武漢大學(xué)天然產(chǎn)物的提取桔梗

1、天然高分子的提取和利用課程報(bào)告桔梗的提取桔梗的提取武漢大學(xué)天然產(chǎn)物化學(xué)及提?。?00622030136）主要內(nèi)容 1. 研究意義 2. 藥用價(jià)值 3. 有效成份 4. 分析方法 5. 主要成份提取方案及討論 6. 現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)1. 研究研究意義意義 桔梗( Platycodon grandif lorum A. DC) 為桔?？贫嗄晟荼局参?藥用其根,春、秋二季采挖,洗凈,除去須根,趁鮮剝?nèi)ネ馄せ虿蝗ネ馄?干燥。我國(guó)最早的一部藥書神農(nóng)本草經(jīng)已有記載,系常用中藥。桔梗性味苦、辛、平,歸肺經(jīng),有開宣肺氣,祛痰排膿之功效。用于治療外感咳嗽,咽喉腫痛,肺癰吐痰,胸滿肋痛,痢疾腹痛等癥。 目前，桔梗

2、藥用需求量每年在2000t以上。食用需求量較大，估計(jì)占整個(gè)桔梗需求的70%以上。主要是出口韓國(guó)、日本、美國(guó)等地。日本每年需要桔梗生藥材150 t 。在國(guó)內(nèi)，食用需求主要是東北延邊的朝鮮族和各大賓館飯店。隨著人民生活水平的提高和保健意識(shí)的增強(qiáng)桔梗的市場(chǎng)需求將會(huì)逐漸加大。 桔梗根含有效成分為桔梗皂甙。內(nèi)服少量桔梗皂甙能刺激咽頭黏膜及胃黏膜反射性，引起呼吸道黏膜產(chǎn)生分泌亢進(jìn)，稀釋并排除儲(chǔ)留于支氣管和氣管中的痰液。此外，還含有菠菜甾醇、菊糖、桔梗糖 皂甙與血液接觸后能破壞紅血球，產(chǎn)生溶血現(xiàn)象，因此含皂甙的中草藥不能用于注射，特別是靜脈注射 口服皂甙不會(huì)產(chǎn)生溶血現(xiàn)象，可能因皂甙在胃、腸中被水解所致.食品

3、價(jià)值 桔梗不僅是一種傳統(tǒng)中藥,還是一種食品,其根可制成美味的菜肴,在我國(guó)東北地區(qū)及日、韓、等東亞國(guó)家,桔梗都被用作常用蔬菜之一。桔梗營(yíng)養(yǎng)豐富含有大量亞油酸等不飽和脂肪酸,具有降壓降脂、抗動(dòng)脈粥樣硬化等多種作用。因此桔梗是種很好的功能性食品。 近年來(lái),日本學(xué)者將桔梗的提取物用于化妝品和浴液中。經(jīng)研究,桔梗等植物的提取物可抑制粘多糖的降解,消除氧自由基,具有抗氧化作用,可用于抗衰老化妝品的研制。同時(shí)報(bào)導(dǎo)用酸液電解用制備香味及色素物質(zhì)用于化妝品生產(chǎn)。此外,桔梗浸液還可作為農(nóng)作物的殺蟲殺菌劑。因此,桔梗除藥用外,尚有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。3. 3. 主要成份主要成份 皂甙桔梗中含有大量的三萜皂甙,是主要的藥

4、理活性成分。 皂苷大多為白色或乳白色的無(wú)定形粉末，味苦而辛辣，具吸濕性，能刺激粘膜而引起噴嚏，無(wú)明顯的熔點(diǎn)?？扇苡谒?，易溶于熱水、熱甲醇、熱乙醇，不溶于乙醚、苯等極性小的有機(jī)溶劑。 3.1 3.1 其它成份其它成份 甾體桔梗根中含2菠菜甾醇及其葡萄糖甙,72豆甾烯醇和2谷甾醇,以及白樺脂醇等。 多聚糖桔梗根中含有大量由果糖組成的桔梗聚糖,已鑒定結(jié)構(gòu)的有桔梗聚糖GF2 GF9 。此外,桔梗中還含有大量的菊糖 脂肪油、脂肪酸桔梗根中含油0. 92 % ,且不飽和化合物含量較高 維生素桔梗根中維生素含量豐富。例如,每百克中含有胡蘿卜素8. 80 mg ,維生素B138 mg ,尼克酸0. 3 mg

5、,維生素C12. 67mg 氨基酸桔梗根中含有16 種以上的氨基酸,其中包括一種2氨基丁酸,它是一種神經(jīng)傳導(dǎo)的化學(xué)物質(zhì),在人腦能量代謝過(guò)程中起到了重要作用4.桔梗皂甙的結(jié)構(gòu)通式桔梗皂甙的結(jié)構(gòu)通式4.1桔梗根中的三萜皂甙桔梗根中的三萜皂甙 實(shí)驗(yàn)方法 有人根據(jù)皂甙的溶血作用,設(shè)計(jì)以桔梗皂甙的溶血指數(shù)作為皂甙含量的測(cè)定指標(biāo)10 。韓國(guó)學(xué)者采用反相HPLC 分離桔梗皂甙D , 流動(dòng)相為CH3CN2H2O(30 70) ,并以該法測(cè)得韓國(guó)國(guó)內(nèi)桔梗根中的皂甙D 含量為0. 05 %0. 09 %。主要定量分析方法和舉例 皂苷類成分由于結(jié)構(gòu)中一般沒(méi)有共軛體系，而且皂苷為大極性化合物，通常需水或醇提取，水溶性

6、雜質(zhì)多，給其定量分析帶來(lái)一定的困難。少數(shù)目前還使用重量法測(cè)定總皂苷含量，如中國(guó)藥典（ 2005 年版）用重量法測(cè)定桔梗中三萜總皂苷。樣品用甲醇提取，用乙醚反復(fù)脫脂，殘?jiān)稍锓Q重，規(guī)定含總皂苷不少于 6.0% 溶血指數(shù)的測(cè)定: 取直徑、長(zhǎng)短一致的9支小試管，分別精確吸入0.1、0.2、0.3、 09m1中草藥浸出液，精密加緩沖液補(bǔ)足體積為1m1，各試管中再各精密加1ml 2血球懸浮液，各管搖勻后由可以產(chǎn)生完全溶血的中草藥最低濃度來(lái)計(jì)算溶血指數(shù)。 單體皂苷可采用薄層掃描法和高效液相色譜法。多數(shù)采用高效液相色譜法，檢測(cè)方法有紫外檢測(cè)器 如中國(guó)藥典（ 2005 年版）人參中三萜皂苷類成分人參皂苷 R

7、g1 、人參皂苷 R e 和人參皂苷 R b1 的測(cè)定，檢測(cè)波長(zhǎng)為 203nm ；重樓中甾體皂苷類成分重樓皂苷 I 和重樓皂苷 II 的測(cè)定，檢測(cè)波長(zhǎng)為 210nm 和 ELSD 檢測(cè)器（如黃芪中三萜皂苷類成分黃芪甲苷，知母中甾體皂苷類成分菝葜皂苷元的測(cè)定）。 5 主要成份提取流程主要成份提取流程 有機(jī)溶劑提取法 取2kg桔梗粉末，甲醇回流提取5次，每次6h減壓過(guò)濾，合并5次濾液減壓回收甲醇，濃縮至2L，以5倍量的丙酮，靜置過(guò)夜，上清液減壓蒸發(fā)至干，溶于1L水中，加乙醚萃取，水層以水，飽和正丁醇萃取，回收正丁醇，得正丁醇浸膏，桔梗粗皂苷41.58g，產(chǎn)率為2% 水提取法 取4kg桔梗粉末，以4

8、倍量水常溫浸提5次，每次24h，合并提取液減壓濃縮至2L，以5倍量的乙醇沉淀菊糖，減壓過(guò)濾，濃縮上清液至無(wú)醇味，上大孔吸附樹脂，水洗脫糖脫色，酒精洗脫至無(wú)色，酒精洗脫液濃縮至無(wú)醇味，水溶冷凍干燥，得總皂苷凍干粉49.12g，產(chǎn)率為1.2% 討論 因大量使用有機(jī)溶劑，增加了工作中的溶劑毒性，且產(chǎn)品中有溶劑殘留，不適合產(chǎn)品的開發(fā)利用，另一方面有機(jī)溶劑比較昂貴方法成本高,需消耗大量的丙酮和乙醚等試劑，投入經(jīng)費(fèi)較大；另外此經(jīng)典提取方法中，需要反復(fù)萃取與濃縮，工作量較大，本工藝雖然產(chǎn)率較高，但皂甙含量相對(duì)較低，因此本工藝不能推廣大量生產(chǎn)。 避開了大量有機(jī)溶劑反復(fù)提取，萃取的弊端，以無(wú)毒性的水做溶劑常溫浸

9、提，且引入了吸附樹脂，克服了萃取的煩瑣，但本工藝常溫浸提需要的時(shí)間較長(zhǎng)，且除去水相當(dāng)困難，因而周期較長(zhǎng)；另一方面水溶液如不能及時(shí)濃縮易酸敗變質(zhì)，水提醇沉樹脂吸附法 取5kg桔梗粉末，以中藥提取機(jī)加熱提取5次，每次2h，合并提取液夾層鍋煎煮濃縮至3L，以4倍量的乙醇沉淀菊糖，減壓過(guò)濾，濃縮上清液至無(wú)醇味，上大孔吸附樹脂，水洗脫糖脫色，酒精洗脫至無(wú)色，酒精洗脫液濃縮至無(wú)醇味，水溶冷凍干燥，得總皂苷凍干粉105g，產(chǎn)率為2.1% 5.4 超聲波超聲波-水提取法水提取法 取5. 0 g 粗粉,置具塞瓶,加入50 mL 水,浸泡,于40 超聲處理30 min ,離心過(guò)濾,收集濾液。沉淀再次加水50 mL

10、 ,同上處理,再提取一次,合并兩次提取液。提取液置旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,濃縮至干,加入20 mL 甲醇,加熱溶解,放冷,棄沉淀,加入50 mL 乙醚,離心,棄上清液,沉淀中分別加入甲醇20 mL ,加熱溶解,放冷,離心,收集上清液,沉淀再分別加入10 mL 、5mL 甲醇, 同上處理,合并3 次所得上清液。將上清液濃縮至原體積的1/ 3 ,加入50 mL 乙醚。同上操作。合并上清液,濃縮至少許,移至恒重蒸發(fā)皿,置60 烘箱5 h 至恒重,得淺淡黃色粉末。討論： (1) 本文提取工藝中采用水作為提取劑,比傳統(tǒng)的采用有機(jī)溶劑等方法,要大大降低成本,適于工業(yè)上大量生產(chǎn)。 (2) 本文中建立的超聲提取方法,比傳

11、統(tǒng)的加熱回流法等方法,節(jié)約大量時(shí)間,大大減少工作量。 (3) 本實(shí)驗(yàn)中所采用的以水作為提取劑的方法,與文獻(xiàn)秋山法所記方法相比,產(chǎn)率是其兩倍左右5.水提大孔吸附樹脂柱色譜法水提大孔吸附樹脂柱色譜法 提取提取: 桔梗粉末(840m) 第1 次加8 倍量的水,回流提取0. 5 h ,繼續(xù)加6 倍量的水回流提取2 次, 分離分離: 濾液行大孔吸附樹脂柱,用水及不同濃度的乙醇溶液梯度洗脫,合并含總皂苷的洗脫液,濃縮至適當(dāng)體積后加入95 %乙醇至不產(chǎn)生沉淀為止,過(guò)濾,濾液濃縮至干即得桔梗總皂苷。考察提取因素影響 粒度 取桔梗飲片(厚約0. 52. 0 mm) 及粒度分別為177 、840 、2 000m的

12、桔梗粉末各200 g于燒瓶中,加入1 600 mL 水后加熱,微沸回流2 h 后,過(guò)濾,濾液按制備方法作制得桔梗總皂苷。重復(fù)1 次,計(jì)算桔梗總皂苷的平均得率( Ga) 回流時(shí)間 取桔梗粉末(840m)200 g共4 份,加入1 600 mL 水,第1 份室溫浸泡8. 0 h ,其他3 份則即刻加熱,分別回流提取0. 5 、1. 0 、2. 0 h ,過(guò)濾,濾液按方法1) 項(xiàng)操作處理得到桔?？傇碥铡Ｖ貜?fù)1 次,計(jì)算Ga 。 提取次數(shù):取桔梗粉末(840m) 200 g ,依次加入1 600 、1 200 、1 200 和1 200 mL 的水,回流提取4 次,每次0. 5 h ,濾液按方法1)

13、項(xiàng)操作分別制得桔梗總皂苷。重復(fù)1 次,計(jì)算Ga 。 影響提取因素考察影響提取因素考察 1) 粒度: 桔梗飲片的Ga 為0,845 % ,而粒度為2 000 、840 、177m 粉末的Ga 則分別為1.128 %、1.138 %、1.186 %?？梢?jiàn)飲片和粉末提取所得的總皂苷得率有較大差別,而不同粒度粉末之間的差別卻很小。 2) 回流時(shí)間: 室溫浸泡8 h ,其Ga 僅為0.923 % ,而回流提取0.5 、1.0 、2.0 h 則分別為1.107 %、1.120 %、1.128 % ,可見(jiàn)回流0.15 h ,提取液中總皂苷含量基本達(dá)到最高值。 3) 提取次數(shù): 提取1 、2 、3 、4 次的

14、Ga 分別為1.098 %、0.408 %、0.133 %、0.009 % ,可見(jiàn)提取3 次總皂苷即基本提凈 在本制備方法中,采用提取液直接通過(guò)大孔吸附樹脂柱進(jìn)行富集,既可簡(jiǎn)化操作,又可節(jié)省能耗,降低成本。 4) 本法操作簡(jiǎn)單、快速、安全,使用溶劑單純且可回收套用,適于工業(yè)化大量制備醇提大孔吸附樹脂柱色譜法醇提大孔吸附樹脂柱色譜法 提取提取:取生藥桔梗干品715 kg ,粉碎過(guò)840m 孔徑篩(20 目) ,室溫下用70 %乙醇浸提5 次,每次36 h (第1 次用乙醇15 L ,后4 次為10 L/ 次) ,每46 h 充分?jǐn)嚢? 次。合并浸提物,濃縮至有油狀物產(chǎn)生時(shí),將其于冰箱中放置48

15、h ,分離油狀物和濃縮提取液,分別用氯仿脫脂。油狀物脫脂后再用正丁醇萃取,回收至干 分離分離:前處理后的桔梗提取液濃縮物6 400 mL 分3 份:2 100 mL 、2 200 mL 、2 100 mL ,于11 cm 115 m的玻璃柱中裝入大孔吸附樹脂6 kg ,蒸餾水平衡24 h 后上樣,用水和20 %、30 %、40 %、50 %、95 %乙醇洗脫.討論 洗脫速度對(duì)樣品在樹脂上的吸附及解吸影響很大,一般上樣時(shí)控制流速在20 mL/ min 為宜,而洗脫時(shí)則以10 mL/ min 較為合適。 利用梯度洗脫要較單一濃度溶劑的洗脫效果好,所得成分可得到初步的提純。吸附柱色譜層析 Mit snaga K15對(duì)桔梗中的三萜類皂苷進(jìn)行了研究。桔梗干燥根(1. 8kg) 用甲醇(10L) 回流提取,提取液減壓濃縮后得提取物(381g) 。提取物以正丁醇和水分配,正丁醇部分減壓濃縮后上Dianion HP20 柱層析,用水2甲醇(20 %、40 %、60 %、80 %、100 %) 梯度洗脫。60 %甲醇洗脫部分(7. 8g) 經(jīng)硅膠柱層