CN109369821A - 一种黄芪多糖的高效提取制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种黄芪多糖的高效提取制备方法,该方法将脯氨酸、甘油、木糖醇以摩尔比1:2~3.5:1~2混合,并与0.1M~0.5M苹果酸水溶液搅拌混合,制备成低共熔溶剂,在该溶剂中对黄芪粉进行高压和超声交替操作,反复提取3次后,对提取液进行醇沉、冷藏、活性肽吸附等制得高***芪多糖,本方法操作简单、环境友好、提取效率高、生产成本低,制备的黄芪多糖成品纯度高,更适用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于中药提取技术领域,具体涉及一种黄芪多糖的高效提取制备方法。
背景技术
黄芪多糖是中药黄芪的干燥根经提取、浓缩、纯化而成的水溶性杂多糖,含有己糖醛酸、葡萄糖、果糖、鼠李糖、***糖、半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸等,是黄芪发挥作用的主要成分,具有调节机体紊乱、提高免疫力、抗病毒、抗肿瘤、抗衰老、抗应激、抗氧化等广泛的药理作用。
传统的黄芪多糖提取方法主要是水提醇沉、微波萃取、纤维素酶解、大孔树脂吸附等,应用较为广泛的是水提醇沉法,但其缺点是提取效率低,提取时间长,乙醇用量大,回收成本高,并且由于提取温度高,对有效成分造成破坏,制得的黄芪多糖杂质含量大,纯度低。此外,现有技术也存在将水提醇沉、超临界萃取等方法结合,但步骤繁琐,设备要求高,导致耗能大、成本高,不适用于大生产。
发明内容
本发明的目的在于解决上述技术问题,提供一种操作简单、环境友好、提取效率高、生产成本低、成品纯度高并且更适用于工业化生产的黄芪多糖制备方法。
为了实现上述发明目的,本发明提供了以下技术方案:
本发明提供了一种黄芪多糖的高效提取制备方法,包括如下步骤:
(1)将脯氨酸、甘油、木糖醇以摩尔比1:2~3.5:1~2混合,40~50℃加热搅拌至形成均一透明的溶液,放冷后,边搅拌边加入0.1M~0.5M苹果酸水溶液,直至形成含水量为40%~60%的低共熔溶剂;
(2)将黄芪粉干燥后,置于(1)所得的低共熔溶剂中,浸泡2~3小时,在压力300MPa下加压5~7min,然后常压下60~70℃超声30~45min,重复加压和超声2次,过滤,得到提取液;
(3)在(2)所得提取液中,加入95%乙醇使得溶液中乙醇浓度达到80%,然后静置24h,离心,收集沉淀,沉淀用95%乙醇洗2次,干燥,得粗粉;
(4)将(3)所得粗粉溶于水中,碱液调节pH值至9.5,然后加入5%的氯化十六烷基吡啶水溶液,使溶液中氯化十六烷基吡啶的浓度达到2%,静置5~6h,离心,得滤液;
(5)在(4)所得滤液中,加入95%乙醇使得溶液中乙醇浓度达到80%,然后静置24h,离心,收集沉淀,沉淀用其8倍重量的水溶解,调节PH至7,0~5℃冷藏12h,过滤,得滤液;
(6)将(5)所得滤液加热煮沸,加5%活性炭煮沸15min,过滤,滤液浓缩得浓缩液,将浓缩液喷雾干燥,得到黄芪多糖。
本发明以摩尔比1:2~3.5:1~2的脯氨酸、甘油、木糖醇和苹果酸水溶液混合,制备成低共熔溶剂,与传统以水、乙醇-正丁醇-水、各种复合酶溶液等作为提取溶剂相比,该低共熔溶剂配制简单,对黄芪多糖的萃取率高,提取效果更好,以高压-超声反复操作方式对黄芪粉进行提取,打破黄芪粉的内部组织结构,加速有效成分的释放,缩短提取时间,提高提取效率,并且由于处理温度较低,不易破坏有效成分,同时结合乙醇沉淀、季铵盐沉淀、再次醇沉,并将沉淀水溶后,冷藏析出杂质,可进一步提高纯化除杂效果,最后经活性炭吸附除杂后,得到的黄芪多糖提取效率高达20%以上,纯度达到85%以上,并且该制备方法溶剂清洁环保,易回收,设备要求不高。
在本发明的优选实施方案中,所述步骤(1)中,脯氨酸、甘油、木糖醇的摩尔比为1:2.8:1.6。该配比下制备的低共熔溶剂对黄芪多糖的提取率最高,提取效果最好。
在本发明的优选实施方案中,所述步骤(1)中,脯氨酸、甘油、木糖醇加热搅拌时间为4~5h,该时间范围能够保证形成均一透明的溶液,确保低共熔溶剂中氢键供体和氢键受体间氢键作用的形成。
在本发明的优选实施方案中,所述步骤(2)中,黄芪粉和低共熔溶剂的重量比为1:4~6,该配比下可实现对黄芪多糖最大效率的提取,同时节约低共熔溶剂,更为优选的,黄芪粉和低共熔溶剂的重量比为1:5。
在本发明的优选实施方案中,所述所述步骤(3)和(5)中,乙醇中含有2.5g/L~3g/L硫酸钠,与单纯使用乙醇醇沉相比,加入硫酸钠的乙醇对黄芪多糖的沉淀除杂效果更好。
在本发明的优选实施方案中,所述步骤(6)浓缩液的相对密度为1.15-1.2,有利于喷雾干燥的进行,避免由于浓缩液太稀薄影响喷雾干燥效率,同时不至于太浓稠造成喷长堵塞。
在本发明的优选实施方案中,所述脯氨酸为D-脯氨酸,与L-脯氨酸、DL-脯氨酸相比,D-脯氨酸形成的低共熔溶剂氢键强度更高,溶剂热稳定性更好。
在本发明的优选实施方案中,所述黄芪粉粒径为60目,通过对粉末粒径的细化,可进一步提高提取效率。
综上,与现有技术相比,本发明具有的有益效果为:提取溶剂清洁环保,提取时间短、提取效率高,纯化除杂效果更好,成品黄芪多糖纯度高,制备方法操作简单,成本较低,更适用于工业生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。
对比例1
按照CN103709261A实施例所述热水回流-乙醇回流-醇沉技术制备黄芪多糖
黄芪粉(20目)于水中浸泡120min,1份黄芪粉加3倍水,将蒸汽通入提取罐中,使罐内温度升至100℃,热回流3.5h。经冷却器冷却后回流至提取罐中,经0.1μm过滤器过滤,滤液加乙醇至醇浓度达50%,得到母液A,黄芪药渣及沉淀第一次加2倍的水溶解,再加乙醇至醇浓度达50%,将蒸汽通入提取罐中,使罐内温度升至80℃,热回流2h,经冷却器冷却后回流至提取罐中,经0.1μm过滤器过滤,减压浓缩至相对密度为1.05(60℃),静置放凉,得浓缩液A,黄芪药渣及沉淀第二次加3倍的水溶解,再加乙醇至醇浓度达45%,将蒸汽通入提取罐中,使罐内温度升至70℃,热回流1.0h,经冷却器冷却后回流至提取罐中,经0.1μm过滤器过滤,减压浓缩至相对密度为1.05(60℃),静置放凉,得浓缩液B,合并母液A、浓缩液A、浓缩液B,减压浓缩至相对密度为1.05(60℃),静置放凉,得浓缩液D,浓缩液D加入乙醇使醇浓度达50%,边加边搅拌,温度控制在15~25℃,静置2h,澄清液继续加乙醇,使醇浓度达80%,取醇沉后上清液经0.1μm过滤器过滤,回收乙醇,下层沉淀加注射用水3倍使溶解,在温度65℃合并滤液,减压浓缩至相对密度1.1,滤液喷雾干燥得黄芪多糖。
对比例2
按照CN102875688A实施例1所述有机溶剂结合复合酶提取方法制备黄芪多糖
50g黄芪干粉(40目)置于反应容器中,加入250g混合溶剂,所述混合溶剂为乙醇、水和正丁醇重量比为4:3:3的混合物,加热至80℃,然后加入6g复合酶,所述复合酶是纤维素酶和果胶酶重量比为1:1的混合物,酶解1.5h,然后控制温度为10℃,冷却后弃去沉淀,得上清液,将上清液浓缩至胶糊状,再加入600g乙醇沉淀,过滤,得到黄芪多糖。
对比例3
按照CN1880342A实施例2所述微波提取方法制备黄芪多糖。
精密称取黄芪粉末5g,置微波提取设备中,第一次加0.1M稀盐酸溶液50ml,以后每次加稀盐酸溶液25ml,控制pH为4,并控制温度40℃,共提取8次,每次5min。收集提取液,用纱布和脱脂棉过滤,收集滤液,浓缩至10ml,加乙醇50ml搅拌,离心,沉淀加水150ml,搅拌使之溶解,离心,取上清液浓缩至10ml,加乙醇50ml搅拌,离心,干燥得到黄芪多糖。
对比例4
以氯化胆碱-乙二醇-水为低共熔溶剂制备黄芪多糖
将氯化胆碱、乙二醇以摩尔比1:3混合,80℃加热搅拌至形成均匀液体,加水至水含量为25%形成低共熔溶剂,取黄芪粉(60目)50g,加入低共熔溶剂1000g,混合均匀,浸泡5h,于70℃超声40min,重复超声2次,每次30min,冷却,离心,取上清液,加入无水乙醇,静置24h后离心,沉淀挥干乙醇溶液,加入水,溶解,离心,取上清液,浓缩至相对密度1.12,喷雾干燥得到黄芪多糖。
对比例5
以脯氨酸-甘油-水为低共熔溶剂制备黄芪多糖
将L-脯氨酸、甘油以摩尔比1:3混合,50℃加热搅拌5h,加水至水含量为30%形成低共熔溶剂,取黄芪粉(60目)50g,加入低共熔溶剂250g,混合均匀,浸泡5h,在压力300MPa下加压7min,然后常压下60℃超声40min,重复加压和超声2次,过滤,得到提取液,在提取液中,加入95%乙醇使醇浓度达到80%,然后静置24h,离心,收集沉淀,沉淀用95%乙醇洗2次,干燥,得粗粉,粗粉用其8倍重量的水溶解,调节PH至7,5℃冷藏12h,过滤,得滤液,滤液加热煮沸,加5%活性炭煮沸15min,过滤,滤液浓缩得相对密度为1.2的浓缩液,将浓缩液喷雾干燥,得到黄芪多糖。
对比例6
以脯氨酸-木糖醇-柠檬酸水溶液为低共熔溶剂制备黄芪多糖
将L-脯氨酸、木糖醇以摩尔比1:3.5混合,50℃加热搅拌5h,放冷后,边搅拌边加入0.5M柠檬酸水溶液,直至形成含水量为40%的低共熔溶剂,取黄芪粉(60目)50g,加入低共熔溶剂250g,混合均匀,浸泡5h,在压力300MPa下加压7min,然后常压下60℃超声40min,重复加压和超声2次,过滤,得到提取液,在提取液中,加入95%乙醇使醇浓度达到80%,然后静置24h,离心,收集沉淀,沉淀用95%乙醇洗2次,干燥,得粗粉,粗粉用其8倍重量的水溶解,调节pH至7,5℃冷藏12h,过滤,得滤液,滤液加热煮沸,加5%活性炭煮沸15min,过滤,滤液浓缩得相对密度为1.2的浓缩液,将浓缩液喷雾干燥,得到黄芪多糖。
对比例7
以脯氨酸-甘油-木糖醇-苹果酸水溶液为低共熔溶剂制备黄芪多糖
将L-脯氨酸、甘油、木糖醇以摩尔比1:3.5:1.5混合,50℃加热搅拌5h,放冷后,边搅拌边加入0.5M苹果水溶液,直至形成含水量为40%的低共熔溶剂,取黄芪粉(60目)50g,加入低共熔溶剂250g,混合均匀,浸泡5h,超声40min,重复超声2次,过滤,得到提取液,在提取液中,加入95%乙醇使醇浓度达到80%,然后静置24h,离心,收集沉淀,沉淀用95%乙醇洗2次,干燥,得粗粉,粗粉用其8倍重量的水溶解,调节pH至7,5℃冷藏12h,过滤,得滤液,滤液加热煮沸,加5%活性炭煮沸15min,过滤,滤液浓缩得相对密度为1.2的浓缩液,将浓缩液喷雾干燥,得到黄芪多糖。
实施例1
按下述方法制备黄芪多糖。
将D-脯氨酸、甘油、木糖醇以摩尔比1:2:2混合,50℃加热搅拌5h,放冷后,边搅拌边加入0.5M苹果酸水溶液,直至形成含水量为40%的低共熔溶剂,取黄芪粉(40目)50g,加入低共熔溶剂200g,浸泡3小时,在压力300MPa下加压7min,然后常压下70℃超声30min,重复加压和超声2次,过滤,得到提取液,在提取液中,加入95%乙醇使得溶液中乙醇浓度达到80%,然后静置24h,离心,收集沉淀,沉淀用95%乙醇洗2次,干燥,得粗粉,粗粉溶于水中,碱液调节pH值至9.5,然后加入5%的氯化十六烷基吡啶水溶液,使溶液中氯化十六烷基吡啶的浓度达到2%,静置6h,离心,得滤液,在滤液中,加入95%乙醇使得溶液中乙醇浓度达到80%,然后静置24h,离心,收集沉淀,沉淀用其8倍重量的水溶解,调节PH至7,0℃冷藏12h,过滤,得滤液,滤液加热煮沸,加5%活性炭煮沸15min,过滤,滤液浓缩得相对密度为1.15的浓缩液,将浓缩液喷雾干燥,得到黄芪多糖。
实施例2
按下述方法制备黄芪多糖。
将L-脯氨酸、甘油、木糖醇以摩尔比1:3.5:1混合,40℃加热搅拌4h,放冷后,边搅拌边加入0.1M苹果酸水溶液,直至形成含水量为60%的低共熔溶剂,取黄芪粉(60目)50g,加入低共熔溶剂300g,浸泡2小时,在压力300MPa下加压5min,然后常压下60℃超声45min,重复加压和超声2次,过滤,得到提取液,在提取液中,加入95%乙醇使得溶液中乙醇浓度达到80%,然后静置24h,离心,收集沉淀,沉淀用95%乙醇洗2次,干燥,得粗粉,粗粉溶于水中,碱液调节pH值至9.5,然后加入5%的氯化十六烷基吡啶水溶液,使溶液中氯化十六烷基吡啶的浓度达到2%,静置5h,离心,得滤液,在滤液中,加入95%乙醇使得溶液中乙醇浓度达到80%,然后静置24h,离心,收集沉淀,沉淀用其8倍重量的水溶解,调节PH至7,5℃冷藏12h,过滤,得滤液,滤液加热煮沸,加5%活性炭煮沸15min,过滤,滤液浓缩得相对密度为1.2的浓缩液,将浓缩液喷雾干燥,得到黄芪多糖。
实施例3
按下述方法制备黄芪多糖。
将L-脯氨酸、甘油、木糖醇以摩尔比1:2.8:1.6混合,40℃加热搅拌5h,放冷后,边搅拌边加入0.2M苹果酸水溶液,直至形成含水量为50%的低共熔溶剂,取黄芪粉(60目)50g,加入低共熔溶剂250g,浸泡2.5小时,在压力300MPa下加压6min,然后常压下60℃超声40min,重复加压和超声2次,过滤,得到提取液,在提取液中,加入95%乙醇使得溶液中乙醇浓度达到80%,然后静置24h,离心,收集沉淀,沉淀用95%乙醇洗2次,干燥,得粗粉,粗粉溶于水中,碱液调节pH值至9.5,然后加入5%的氯化十六烷基吡啶水溶液,使溶液中氯化十六烷基吡啶的浓度达到2%,静置5h,离心,得滤液,在滤液中,加入95%乙醇使得溶液中乙醇浓度达到80%,然后静置24h,离心,收集沉淀,沉淀用其8倍重量的水溶解,调节PH至7,3℃冷藏12h,过滤,得滤液,滤液加热煮沸,加5%活性炭煮沸15min,过滤,滤液浓缩得相对密度为1.2的浓缩液,将浓缩液喷雾干燥,得到黄芪多糖。
实施例4
按下述方法制备黄芪多糖。
将D-脯氨酸、甘油、木糖醇以摩尔比1:2.8:1.6混合,50℃加热搅拌5h,放冷后,边搅拌边加入0.2M苹果酸水溶液,直至形成含水量为50%的低共熔溶剂,取黄芪粉(60目)50g,加入低共熔溶剂250g,浸泡2.5小时,在压力300MPa下加压6min,然后常压下60℃超声40min,重复加压和超声2次,过滤,得到提取液,在提取液中,加入含2.5g/L硫酸铵的95%乙醇使得溶液中乙醇浓度达到80%,然后静置24h,离心,收集沉淀,沉淀用95%乙醇洗2次,干燥,得粗粉,粗粉溶于水中,碱液调节pH值至9.5,然后加入5%的氯化十六烷基吡啶水溶液,使溶液中氯化十六烷基吡啶的浓度达到2%,静置5h,离心,得滤液,在滤液中,加入含2.5g/L硫酸铵的95%乙醇使得溶液中乙醇浓度达到80%,然后静置24h,离心,收集沉淀,沉淀用其8倍重量的水溶解,调节PH至7,3℃冷藏12h,过滤,得滤液,滤液加热煮沸,加5%活性炭煮沸15min,过滤,滤液浓缩得相对密度为1.2的浓缩液,将浓缩液喷雾干燥,得到黄芪多糖。
对对比例及实施例方法制备的黄芪多糖进行称重,计算得率,并对黄芪多糖进行纯度检测,结果见下表。
Claims (9)
1.一种黄芪多糖的高效提取制备方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)将脯氨酸、甘油、木糖醇以摩尔比1:2~3.5:1~2混合,40~50℃加热搅拌至形成均一透明的溶液,放冷后,边搅拌边加入0.1M~0.5M苹果酸水溶液,直至形成含水量为40%~60%的低共熔溶剂;
(2)将黄芪粉干燥后,置于(1)所得的低共熔溶剂中,浸泡2~3小时,在压力300MPa下加压5~7min,然后常压下60~70℃超声30~45min,重复加压和超声2次,过滤,得到提取液;
(3)在(2)所得提取液中,加入95%乙醇使得溶液中乙醇浓度达到80%,然后静置24h,离心,收集沉淀,沉淀用95%乙醇洗2次,干燥,得粗粉;
(4)将(3)所得粗粉溶于水中,碱液调节pH值至9.5,然后加入5%的氯化十六烷基吡啶水溶液,使溶液中氯化十六烷基吡啶的浓度达到2%,静置5~6h,离心,得滤液;
(5)在(4)所得滤液中,加入95%乙醇使得溶液中乙醇浓度达到80%,然后静置24h,离心,收集沉淀,沉淀用其8倍重量的水溶解,调节PH至7,0~5℃冷藏12h,过滤,得滤液;
(6)将(5)所得滤液加热煮沸,加5%活性炭煮沸15min,过滤,滤液浓缩得浓缩液,将浓缩液喷雾干燥,得到黄芪多糖。
2.根据权利要求1所述的黄芪多糖的高效提取制备方法,其特征在于所述步骤(1)中,脯氨酸、甘油、木糖醇的摩尔比为1:2.8:1.6。
3.根据权利要求1所述的黄芪多糖的高效提取制备方法,其特征在于所述步骤(1)中,脯氨酸、甘油、木糖醇加热搅拌时间为4~5h。
4.根据权利要求1所述的黄芪多糖的高效提取制备方法,其特征在于所述步骤(2)中,黄芪粉和低共熔溶剂的重量比为1:4~6。
5.根据权利要求4所述的黄芪多糖的高效提取制备方法,其特征在于所述步骤(2)中,黄芪粉和低共熔溶剂的重量比为1:5。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的黄芪多糖的高效提取制备方法,其特征在于所述步骤(3)和(5)中,乙醇中含有2.5g/L~3g/L硫酸钠。
7.根据权利要求6所述的黄芪多糖的高效提取制备方法,其特征在于所述步骤(6)浓缩液的相对密度为1.15-1.2。
8.根据权利要求7所述的黄芪多糖的高效提取制备方法,其特征在于所述脯氨酸为D-脯氨酸。
9.根据权利要求8所述的黄芪多糖的高效提取制备方法,其特征在于所述黄芪粉粒径为60目。
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