一種微波輔助雙水相提取分離葛根總黃酮的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微波輔助雙水相提取分離葛根總黃酮的方法，包括以下步驟：1）配制雙水相體系：取無機鹽，加入水溶解，加入有機溶劑，即分相成為雙水相提取劑；2）微波輔助雙水相提?。合虿襟E1）所得雙水相提取劑中加入葛根粉，采用微波輔助提取，抽濾得明顯分相的葛根黃酮提取液。與已有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的雙水相萃取葛根黃酮的方法的優(yōu)點在于：1）操作簡單，無需等待分相；2）過程集成；3）提取過程迅速，高效；4）提取溶劑低毒；5）界面張力小，有助于兩相之間的質(zhì)量傳遞；6）大量雜質(zhì)可與固體物質(zhì)一同除去，有利于純化樣品；7）該提取方法放大效應不明顯，易于工藝放大和連續(xù)操作，與后續(xù)純化工序可直接相連，無需特殊處理。
【專利說明】一種微波輔助雙水相提取分離葛根總黃酮的方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明屬于天然產(chǎn)物有效成分的提取分離純化領域，具體涉及一種微波輔助雙水相提取分離葛根總黃酮的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]葛根為豆科植物野葛的干燥根，是常用的中藥材，歷代以來本草均有記載，味甘、辛、性平，可解肌退熱，生津止渴，透疹，升陽止瀉，通經(jīng)活絡，解酒毒。目前，葛根廣泛用于改善心腦血管疾病，在治療腹瀉、糖尿病等重要復方制劑中，用量極大，是制劑的重要成分?！吨腥A人民共和國藥典》和《衛(wèi)生部藥品標準》中收錄大約有140余種葛根復方制劑，其中主要有葛根片劑、針劑等。葛根主要有效成分為葛根總黃酮，尤其野葛含葛根總黃酮較多，主要作為葛根制劑、藥品、保健品等的原料。醫(yī)藥方面，葛根黃酮目前主要用于治療心腦血管類疾病，如高血壓、高血脂、偏頭痛、冠心病、心肌梗塞等癥，替代中成藥中的中藥葛根。同時因其毒性較低及顯著獨特的生物活性，葛根黃酮被作為天然添加劑，廣泛用于保健食品(解酒、延緩女性更年期、糖尿病引起的并發(fā)癥等)或食品、化妝品行業(yè)(如食用色素、甜味劑、抗氧化劑等)等領域。
[0003]葛根中含有的黃酮類化合物多以糖苷的形式存在，一般提取時多采用水、甲醇、乙醇溶液做提取溶劑，用正丁醇做萃取劑。但是選用的提取劑往往毒性較大，提取時間也較長，耗時耗能。
[0004]微波輔助技術(shù)是利用微波場的體積加熱和選擇性加熱的功能，加速提取過程的進行。選用對微波透明或半透明的并且對目標成分有較強溶解能力的介質(zhì)做溶劑，在微波場中，對微波不透明的材料內(nèi)部分子在微波作用下相互碰撞、擠壓，有利于目標成分的快速浸出。微波法具有高選擇性和高效性，大大縮短了反應時間的同時，又可以提高反應收率。
[0005]雙水相萃取技術(shù)(Aqueous two-phase extraction, ATPS)又稱水溶液兩相分配技術(shù)，是近幾十年來研究并發(fā)展起來的一項極具發(fā)展前景的新型萃取分離技術(shù)。雙水相萃取技術(shù)但由于其條件溫和，質(zhì)量傳輸快，成本低，易操作，可調(diào)節(jié)，容易放大，可連續(xù)操作等特點，與傳統(tǒng)的有機溶劑萃取體系相比較，在生物物質(zhì)的分離中有獨到的優(yōu)越之處。傳統(tǒng)的高聚物/高聚物或高聚物/無機鹽雙水相體系，已經(jīng)成功用于分離和提取各種蛋白質(zhì)(多肽和酶)，分離和提取各種抗生素、氨基酸、金屬和中藥的有效成份等領域。
[0006]高聚物形成的雙水相體系，雖然萃取效率高，但所用的聚乙二醇(簡稱PEG)和葡聚糖(簡稱Dextran)成本太高，而且體系黏度大，回收難，因而成本高,不適于工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)。而低級醇(如乙醇)與鹽的水溶液形成的雙水相體系毒性低，對有機溶劑的回收操作簡便，可反復利用，成本低。其原理是利用鹽離子的水化作用，與乙醇共同競爭水分子從而形成乙醇水溶液和鹽的水溶液兩相。當生物物質(zhì)或天然產(chǎn)物中的有效成分進入雙水相體系時，由于表面性質(zhì)、電荷作用和各種力(憎水鍵、氫鍵和離子鍵)的存在和環(huán)境因素(濃度、溫度、PH值以及離子的 種類和強度等)的影響，生物物質(zhì)或天然產(chǎn)物中的有效成分易在兩相間形成選擇性的分配。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對上述現(xiàn)有技術(shù)而提供一種微波輔助雙水相提取分離葛根總黃酮的方法，不但避免了有毒萃取溶劑的使用，提高了葛根中總黃酮的提取率，且使提取和分離步驟一步完成，極大簡化了操作步驟。
[0008]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種微波輔助雙水相提取分離葛根總黃酮的方法，其特征在于包括以下步驟:
[0009]I)配制雙水相體系:取無機鹽，加入水溶解，加入有機溶劑，即分相成為雙水相提取劑；
[0010]2)微波輔助雙水相提取:向步驟I)所得雙水相提取劑中加入葛根粉，采用微波輔助提取，抽濾得明顯分相的葛根黃酮提取液。
[0011]按上述方案，所述的無機鹽為三水磷酸氫二鉀，磷酸二氫鉀，碳酸鉀或硫酸銨。
[0012]按上述方案，所述的有機溶劑為無水乙醇，所述的無水乙醇用量為雙水相提取劑總質(zhì)量的35%-55%。
[0013]按上述方案，所 述的無機鹽的用量為雙水相提取劑總質(zhì)量的20%_40%。
[0014]按上述方案，所述的葛根粉與雙水相提取劑固液比為1: 5-1: 30，單位是g: ml。
[0015]按上述方案，所述的微波輔助提取的提取溫度為40°C -90°C，提取時間為5-20分鐘，微波功率為400-700W。
[0016]按上述方案，所述的雙水相提取劑的pH為7-11。
[0017]本發(fā)明在提取過程中即使用雙水相體系作溶劑，在操作溫度下，兩相亦分相明顯，葛根粉恰好懸浮于兩相之間，易溶于乙醇相的黃酮提取出后進入上相，易溶于水相的多糖溶于下相。這樣，提取和分離過程同時進行。葛根黃酮顯著富集于上相，下相中幾乎沒有，通過改變加入的鹽的質(zhì)量分數(shù)改變上、下相的體積，減小上相體積，達到富集濃縮的目的，葛根黃酮由于其結(jié)構(gòu)特點，易溶于弱堿性溶液，磷酸氫二鉀與乙醇形成的雙水相提取劑為弱堿性，PH范圍在7-11，有利于葛根黃酮的溶出。實驗證實，從收率和葛根黃酮在上下相的分配情況來看，磷酸氫二鉀的效果都無疑是最好的，若用硫酸銨，易受溫度限制，室溫較低時，不易形成雙水相，若用碳酸鉀，葛根黃酮在上下兩相都有分布，且差別不大，而本實驗的目的是希望葛根黃酮富集于上相。
[0018]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明所提供的雙水相萃取葛根黃酮的方法的優(yōu)點在于:
[0019]I)操作簡單，無需等待分相
[0020]在實驗中觀察到，將鹽、水、乙醇依次加入后，加入葛粉即可進入提取步驟，不用等待分相明顯，收率不變。
[0021]2)過程集成
[0022]微波輔助雙水相提取法將提取、萃取分離和富集步驟集成為一步提取過程，操作簡單方便，提取過程中即完成了萃取了富集，將葛根黃酮與葛根多糖及其他易溶于水相的組分分離開，且葛根黃酮富集于上相，濃縮倍數(shù)可達4倍以上。
[0023]3)提取過程迅速，高效
[0024]借助微波輻射作用，將原本需要若干小時的提取過程縮短至15分鐘以內(nèi)，葛根黃酮的收率高。
[0025]4)提取溶劑低毒
[0026]采用乙醇/無機鹽雙水相作提取劑，避免了有毒溶劑如正丁醇的使用，原料環(huán)保。
[0027]5)界面張力小，有助于兩相之間的質(zhì)量傳遞
[0028]所述雙水相體系，上相為有機溶液乙醇，下相為鹽的溶液，上下相之間表面張力小，自由能小，有助于兩相之間物質(zhì)的傳遞。
[0029]6)大量雜質(zhì)可與固體物質(zhì)一同除去，有利于純化樣品
[0030]提取結(jié)束后，固體藥渣懸浮于兩相之間或下相，大量雜質(zhì)可隨藥渣進入下相，與葛根黃酮分離開。
[0031]7)該提取方法放大效應不明顯，易于工藝放大和連續(xù)操作，與后續(xù)純化工序可直接相連，無需進行特殊處理。
【具體實施方式】
[0032]以下實施例是對本發(fā)明的進一步說明，不是對本發(fā)明的限制。
[0033]實施例1:
[0034](I)配制雙水相體系
[0035]取12gK2HP04.3H20,加入22mL水溶解，加入18mL乙醇，配制為雙水相提取劑；
[0036](2)微波輔助雙水相提取
[0037]步驟(I)中所得雙水相體系，加入精密稱定的過60目篩的葛根粉0.2g,設定微波條件為60°C、10min、500W，進行微波輔助雙水相提取，提取結(jié)束后，抽濾得明顯分相的葛根
黃酮提取液。
[0038](3)利用紫外分光光度法測定雙水相萃取體系中葛根總黃酮的濃度，按公式(3)計算回收率:
[0039]R=Vi/Vt (I)
[0040]K = C上/C下 (2)
[0041]Y= C上 XV上/MX 100% (3)
[0042]式中:R為相比；V±和VtS上下相的體積(ml) ;C±，C〒分別是上、下相中目標分離物的質(zhì)量濃度(mg/mL) ;K為分配系數(shù)；Μ為加入的葛根粉的質(zhì)量。
[0043]總黃酮的含量測定采用分光光度法。具體步驟如下:稱取一定量的葛根總黃酮提取物，精密稱定，以空白溶液做參比，在248nm處測定吸光度，代入標準曲線計算葛根總黃酮的含量。
[0044]葛根黃酮的收率為12.10% ο
[0045]實施例2:
[0046](I)配制雙水相體系
[0047]取16gK2HP04.3H20,加入22mL水溶解，加入18mL乙醇，配制為雙水相提取劑；
[0048](2)微波輔助雙水相提取
[0049]步驟(I)中所得雙水相體系，加入精密稱定的過60目篩的葛根粉0.2g,設定微波條件為60°C、10min、600W，進行微波輔助雙水相提取，提取結(jié)束后，抽濾得明顯分相的葛根黃酮提取液。葛根黃酮的收率為12. 92%。[0050]實施例3:
[0051](I)配制雙水相體系
[0052]取16gK2HP04.3H20,加入22mL水溶解，加入18mL乙醇，配制為雙水相提取劑；
[0053](2)微波輔助雙水相提取
[0054]步驟(I)中所得雙水相體系，加入精密稱定的過60目篩的葛根粉lg，設定微波條件為60°C、10min、600W，進行微波輔助雙水相提取，提取結(jié)束后，抽濾得明顯分相的葛根黃酮提取液。葛根黃酮的收率為12.72%。
[0055]實施例4:
[0056]( I)配制雙水相體系
[0057]取16gK2HP04.3H20,加入22mL水溶解，加入18mL乙醇，配制為雙水相提取劑；
[0058](2)微波輔助雙水相提取
[0059]步驟(I)中所得雙水相體系，加入精密稱定的過60目篩的葛根粉2g，設定微波條件為60°C、10min、700W，進行微波輔助雙水相提取，提取結(jié)束后，抽濾得明顯分相的葛根黃酮提取液。葛根黃酮的收率為11.48%。
[0060]實施例5:
[0061](I)配制雙水相體系
.[0062]取HgK2CO3,加入22mL水溶解，加入18mL乙醇，配制為雙水相提取劑；
[0063](2)微波輔助雙水相提取
[0064]步驟(I)中所得雙水相體系，加入精密稱定的過60目篩的葛根粉1.5g，設定微波條件為60°C、10min、700W，進行微波輔助雙水相提取，提取結(jié)束后，抽濾得明顯分相的葛根黃酮提取液。葛根黃酮的收率為10.23%。
【權(quán)利要求】
1.一種微波輔助雙水相提取分離葛根總黃酮的方法，其特征在于包括以下步驟: 1)配制雙水相體系:取無機鹽，加入水溶解，加入有機溶劑，即分相成為雙水相提取劑； 2)微波輔助雙水相提取:向步驟I)所得雙水相提取劑中加入葛根粉，采用微波輔助提取，抽濾得明顯分相的葛根黃酮提取液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波輔助雙水相提取分離葛根總黃酮的方法，其特征在于:所述的無機鹽為三水磷酸氫二鉀，磷酸二氫鉀，碳酸鉀或硫酸銨。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波輔助雙水相提取分離葛根總黃酮的方法，其特征在于所述的有機溶劑為無水乙醇，所述的無水乙醇用量為雙水相提取劑總質(zhì)量的35%-55%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波輔助雙水相提取分離葛根總黃酮的方法，其特征在于所述的無機鹽的用量為雙水相提取劑總質(zhì)量的20%-40%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波輔助雙水相提取分離葛根總黃酮的方法，其特征在于所述的葛根粉與雙水相提取劑固液比為1: 5-1: 30，單位是g: ml。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波輔助雙水相提取分離葛根總黃酮的方法，其特征在于所述的微波輔助提取的 提取溫度為40°C -90°C，提取時間為5-20分鐘，微波功率為400-700W。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波輔助雙水相提取分離葛根總黃酮的方法，其特征在于所述的雙水相提取劑的PH為7-11。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波輔助雙水相提取分離葛根總黃酮的方法，其特征在于所述的無機鹽的用量為雙水相提取劑總質(zhì)量的27%-34%。
【文檔編號】A61K36/488GK103432193SQ201310408920
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】池汝安, 張越非, 劉哲, 李婭麗, 余軍霞 申請人:武漢工程大學