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1. 研究研究意義意義 桔梗( Platycodon grandif lorum A. DC) 為桔梗科多年生草本植物,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，估計占整個桔梗需求的70%以上。主要是出口韓國、日本、美國等地。日本每年需要桔梗生藥材150 t 。在國內(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的增強桔梗的市場需求將會逐漸加大。 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，稀釋并排除儲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,在我國東北地區(qū)及日、韓、等東亞國家,桔梗都被用作常用蔬菜之一。桔梗營養(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,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。同時報導(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)濟價值。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定形粉末，味苦而辛辣，具吸濕性，能刺激粘膜而引起噴嚏，無明顯的熔點。可溶于水，易溶于熱水、熱甲醇、熱乙醇，不溶于乙醚、苯等極性小的有機溶劑。 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 實驗方法 有人根據(jù)皂甙的溶血作用,設(shè)計以桔梗皂甙的溶血指數(shù)作為皂甙含量的測定指標(biāo)10 。韓國學(xué)者采用反相HPLC 分離桔梗皂甙D , 流動相為CH3CN2H2O(30 70) ,并以該法測得韓國國內(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，給其定量分析帶來一定的困難。少數(shù)目前還使用重量法測定總皂苷含量，如中國藥典（ 2005 年版）用重量法測定桔梗中三萜總皂苷。樣品用甲醇提取，用乙醚反復(fù)脫脂，殘渣干燥稱重，規(guī)定含總皂苷不少于 6.0% 溶血指數(shù)的測定: 取直徑、長短一致的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計算溶血指數(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，檢測方法有紫外檢測器 如中國藥典（ 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 的測定，檢測波長為 203nm ；重樓中甾體皂苷類成分重樓皂苷 I 和重樓皂苷 II 的測定，檢測波長為 210nm 和 ELSD 檢測器（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定）。 5 主要成份提取流程主要成份提取流程 有機溶劑提取法 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，減壓過濾，濃縮上清液至無醇味，上大孔吸附樹脂，水洗脫糖脫色，酒精洗脫至無色，酒精洗脫液濃縮至無醇味，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，但皂甙含量相對較低，因此本工藝不能推廣大量生產(chǎn)。 避開了大量有機溶劑反復(fù)提取，萃取的弊端，以無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間較長，且除去水相當(dāng)困難，因而周期較長；另一方面水溶液如不能及時濃縮易酸敗變質(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，減壓過濾，濃縮上清液至無醇味，上大孔吸附樹脂，水洗脫糖脫色，酒精洗脫至無色，酒精洗脫液濃縮至無醇味，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)約大量時間,大大減少工作量。 (3) 本實驗中所采用的以水作為提取劑的方法,與文獻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,過濾,濾液按制備方法作制得桔梗總皂苷。重復(fù)1 次,計算桔梗總皂苷的平均得率( Ga) 回流時間 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 ,過濾,濾液按方法1) 項操作處理得到桔?？傇碥铡Ｖ貜?fù)1 次,計算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、項操作分別制得桔?？傇碥铡Ｖ貜?fù)1 次,計算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 %?？梢婏嬈头勰┨崛∷玫目傇碥盏寐视休^大差別,而不同粒度粉末之間的差別卻很小。 2) 回流時間: 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 % ,可見回流0.15 h ,提取液中總皂苷含量基本達到最高值。 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大孔吸附樹脂柱進行富集,既可簡化操作,又可節(jié)省能耗,降低成本。 4) 本法操作簡單、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,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 洗脫速度對樣品在樹脂上的吸附及解吸影響很大,一般上樣時控制流速在20 mL/ min 為宜,而洗脫時則以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對桔梗中的三萜類皂苷進行了研究。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