專利名稱：雙水相萃取薯蕷皂苷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種植物天然有效成分的提取方法，具體涉及一種超聲波/SDS協(xié)同輔助雙水相萃取薯蕷皂苷的方法。
背景技術(shù)：
盾葉薯菌(Dioscorea zingiberensis)又名黃姜,火頭根,其根莖中含多種薯菌阜苷、黃色素、單寧、 大量淀粉和纖維素。其中，薯蕷皂苷具有廣泛的藥理作用和重要的生物活性，如抗腫瘤、抗真菌、防治心血管疾病、降血糖、調(diào)節(jié)免疫等。在工業(yè)生產(chǎn)中，薯蕷皂苷則主要用于生產(chǎn)薯蕷皂苷元。薯蕷皂苷元，俗稱薯蕷皂素，化學(xué)名稱為異螺環(huán)-5-烯-3 3 -醇，屬于異螺留烯烷的衍生物，是合成避孕藥等眾多留體類激素藥物的重要基礎(chǔ)原料。利用盾葉薯蕷的根莖生產(chǎn)薯蕷皂苷元的方法有直接酸水解、預(yù)發(fā)酵-酸水解、酶解-酸水解、預(yù)分離纖維素-淀粉等方法。雖然通過自然發(fā)酵、淀粉分離、酶解等預(yù)處理方法能提高皂苷得率，但這些方法都存在著各自的不足，例如自然發(fā)酵的條件難以控制，易引入雜菌，給藥品安全帶來隱患；淀粉分離法需進(jìn)行一系列操作，導(dǎo)致皂苷損失較多；而外加酶制劑使生產(chǎn)成本提高，因而難以實(shí)際應(yīng)用。目前工業(yè)生產(chǎn)上主要采用直接酸水解法，但該方法存在酸用量大、污染嚴(yán)重、副產(chǎn)品淀粉和纖維素?zé)o法回收等缺點(diǎn)。近年來，人們?cè)噲D探索首先由盾葉薯蕷的根莖中分離出薯蕷皂苷，然后再通過酸水解生產(chǎn)薯蕷皂苷元的方法，這樣由于纖維素、淀粉不參與水解，可大大降低酸用量，減少對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)也為回收淀粉和纖維素等副產(chǎn)品提供了可能性，從而為薯蕷皂素的環(huán)保生產(chǎn)提供了新思路。薯蕷皂苷提取的傳統(tǒng)工藝一般是采用冷浸提或連續(xù)加熱回流的方法，這些方法不僅提取時(shí)間長，而且還存在提取不完全，皂苷損失較大，產(chǎn)品得率較低等缺點(diǎn)。雙水相萃取是近年新興的一種高效分離技術(shù)。傳統(tǒng)的聚合物-鹽雙水相體系由于存在提取液粘度較大，聚合物不易回收，生產(chǎn)成本高，后續(xù)處理麻煩等缺點(diǎn)，因此難以在實(shí)際的工業(yè)化生產(chǎn)中推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，提供一種操作步驟簡單、時(shí)間短、回收率高、有機(jī)溶劑消耗少，環(huán)境污染小、生產(chǎn)成本低且易于工業(yè)放大的薯蕷皂素制備新方法。本發(fā)明采用乙醇/硫酸銨雙水相體系，結(jié)合超聲波、SDS等輔助手段首先從薯蕷根莖中萃取出總皂苷，再用少量酸進(jìn)行水解，然后采用乙醇沉淀法提取薯蕷皂素。本發(fā)明是一種超聲波/表面活性劑輔助雙水相萃取的新技術(shù)，該技術(shù)將有效成分富集于醇相，并使雜蛋白和多糖等雜質(zhì)以沉淀的形式除去。其技術(shù)方案為一種雙水相萃取薯蕷皂苷的方法，包括以下步驟I)按照硫酸銨濃度為15% 20% (w/w)，乙醇濃度為29% 33% (w/v)，SDS濃度為0. 001 0. 007mg/mL,建立雙水相體系；
2)將薯蕷粉按料液比為0. 05 0. lg/mL加入步驟I)的雙水相體系中；3)在超聲功率為200 300W，超聲頻率為20 80HZ，溫度為25 40°C的條件下，萃取30 70min ；4)靜置分層，取上層醇相，減壓蒸餾回收乙醇，得到薯蕷皂苷粗品。步驟I)中所述硫酸銨濃度為18% (w/w)，乙醇濃度為30% (w/v)，SDS濃度為0.0045mg/mL。步驟2)所述的將薯蕷粉按料液比為0. 058g/mL。步驟3)所述的超聲功率為250W，超聲頻率為75HZ，萃取溫度為37°C，時(shí)間為60mino 進(jìn)一步，對(duì)步驟4)中所述薯蕷皂苷粗品繼續(xù)進(jìn)行以下處理5)按料液比為0. I 0. 3g/mL溶解在lmol/L的硫酸溶液內(nèi)，沸水浴回流3 4h，過濾，用I %碳酸氫鈉洗滌濾渣，再用蒸餾水洗至中性，然后于60 80°C下干燥，得薯蕷皂素粗品；6)將步驟5)皂素粗品溶解于65 75°C的無水乙醇中，料液比為0. 02 0. 08g/mL，加入活性碳粉除去色素，過濾除去活性炭；7)減壓蒸餾回收乙醇，然后冷卻析出薯蕷皂素，過濾收獲皂素沉淀，并于50 90 V下?lián)]干乙醇，得精品皂素。步驟5)中所述料液比為0. 2g/mL，裂解3h，于80°C下干燥。步驟6)中所得的皂素粗品溶解于70°C的無水乙醇中，料液比為0. 05g/mL。步驟7)中60°C下?lián)]干乙醇。本發(fā)明的有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)I.本發(fā)明所述方法采用加入少量表面活性劑和超聲波協(xié)同輔助乙醇/硫酸銨雙水相體系進(jìn)行萃取，與傳統(tǒng)的直接酸水解方法相比，提取時(shí)間大大縮短，溶劑和硫酸銨可回收重復(fù)利用，酸用量大大減少，實(shí)現(xiàn)了綠色環(huán)保生產(chǎn)；2.本發(fā)明與傳統(tǒng)的聚合物-鹽雙水相體系相比，克服了后者聚合物粘度較大，不易回收生產(chǎn)成本高，后續(xù)處理麻煩等缺點(diǎn)；3.本發(fā)明與單純的乙醇/硫酸銨雙水相體系相比，減少了有機(jī)溶劑的使用，且高效、節(jié)能、污染少，生產(chǎn)成本低；4.本發(fā)明與CO2超臨界萃取體系比較，投入少，易于推廣，而且產(chǎn)品中的雜質(zhì)含量低。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。實(shí)施例I將薯蕷樣品洗凈，去除霉?fàn)€、腐壞部分，切成片，置于60°C烘箱中烘干至恒重。將烘干的樣品用粉碎機(jī)粉碎至200目，備用。按照硫酸銨濃度為17% (w/w)，乙醇濃度為31 % (w/v)，SDS濃度為0. 005mg/mL,建立雙水相體系；將20g薯蕷粉末按料液比0. 08g/mL加入雙水相體系中，在超聲功率為250W，超聲頻率為75HZ，溫度為37°C的條件下，萃取60min。靜置分層，取上層醇相，加熱回收乙醇，得到薯蕷皂苷粗品。實(shí)施例2將薯蕷樣品洗凈，去除霉?fàn)€、腐壞部分，切成片，置于60°C烘箱中烘干至恒重。將烘干的樣品用粉碎機(jī)粉碎至200目，備用。按照硫酸銨濃度為15% (w/w)，乙醇濃度為29% (w/v)，SDS濃度為O. 001mg/mL,建立雙水相體系；將20g薯蕷粉末按料液比O. 05g/mL加入雙水相體系中，在超聲功率為200W，超聲、頻率為30HZ，溫度為25°C的條件下，萃取30min。靜置分層，取上層醇相，加熱回收乙醇，得到薯蕷皂苷粗品。實(shí)施例3將薯蕷樣品洗凈，去除霉?fàn)€、腐壞部分，切成片，置于60°C烘箱中烘干至恒重。將烘干的樣品用粉碎機(jī)粉碎至200目，備用。按照硫酸銨濃度為20% (w/w)，乙醇濃度為33% (w/v)，SDS濃度為O. 007mg/mL,建立雙水相體系；將20g薯蕷粉末按料液比O. lg/mL加入雙水相體系中，在超聲功率為300W，超聲頻率為80HZ，溫度為40°C的條件下，萃取70min。靜置分層，取上層醇相，加熱回收乙醇，得到薯蕷皂苷粗品。實(shí)施例4將盾葉薯蕷根莖洗凈，去除霉?fàn)€、腐壞部分，用粉碎機(jī)機(jī)打成漿，備用。將盾葉薯蕷根莖漿液，硫酸銨，95 %乙醇，SDS和水混合攪拌，使硫酸銨濃度為17% (w/w)，乙醇濃度為30% (w/v)，SDS濃度為O. 007mg/mL,薯蕷干物質(zhì)比例為O. 08g/mL加入雙水相體系中，在超聲功率為300W，超聲頻率為80HZ，溫度為40°C的條件下，萃取70mino靜置分層，取上層醇相，加熱回收乙醇，得到薯蕷皂苷粗品。實(shí)施例5由實(shí)施例1、2、3、4所得薯蕷皂苷按照以下步驟制備薯蕷皂苷元將皂苷粗品按料液比為O. 2g/mL溶解在lmol/L的硫酸溶液內(nèi)，沸水浴回流加熱，裂解3h，過濾，用I %碳酸氫鈉洗滌濾渣，再用蒸餾水洗至中性，然后于80°C下干燥，得薯蕷阜素粗品。將皂素粗品溶解于75°C的無水乙醇中，料液比為O. 05g/mL，加入活性碳粉除去色素，過濾除去活性炭。減壓蒸餾回收乙醇，然后冷卻析出薯蕷皂素，過濾收獲皂素沉淀，并于60°C下?lián)]干乙醇，得精品阜素。利用實(shí)施例的方法制備的總皂苷生產(chǎn)皂素，每20克薯蕷干粉可得到550mg以上皂素，純度達(dá)到90%以上。萃取三次后可得到650mg以上皂素，單次萃取的皂素回收率超過75%。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種雙水相萃取薯蕷皂苷的方法，其特征在于，包括以下步驟 1)按照硫酸銨濃度為15% 20%(w/w)，乙醇濃度為29% 33% (w/v)，SDS濃度為.0.001 O. 007mg/mL,建立雙水相體系； 2)將薯蕷粉按料液比為O.05 O. lg/mL加入步驟I)的雙水相體系中； 3)在超聲功率為200 300W，超聲頻率為20 80HZ，溫度為25 40°C的條件下，萃取 30 70min ； 4)靜置分層，取上層醇相，加熱回收乙醇，得到薯蕷皂苷粗品。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙水相萃取薯蕷皂苷的方法，其特征在于，步驟I)中所述硫酸銨濃度為18% (w/w)，乙醇濃度為33% (w/v)，SDS濃度為O. 0045mg/mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙水相萃取薯蕷皂苷的方法，其特征在于，步驟2)所述的將薯蕷粉按料液比為O. 058g/mL。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙水相萃取薯蕷皂苷的方法，其特征在于，步驟3)中所述的在超聲功率為250W，超聲頻率為75HZ，溫度為37°C的條件下，萃取60min。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙水相萃取薯蕷皂苷的方法，其特征在于，對(duì)步驟4)中所述薯蕷皂苷粗品繼續(xù)進(jìn)行以下處理 5)按料液比為O.I O. 3g/mL溶解在lmol/L的硫酸溶液內(nèi)，沸水浴回流加熱，裂解3 4h，過濾，用1%碳酸氫鈉洗滌濾渣，再用蒸餾水洗至中性，然后于60 100°C下干燥，得薯葡阜素粗品； 6)將步驟5)皂素粗品溶解于65 75°C的無水乙醇中，料液比為O.02 O. 08g/mL，力口入活性碳粉除去色素，過濾除去活性炭； 7)減壓蒸餾回收乙醇，然后冷卻析出薯蕷皂素，過濾收獲皂素沉淀，并于50 90°C下?lián)]干乙醇，得精品皂素。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙水相萃取薯蕷皂苷的方法，其特征在于，步驟5)中所述料液比為O. 2g/mL，裂解3h，于80°C下干燥。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙水相萃取薯蕷皂苷的方法，其特征在于，步驟6)中所得的皂素粗品溶解于70°C的無水乙醇中，料液比為O. 05g/mL。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙水相萃取薯蕷皂苷的方法，其特征在于，步驟7)中60°C下?lián)]干乙醇。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙水相萃取薯蕷皂苷的方法。本方法以乙醇/硫酸銨雙水相體系作為提取劑，采用超聲波/SDS協(xié)同輔助雙水相體系萃取薯蕷皂苷，然后通過酸水解生產(chǎn)薯蕷皂苷元。采用本方法，每克薯蕷干粉可得到27.5mg以上薯蕷皂苷元，純度達(dá)到85％以上，單次萃取回收率超過60％。本方法與傳統(tǒng)的酸水解方法比較，具有提取快速，酸用量少，污染小等優(yōu)點(diǎn)；與一般的鹽/聚合物雙水相比較具有成本低、操作容易、上下相溶劑易回收等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)A61P9/00GK102631521SQ201210129469
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者張倩, 王建剛, 秦寶福, 趙倩 申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué)