專利名稱：離子交換纖維提取純化多糖類化合物方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用離子交換纖維提取、分離和純化天然植物藥用成分的方法，具體地 說，是用離子交換纖維提取純化多糖類化合物的方法。
背景技術(shù)：
離子交換纖維(Ion Exchange Fiber, IEF)是一種纖維狀離子交換吸附材料，它由 許多纖維單絲構(gòu)成，其直徑范圍在20 300 μ m之間。其本身含有固定離子及和固定離子 符號(hào)相反的活動(dòng)離子。當(dāng)與能解離化合物的溶液接觸時(shí)，離子交換纖維的活動(dòng)離子即與溶 液中相同符號(hào)的離子進(jìn)行交換，故稱離子交換纖維。和顆粒狀離子交換劑相比，離子交換纖 維具有比表面大，直徑小，吸附、解吸速度快，交換容量大，容易再生，使用形式多樣等特點(diǎn)。離子交換纖維主要分為四類強(qiáng)酸性陽離子交換纖維、弱酸性陽離子交換纖維、強(qiáng) 堿性陰離子交換纖維、弱堿性陰離子交換纖維。若以R代表強(qiáng)堿陰離子纖維的骨架，則纖維與葛根素溶液充分接觸時(shí)，發(fā)生交換 反應(yīng)，反應(yīng)過程不斷消耗強(qiáng)堿陰離子交換纖維的交換基團(tuán)，造成纖維的交換能力減弱，甚至 失去交換能力。為了恢復(fù)纖維的交換能力，可以用一定濃度的NaOH溶液通過已經(jīng)失效的纖 維層，使纖維恢復(fù)交換能力。因此離子交換能力是可逆的。這種可逆性使纖維可以反復(fù)使用。多糖(polysaccharide)是由多個(gè)單糖分子縮合、失水而成，是一類分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜 且龐大的糖類物質(zhì)。其通式為(C6H12O6)χ。凡符合高分子化合物概念的碳水化合物及其衍 生物均稱為多糖。由一種類型的單糖組成的多糖稱為均一性多糖，由二種以上的單糖組成 的雜多糖(hetero polysaccharide)稱為不均一性多糖，在化學(xué)結(jié)構(gòu)上實(shí)屬多種多樣。就 分子量而論，有從0. 5萬個(gè)分子組成的到超過106個(gè)的多糖。由糖苷鍵結(jié)合的糖鏈，至少要 超過10個(gè)以上的單糖組成的聚合糖才稱為多糖。其中有些多糖還結(jié)合著肽鏈或其他成分。 構(gòu)成多糖的種類有葡萄糖、果糖、半乳糖、鼠李糖、木糖、巖藻糖、阿拉伯糖等十多種。多糖類化合物廣泛存在于動(dòng)物細(xì)胞膜和植物、微生物的細(xì)胞壁中，是由醛基和酮 基通過苷鍵連接的高分子聚合物，也是構(gòu)成生命的四大基本物質(zhì)之一。多糖無甜味，在水中不能形成真溶液，只能形成膠體，無還原性，無變旋性，但有旋 光性。某些多糖，如纖維素和幾丁質(zhì)，可構(gòu)成植物或動(dòng)物骨架。淀粉和糖原等多糖可作為生 物體儲(chǔ)存能量的物質(zhì)。不均一多糖通過共價(jià)鍵與蛋白質(zhì)構(gòu)成蛋白聚糖發(fā)揮生物學(xué)功能，如 作為機(jī)體潤滑劑、識(shí)別外來組織的細(xì)胞、血型物質(zhì)的基本成分等。20世紀(jì)50年代發(fā)現(xiàn)真菌多糖具有抗癌作用，后來又發(fā)現(xiàn)地衣、花粉及許多植物均 含有多糖類化合物，并進(jìn)行分離提純，確定了其化學(xué)結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性質(zhì)、藥理作用，尤其對(duì) 多糖類化合物的抗腫瘤和免疫增強(qiáng)作用進(jìn)行深入研究。多糖的主要藥理作用表現(xiàn)在促進(jìn)免 疫、抗腫瘤、抗突變、降血脂、降血糖和抗病毒等方面。多糖類化合物的提取分離方法有水提法、酸提法、堿提法、超聲提取法、微波提取、 超濾法、等。多糖的分離和純化方法主要有分級(jí)沉淀法、金屬絡(luò)合法、層析柱法、超濾法、電泳法和高壓液相色譜法等。在多糖的提取純化工藝中，最關(guān)鍵的是分離純化這個(gè)工序。但這些方法效率均比較低下，分離出來的多糖純度不高，重復(fù)性差，生產(chǎn)環(huán)節(jié)多， 分離材料消耗大，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，生產(chǎn)成本高，周期長(zhǎng)。使得分離過程中的指標(biāo)不 好監(jiān)控。不利多糖類化合物的規(guī)范生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)不足，提供一種分離純化多糖類化 合物的方法，使的產(chǎn)品純度高、雜質(zhì)含量少、操作工藝簡(jiǎn)捷、生產(chǎn)成本低，適合于規(guī)?；a(chǎn) 多糖類化合物。本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是(1)將含有多糖植物的葉、莖、根和果等原材料洗凈、干燥、粉碎后煎煮浸提；(2)浸提液用離子交換纖維柱吸附；(3)將吸附在離子交換纖維柱上的多糖解吸(洗脫)；(4)洗脫液干燥得到多糖的粉末。其中，步驟(1)的多糖浸取粉末可以通過含多糖的原材料加水、醇、酯或其混合物 煎煮獲得，優(yōu)選水煎煮，浸提溫度為30 98 °C，優(yōu)選接近溶液沸點(diǎn)的溫度；pH值為1. 0
9.0，優(yōu)選pH值為4. 0 6. 0 ；浸提時(shí)間1 6h，優(yōu)選3h ；浸提次數(shù)2 6次，優(yōu)選3次。其中，步驟(2)使用的離子交換纖維為強(qiáng)堿性離子交換纖維或弱堿性離子交換纖 維。優(yōu)選強(qiáng)堿性離子交換纖維，該類型纖維用于多糖的分離純化，是首次采用。所處理的藥 材和纖維的重量比為2 30 1，優(yōu)選5 25 1;先以1 4倍柱體積的水濕法裝柱，優(yōu) 選2 3倍柱體積的水；再以多糖原液濃度0. 05 5. Og · L—1，優(yōu)選0. 08 4. Og · L—1 ；溫 度為15 85°C，優(yōu)選50 80°C ；流速0. 2 7. OBV · 1Γ1，優(yōu)選0. 8 5. OBV · IT1 ；pH值為 2.0 10.0，優(yōu)選？!1值為2.0 6.0的條件吸附。其中，步驟⑶是先以1 3倍柱體積的水洗脫，優(yōu)選2倍柱體積的水洗脫；再以 3 15倍柱體積的水、醇或其混合液洗脫，優(yōu)選5 8倍柱體積的15 75%乙醇水溶液洗 脫；洗脫溫度為10 90°C，優(yōu)選溫度為50 80°C ；流速0. 2 12. OBV化―1，優(yōu)選流速0. 4
10.OBV · h-1 ；洗脫劑與酸濃度為0. 4 6. Omol · I^pH調(diào)節(jié)劑的體積比為1 9 1，優(yōu)選 3 5。收集洗脫液。其中，步驟(4)是回收洗脫液中有機(jī)物得濃縮液，再經(jīng)真空減壓干燥或冷凍干燥 得粉末。本發(fā)明適用任一含有多糖原材料的多糖的提取純化。本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在1.本發(fā)明的多糖生產(chǎn)方法，采用了獨(dú)特的堿性離子交換纖維作為層析材料，是首 次使用。2.所用的生產(chǎn)設(shè)備易得，藥材纖維比例低，提取液不經(jīng)濃縮和任何純化處理，直接 上層析柱，工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)過程少，運(yùn)行成本低，效率高、節(jié)能效果顯著。3.本發(fā)明方法提高了產(chǎn)品純度和收率，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)可控，溶液經(jīng)蒸餾回收后可循環(huán) 使用，無二次污染，適用于規(guī)?；a(chǎn)。具體實(shí)施方案以下用實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在具體實(shí)施例范圍 內(nèi)。實(shí)施例1將銀杏葉洗凈干燥粉碎后稱取20g粉末，用水200mL，在80°C下煎煮2小時(shí)，再以 135mL的水煎煮2小時(shí)，合并煎煮液并冷卻，調(diào)溶液pH值為5. 0，以流速1. 5BV化―1，經(jīng)過重 量為l.Og、床體積為IOmL的強(qiáng)堿性離子交換纖維柱進(jìn)行吸附。再以流速5. OBV ^tT1J倍柱 體積的水洗脫，后以5倍柱體積的50%的乙醇(50%乙醇3mol -L"1鹽酸的體積比4 1) 洗脫，回收乙醇得多糖提取物，其中多糖含量為61. 08%，出粉率為8. 47%。實(shí)施例2將桑葉洗凈干燥粉碎后稱取20g粉末，用pH = 6的蒸餾水180mL，在90°C下提取3 小時(shí)，再以120mL的水煎煮2小時(shí)。得到的多糖粗品收率為25. 60%，純度為18.02%。在 上柱藥液PH值為4. 0、流速2. OBV · h_\藥液濃度為0. 4mg · mL—1的條件下，過重量為1. 0g、 床體積為IOmL的強(qiáng)堿性離子交換纖維柱進(jìn)行吸附。用解吸劑為30%乙醇和3mol ·廠1乙 酸的混合液(體積比4 1)7BV，洗脫流速5. OBV ^tT1進(jìn)行洗脫。回收乙醇得純化的多糖 提取物，其中多糖含量為58. 21%，出粉率為7. 52%。實(shí)施例3稱取銀杏葉粉250g，用蒸餾水2300mL，在85°C處煎煮3小時(shí)，再以1500mL的水煎 煮2小時(shí)，合并pH值為7. 3的煎煮液，冷卻，得提取率為23. 98%、純度為17. 95%的浸取粗 品。在上柱藥液PH值為4. 0，流速3BV · 1Γ1，藥液多糖濃度為0. 5mg. m Γ1的條件下，過重 量為14. 0g、床體積為140mL的強(qiáng)堿性離子交換纖維柱進(jìn)行吸附。用解吸劑為40%乙醇和 3. Omol · L—1鹽酸的混合液(體積比4 1)8BV，洗脫流速6BV · h—1進(jìn)行洗脫。回收乙醇得 多糖提取物，其中多糖含量為56. 05%，出粉率為7. 10%。實(shí)施例4將桑葉洗凈干燥粉碎后稱取250g粉末，用pH = 6的蒸餾水2350mL，在90°C處提取 3小時(shí)，再以1500mL的水煎煮2小時(shí)。得到的多糖粗品收率為24. 22%，純度為18. 32%。在 上柱藥液PH值為4. 0、流速3. OBV藥液濃度為0. 26mg -πιΓ1的條件下，過重量為12. 0g、 床體積為120mL的強(qiáng)堿性離子交換纖維柱進(jìn)行吸附。用解吸劑為20%乙醇和3mol · Γ1乙 酸的混合液(體積比4 1)7BV，洗脫流速6. OBV ^tT1進(jìn)行洗脫。回收乙醇得純化的多糖 提取物，其中多糖含量為57. 38%，出粉率為7. 32%。
權(quán)利要求
一種多糖提取物的生產(chǎn)方法，包括步驟(1)將含有多糖的原材料如銀杏葉、桑葉洗凈、干燥、粉碎后煎煮浸提；(2)浸提液用離子交換纖維柱吸附；(3)將吸附在離子交換纖維柱上的多糖解吸(洗脫)；(4)洗脫液干燥得到含多糖的純化提取物粉末。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(1)使用的浸提溶劑為水、醇、酯或其混合物， 浸提劑與原料的重量比為10 30 1 ；浸提溫度為30 98°C ；pH值為1. 0 9. 0 ；浸提 時(shí)間為1 6小時(shí)；浸提次數(shù)2 6次。
3.按照權(quán)利要求1 2之一所述的方法，其使用的纖維為強(qiáng)堿性離子交換纖維或弱堿 性離子交換纖維。
4.按照權(quán)利要求1或3所述的方法，是先以1 4倍柱體積的水濕法裝柱，再以浸取 液原液濃度或濃縮濃度0. 05 5. Og · L—1，溫度15 85°C，流速0. 2 7. OBV · h—1，pH值 2. 0 10. 0的條件進(jìn)行吸附。
5.按照權(quán)利要求1或3、4所述的方法，其中步驟(3)是先以1 3柱體積的水洗脫， 再以3 15倍柱體積的水、醇或其混合液洗脫，收集洗脫液。洗脫溫度為10 90°C ；流速 為0. 2 12. OBV · h-1 ；洗脫劑與酸濃度為0. 4 6. Omol · L-1的pH調(diào)節(jié)劑的體積比為1 9 1。
6.按照權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(1)的原材料為含有多糖的植物葉、莖、根和^ ο
7.按照權(quán)利要求1或3、4、5、6所述的方法，其中步驟(2)使用纖維的重量和藥材重量 之比為1 2 30。
8.按照權(quán)利要求1或3、4、5、6、7所述的方法，其纖維材料為國產(chǎn)或進(jìn)口的強(qiáng)堿性離子 交換纖維或弱堿性離子交換纖維，其離子交換纖維通過再生可進(jìn)行一次或多次利用；浸提 溶劑為水、醇、酯或其混合物；洗脫劑為水、醇或其混合物；PH調(diào)節(jié)劑為無機(jī)堿、無機(jī)酸、有 機(jī)酸、有機(jī)堿。
9.按照權(quán)利要求1 8之一所述的方法，其中，步驟(4)是回收洗脫液中有機(jī)物得濃縮 液，再經(jīng)真空減壓干燥或冷凍干燥得到粉末。
全文摘要
本發(fā)明是利用離子交換纖維提取純化植物多糖類化合物的一種方法。該方法操作步驟具體為將含有多糖類化合物的葉、莖、根和果等原材料洗凈干燥粉碎后煎煮浸取，在多糖類化合物原液濃度0.05～5.0g·L-1，溫度15～85℃，流速0.2～7.0BV·h-1(BV柱體積)，pH值為2.0～10.0的條件下，用離子交換纖維柱進(jìn)行吸附。再以洗脫溫度10～90℃，流速0.2～12BV·h-1，洗脫劑與酸濃度為0.4～6.0mol·L-1的pH調(diào)節(jié)劑的體積比為1～9∶1的洗脫液洗脫。收集洗脫液，回收有機(jī)物得多糖類化合物提取物粉末。該方法工藝成熟，操作設(shè)備易得，運(yùn)行成本低，運(yùn)行效率高，節(jié)能效果顯著，產(chǎn)品純度提升明顯，適合于規(guī)模化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)B01D15/36GK101967201SQ20101028727
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月20日
發(fā)明者劉廷岳, 崔成民, 聶素雙 申請(qǐng)人:北京服裝學(xué)院