CN110787200A - 一种微波协同萃取川芎有效物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微波协同萃取川芎有效物的方法，包括以下步骤：1）将川芎干燥根茎粉碎，过筛，然后加入萃取剂，得到混合液A；2）将混合液A进行梯度式微波萃取，萃取完成获得微波萃取液B；3）将微波萃取液B加入到二氧化碳亚临界萃取装置进行萃取，然后进行解析，得到萃取物；4）纯化步骤：采用色谱硅胶装柱纯化减压，回收溶剂得川芎有效物。本发明采用微波萃取法协同超临界萃取法提取川芎有效物，该方法提取溶剂毒性低、工艺过程简单、产物收率高，成本低，适用于工业化生产。

Description

一种微波协同萃取川芎有效物的方法
技术领域
本发明涉及中药药材有效成分提取技术领域，更具体的说是涉及一种微波协同萃取川芎有效物的方法。
背景技术
川芎为川芎为伞形科植物川芎Ligusticum chuanxiong Hort的干燥根茎，具有活血行气、祛风止痛的功效。川芎为我国的传统中药，也是著名的川产道地药材，据统计，国内年产川芎5×106～6×106kg，在2005年版《中国药典》I部收载的564种成方制剂和单味制剂中，使用川芎的有85种，约占药典收载中成药的15％。川芎含有多种内酯类、生物碱类、酚类、以及挥发油类等多种化合物，近几年研究发现川芎多糖具有抑制癌细胞生长的功能。因此对川芎多糖功能及其应用的研究具有广阔前景。然而川芎中活性组分复杂，且含量较低、难于富集。
传统上的提取方法主要有水汽蒸馏法、渗漉法、溶剂提取法等。水汽蒸馏法在期刊《药学学报》1988年第6期的482页和《中国中药杂志》1996年第3期的147页介绍的方法为：先将原料粉碎，然后置于水蒸气提取器中，蒸馏提取一段时间，最后将提得的油用无水硫酸钠干燥除水，其完全提取的油收率在0.05％-1.20％之间。该方法不仅提取温度高，易于破坏某些有效成分，而且提取率极低，生产成本高；同时由于水蒸气蒸馏过程会导致挥发性成分的水解变质、重排、氧化、聚合和树脂化等，从而使挥发油成分与川芎的原有成分不完全一样，结果实际测得的样品成分和含量与实际不符。渗漉法效率低，难于现代化生产。溶剂提取法主要集中在溶剂提取，萃取工艺，进一步的纯化工艺报道较少。
为了解决现有技术中的上述不足，本发明提供了一种微波协同萃取川芎有效物的方法。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种微波协同萃取川芎有效物的方法，本发明采用微波萃取法协同超临界萃取法提取川芎有效物，该方法提取溶剂毒性低、工艺过程简单、产物收率高，成本低，适用于工业化生产。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种微波协同萃取川芎有效物的方法，包括以下步骤：
1)将川芎干燥根茎粉碎，过筛，然后加入川芎粉末20-25倍重量的萃取剂，得到混合液A；
2)将混合液A进行梯度式微波萃取，萃取完成获得微波萃取液B；
3)超临界CO2萃取步骤：将微波萃取液B加入到二氧化碳亚临界萃取装置进行萃取，CO2流量控制在30-35L/h；然后进行解析，得到萃取物；
4)纯化步骤：采用色谱硅胶装柱，径高比为1:0.5-1:3，将萃取物用甲醇溶解，溶解液加入量为2-4倍柱体积，然后加入1-2倍柱体积的溶剂A进行洗脱，得洗脱液I，弃之，再以4-7倍柱体积的溶剂B进行洗脱，得洗脱液II，将洗脱液II于35-40℃下减压回收溶剂得川芎有效物。
优选的，所述步骤1)中的萃取剂由氯化胆和乙醇按摩尔比1:2-1:4组成。
优选的，所述步骤2)中微波萃取分为两个阶段：第一阶段，混合液A在温度40-50℃、微波频率2000-2200兆赫兹、功率150-180W的条件下，微波萃取8-10min；第二阶段，萃取温度、时间、功率与第一阶段相同，萃取频率为2800-3000兆赫兹。
优选的，所述步骤3)中的萃取压力为25-30MPa，萃取温度为40-55℃。
优选的，所述步骤3)中的解析压力为6-9MPa，解析温度为25-38℃。
优选的，所述步骤3)超临界CO2萃取过程中连续泵入夹带剂，所述夹带剂加入量是萃取液B质量的6-10％；所述夹带剂包括丙酮、乙醇及丙烯酸丁酯，添加比例按重量计为1:3-4:1。
优选的，所述步骤3)超临界CO2萃取过程中使用聚甘油脂肪酸酯作为添加剂，用量为萃取装置体积的0.2-0.3％。
优选的，所述步骤3)超临界CO2萃取过程中还添加萃取装置体积的0.1-1％的维生素C作为稳定剂。
优选的，所述步骤4)中的洗脱溶剂线速度为0.2-8cm·min-1。
优选的，所述步骤4)中溶剂A为石油醚、正己烷、正庚烷、乙酸乙酯中的一种或多种混合物；所述溶剂B为乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿中的一种或多种混合物。
优选的，所述步骤1)中粉碎后过50-100目筛。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明有益效果如下：
1、本发明采用合理的萃取剂对川芎进行前处理，为后续步骤高效提取川芎中的有效物质奠定了良好的基础；
2、超临界萃取法和微波法虽然是目前最常用的萃取方法，但是各有优劣，本发明采用微波萃取法协同超临界萃取法提取川芎有效物，比单一的萃取方法萃取率提高了50％-60％。
3、本发明在微波萃取过程中采用了梯度式萃取方法，在亚临界萃取过程中，加入了现有技术中未公开的夹带剂、添加剂以及稳定剂，并通过大量实验确定了合理的配比，缩短了整个工艺的提取时间，提高了收率，降低了成本。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种微波协同萃取川芎有效物的方法，包括以下步骤：
1)将川芎干燥根茎粉碎，过50目筛，然后加入川芎粉末20倍重量的萃取剂(氯化胆和乙醇按摩尔比1:2)，得到混合液A；
2)将混合液A进行梯度式微波萃取，微波萃取分为两个阶段：第一阶段，混合液A在温度40℃、微波频率2000兆赫兹、功率150W的条件下，微波萃取8min；第二阶段，萃取温度、时间、功率与第一阶段相同，萃取频率为2800兆赫兹，萃取完成获得微波萃取液B；
3)超临界CO2萃取步骤：将微波萃取液B加入到二氧化碳亚临界萃取装置进行萃取，CO2流量控制在30L/h，萃取压力为25MPa，萃取温度为40℃；萃取过程中连续泵入夹带剂、添加剂和稳定剂；然后进行解析(解析压力为6MPa，解析温度为25℃)，得到萃取物；
其中，所述夹带剂加入量是萃取液B质量的6％；所述夹带剂包括丙酮、乙醇及丙烯酸丁酯，添加比例按重量计为1:3；所述添加剂为聚甘油脂肪酸酯，用量为萃取装置体积的0.2％；稳定剂为维生素C，用量为0.1％。
4)纯化步骤：采用色谱硅胶装柱，径高比为1:0.5，将萃取物用甲醇溶解，加入2倍柱体积的溶解液，然后加入1倍柱体积的溶剂A(石油醚、正己烷)进行洗脱，得洗脱液I，弃之，再以4倍柱体积的溶剂B(乙酸乙酯、二氯甲烷)进行洗脱，得洗脱液II，将洗脱液II于35℃下减压回收溶剂得川芎有效物。
实施例2
一种微波协同萃取川芎有效物的方法，包括以下步骤：
1)将川芎干燥根茎粉碎，过100目筛，然后加入川芎粉末25倍重量的萃取剂(氯化胆和乙醇按摩尔比1:4)，得到混合液A；
2)将混合液A进行梯度式微波萃取，微波萃取分为两个阶段：第一阶段，混合液A在温度50℃、微波频率2200兆赫兹、功率180W的条件下，微波萃取10min；第二阶段，萃取温度、时间、功率与第一阶段相同，萃取频率为3000兆赫兹，萃取完成获得微波萃取液B；
3)超临界CO2萃取步骤：将微波萃取液B加入到二氧化碳亚临界萃取装置进行萃取，CO2流量控制在35L/h，萃取压力为30MPa，萃取温度为55℃；萃取过程中连续泵入夹带剂、添加剂和稳定剂；然后进行解析(解析压力为9MPa，解析温度为38℃)，得到萃取物；
其中，所述夹带剂加入量是萃取液B质量的10％；所述夹带剂包括丙酮、乙醇及丙烯酸丁酯，添加比例按重量计为4:1；所述添加剂为聚甘油脂肪酸酯，用量为萃取装置体积的0.3％；稳定剂为维生素C，用量为1％。
4)纯化步骤：采用色谱硅胶装柱，径高比为1:3，将萃取物用甲醇溶解，加入2-4倍柱体积的溶解液，然后加入2倍柱体积的溶剂A(正庚烷、乙酸乙酯)进行洗脱，得洗脱液I，弃之，再以7倍柱体积的溶剂B(二氯甲烷、氯仿)进行洗脱，得洗脱液II，将洗脱液II于40℃下减压回收溶剂得川芎有效物。
实施例3
一种微波协同萃取川芎有效物的方法，包括以下步骤：
1)将川芎干燥根茎粉碎，过75目筛，然后加入川芎粉末22倍重量的萃取剂(氯化胆和乙醇按摩尔比1:3)，得到混合液A；
2)将混合液A进行梯度式微波萃取，微波萃取分为两个阶段：第一阶段，混合液A在温度45℃、微波频率2100兆赫兹、功率170W的条件下，微波萃取9min；第二阶段，萃取温度、时间、功率与第一阶段相同，萃取频率为2900兆赫兹，萃取完成获得微波萃取液B；
3)超临界CO2萃取步骤：将微波萃取液B加入到二氧化碳亚临界萃取装置进行萃取，CO2流量控制在33L/h，萃取压力为27MPa，萃取温度为48℃；萃取过程中连续泵入夹带剂、添加剂和稳定剂；然后进行解析(解析压力为7MPa，解析温度为30℃)，得到萃取物；
其中，所述夹带剂加入量是萃取液B质量的8％；所述夹带剂包括丙酮、乙醇及丙烯酸丁酯，添加比例按重量计为1:1；所述添加剂为聚甘油脂肪酸酯，用量为萃取装置体积的0.2％；稳定剂为维生素C，用量为0.5％。
4)纯化步骤：采用色谱硅胶装柱，径高比为1:1，将萃取物用甲醇溶解，加入3倍柱体积的溶解液，然后加入2倍柱体积的溶剂A(石油醚、正己烷、正庚烷)进行洗脱，得洗脱液I，弃之，再以5倍柱体积的溶剂B(乙酸乙酯、二氯甲烷)进行洗脱，得洗脱液II，将洗脱液II于37℃下减压回收溶剂得川芎有效物。
实施例4
一种微波协同萃取川芎有效物的方法，包括以下步骤：
1)将川芎干燥根茎粉碎，过80目筛，然后加入川芎粉末25倍重量的萃取剂(氯化胆和乙醇按摩尔比1:4)，得到混合液A；
2)将混合液A进行梯度式微波萃取，微波萃取分为两个阶段：第一阶段，混合液A在温度50℃、微波频率2200兆赫兹、功率180W的条件下，微波萃取10min；第二阶段，萃取温度、时间、功率与第一阶段相同，萃取频率为2800兆赫兹，萃取完成获得微波萃取液B；
3)超临界CO2萃取步骤：将微波萃取液B加入到二氧化碳亚临界萃取装置进行萃取，CO2流量控制在35L/h，萃取压力为30MPa，萃取温度为40℃；萃取过程中连续泵入夹带剂、添加剂和稳定剂；然后进行解析(解析压力为6MPa，解析温度为38℃)，得到萃取物；
其中，所述夹带剂加入量是萃取液B质量的10％；所述夹带剂包括丙酮、乙醇及丙烯酸丁酯，添加比例按重量计为1:3；所述添加剂为聚甘油脂肪酸酯，用量为萃取装置体积的0.3％；稳定剂为维生素C，用量为0.6％。
4)纯化步骤：采用色谱硅胶装柱，径高比为1:3，将萃取物用甲醇溶解，加入3倍柱体积的溶解液，然后加入2倍柱体积的溶剂A(正己烷、正庚烷、乙酸乙酯)进行洗脱，得洗脱液I，弃之，再以6倍柱体积的溶剂B(二氯甲烷、氯仿)进行洗脱，得洗脱液II，将洗脱液II于40℃下减压回收溶剂得川芎有效物。
实施例5
一种微波协同萃取川芎有效物的方法，包括以下步骤：
1)将川芎干燥根茎粉碎，过90目筛，然后加入川芎粉末24倍重量的萃取剂(氯化胆和乙醇按摩尔比1:2)，得到混合液A；
2)将混合液A进行梯度式微波萃取，微波萃取分为两个阶段：第一阶段，混合液A在温度40℃、微波频率2000兆赫兹、功率175W的条件下，微波萃取8min；第二阶段，萃取温度、时间、功率与第一阶段相同，萃取频率为3000兆赫兹，萃取完成获得微波萃取液B；
3)超临界CO2萃取步骤：将微波萃取液B加入到二氧化碳亚临界萃取装置进行萃取，CO2流量控制在35L/h，萃取压力为30MPa，萃取温度为55℃；萃取过程中连续泵入夹带剂、添加剂和稳定剂；然后进行解析(解析压力为7MPa，解析温度为35℃)，得到萃取物；
其中，所述夹带剂加入量是萃取液B质量的9％；所述夹带剂包括丙酮、乙醇及丙烯酸丁酯，添加比例按重量计为1:3；所述添加剂为聚甘油脂肪酸酯，用量为萃取装置体积的0.2％；稳定剂为维生素C，用量为0.8％。
4)纯化步骤：采用色谱硅胶装柱，径高比为1:3，将萃取物用甲醇溶解，加入4倍柱体积的溶解液，然后加入2倍柱体积的溶剂A(石油醚、正庚烷、乙酸乙酯)进行洗脱，得洗脱液I，弃之，再以6倍柱体积的溶剂B(乙酸乙酯、氯仿)进行洗脱，得洗脱液II，将洗脱液II于38℃下减压回收溶剂得川芎有效物。
实施例6
进一步的，对实施例1-5制备的川芎有效物进行检测，各有效成分占比(质量)参见表1：
表1
Figure BDA0002321478070000081
从表1中可以看出各物质占提取物的质量比例，经计算，实施例1-5各有效物质之和占提取物百分比分别为：94.01％，92.74％，93.94％，92.80％，92.06％,92.06％。本发明的提取工艺对川芎有效物具有选择性强、萃取效率高的优点。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种微波协同萃取川芎有效物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将川芎干燥根茎粉碎，过筛，然后加入川芎粉末20-25倍重量的萃取剂，得到混合液A；
2)将混合液A进行梯度式微波萃取，萃取完成获得微波萃取液B；
3)超临界CO2萃取步骤：将微波萃取液B加入到二氧化碳亚临界萃取装置进行萃取，CO2流量控制在30-35L/h；然后进行解析，得到萃取物；
4)纯化步骤：采用色谱硅胶装柱，径高比为1:0.5-1:3，将萃取物用甲醇溶解，然后加入1-2倍柱体积的溶剂A进行洗脱，得洗脱液I，弃之，再以4-7倍柱体积的溶剂B进行洗脱，得洗脱液II，将洗脱液II于35-40℃下减压回收溶剂得川芎有效物。
2.根据权利要求1所述的一种微波协同萃取川芎有效物的方法，其特征在于，所述步骤1)中的萃取剂由氯化胆和乙醇按摩尔比1:2-1:4组成。
3.根据权利要求1或2所述的一种微波协同萃取川芎有效物的方法，其特征在于，所述步骤2)中微波萃取分为两个阶段：第一阶段，混合液A在温度40-50℃、微波频率2000-2200兆赫兹、功率150-180W的条件下，微波萃取8-10min；第二阶段，萃取温度、时间、功率与第一阶段相同，萃取频率为2800-3000兆赫兹。
4.根据权利要求3所述的一种微波协同萃取川芎有效物的方法，其特征在于，所述步骤3)中的萃取压力为25-30MPa，萃取温度为40-55℃。
5.根据权利要求3所述的一种微波协同萃取川芎有效物的方法，其特征在于，所述步骤3)中的解析压力为6-9MPa，解析温度为25-38℃。
6.根据权利要求1所述的一种微波协同萃取川芎有效物的方法，其特征在于，所述步骤3)超临界CO2萃取过程中连续泵入夹带剂，所述夹带剂加入量是萃取液B质量的6-10％；所述夹带剂包括丙酮、乙醇及丙烯酸丁酯，添加比例按重量计为1:3-4:1。
7.根据权利要求6所述的一种微波协同萃取川芎有效物的方法，其特征在于，所述步骤3)超临界CO2萃取过程中使用聚甘油脂肪酸酯作为添加剂，用量为萃取装置体积的0.2-0.3％。
8.根据权利要求7所述的一种微波协同萃取川芎有效物的方法，其特征在于，所述步骤3)超临界CO2萃取过程中还添加萃取装置体积的0.1-1％的维生素C作为稳定剂。
9.根据权利要求1所述的一种微波协同萃取川芎有效物的方法，其特征在于，所述步骤4)中的洗脱溶剂线速度为0.2-8cm·min-1。
10.根据权利要求1所述的一种微波协同萃取川芎有效物的方法，其特征在于，所述步骤4)中溶剂A为石油醚、正己烷、正庚烷、乙酸乙酯中的一种或多种混合物；所述溶剂B为乙酸乙酯、二氯甲烷、氯仿中的一种或多种混合物。
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