本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種由紫花苜蓿制備紫花苜蓿總黃酮提取物的方法。
背景技術(shù):
紫花苜蓿,又名紫苜蓿、苜蓿、南苜蓿、金花菜、光風(fēng)草、草頭等,為豆科(Leguminosae)蝶形花亞科(Papilionatae Taub)車軸草族(Trib.trifolieae Bronn)苜蓿屬(Medicaga L)的多年生草本植物,該屬約有70余種,分布于地中海區(qū)域、西南亞、中亞和非洲。紫花苜蓿在我國分布非常廣泛,產(chǎn)量高,適應(yīng)性強、營養(yǎng)極為豐富,主要在畜牧業(yè)作為飼料應(yīng)用,享有“牧草之王”的美譽,其作為良好的天然植物資源備受重視。民間作為傳統(tǒng)的草藥用于治療細(xì)菌性痢疾、肺熱咳嗽、黃疸、膀胱結(jié)石等癥,其中黃酮類化合物是主要功效成分類群。
黃酮類化合物((Flavonoids))是一類植物次級代謝產(chǎn)物,廣泛分布植物中。黃酮被證實具有許多生理活性如抗氧化性,抗癌活性,肝保護作用,雌激素作用等。紫花苜蓿屬植物的黃酮類化合物成分主要有以下幾種:黃酮及其苷類、黃酮醇及其苷類、異黃酮類、異黃烷、查耳酮、二氫黃酮和二氫異黃酮等。其糖基部分大多為葡萄糖或葡萄糖醛酸,也有半乳糖和鼠李糖的報道,還有的阿魏?;蚩Х弱;?。苜蓿黃酮是苜蓿植物提取物的主要成分之一,其生物功效是多方面的,能有效去除人體自由基,具有輕度雌激素樣的作用,在一定范圍內(nèi)增加機體的繁殖力和免疫力,同時苜蓿黃酮可以作為功能性食品的添加劑,動物飼料的添加劑,因此,苜蓿黃酮提取物在食品添加劑、天然藥物、功能性食品等領(lǐng)域前景廣闊。
現(xiàn)有提取紫花苜??傸S酮的報道尚不多見,主要側(cè)重于紫花苜蓿黃酮的含量測定。如徐文燕發(fā)表的“紫花苜蓿不同品種和不同季節(jié)黃酮量的比較研究”,該文獻(xiàn)采用苜蓿素為對照品,對不同品種的紫花苜蓿在不同采收期的黃酮量進行測定比較。文獻(xiàn)“苜蓿黃酮的分離及其生物轉(zhuǎn)化研究進展”中提及了苜蓿黃酮的分離純化方法有樹脂吸附法、溶劑萃取法及逆流色譜等手段,但未對其進行進一步具體敘述。
專利CN201110117883.0公開了一種紫花苜??傸S酮的制備方法,該工藝步驟包括:將紫花苜蓿藥材粉碎,采用乙醇液回流提取1~3次,合并提取液經(jīng)超濾膜濾過,收集濾過液,調(diào)堿后再經(jīng)納濾膜濃縮,濃縮液調(diào)酸沉淀,濾出沉淀,用熱水分散,放冷后用石油醚萃取1~3次,除去脂溶性雜質(zhì),萃余液蒸干,再采用乙醇回流溶解結(jié)晶,干燥即得紫花苜蓿總黃酮。但是該方法需要使用超濾膜進行過濾和濃縮,工藝復(fù)雜,生產(chǎn)成本較高,并且根據(jù)文獻(xiàn)所述的方法制得的黃酮提取物純度低,與文獻(xiàn)聲稱的結(jié)果不符。
專利CN201110135630.6涉及一種從紫花苜蓿中同時提取總皂苷和總黃酮的方法,該方法包括以下步驟:(1)將紫花苜蓿切段,加入碳酸鈉,再加入水,在80~100℃溫度下提取數(shù)次,合并濾液;(2)將濾液減壓濃縮后,加鹽酸調(diào)節(jié)pH值至4~6,得到酸性溶液;(3)將酸性溶液放入液液連續(xù)萃取塔內(nèi),并加入正丁醇進行萃取,得到萃取液;(4)萃取液減壓濃縮成稠膏,該稠膏經(jīng)真空減壓干燥后粉碎,過篩,即得紫花苜蓿提取物。然而該方法所用有機溶劑較多,容易對環(huán)境造成污染,并且有機溶劑容易殘留在產(chǎn)物中,不利用進一步的應(yīng)用。進一步地,該方法所得到的黃酮提取物純度低。
據(jù)研究,適時收獲的苜蓿莖葉干物質(zhì)中,黃酮含量約為0.53%,而沿用傳統(tǒng)的工藝提取苜蓿黃酮時,得率少,純化困難,研究報道所得紫花苜蓿提取物中黃酮含量僅為13.69%,限制了苜蓿黃酮在生產(chǎn)中的應(yīng)用和其功能的進一步研究。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明的目的是提供一種由紫花苜蓿制備紫花苜??傸S酮提取物的方法。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn),采用醇提水沉方法,可以實現(xiàn)對紫花苜蓿中總黃酮最大程度的提取,然后通過大孔樹脂可以實現(xiàn)對黃酮類化合物的選擇性分離,并經(jīng)過濃縮、干燥處理,得到總黃酮含量大于18%的紫花苜??傸S酮提取物。本發(fā)明提供的方法工藝簡潔,操作簡單,不需要使用太多的有機試劑,適合工業(yè)化應(yīng)用。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
本發(fā)明提供一種由紫花苜蓿制備紫花苜??傸S酮提取物的方法,所述方法包括以下步驟:
1)材料處理:取紫花苜蓿地上部分,去雜,烘干,粉碎,過篩,得到紫花苜蓿粉;
2)初提:將步驟1)得到的紫花苜蓿粉使用乙醇溶液熱回流,收集提取液,減壓蒸餾以回收乙醇,得到浸膏;
3)浸膏處理:將步驟2)得到的浸膏用蒸餾水進行復(fù)溶水沉,離心后取上清液,在室溫下,使用石油醚對上清液進行萃取,除去石油醚層,收集水層;
4)純化:調(diào)節(jié)步驟3)得到的水層中總黃酮的濃度和pH值,然后過大孔樹脂柱,所述大孔樹脂柱先用蒸餾水沖洗至無色,然后用體積比為50-60%的乙醇溶液洗脫,收集洗脫液,減壓蒸餾以回收乙醇,得到浸膏,將浸膏干燥,得到紫花苜??傸S酮提取物。
優(yōu)選地,在所述步驟1)中:所述烘干在35℃-65℃下進行,優(yōu)選地,所述烘干在65℃下進行;優(yōu)選地,所述烘干進行12-48小時,更優(yōu)選地進行24小時;優(yōu)選地,烘干后所述紫花苜蓿中含有的水分小于6wt%;優(yōu)選地,所述篩為40目篩,更優(yōu)選地,所述40目篩的篩孔尺寸為425μm。
優(yōu)選地,所述步驟2)是通過包括下述步驟的方法進行的:
將步驟1)得到的紫花苜蓿粉使用乙醇溶液熱回流提取2-4次,得到提取液,將所述提取液合并,減壓蒸餾以回收乙醇至無醇味,得到比重為1.1~1.3的浸膏。
優(yōu)選地,在所述步驟2)中,所述乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)為50%-70%;優(yōu)選地,所述紫花苜蓿粉和所述乙醇溶液的料液比為1:6-10(g:mL),更優(yōu)選地為1:7-8(g:mL);優(yōu)選地,所述步驟2)在60℃-80℃的溫度下提取3次,每次提取3-5小時;優(yōu)選地,所述減壓蒸餾在65℃和-0.1MPa的條件下進行。
優(yōu)選地,所述步驟3)是通過包括下述步驟的方法進行的:
在4℃下,將步驟2)得到的浸膏加入蒸餾水混合均勻,靜置10-24小時后,離心取上清液,棄沉淀;將得到的上清液濃縮至比重為1.1~1.3,然后在室溫下,按照體積比1:1-3加入石油醚萃取1-3次,收集水層。
優(yōu)選地,在所述步驟3)中,所述浸膏與蒸餾水的體積比為1:3-10,更優(yōu)選地為1:5;優(yōu)選地,所述靜置時間為12小時;優(yōu)選地,所述離心條件為在3000r/min下進行10分鐘;優(yōu)選地,在使用石油醚萃取后,收集石油醚層并回收石油醚;更優(yōu)選地,所述回收在45℃,-0.1MPa的條件下進行;優(yōu)選地,用于萃取的石油醚的溫度為30~60℃。
優(yōu)選地,所述步驟4)是通過包括下述步驟的方法進行的:
將得到的水層用3-6倍體積的蒸餾水稀釋,調(diào)節(jié)pH值為4,然后過大孔樹脂,上樣速度為2BV/h,先用2-6BV的蒸餾水沖洗至無色,然后用2-6BV的50-60%乙醇溶液洗脫,收集洗脫液,減壓蒸餾以回收乙醇,得浸膏;
將得到的浸膏減壓干燥、噴霧干燥或冷凍干燥,得到紫花苜??傸S酮提取物。
優(yōu)選地,在所述步驟4)中,所述樹脂為苯乙烯型大孔樹脂,優(yōu)選為D101、DM-130、AB-8或HPD100;優(yōu)選地,所述水洗或醇洗的速度為2BV/h;優(yōu)選地,所述減壓蒸餾在65℃和-0.1MPa的條件下進行。優(yōu)選地,所述浸膏比重為1.1~1.3。
本發(fā)明方法采用醇提水沉的方法,盡可能將苜蓿中黃酮類物質(zhì)提取出來,實現(xiàn)了對紫花苜蓿中總黃酮最大程度的提取,從而提高了粗提物中黃酮的得率,然后通過適合分離黃酮類化合物的大孔樹脂將黃酮類物質(zhì)從提取液中分離出來,并經(jīng)過濃縮、干燥處理,得到總黃酮含量大于18%的紫花苜??傸S酮提取物。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明主要具有以下優(yōu)勢:
首先,本發(fā)明的制備方法主要采用水和乙醇提取,制備方法操作簡單,產(chǎn)品含量較高,易于產(chǎn)業(yè)化,可以大大改善了紫花苜??傸S酮的提取現(xiàn)狀;
其次,本發(fā)明的提取物的收率達(dá)到3%以上,提取物中總黃酮的含量為18%以上,極大地提高了對紫花苜蓿的利用率;
再次,實驗證明用本發(fā)明方法制備的總黃酮純度高,成本低廉,應(yīng)用前景良好。
具體實施方式
下面結(jié)合具體的實施例,并參照數(shù)據(jù)進一步詳細(xì)描述本發(fā)明。應(yīng)理解,這些實施例只是為了舉例說明本發(fā)明,而非以任何方式限制本發(fā)明的范圍。
在以下的實施例中,未詳細(xì)描述的各種過程和方法是本領(lǐng)域中公知的常規(guī)方法。所用試劑的來源、商品名以及有必要列出其組成成分者,均已標(biāo)明,其后所用相同試劑如無特殊說明,均以首次標(biāo)明的內(nèi)容相同。
紫花苜蓿原料購自內(nèi)蒙古土默特左旗大青山養(yǎng)殖專業(yè)合作社;
大孔樹脂:AB-8購自天津市南開大學(xué)化工廠;
D101購自天津市南開大學(xué)化工廠;
HPD100購自天津市南開大學(xué)化工廠。
實施例1紫花苜蓿總黃酮的制備
1.將紫花苜蓿去除薄膜、柴棒等雜質(zhì),然后在65℃下烘干24小時至水分小于6%,粉碎過40目篩,得到紫花苜蓿粉。
2.稱取上述得到的紫花苜蓿粉100g,使用體積分?jǐn)?shù)為70%的乙醇溶液回流法,分別按照料液比1:8,1:8,1:7(g:mL)在80℃下提取3次,每次提取4小時,合并提取液,在65℃和-0.1MPa的條件下減壓蒸餾以回收乙醇,得到比重1.1~1.3的浸膏。
3.在步驟2中得到的浸膏中加入5倍體積的蒸餾水,混合均勻,在4℃下靜置12h,3000r/min離心10min,得上清液,棄沉淀,將上清液濃縮比重為1.1~1.3,冷卻至室溫,按照體積比1:2加入30~60℃的石油醚萃取2次。收集石油醚層,在45℃和-0.1MPa的條件下回收石油醚;收集水層。
4.將步驟3得到的水層稀釋4倍,調(diào)節(jié)pH值為4。以2BV/h速度加入裝有AB-8大孔樹脂的柱子中進行吸附。先后用4BV蒸餾水以2BV/h的流速沖洗,至洗脫液不渾濁,再用4BV的50%乙醇溶液進行洗脫,收集洗脫液,在65℃和-0.1MPa的條件下回收乙醇,得比重1.1~1.3的浸膏,將浸膏冷凍干燥,得到總黃酮純度為25.28%的紫花苜??傸S酮提取物干粉3.48g,得率為3.48%。
實施例2紫花苜蓿總黃酮的制備
1.使用如實施例1的紫花苜蓿粉。
2.稱取紫花苜蓿粉100g,使用50%的乙醇回流法,分別按照料液比1:6,1:8(g:mL)在60℃下提取2次,每次提取5h,合并提取液,在65℃,-0.1MPa的條件下減壓蒸餾以回收乙醇,得到比重1.1~1.3的浸膏。
3.在步驟2中得到的浸膏中加入3倍體積的蒸餾水,混合均勻,在4℃下靜置24h,3000r/min離心10min,得上清液,棄沉淀,將上清液濃縮比重為1.1~1.3,冷卻至室溫,按照體積比1:3加入30~60℃石油醚萃取3次。收集石油醚層,在45℃和-0.1MPa的條件下回收石油醚;收集水層。
4.將步驟3得到的水層稀釋5倍,調(diào)節(jié)pH值為4。以2BV/h速度加入裝有D101大孔樹脂的柱子中進行吸附。先后用2BV蒸餾水以2BV/h的流速沖洗,至洗脫液不渾濁,再用3BV的55%乙醇溶液進行洗脫,收集洗脫液,在65℃和-0.1MPa的條件下回收乙醇,得比重1.1~1.3的浸膏,將浸膏冷凍干燥,得到總黃酮純度為23.4%的紫花苜??傸S酮總提取物干粉3.14g,得率為3.14%。
實施例3紫花苜??傸S酮的制備
1.使用如實施例1的紫花苜蓿粉。
2.稱取紫花苜蓿粉100g,使用50%乙醇回流法,分別按照料液比1:8,1:7,1:8,1:8(g:mL)在80℃下提取4次,每次提取3h,合并提取液,在65℃和-0.1MPa的條件下回收乙醇,得比重1.1~1.3的浸膏。
3.在步驟2中得到的浸膏中加入3倍體積的蒸餾水,混合均勻,在4℃下靜置24h,3000r/min離心10min,得上清液,棄沉淀,將上清液濃縮比重為1.1~1.3,冷卻至室溫,按照體積比1:3加入30~60℃石油醚萃取3次。收集石油醚層,在45℃和-0.1MPa的條件下回收石油醚;收集水層。
4.將步驟3得到的水層稀釋6倍,調(diào)節(jié)pH值為4。以2BV/h速度加入裝有HPD100大孔樹脂的柱子中進行吸附。先后用2BV蒸餾水以2BV/h的流速沖洗,至洗脫液不渾濁,再用5BV的60%乙醇溶液進行洗脫,收集洗脫液,在65℃和-0.1MPa的條件下回收乙醇,得比重1.1~1.3的浸膏,將浸膏冷凍干燥,得到總黃酮純度為18.6%苜??傸S酮提取物干粉3.28g,得率為3.28%。
對比例1:本發(fā)明的方法和現(xiàn)有技術(shù)方法的比較
分別采用CN201110117883.0、CN201210223127.0的方法以及本申請的方法的實施例1的方法提取總黃酮,并測定提取物的得率以及提取物中總黃酮的含量,測定結(jié)果如下表1。
所采用的方法如CN201110117883.0實施例1所示:
1.使用如實施例1的紫花苜蓿粉。
2.稱取上述得到的苜蓿草粉660g,采用60%乙醇液回流提取,分別按照料液比1:10,1:8,1:8提取3次,每次0.5h,合并提取液。
3.將提取液在4000r/min離心20min,棄沉淀,得上清液并過濾。
4.將濾過液加入氧化鋁陶瓷膜中超濾,截留量為20nm,進膜壓力為0.34MPa,出膜壓力為0.3MPa,收集超濾液加5%氫氧化鈉調(diào)至pH值為9。
5.將超濾液再加入分子截留量250的PVDF復(fù)合納濾膜中濃縮,進膜壓力為2500Kpa,出膜壓力為1500KPa,收集濃縮液加3%鹽酸調(diào)酸至pH值為4,沉淀。
6.濾出沉淀,用熱水溶解,放冷后用等量石油醚萃取3次,除去脂溶性雜質(zhì),萃余液蒸干,再采用乙醇回流溶解結(jié)晶2次,干燥即得紫花苜蓿總黃酮5.224g,得率為0.79%,其中總黃酮純度為4.97%。
需要說明的是,步驟4與CN201110117883.0實施例1中的條件略有不同,是由于所選用的超濾裝置不同所致,步驟5與CN201110117883.0實施例1中的條件略有不同,是由于所選用的復(fù)合納濾膜參數(shù)不同所致,對實際結(jié)果并無顯著影響。
所采用的方法如CN201210223127.0實施例1所示:
1.將苜蓿草去除雜質(zhì)(薄膜、柴棒等),然后在65℃下烘干24小時,粉碎過40目篩(0.425mm)得到苜蓿草粉。
2.稱取上述得到的苜蓿草粉100g,按照固液比1:25的比例加入去離子水,水溶液加熱至90-100℃,然后冷卻至30-50℃以下,用4%NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8.65,沸水浴煮40min,并不斷攪拌,然后過濾;將濾渣按照1:10加沸騰的去離子水,然后攪拌、過濾,到得濾液。
3.將所述濾液加鹽酸調(diào)節(jié)pH至2.22,靜置至上清液完全澄清,棄上清,過濾沉淀物,用去離子水將沉淀物沖洗至無色,得到酸沉淀物。
4.將沉淀物用60%乙醇溶解;過濾,收集濾液,減壓濃縮為稠膏1.080g。
5.將大孔樹脂用90%乙醇浸泡48h,用去離子水沖洗至無醇味,用4%鹽酸溶液
浸泡4h,用去離子水沖洗至中性,用4%NaOH浸泡4h,用去離子水沖洗至中性,在4℃的條件下保存密封備用。
6.將制備的稠膏按照4g/150mL的比例溶于60%乙醇,然后按照3:1比例加入去離子水,將pH調(diào)至5.35,按照lg/10mL的比例加入上樣液,吸附所用的大孔樹脂為:海D101。靜態(tài)吸附12h,每隔2h輕微搖動一次,使大孔樹脂充分吸附。
7.將吸附后的大孔樹脂用去離子水沖洗至無色,然后用60%乙醇將大孔樹脂進行沖洗,至沖洗液為無色,最后按照lg/10mL的比例加入90%乙醇溶液,密封,25-35℃于搖床中50轉(zhuǎn)/min,12h,將解吸液濃縮干燥,得到棕黃色苜蓿總黃酮提取物75mg,得率為0.075%,其中總黃酮純度為4.31%。
表1
從實驗結(jié)果中可以看出,采用本發(fā)明的方法提取總黃酮,提取物得率高,提取物中總黃酮純度高,從這一點來看本申請樣品質(zhì)量(即樣品有效成分含量)與對比專利相比具有顯著的優(yōu)勢。