專利名稱：：三七葉總皂苷離子交換樹脂法脫色精制工藝的制作方法三七葉總皂苷離子交換樹脂法脫色精制工藝
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及大孔樹脂吸附法生產(chǎn)的三七葉總皂苷的進(jìn)一步精制技術(shù)，特別是采用一種含強弱堿基團的新型陰離子交換樹脂為脫色劑的三七葉總皂苷離子交換樹脂法脫色精制工藝。
背景技術(shù)：
：三七，學(xué)名Panaxnotoginseng(Burk.)F.H.Chen，為五加科人參屬植物，是我國中醫(yī)藥寶庫中的瑰寶，著名珍貴的傳統(tǒng)地道藥材，與人參相似，傳統(tǒng)入藥部位是根塊；三七所含藥用化學(xué)成份極多，以化合物計，大的組份計有皂苷、多糖、黃酮、氨基酸、凈油、揮發(fā)油六類；而各具不同功效的單體化學(xué)物質(zhì)多達(dá)近百種。三七全株皆是寶，其塊根、莖葉、花籽所含藥用成份各不相同。現(xiàn)代藥理研究表明三七莖葉的活性成分三七莖葉總皂苷(Panaxnotoginsegnosideoftheleaves,PnGL)亦是達(dá)瑪烷型三瞎皂苷，它對血液系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)和代謝系統(tǒng)作用與三七根皂苷相似。三七葉含有的皂苷成分，主要是以原人參二醇為苷元的系列皂苷，其中4種為已知人參皂苷Rb"Rb3、Re和七葉膽苷IX，還有3種為三七皂苷Fa、Fc和Fe。三七莖葉含總皂苷約4%6%。三七莖葉中的化學(xué)成分非常復(fù)雜，除含皂苷成分外，還含有糖類、黃酮類化合物、果膠、色素、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等成分，用傳統(tǒng)的乙醇提取分離法和水提乙醇沉淀法提取所得產(chǎn)品純度不高，均為浸膏產(chǎn)品，顏色暗淡或棕褐色，提取液不易過濾，脫色困難。三七葉總皂苷中的有色物質(zhì)(色素)主要是在提取過程中溶解下來的一些色素類成分，如葉綠素、葉黃素、胡蘿卜素以及水溶性很好的糖類、氨基酸類，在大孔樹脂吸附分離的純化過程中，高選擇性的樹脂可以在吸附或洗脫工段去除一部分，但仍會殘留下少量雜質(zhì)，并在后續(xù)的濃縮、干燥工段產(chǎn)生一些焦糖化的色素，這少量色素的存在，直接影響產(chǎn)品的外觀，另一方面又會使結(jié)晶提純時，皂苷成分的結(jié)晶析出困難，難以獲得更高純度的產(chǎn)品。脫色是將待脫色物的料液通過脫色樹脂柱，以離子交換或吸附作用使一定濃度的三七葉總皂苷料液中所含的色素雜質(zhì)被樹脂吸附而實現(xiàn)脫色?，F(xiàn)有技術(shù)用大孔吸附樹脂分離法已成功從三七葉中提取得到了總皂苷，主要成分為人參皂苷Rbl、Rb3、Re和三七皂苷Fc等。目前總皂苷含量在80%左右，收得率可達(dá)4%。但用吸附樹脂分離法得到的三七葉總皂苷仍含有較多的雜質(zhì)，其中的色素雜質(zhì)，使總皂苷產(chǎn)品顏色較深，必須經(jīng)進(jìn)一步純化才能得到色澤良好的產(chǎn)品。而更高含量的總皂苷產(chǎn)品，可應(yīng)用于需依托高含量皂苷作為原料的各類制劑使用如針劑等。目前用吸附樹脂分離法從天然植物中提取得到多種皂苷類產(chǎn)品，如甜菊苷、絞股藍(lán)皂苷、人參皂苷、羅漢果皂苷等。在它們的純化精制技術(shù)中，脫色精制都是很重要的一步。現(xiàn)在普遍采用的脫色方法有活性炭脫色法，活性炭比表面積大，吸附力強，但脫色時需要升溫到一定溫度以減小溶液的黏度以利吸附及過濾，用過的活性炭很難再生回收；活性炭吸附色素的同時也較多地吸附皂苷，使皂苷的損失較大，且污染環(huán)境。離子交換樹脂法己成功應(yīng)用在制糖工業(yè)中的糖液精制脫色，天然植物中提取得到的皂苷類產(chǎn)品的樹脂法的脫色也獲得成功，如甜菊苷、絞股藍(lán)皂苷等。樹脂法的脫色能力較大，而皂苷的損失小得多，用于脫色的樹脂主要是帶胺基的陰離子交換樹脂。如D280樹脂用于甜菊苷脫色、D296樹脂用于糖漿脫色，但是這些樹脂用于三七葉總皂苷脫色時，存在脫色容量小，脫色效果差的問題。本發(fā)明用于脫色的含強弱堿基團的陰樹脂，其樹脂分子結(jié)構(gòu)中同時含有季銨強堿和叔胺弱堿功能團，交換量較高，吸附色素雜質(zhì)的能力強，再生性能良好。它的合成方法及性能見赫連朋麗，范云鴿，史作清，含三乙烯二胺強弱堿功能基陰離子交換樹脂的制備及其吸附性能，應(yīng)用化學(xué)，2005，22(10):10551059。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是為大孔樹脂吸附法生產(chǎn)的三七葉總皂苷的進(jìn)一歩精制提供一種脫色精制方法，以解決所生產(chǎn)的三七葉總皂苷純度較低及含色素雜質(zhì)較多的問題。本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的設(shè)計了一種三七葉總皂苷離子交換樹脂法脫色精制工藝。其特征在于所述脫色精制工藝為將脫色原液先D-72陽離子交換樹脂柱、后串聯(lián)流入陰離子交換樹脂柱上柱脫色，脫色柱操作完成后，水淋洗樹脂柱，再將脫色后的流出液和合并的水淋洗液減壓蒸干，余物干燥得到精制的三七葉總皂苷在口廣叫o本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的方法使生產(chǎn)出的三七葉總皂苷產(chǎn)品純度提高到90%以上，外觀色澤改善，并可進(jìn)一步結(jié)晶純化得到更高純度的產(chǎn)品。本發(fā)明的離子交換樹脂脫色精制工藝在三七葉總皂苷脫色過程中未引入其他化學(xué)物質(zhì)，避免了產(chǎn)品在脫色過程中受到新的污染，脫色工藝簡便，成本低廉，脫色效果顯著，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單。本發(fā)明采用的陰離子交換樹脂是以氯甲基聚苯乙烯與三乙烯二胺反應(yīng)得到的，三乙烯二胺化學(xué)名稱為l,4-二氮雜雙環(huán)-[2.2.2]-辛烷(TEDA)為對稱的籠狀分子，制得的樹脂，分子結(jié)構(gòu)中同時含有季銨強堿和叔胺弱堿功能團，具有單位重量交換量較高的特點，同時結(jié)構(gòu)中含有的含孤電子對氮原子能提供形成分子間氫鍵的受體，可以在離子交換的同時具氫鍵協(xié)同效應(yīng)，因此具有特殊的吸附性能，對色素類雜質(zhì)的吸附能力強，脫色性能好，再生容易。圖l為三七葉總皂苷的脫色精制流程圖；圖2為脫色原樣配1%濃度水溶液；圖3為脫色精制產(chǎn)品的1%濃度水溶液。以下結(jié)合本發(fā)明的實施例參照附圖進(jìn)行詳細(xì)敘述。具體實施方式本發(fā)明采用一種含強弱堿基團的新型陰離子交換樹脂為脫色劑的植物提取物皂苷產(chǎn)品的脫色方法。采用的是離子交換樹脂為脫色劑的固定床方式。上陽離子交換樹脂柱脫除灰分、串聯(lián)入強弱堿陰離子交換樹脂柱脫除色素，純水淋洗以避免三七葉總皂苷的損失，洗脫色素樹脂再生。參照圖1,工藝步驟為(1)脫色原液脫色原液可以為10%±0.2含量的粗三七葉總皂苷，是由IO份市售粗三七葉總皂苷，20份工業(yè)酒精和80份純水混和配成的三七葉總皂苷的稀醇-水溶液。脫色原液也可以是從三七莖葉中用大孔吸附樹脂純化工藝獲得的飽和樹脂的洗脫濃縮液。(2)上柱脫色將脫色原液以lBV/h的流速正向流入通過D-72陽離子交換樹脂柱，D-72樹脂為天津南開和成科技有限公司的強酸陽離子交換樹脂，陽離子交換樹脂的作用是去除粗三七葉總皂苷中的陽離子組分以減少糖蜜及灰分；從D-72陽離子交換樹脂柱流出的溶液直接流入含強弱堿基團的陰樹脂柱脫色并中和流出的溶液的pH值，直至陰樹脂的流出液的色值超過原液色值的15%以上。所述陰離子交換樹脂是含有強弱堿功能基的大孔型陰離子交換樹脂，其結(jié)構(gòu)式為-(3)樹脂柱淋洗.-通純水正流進(jìn)入D-72陽離子交換樹脂柱并串聯(lián)進(jìn)入陰樹脂柱，將大孔樹脂表面吸附的三七葉皂苷淋洗下來以減少皂苷成分的損失，淋洗水總量為3BV，前2BV合并入脫色流出液進(jìn)濃縮裝置，后1BV留下批套用。(4)濃縮得到脫色產(chǎn)品脫色后的流出液和合并的水淋洗液減壓蒸干，余物真空干燥或噴霧干燥得到精制的三七葉總皂苷產(chǎn)品，檢測皂苷含量(HPLC法，紫外分光光度法)，以及E，(5)樹脂再生脫色使用后的離子交換樹脂經(jīng)洗脫吸附的色素后可獲得再生，使樹脂重復(fù)使用。具體操作是將lmol/LHCl—70y。乙醇-水溶液以2BV/h流速正流通入D-72陽離子交換樹脂柱，再串聯(lián)進(jìn)入陰樹脂柱洗脫樹脂吸附的色素，通入的酸液量為2BV，然后用純水以2BV/h流速正流通入D-72陽離子交換樹脂柱，再串聯(lián)進(jìn)入陰離子交換樹脂柱，至陰樹脂柱流出水P服-7，再以2BV/h流速正流通5%NaOH水溶液3BV單入陰離子交換樹脂柱，使樹脂轉(zhuǎn)為堿型，最后純水洗陰離子交換樹脂柱，至流出水pH7-8，樹脂再生完成。所述的lmol/L鹽酸70%乙醇-水溶液由分析純濃鹽酸9份、加工業(yè)酒精70份、再加純水21份配成。所述的5%NaOH水溶液由分析純固體氫氧化鈉與純水配制而成。所述的BV/h為每小時流過樹脂柱床體積(BedVolume)的溶液量，BV為樹脂柱內(nèi)裝填的樹脂容量。脫色精制后的三七葉總皂苷含量達(dá)到90%以上，可用于制藥、亦可用于進(jìn)一步重結(jié)晶純化得到更高純度的產(chǎn)品。從天然植物莖葉提取的皂苷類產(chǎn)品，用離子交換樹脂法精制脫色，是有先例可循的，最為成功的是甜葉菊皂苷的脫色應(yīng)用，本發(fā)明的方法借鑒了甜葉菊皂苷脫色精制的經(jīng)驗。關(guān)鍵在于采用了具有強弱堿基團的新型陰離子交換樹脂。采用本發(fā)明的方法，將自制的三七葉總皂苷產(chǎn)品(制備工藝參見中國發(fā)明專利，02158727.2，三七葉皂苷的提取方法)進(jìn)行了脫色精制，同時也將市場購買的兩種三七葉總皂苷產(chǎn)品進(jìn)行對比脫色精制，表1為不同來源三七葉總皂苷產(chǎn)品脫色精制效果對比。表2是脫色精制后產(chǎn)品的色度和皂苷含量比較。表l不同來源三七葉總皂苷產(chǎn)品原液脫色前后色度比較表<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>*紫外分光光度法測定結(jié)果脫色效果對比如圖2、3所示。圖1是原樣配1%濃度水溶液a購自云南的三七葉皂苷，b自制三七葉皂苷，C購自廣西的三七葉皂苷；圖2是脫色精制產(chǎn)品的1%濃度水溶液1云南樣脫色產(chǎn)品，2自制樣脫色產(chǎn)品，3廣西樣脫色產(chǎn)品。實施例本發(fā)明選擇的陰離子交換樹脂是一種含強弱堿功能基的新型樹脂，結(jié)構(gòu)式為:全交換容量(raraol/g):5.94弱堿交換量(mmol/g)2.9含水量5060%粒度0.3-1.0pH使用范圍014。具體實施步驟為1上柱液配制稱取10.0g三七葉總皂苷粉末，加20ml工業(yè)乙醇和80ml純水?dāng)嚢枋蛊淙芙?，得到上柱液。也可以用從三七莖葉提取工藝中大孔樹脂吸附后的乙醇洗脫濃縮液。2固定床樹脂柱脫色將配好的三七葉總皂苷稀醇水溶液，過20ml處理好的D72陽離子交換樹脂柱，流速控制在約lBV/h,流出液串聯(lián)通入陰離子交換樹脂柱(20ml)，待溶液流完后，用3BV純水淋洗陽樹脂和陰樹脂柱，合并流出液和淋洗液。3溶液濃縮將上述流出液和淋洗液合并溶液減壓濃縮或旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，最后真空干燥后粉碎，得到脫色精制的三七葉總皂苷產(chǎn)品。4樹脂再生將lmol/L鹽酸一70%乙醇-水溶液以2BV/h流速正流通入D-72陽離子交換樹脂柱，再串聯(lián)進(jìn)入陰樹脂柱洗脫樹脂吸附的色素，通入的酸液量為2BV，然后用純水以2BV/h流速淋洗陽、陰離子交換樹脂柱，至陰樹脂柱流出水pH6-7，再以2BV/h流速正流通5y。NaOH水溶液3BV單入陰離子交換樹脂柱，使樹脂轉(zhuǎn)為堿型，權(quán)利要求1、一種三七葉總皂苷離子交換樹脂法脫色精制工藝，其特征在于所述脫色精制工藝為將脫色原液先D-72陽離子交換樹脂柱、后串聯(lián)流入陰離子交換樹脂柱上柱脫色，脫色柱操作完成后，水淋洗樹脂柱，再將脫色后的流出液和合并的水淋洗液減壓蒸干，余物干燥得到精制的三七葉總皂苷產(chǎn)品。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的三七葉總皂苷離子交換樹脂法脫色精制工藝，其特征在于所述脫色原液為10%±0.2含量的粗三七葉總皂苷，是由IO份市售粗三七葉總皂苷，20份工業(yè)酒精和80份純水混和配成的三七葉總皂苷的稀醇-水溶液。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的三七葉總皂苷離子交換樹脂法脫色精制工藝，其特征在于所述脫色原液是從三七莖葉中用大孔吸附樹脂純化工藝獲得的飽和樹脂的洗脫濃縮液。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2、3所述的三七葉總皂苷離子交換樹脂法脫色精制工藝，其特征在于所述陰離子交換樹脂是含有強弱堿功能基的大孔型陰離子交換樹脂，其結(jié)構(gòu)式為5、根據(jù)權(quán)利要求l或4所述的三七葉總皂苷離子交換樹脂法脫色精制工藝，其特征在于所述上柱脫色是將脫色原液以lBV/h的流速正向流入通過D-72陽離子交換樹脂柱，從D-72陽離子交換樹脂柱流出的溶液直接流入含強弱堿基團的陰樹脂柱脫色，并中和流出的溶液的pH值，直至陰樹脂的流出液的色值超過原液色值的15%以上。6、根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的三七葉總皂苷離子交換樹脂法脫色精制工藝，其特征在于所述水淋洗樹脂柱是通純水正流進(jìn)入D-72陽離子交換樹脂柱并串聯(lián)進(jìn)入陰樹脂柱，將大孔樹脂表面吸附的三七葉皂苷淋洗下來；水淋洗液總量為3BV。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的三七葉總皂苷離子交換樹脂法脫色精制工藝，其特征在于所述水淋洗液的前2BV合并入脫色流出液進(jìn)濃縮裝置，后1BV留下批套用。8、根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的三七葉總皂苷離子交換樹脂法脫色精制工藝，其特征在于所述脫色后的余物千燥是真空干燥或噴霧千燥。全文摘要本發(fā)明涉及三七葉總皂苷離子交換樹脂法脫色精制工藝和樹脂再生方法。該脫色精制工藝為將三七葉總皂苷的稀醇-水溶液先陽離子交換樹脂柱、后陰離子交換樹脂柱上柱脫色，脫色柱操作完成后，水淋洗樹脂柱盡量降低三七葉總皂苷的損失，再將流出液和合并的水淋洗液減壓蒸干，余物干燥得到產(chǎn)品。而失效樹脂可再生獲得脫色能力。本發(fā)明的方法，使生產(chǎn)出的三七葉總皂苷產(chǎn)品純度提高到90％以上，外觀色澤改善，并可進(jìn)一步結(jié)晶純化得到更高純度的產(chǎn)品。本發(fā)明的離子交換樹脂脫色精制工藝在三七葉總皂苷脫色過程中未引入其他化學(xué)物質(zhì)，避免了產(chǎn)品在脫色過程中受到新的污染，脫色工藝簡便，成本低廉，脫色效果顯著，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單。文檔編號A61K125/00GK101229207SQ20081005221公開日2008年7月30日申請日期2008年1月30日優(yōu)先權(quán)日2008年1月30日發(fā)明者施榮富,曾小偉,范云鴿,閻虎生,陳麗娟申請人:南開大學(xué)