專利名稱：一種超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生化工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法。
背景技術(shù)：
蘆筍(Asparagus officinalis)是一種具有保健功效的名貴蔬菜，被譽(yù)為世界十大名菜之一，以嫩莖供食用，質(zhì)地鮮嫩，風(fēng)味鮮美，柔嫩可口，在國際上有“蔬菜之王”的美稱，在歐洲其消費(fèi)量僅次于番茄、青刀豆、蘑菇和豇豆。被世界衛(wèi)生組織列為世界十大最具有營養(yǎng)價值的蔬菜之首，是國際上公認(rèn)的防癌保健蔬菜。目前，蘆筍的消費(fèi)量和種植面積逐年快速增長，其下腳料的利用也就變得意義重大。蘆筍含有多種對人體有益的成分，其中皂苷是其主要的活性成分之一。國內(nèi)外學(xué)者研究了蘆筍中皂苷類成分，目前，在蘆筍中已經(jīng)提取分離得到了十幾種皂苷單體。國外許多文獻(xiàn)指出留體皂苷類化合物是主要的抗癌成分。目前，對蘆筍皂苷的提取已經(jīng)取得了一些研究進(jìn)展。安玉會等對蘆筍用正丁醇為提取溶劑并利用硅膠柱層析進(jìn)行純化，得到Rf (Remove Factor)分別為0.72和0.26 的兩種物質(zhì)(河南醫(yī)科大學(xué)學(xué)報，1998,33 ) :14-15)。方幼蘭用95%乙醇，液料比(V/ W)6 1，90°C下提取4小時，分別從新鮮和干燥的蘆筍樣品中提取得到了皂苷，平均得率分別為1.70%、4. 01%，并利用氧化鋁進(jìn)行了柱層析分離，并對分離得到的皂苷進(jìn)行了結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的分析(生物工程學(xué)報，2005，21 (3) =446-450) 0劉杰采用正交試驗(yàn)對蘆筍下腳料中皂苷的提取條件進(jìn)行了優(yōu)選，其最優(yōu)提取條件為85°C下加入35倍量70%乙醇，回流提取兩次，每次0.5小時。按照該提取條件其提取率為4. 11% (光明中醫(yī)，2008，(23)11 1672-1676)。另外，黃云祥(公開號，CN1793165A)公開的方法中以乙醇為介質(zhì)對蘆筍皂苷進(jìn)行提取，并用沉淀劑除雜，進(jìn)一步利用AB-8、X-5、NAK-9進(jìn)行純化。最終得到的皂苷純度達(dá)到81. 1%。瞿偉菁(公開號，CN101559157A)公開的方法中同樣采用乙醇為提取劑，提取物再經(jīng)過萃取和大孔樹脂純化，終產(chǎn)品皂苷純度達(dá)到50-60%，得率僅為0. 5-0. 6%，張立偉(CN101474350A)公開方法中的提取劑也為乙醇，其提取率為1. 9-2. 5 %，得到的產(chǎn)品經(jīng)大孔樹脂進(jìn)行純化，純度最高為42. 0%。目前，蘆筍皂苷均是采用常規(guī)溶劑浸提法進(jìn)行提取，存在的主要問題是提取溫度高、提取時間長、提取能耗高、提取物中皂苷含量較低，限制了其應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法。根據(jù)本發(fā)明的超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法，包括以下步驟1)將蘆筍下腳料粉碎，篩分，加入乙醇，在超聲提取設(shè)備中進(jìn)行強(qiáng)化提取，經(jīng)液-固分離得到蘆筍皂苷提取液，提取液減壓蒸餾回收乙醇后得濃縮液；2)將步驟1)得到的濃縮液加入水飽和正丁醇進(jìn)行萃取，得到萃取液，將萃取劑減壓回收，得到初步純化的浸膏；3)將步驟2~)得到的浸膏配制成水溶液，通入空氣進(jìn)行泡沫分離純化，回收得到的泡沫；4)將步驟3)得到的泡沫進(jìn)行減壓蒸餾，得到的浸膏配成水溶液，調(diào)節(jié)pH，并上樣至大孔樹脂，收集洗脫液，進(jìn)行干燥處理即得高純度蘆筍皂苷。根據(jù)本發(fā)明的方法，超聲波具有快速破碎細(xì)胞、強(qiáng)化胞內(nèi)物質(zhì)釋放和擴(kuò)散的作用； 而選擇適當(dāng)?shù)拇罂讟渲梢蕴岣叻蛛x皂苷的純度，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過大量篩選，發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法中使用大孔樹脂ADS-7或HP-20能夠顯著提高分離的蘆筍皂苷純度；另外，由于純化過程中采用分級純化方式進(jìn)行，可以得到不同含量的產(chǎn)品，以滿足不同生產(chǎn)需求。根據(jù)本發(fā)明的超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法，其中，在步驟幻中，濃縮液與水飽和正丁醇的體積比為1 0.3-1 1。根據(jù)本發(fā)明的超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法，其中，在步驟4)中，上樣體積與所用大孔樹脂體積的比值為0. 2-2。根據(jù)本發(fā)明的超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法，其中，在步驟1)中，提取所用乙醇濃度為50-90% ；固液比為1 5-1 20W/V。根據(jù)本發(fā)明的超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法，其中，在步驟幻中，進(jìn)行泡沫分離純化所用的溶液濃度為2-20mg/ml，泡沫純化的空氣流速為20_40L/h。根據(jù)本發(fā)明的超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法，其中，在所述步驟4) 中，上樣濃度為20-200mg/ml，pH值為5-8，吸附流速為0. 5-2. 5ml/min。因此，本發(fā)明的方法可以具體包括以下步驟1)將蘆筍下腳料粉碎，過10-40目篩，按固/液比1 5-1 20 (W/V)加入50-90% 的含水乙醇，在超聲功率20-800W/cm2，溫度20_60°C條件下，提取10-50分鐘，經(jīng)液-固分離得到蘆筍皂苷的提取液，提取液減壓蒸餾回收乙醇；幻將步驟1)得到的濃縮液按體積比為1 0.3-1 1加入水飽和正丁醇進(jìn)行萃取，按相同的方法再重復(fù)2-3次，合并萃取液，萃取劑減壓回收，得到初步純化的浸膏；3)將步驟2)得到的浸膏，按濃度為2-20mg/ml配制成水溶液，以20_40L/h的流量通入空氣，回收得到的泡沫；4)將步驟幻得到的泡沫進(jìn)行減壓蒸餾，得到的浸膏溶解到蒸餾水中配制成濃度為20-200mg/ml的溶液，調(diào)節(jié)pH為5_8，該溶液以0. 5-2. 5ml/min的吸附流速進(jìn)行大孔樹脂吸附，其中上樣體積與所用大孔樹脂體積的比值為0. 2-2 ；5)將步驟4)得到的已經(jīng)吸附樣品的大孔樹脂先用2倍柱體積蒸餾水進(jìn)行沖洗，再用PH為3-5、濃度為10-50%的含水乙醇以流速0. 5-2. 5ml/min進(jìn)行洗脫；6)將步驟幻得到的洗脫液進(jìn)行干燥處理即得高純度蘆筍皂苷；7)將步驟幻得到的洗脫后大孔樹脂用3-5倍體積的95%乙醇進(jìn)行活化處理后可循環(huán)使用4-6次。本發(fā)明針對蘆筍皂苷提取分離中存在的問題，采用了超聲強(qiáng)化的提取方法。超聲波具有快速破碎細(xì)胞、強(qiáng)化胞內(nèi)物質(zhì)釋放和擴(kuò)散的作用，超聲強(qiáng)化提取時間短、提取溫度低、效率高、操作簡便、對有效成分破壞小，可以在縮短提取時間、降低能耗的同時提高提取效率。另外，本發(fā)明采用溶劑萃取、泡沫分離和柱層析的新組合方式進(jìn)行分級純化，可以得到低(19-21%),ψ (55-68% )、高(82-92% )不同含量的蘆筍皂苷產(chǎn)品，降低純化成本，滿足蘆筍新產(chǎn)品開發(fā)的不同要求。


圖1為本發(fā)明的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例11)將蘆筍下腳料粉碎，過10目篩，按固/液比1 10 (W/V)加入70%的含水乙醇，在超聲功率300W/cm2，溫度60°C條件下，提取10分鐘，經(jīng)液-固分離得到蘆筍皂苷的提取液，提取液減壓蒸餾回收乙醇，提取率為4.5%，純度為19% ；2)將步驟1)得到的濃縮液按體積比為1 0. 5加入水飽和正丁醇進(jìn)行萃取，按相同的方法再重復(fù)2次，合并萃取液，萃取劑減壓回收，得到純度為40%的浸膏；3)將步驟2)得到的浸膏，配制成濃度為16mg/ml的水溶液，以40L/h的流量通入空氣，回收得到的泡沫，泡沫中蘆筍皂苷的純度為58% ；4)將步驟幻得到的泡沫進(jìn)行減壓蒸餾，得到的浸膏溶解到蒸餾水中配制成濃度為20mg/ml的溶液，調(diào)節(jié)pH為6，該溶液以1. 5ml/min的吸附流速進(jìn)行大孔樹脂(ADS-7)吸附，其中上樣體積與所用大孔樹脂體積的比值為1. 6 ；5)將步驟4)得到的已經(jīng)吸附樣品的大孔樹脂先用2倍柱體積蒸餾水進(jìn)行沖洗，再用PH為4的10%含水乙醇以1. Oml/min的流速進(jìn)行洗脫；6)將步驟幻得到的洗脫液進(jìn)行干燥處理即得純度為85%的蘆筍皂苷；7)將步驟幻得到的洗脫后大孔樹脂用5倍體積的95%含水乙醇進(jìn)行活化處理后可循環(huán)使用5次。實(shí)施例21)將蘆筍下腳料粉碎，過20目篩，按固/液比1 15 (W/V)加入80%的含水乙醇，在超聲功率800W/cm2，溫度20°C條件下，提取20分鐘，經(jīng)液-固分離得到蘆筍皂苷的提取液，提取液減壓蒸餾回收乙醇，提取率為4.8%，純度為20% ；2)將步驟1)得到的濃縮液按體積比為1 0. 7加入水飽和正丁醇進(jìn)行萃取，按相同的方法再重復(fù)3次，合并萃取液，萃取劑減壓回收，得到純度為40%浸膏；3)將步驟2)得到的浸膏，配制成濃度為20mg/ml的水溶液，以20L/h的流量通入空氣，回收得到的泡沫，泡沫中蘆筍皂苷的純度為55% ；4)將步驟幻得到的泡沫進(jìn)行減壓蒸餾，得到的浸膏溶解到蒸餾水中配制成濃度為80mg/ml的溶液，調(diào)節(jié)pH為7，該溶液以2. Oml/min的吸附流速進(jìn)行大孔樹脂(HP-20)吸附，其中上樣體積與所用大孔樹脂體積的比值為2. O ；5)將步驟4)得到的已經(jīng)吸附樣品的大孔樹脂先用2倍柱體積蒸餾水進(jìn)行沖洗，再用pH為3的20%含水乙醇以0. 5ml/min的流速進(jìn)行洗脫；6)將步驟幻得到的洗脫液進(jìn)行干燥處理即得純度為82%的蘆筍皂苷；7)將步驟幻得到的洗脫后大孔樹脂用3倍體積的95%乙醇進(jìn)行活化處理后可循
5環(huán)使用6次。實(shí)施例31)將蘆筍下腳料粉碎，過30目篩，按固/液比1 20(W/V)加入90%的含水乙醇，在超聲功率500W/cm2，溫度30°C條件下，提取40分鐘，經(jīng)液-固分離得到蘆筍皂苷的提取液，提取液減壓蒸餾回收乙醇，提取率為4.6%，純度為21% ；2)將步驟1)得到的濃縮液按體積比為1 0. 9加入水飽和正丁醇進(jìn)行萃取，按相同的方法再重復(fù)2次。合并萃取液，萃取劑減壓回收，得到純度為42%浸膏；3)將步驟2)得到的浸膏，配制成濃度為ang/ml的水溶液，以25L/h的流量通入空氣，回收得到的泡沫，泡沫中蘆筍皂苷的純度為65% ；4)將步驟幻得到的泡沫進(jìn)行減壓蒸餾，得到的浸膏溶解到蒸餾水中配制成濃度為120mg/ml的溶液，調(diào)節(jié)pH為8。該溶液以2. 5ml/min的吸附流速進(jìn)行大孔樹脂(ADS-7) 吸附，其中上樣體積與所用大孔樹脂體積的比值為0. 2 ；5)將步驟4)得到的已經(jīng)吸附樣品的大孔樹脂先用2倍柱體積蒸餾水進(jìn)行沖洗，再用PH為4的30%含水乙醇以2. Oml/min的流速進(jìn)行洗脫；6)將步驟幻得到的洗脫液進(jìn)行干燥處理即得純度為90%的蘆筍皂苷；7)將步驟幻得到的洗脫后大孔樹脂用4倍體積的95%乙醇進(jìn)行活化處理后可循環(huán)使用4次。實(shí)施例41)將蘆筍下腳料粉碎，過40目篩，按固/液比1 10 (W/V)加入50%的含水乙醇，在超聲功率200W/cm2，溫度40°C條件下，提取20分鐘，經(jīng)液-固分離得到蘆筍皂苷的提取液，提取液減壓蒸餾回收乙醇，提取率為4.4%，純度為20% ；幻將步驟1)得到的濃縮液按體積比為1 1加入水飽和正丁醇進(jìn)行萃取，按相同的方法再重復(fù)2次，合并萃取液，萃取劑減壓回收，得到純度為42. 5%浸膏；3)將步驟2)得到的浸膏，配制成濃度為7mg/ml的水溶液，以30L/h的流量通入空氣，回收得到的泡沫，泡沫中蘆筍皂苷的純度為60% ；4)將步驟幻得到的泡沫進(jìn)行減壓蒸餾，得到的浸膏溶解到蒸餾水中配制成濃度為150mg/ml的溶液，調(diào)節(jié)pH為5。該溶液以0. 5ml/min的吸附流速進(jìn)行大孔樹脂(HP-20) 吸附，其中上樣體積與所用大孔樹脂體積的比值為0. 7 ；5)將步驟4)得到的已經(jīng)吸附樣品的大孔樹脂先用2倍柱體積蒸餾水進(jìn)行沖洗，再用PH為5的40%含水乙醇以2. 5ml/min的流速進(jìn)行洗脫；6)將步驟幻得到的洗脫液進(jìn)行干燥處理即得純度為88%的蘆筍皂苷；7)將步驟幻得到的洗脫后大孔樹脂用3倍體積的95%乙醇進(jìn)行活化處理后可循環(huán)使用5次。實(shí)施例51)將蘆筍下腳料粉碎，過30目篩，按固/液比1 5(W/V)加入60%的含水乙醇， 在超聲功率400W/cm2，溫度50°C條件下，提取20分鐘，經(jīng)液-固分離得到蘆筍皂苷的提取液，提取液減壓蒸餾回收乙醇，提取率為4.8%，純度為20% ；2)將步驟1)得到的濃縮液按體積比為1 0. 3加入水飽和正丁醇進(jìn)行萃取，按相同的方法再重復(fù)3次。合并萃取液，萃取劑減壓回收，得到純度為48%浸膏；
3)將步驟2)得到的浸膏，配制成濃度為12mg/ml的水溶液，以35L/h的流量通入空氣，回收得到的泡沫，泡沫中蘆筍皂苷的純度為68% ；4)將步驟幻得到的泡沫進(jìn)行減壓蒸餾，得到的浸膏溶解到蒸餾水中配制成濃度為200mg/ml的溶液，調(diào)節(jié)pH為5，該溶液以1. Oml/min的吸附流速進(jìn)行大孔樹脂(ADS-7) 吸附，其中上樣體積與所用大孔樹脂體積的比值為1. 2 ；5)將步驟4)得到的已經(jīng)吸附樣品的大孔樹脂先用2倍柱體積蒸餾水進(jìn)行沖洗，再用PH為3的50%含水乙醇以0. 5ml/min的流速進(jìn)行洗脫；6)將步驟幻得到的洗脫液進(jìn)行干燥處理即得純度為92%的蘆筍皂苷；7)將步驟幻得到的洗脫后大孔樹脂用4倍體積的95%乙醇進(jìn)行活化處理后可循環(huán)使用6次。對比實(shí)施例1除使用大孔樹脂AB-8外，其余步驟同實(shí)施例1，得純度為72%的蘆筍皂苷。對比實(shí)施例2除使用大孔樹脂DlOl外，其余步驟同實(shí)施例2，得純度為69%的蘆筍皂苷。
權(quán)利要求
1.一種超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法，所述方法包括以下步驟1)將蘆筍下腳料粉碎，篩分，加入乙醇，在超聲提取設(shè)備中進(jìn)行強(qiáng)化提取，經(jīng)液-固分離得到蘆筍皂苷提取液，提取液減壓蒸餾回收乙醇后得濃縮液；2)將步驟1)得到的濃縮液加入水飽和正丁醇進(jìn)行萃取，得到萃取液，將萃取劑減壓回收，得到初步純化的浸膏；3)將步驟幻得到的浸膏配制成水溶液，通入空氣進(jìn)行泡沫分離純化，回收得到的泡沫；4)將步驟3)得到的泡沫進(jìn)行減壓蒸餾，得到的浸膏配成水溶液，調(diào)節(jié)pH，進(jìn)行大孔樹脂柱層析純化，收集洗脫液，進(jìn)行干燥處理即得高純度蘆筍皂苷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法，其特征在于，所述大孔樹脂為ADS-7或HP-20。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法，其特征在于，在步驟2)中，濃縮液與水飽和正丁醇的體積比為1 0.3-1 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法，其特征在于，在步驟4)中，上樣體積與所用大孔樹脂體積的比值為0. 2-2。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法，其特征在于，在步驟1)中，提取所用乙醇濃度為50-90% ；固液比為1 5-1 20W/V。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法，其特征在于， 在步驟3)中，進(jìn)行泡沫分離純化所用的溶液濃度為2-20mg/ml，泡沫純化的空氣流速為 20-40L/ho
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法，其特征在于，在所述步驟4)中，上樣濃度為20-200mg/ml，pH值為5-8，吸附流速為0. 5-2. 5ml/min。
全文摘要
本發(fā)明屬于生化工程技術(shù)領(lǐng)域，具體地，為一種超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法。本發(fā)明的超聲強(qiáng)化提取及分級純化蘆筍皂苷的方法，包括以下步驟1)將蘆筍下腳料在超聲提取設(shè)備中進(jìn)行強(qiáng)化提??；2)濃縮液加入水飽和正丁醇進(jìn)行萃?。?)進(jìn)行泡沫分離純化，回收得到的泡沫；4)利用大孔樹脂柱層析進(jìn)行純化，收集洗脫液，進(jìn)行干燥處理即得高純度蘆筍皂苷。根據(jù)本發(fā)明的方法，采用的超聲強(qiáng)化提取方法具有提取溫度低、時間短、效率高、操作簡便、能耗低、對有效成分破壞小等特點(diǎn)。另外，采用溶劑萃取、泡沫分離和柱層析進(jìn)行分級純化，可以得到低、中、高不同含量的蘆筍皂苷產(chǎn)品。
文檔編號C07J75/00GK102190697SQ20101014064
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月12日
發(fā)明者姚凌云, 孫健, 王麗衛(wèi), 王曉東, 袁曉凡, 趙兵, 黃云祥 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所