一種從姜黃中提取姜黃素的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于中藥領(lǐng)域，涉及一種中藥有效成分的提取方法，具體涉及一種從姜黃中提取姜黃素的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]姜黃為姜科植物姜黃(CurcumalongaL.)的干燥根莖，具有行氣止痛、通經(jīng)破血、祛風(fēng)療痹等功效。近年國內(nèi)外藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)姜黃屬植物具有預(yù)防和治療癌癥及腦神經(jīng)保護等多種作用，因而備受關(guān)注[1]。
[0003]姜黃色素通常稱為姜黃素，主要來源于姜科姜黃屬植物姜黃的根莖[2]。大量研究證明，姜黃素具有抗氧化、抗炎、抗癌、清除自由基、抗微生物以及保護心腦血管系統(tǒng)、調(diào)節(jié)消化系統(tǒng)功能等多方面藥理作用[3]。姜黃還可作為調(diào)味品、天然色素、天然染料，由于安全無毒，無副作用，因而WHO與FDA批準(zhǔn)姜黃素為天然食品添加劑。
[0004]由于姜黃色素主要來源于中藥姜黃，其本身就是姜黃的有效藥理成份之一，所以姜黃色素產(chǎn)品用作食品添加劑時，除了顯色作用外，還有一定的營養(yǎng)和藥理功能。據(jù)報道，姜黃色素產(chǎn)品中含有人體需要的18種氨基酸及多種微量元素成份，具有降壓，利膽，行氣解郁，涼血破瘀之功[4]，是天然色素中極具開發(fā)前景的黃色素之一。因而，從中草藥中提取和分離姜黃素已受到許多機構(gòu)的垂青。
[0005]姜黃素的提取方法眾多，但歸納起來主要有:秦?zé)樀仍诶脗鹘y(tǒng)方法提取的同時，使用了超聲波技術(shù)，加快了浸取率，即由傳統(tǒng)熱浸取的0.727%提高到1.011%』raga[5]等人的二氧化碳超臨界流體萃取，收率最大可達2.7%。董海麗[6]等應(yīng)用纖維素酶、果膠酶組成的復(fù)合酶對姜黃細胞壁及細胞間質(zhì)中的纖維素、半纖維素等物質(zhì)進行降解，以增大細胞內(nèi)有效成分向提取介質(zhì)擴散的傳質(zhì)面積并減小傳質(zhì)阻力，從而提高姜黃素的提取率，唐課文等的沉淀法提取[2]，戴漢松m等人用70%的乙醇進行粗提，再用正丙醇兩次重結(jié)晶，可得95%以上的姜黃素。高蘇亞[8]采用乙醇加熱回流和超聲兩種方法提取與分離姜黃素，采用氯仿:乙酸乙酯:甲醇=38:1:1和75:1:1作為梯度洗脫劑的硅膠柱層析分離姜黃提取液，采用薄層法監(jiān)測分離。結(jié)果表明，乙醇加熱回流提取法較佳，提取條件為濃度65%乙醇，提取2次，固液比為1:1O，提取時間2h，此工藝簡單可行。
[0006]姜黃中的姜黃色素(curcumins)主要包括姜黃素(curcumin)、去甲氧基姜黃素(demethoxy curcumin)和雙去甲氧基姜黃素(bisdemethoxy curcumin)，以姜黃素為主，是中藥姜黃的主要活性成分，有抗炎、抗氧化、清除自由基、降血脂、抗誘變和抗癌等作用[9]。
[0007]這三種成分結(jié)構(gòu)上類似，因此在多方面具有相似的的藥理作用，包括抗氧化抗癌等。但其結(jié)構(gòu)上的微小差別導(dǎo)致其藥理活性具有一定差異，其中，姜黃素被美國癌癥研究所(NCI)認為是21世紀(jì)可能成為抗癌藥物的有效先導(dǎo)化物之一[1()]，姜黃素還被廣泛進行結(jié)構(gòu)修飾用于抑菌[11]等活性研究。在抑制癌細胞增生方面，去甲基姜黃素最佳;在防止細胞脂類過氧化物的形成方面，則是雙去甲基姜黃素最佳。因此，將姜黃素類成分進一步分離提純，使其各自充分發(fā)揮功效，具有十分重要的意義[12]。
[0008]目前，姜黃色素的提取方法有堿水提取法、酶法提取法等。堿水提取雖然成本低，而且能得到純度較高且能夠干燥的色素產(chǎn)品，但由于操作過程復(fù)雜，反應(yīng)條件劇烈，容易造成色素的破壞;酶法專業(yè)要求較高，不宜用于大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用[13]。
[0009]姜黃色素的分離純化主要是以柱色譜[14]和薄層色譜分離為主。薄層色譜分離效果好，但僅適用于少量樣品；柱色譜分離量大，但由于姜黃素在洗脫劑中溶解度小，往往會耗費大量溶劑，造成浪費。李小鵬等[15]研究了C18和C30柱在不同流動相體系中對3種姜黃素的分離效果。結(jié)果表明，使用簡單的流動相體系時，3種姜黃素在C18柱上不能很好的分離，但在C30柱上可實現(xiàn)基線分離。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的目的在于提供一種從姜黃中提取姜黃素的方法，該方法根據(jù)姜黃色素中姜黃素、去甲氧基姜黃素和雙去甲氧基姜黃素三種成分極性的不同，在不同極性的溶劑中結(jié)晶行為也不同，采用溶劑萃取，結(jié)晶，重結(jié)晶分離純化獲得高純度姜黃素。
[0011]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種從姜黃中提取姜黃素的方法，包括如下步驟:
[0012]I)提取:準(zhǔn)確稱取一定量的姜黃粉末，按料液質(zhì)量體積比1:8?10加入70?85 %丙酮，超聲提取3次，減壓回收丙酮，得到棕褐色油狀浸膏，為姜黃素粗提物；
[0013]2)精制:通過用液-液萃取法，在姜黃素粗提物中加入萃取劑，萃取以除去水溶性及脂溶性化合物，冷凍干燥獲得精制姜黃素粉末；
[0014]3)結(jié)晶:使用乙醇-水法對精制姜黃素粉末進行結(jié)晶，獲得橙黃色針狀結(jié)晶，將該橙黃色針狀結(jié)晶冷凍干燥得到姜黃素一次結(jié)晶物；
[0015]4)重結(jié)晶:使用乙醇-水法對姜黃素一次結(jié)晶物進行重結(jié)晶，獲得橙紅色針狀結(jié)晶，將該橙紅色針狀結(jié)晶冷凍干燥得到純化姜黃素。
[0016]優(yōu)選地，步驟I)中所述超聲提取的條件為:超聲頻率40KHz，15min/次，每次間隔20mino
[0017]優(yōu)選地，步驟2)中所述液-液萃取法為:在姜黃素粗提物中先加入I號萃取劑，混勻，靜置分層，取下層溶液，丟棄上層溶液，反復(fù)萃取三次，去除其中的脂溶性雜質(zhì)；其中姜黃素粗提物和I號萃取劑的質(zhì)量體積比為1:20?100，I號萃取劑按體積比組成為:石油醚:丙酮:水=1?3:1?3:1;然后在姜黃素粗提物中加入2號萃取劑，混勻，靜置分層，取上層溶液，丟棄下層溶液，萃取三次，去除其中的水溶性雜質(zhì)；其中，姜黃素粗提物和2號萃取劑的質(zhì)量體積比為1:20?100，2號萃取劑的組成為乙酸乙酯和水按0.5?2:1體積比混合而成。
[0018]優(yōu)選地，步驟3)所述使用乙醇-水法對精制姜黃素粉末進行結(jié)晶的步驟為:按料液質(zhì)量體積比1: 50?80在精制姜黃素粉末中加入乙醇，混勻后，充分?jǐn)嚢瑁?0°C水浴加熱，加熱過程須不時攪拌，使姜黃素粉末充分溶解，得深紅色澄清透明溶液;然后向所得溶液中緩慢加入5?20 %乙醇體積的70 °C熱蒸餾水，至出現(xiàn)渾濁;再向溶液中加入I?5 %熱水體積的乙醇，溶液再次變?yōu)樯罴t色澄清透明溶液;將所得溶液從水浴鍋中取出，用封口膜封口，置于冰箱4°C冷藏，靜置24-72小時，獲得橙黃色針狀結(jié)晶。
[0019]優(yōu)選地，步驟4)所述使用乙醇-水法對姜黃素一次結(jié)晶物進行重結(jié)晶的步驟為:按料液的質(zhì)量體積比為1:50?80將姜黃素一次結(jié)晶物溶于乙醇，混勻，充分?jǐn)嚢?0°C水浴加熱，加熱過程須不時攪拌，使姜黃素一次結(jié)晶粉末充分溶解，得深紅色澄清透明溶液;然后向所得溶液中緩慢加入5?20 %乙醇體積的70 °C熱蒸餾水，至出現(xiàn)渾濁;再向溶液中加入I?5 %熱水體積的乙醇，溶液再次變?yōu)樯罴t色澄清透明溶液;將所得溶液從水浴鍋中取出，用封口膜封口，置于冰箱4°C中冷藏，靜置36-72小時，獲得橙紅色針狀結(jié)晶。
[0020]本發(fā)明根據(jù)姜黃色素中成分:姜黃素、去甲氧基姜黃素和雙去甲氧基姜黃素的極性不同:雙去甲氧基姜黃素〉去甲氧基姜黃素〉姜黃素，在不同溶劑中溶解行為的不同，采用溶劑萃取法，使用多次結(jié)晶的方式，獲得純化姜黃素。
[0021]結(jié)晶及重結(jié)晶
[0022]結(jié)晶:物質(zhì)從液態(tài)(溶液或熔融狀態(tài))或氣態(tài)形成晶體。晶體在溶液中形成的過程稱為結(jié)晶。
[0023]重結(jié)晶:是將晶體溶于溶劑或熔融以后，又重新從溶液或熔體中結(jié)晶的過程。重結(jié)晶可以使不純凈的物質(zhì)獲得純化。
[0024]用于結(jié)晶和重結(jié)晶的常用溶劑有:水、甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、乙酸乙酯、氯仿、冰醋酸、二氧六環(huán)、四氯化碳、苯、石油醚等。此外，甲苯、硝基甲烷、乙醚、二甲基甲酰胺、二甲亞砜等也常使用。
[0025]結(jié)晶的特點
[0026](I)選擇性高:只有同類分子或離子才能排列成晶體。
[0027](2)純度高:通過結(jié)晶，溶液中大部分的雜質(zhì)會留在母液中，再通過過濾，洗滌，可以得到純度較高的晶體。
[0028](3)設(shè)備簡單，操作方便。
[0029](4)影響因素多，溶劑的選擇(單一或復(fù)合)，結(jié)晶溫度，攪拌速度，攪拌方式，過飽和度的選擇，養(yǎng)晶的時間，溶媒滴加的方式和速率等等。
[0030]原理
[0031]結(jié)晶:溶質(zhì)從溶液中析出的過程，可分為晶核生成(成核)和晶體生長兩個階段，兩個階段的推動力都是溶液的過飽和度(結(jié)晶溶液中溶質(zhì)的濃度超過其飽和溶解度之值)。晶核的生成有三種形式:即初級均相成核、初級非均相成核及二次成核。
[0032]重結(jié)晶:固體混合物在溶劑中的溶解度與溫度有密切關(guān)系。一般是溫度升高，溶解度增大。若把固體溶解在熱的溶劑中達到飽和，