舒俊翔 王 崢
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槐米中蘆丁提取純化工藝研究進展
舒俊翔王崢
(湖南科技學院 化學與生物工程院,湖南 永州 425199)
槐米是一種具有廣泛生理活性的傳統(tǒng)中藥,主要含蘆丁等成分。文章對近十年從槐米中提取和純化蘆丁的方法進行了綜述。蘆丁的提取主要有回流提取法、微波輔助提取、超聲輔助提取等。蘆丁的純化方法主要有溶劑重結晶法、大孔樹脂純化法、葡聚糖凝膠純化法、聚酰胺純化法等,為蘆丁的工業(yè)化生產(chǎn)和蘆丁的實驗室研究提供了理論依據(jù)。
槐米;蘆丁;提取工藝;純化工藝
槐米是豆科植物槐Sophora japonica L.的干燥花蕾,夏季花蕾形成時采收,蒸后曬干,除去枝、梗及雜質(zhì)[1]?;泵拙哂袥鲅寡?,清肝瀉火之功效;臨床上常用于便血,痔血,血痢,崩漏,吐血,衄血,肝熱目赤,頭暈目眩等疾病治療。槐米中主要活性成分為蘆丁,另外還含有樺皮醇(betulin)、槐二醇(sophoradiol)、槐花米甲,乙,丙素(soph-orinA,B,C)、槲皮素(quercetin)及槐花皂苷Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ(kaikasaponinⅠ,Ⅱ,Ⅲ)等化合物[2]。近年來國內(nèi)外醫(yī)藥工作者對其作用進行研究,發(fā)現(xiàn)其有效成分有抗癌防癌、抗血小板聚集、鎮(zhèn)痛、抗菌、抗病毒、抗衰老、抗炎、抗過敏、抗自由基及抗氧化等多種活性,對改善心肌循環(huán)、清熱解毒、降血脂、軟化血管、消炎補腎等有良好的防治作用[3]。
蘆?。╮utin),異名蕓香苷、維生素P、紫槲皮苷,蕓香葉苷,路丁,絡通[4]。蘆丁分子式為C27H30O16·3H2O,相對分子量為610.51,其性狀為黃色結晶粉末或無晶形粉末,有苦味,熔點177-178℃,略溶于水,能溶于熱水及乙醇,遇光易變質(zhì),需在陰涼處保存[5]。蘆丁具有清除自由基、吸收紫外線、抗氧化、保護胃黏膜、抗骨質(zhì)疏松;增強免疫、抗衰老;降低血糖、抗癌細胞;抗病毒、抑菌、抗炎、鎮(zhèn)痛的作用[4]。對痛風、肥胖、糖尿病、心血管疾病有相關療效[6]。就近十年來對槐米中的蘆丁提取和純化方法經(jīng)行總結如下,以供參考。
1.1加熱回流堿提取酸沉淀法
龔盛昭[7]等人研究發(fā)現(xiàn)將槐米粉碎,加入5倍量的水,用石灰水調(diào)節(jié)pH值至8-9,在溫度為50℃-60℃下提取20-30min。過濾,濾液用鹽酸調(diào)節(jié)pH值至2-3,在60℃-70℃保溫10min,靜置6h,過濾,濾液用pH值為1-2的鹽酸洗滌1次,再用冷水洗滌2-3次,即得粗蘆丁,產(chǎn)率為18.4%,含量為96%。將粗蘆丁進行精制,可得精制蘆丁,純度可達99%以上。
全先高[8]等人取槐米100g,加入硼砂1.0g作緩沖劑,亞硫酸鈉1.0g作抗氧劑,加水700ml用飽和石灰水調(diào)pH至9-10,于80℃提取1h。合并3次提取液濾用5mol/L的鹽酸調(diào)pH到4-5,低溫靜置24h抽濾,濾餅用蒸餾水洗滌至pH 7,70℃真空干燥。此法提取率為18.3%,蘆丁純度為96.3%。
1.2滲漉堿提取酸沉淀法
戰(zhàn)玉琴等[9]取粉碎槐米適量,加6一8倍量溫水洗滌后裝入滲漉桶中,加入堿溶液(Na2SO3與石灰水混合)浸泡20-30min后開始滲漉,控制流速10一15ml/min。至滲漉液澄清后開始收集滲漉液并立即酸化,直至滲漉液加酸酸化不產(chǎn)生混濁時停止收集,合并滲漉液調(diào)pH4-5放置過夜,翌日,過濾,收集沉淀并洗滌至中性后,在90℃以下烘干即得蘆丁粗品。其平均收率17.50%,蘆丁純度為93.93%。
1.3冷浸堿提酸沉法
李穎平[10]等人取10g粉碎的槐米,于PH值為8-9的飽和石灰水中冷浸。離心機離心,濾液用Hcl調(diào)至pH值為 2-3,60℃左右酸沉30 min。然后置于冰箱靜置過夜,再用離心機離心,沉淀用鹽酸洗2次,調(diào)至pH值為6。60℃干燥箱干燥,制得粗蘆丁。這方法蘆丁提取率為22.3%。
1.4連續(xù)萃取法
翟廣玉等[11]將槐米粉碎至20-40目,用OP-10和NaHCO3處理后再蒸煮45 min,用硼砂含量為0.3%的飽和石灰水做萃取劑,液料比為1:20。萃取液用鹽酸調(diào)pH =2-3,靜置沉淀6 h。該工藝提取率為22%,蘆丁純度為98.2%。通過與浸泡法、煎煮法的對比,得出此法工藝流程短,操作簡單,提取率高,含雜質(zhì)少,殘渣少,耗能小,經(jīng)濟和社會效益顯著的優(yōu)點。但其工藝萃取液的體積較大,后處理費用較高。
1.5煎煮法
廖華衛(wèi)等[12]對煎煮法提取槐米中蘆丁進行了工藝優(yōu)化。稱取100g槐米細粉,2500mL蒸餾水加熱提取3次,每次提取40min,棉花過濾,合并濾液常溫下放置析晶12 h,得蘆丁粗品。蘆丁粗品沸水溶解后重結晶,抽濾,沉淀物于60℃干燥,稱重。該方法蘆丁提取率為12.66%。此實驗得到蘆丁純度高,污染少,操作簡單,成本低,適于大規(guī)模生產(chǎn)。
1.6微波提取法
陳燕芬等[13]取槐米細粉1g,精密稱定,加蒸餾水100ml浸泡30min,置于PJ17F-B微波爐(順德市美的微波爐制造有限公司)內(nèi)加熱至沸,再低火(功率450W)提取10 min,待樣品溫度冷卻至室溫后再次提取,提取3次,合并提取液,過濾并濃縮定容到100mL。其提取法與水回流法,乙醇回流法做對比,此法槐米中所提取的蘆丁含量最高,達到14.66%。
1.7超聲提取法
付起鳳等[14]對超聲提取槐米中蘆丁的工藝進行了優(yōu)化。將20g槐米置于400ml蒸餾水中加熱至沸騰,然后轉移至超聲波清洗器中進行超聲提取,靜置,抽濾,并干燥后得粗品蘆丁。最佳提取工藝為固定料液比1∶20、超聲頻率40kHz 、提取次數(shù)2次、提取溫度為70℃,提取時間為20min,提取功率為400W。
1.8超聲輔助堿提酸沉法
魏彩霞等[15]用超聲輔助堿提取酸沉方法對槐米中提取蘆丁進行了研究。碎槐米用石灰乳調(diào)pH至8-9,置于超聲儀中提取,過濾后加鹽酸調(diào)pH至2-3,過濾后得蘆丁粗提物。試驗后得最佳超聲輔助堿提酸沉工藝條件為超聲頻率20kHz,、提取功率800W、提取溫度60℃、料液比1:20、超聲提取2次、提取時間30min。得到的蘆丁提取率最高為18.25%。
1.9醇提法
王琴[16]用醇提法對槐米中蘆丁提取進行了研究。稱取約2g碎槐米, 加入乙醇20mL于圓底燒瓶中恒溫條件下提取,合并三次濾液后,放置24h后抽濾,濾餅用石油醚、丙酮、95%乙醇各洗滌一次,再用適量95%乙醇溶解,得蘆丁樣品。通過研究得最佳提取工藝為:75%乙醇、固液比1:10、控溫75℃、提取三次每次60min。此法的最高得率為17.52%。
1.10殺酶堿提法
曹永剛[17]對槐米用放射元素Co60產(chǎn)生放射線M射,使槐米中的酶滅活,緩沖劑為硼砂,亞硫酸氫鈉為抗氧化劑,以飽和石灰水為溶劑提取。此法蘆丁含量大于95%,提取率為85%。此工藝本工藝產(chǎn)品不需用乙醇或熱水重結晶,質(zhì)量即可符合標準。但由于使用放射性物質(zhì),實際生產(chǎn)中有一定技術難度。
2.1冷水結晶法
涂瑤生等[18]將提取液濃縮至無醇味后靜置析出結晶,離心,20倍水洗滌3次,蘆丁純度可達89.82%。采取冷水洗滌的方法純化蘆丁主要是因為蘆丁在0-5℃時,基本不溶于水,因而在溫度下降后會析出結晶。
2.2大孔樹脂柱色譜純化法
馮民昌等[19]采取大孔樹脂純化粗品蘆丁。結果表明,當蘆丁原料含量大于85%,原料/ 樹脂(DM-130型)=1/10(m/m),70%的甲醇 + 水系統(tǒng)時,一次工藝純化后的蘆丁產(chǎn)率大于50%,產(chǎn)品經(jīng)HPLC檢測純度大于96.5%,當以蘆丁含量為90%的粗品蘆丁為原料時,產(chǎn)率接近65%,產(chǎn)品純度可達98%以上。此工藝流程快速、簡單,高效,可適于較大規(guī)模的生產(chǎn)。
馮希勇[20]用醇提法提取蘆丁粗品后, 用D101型大孔吸附樹脂純化。得出蘆丁提取率高達25%以上,且純度超過98%。其試驗建立了一種提取、純化蘆丁的新工藝, 且該工藝相對簡便易行,提高生產(chǎn)效率。
2.3葡聚糖凝膠柱色譜純化法
趙文彬等[21]用葡聚糖凝膠純化精制蘆丁。稱取精制蘆丁0.25 g,用少量甲醇使之溶解,加入葡聚糖凝膠柱頂,用甲醇洗脫 ,用聚酰胺板鑒定合并收集液,水浴濃縮至原液的一半,冷置,過濾晶體,60℃干燥即得蘆丁純品。此法純化的蘆丁含量可達98.05%。
2.4聚酰胺柱色譜純化法
冀德富等[22]取聚酰胺10.0g,加入200mL蒸餾水浸泡后裝柱。取1.0g堿提酸沉法得到的粗品蘆丁,使其溶于少量甲醇后加于聚酰胺柱頂。用100mL的蒸餾水洗脫后,繼用15%乙醇進行洗脫。用聚酰胺薄膜對各管收集液進行檢識,合并相同色譜行為的收集液并冷藏,析出沉淀后抽濾即得純化蘆丁,其含量為98.96%。
2.5高速逆流色譜分離純化法
朱琳等[23]以經(jīng)初步純化的苦蕎麩皮黃酮為原料,進行了高速逆流的分離純化,選用兩相溶劑體系:乙酸乙酯-正丁醇-水(4:1:5),上相為固定相,下相為流動相,進樣速率2mL/min,轉速850 r/min。于140 min收集到蘆丁。經(jīng)高效液相測定蘆丁純度分為99%。
2.6雙水相純化法
楊青海等[24]建立了由([BMIm]BF4)和(NH4)2SO4形成的雙水相體系分離盧丁的新方法。分別研究了 (NH4)2S04的水溶液濃度、[BMIm]BF4溶液濃度、蘆丁粗提物加入量和溶液pH值影響。結果顯示,無機鹽(NH4)2S04加入量在1.5g,[BMIm]BF4離子液體表面活性劑加入量在1.5-2.0mL之間,蘆丁粗提物加入量在1.0-1.5mL之間,溶液在pH值控制在4-6范圍內(nèi),離子液體雙水相體系對蘆丁的萃取率大于90%。
羅亞東[25]用丙酮/ (NH4)2S04雙水相體系提取蘆丁。通過單因素實驗和三因素三水平正交實驗,確定其提純蘆丁最佳工藝條件為:濃度為28.57%(NH4)2S04水溶液lOmL,10mL的70%丙酮,pH=9,加入粗提物0.5g,混合后形成雙水相,體積比1.62,取上相減壓濃縮真空干燥得蘆丁的含量為95.918%。
槐米是蘆丁提取的常用材料,在其中提取蘆丁的方法多種多樣。其中由于蘆丁結構為黃酮苷類化合物,含有酸性,因此可以用堿提取酸沉淀法提取,此法簡單且耗時較短,其對試劑和儀器的要求不高,可為實驗室常用提取方法,但是酸性雜質(zhì)也容易被提取出來,對分離造成一定的困難。微波輻射(MWI)用于植物細胞的破壁;而超聲提取法是利用超聲波輻射產(chǎn)生的強烈空化效應破壞植物細胞壁,可利用這兩種方法作為堿提取酸沉淀法的輔助方法,進行試驗比較,得出較優(yōu)方法,這將對蘆丁的大規(guī)模生產(chǎn)優(yōu)化有著借鑒意義。蘆丁的純化方法中,冷水洗滌法耗時短,方法簡單,可純化率不高,聚酰胺柱色譜純化法、葡聚糖凝膠柱純化法、高速逆流色譜分離純化法與樹脂純化法耗時長,成本高,但純化率均在98%上下,可達到很好的純化效果,雙水相純化法純度較色譜分離法偏低,但成本比各類色譜分離法低,可研究試驗以便用于大規(guī)模生產(chǎn)上。
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(責任編校:何俊華)
2016-03-21
永州市科技計劃項目(永科發(fā)〔2015〕10號)。
舒俊翔(1995-),男,湖南科技學院化學與生物工程院制藥工程系學生。
王崢,女,碩士,湖南科技學院化學與生物工程學院制藥工程系教師,研究方向為天然藥物活性成分開發(fā)。
Q94-3
A
1673-2219(2016)05-0044-03