中，甙元型黄酮的损失也较低，具有较好的提取效果。而且本发明整体的提取步骤也简单，适宜于工业化生产。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)

1.一种从银杏叶中效率提取黄酮并转化为甙元型黄酮的方法，主要包括粉碎，灭菌，蒸汽***，发酵，酶解，提取，乙醇处理，浓缩，干燥等步骤。
2.一种从银杏叶中效率提取黄酮并转化为甙元型黄酮的方法，取银杏叶清洁干净，粉碎成为20-100目，银杏叶加水混合，加水量40％-60％；混合物装入发酵罐，在121℃杀菌，随后进行蒸汽***；接种黑曲霉，108个/mL种子液接种量为100mL/100kg，发酵条件为30℃3d；而后加入混合酶液，加入量为反应底物的2％-5％，在25-30℃条件下反应时间为3-6小时，随后加入β-葡萄糖苷酶，加入量为反应底物的1％，反应条件为42℃条件下pH为4.3，反应时间为5小时；随后加入蛋白酶1％，25-30℃条件下，反应时间为3-4小时；升温95℃，10min，随后加入提取剂进行黄酮的提取，12000g离心20min，取上清浓缩后，采用乙醇浸提提取，收得乙醇浸提液，浓缩，采用冷冻干燥，得到产品；
其中，所述蒸汽***采用饱和水蒸气为工作介质，压力为0.73MPa，保压时间为70秒；
所述酶液为纤维素酶、半纤维素酶、果胶酶这三种酶液的组合；具体的组成比例为纤维素酶：半纤维素酶：果胶酶＝2:1:5；
所述的提取剂为4％柠檬酸钠，pH为8.0；提取条件为按照银杏叶重量与萃取剂之比为1∶2-4，投料浸提提取，提取温度30-100℃，处理1-5小时，浸提过程中间歇10min搅拌原料即可。
3.根据权利要求1或2的方法，所述的生产原料是银杏鲜叶或经干燥的银杏叶。
4.根据权利要求3所述的方法，将乙醇浸提液在真空条件下浓缩。
5.根据权利要求1或2或4的方法，其中所述冷冻干燥为在真空条件下将将浓缩液进行干燥。
6.根据权利要求2或4所述的方法制备得到的银杏黄酮提取物。
7.权利要求6所述制备的得到的黄酮提取物在制备保健品或药品中的用途。
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