專利名稱：離子交換纖維提取純化葛根素的方法
技術領域：
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中草藥中葛根素的方法。
背景技術：
離子交換纖維(Ion Exchange Fiber, IEF)是一種纖維狀離子交換吸附材料，它由許多粗 細均勻的單絲構成，其直徑范圍在20 300um之間。其本身含有固定離子及和固定離子符號 相反的活動離子。當與能解離化合物的溶液接觸時，離子交換纖維的活動離子即與溶液中相 同符號的離子進行交換，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。
離子交換纖維主要分為四類強酸性陽離子交換纖維、弱酸性陽離子交換纖維、強堿性 陰離子交換纖維、弱堿性陰離子交換纖維。
若以R代表強堿陰離子纖維的骨架，則纖維與葛根素溶液充分接觸時，發(fā)生交換反應， 反應過程不斷消耗強堿陰離子交換纖維的交換基團，造成纖維的交換能力減弱，甚至失去交 換能力。為了恢復纖維的交換能力，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使用。
葛根為豆科植物野葛[Pueraria lobata (Willd.) Ohwi]的干燥根，又叫甘葛、粉葛、黃 葛根、葛麻茹。葛根的藥用價值在《本經(jīng)》、《別錄》、《本草綱目》、《傷寒雜病記》等均有記 載，具有解肌退熱、生津、透疹、升陽止瀉之功。葛根素(Puerarin)是中藥葛根的主要有 效成分，此外還含有異黃酮類、三菇類、芳香類等活性成分。葛根素化學名為4' ，7-二羥基 -8-e-D-葡萄糖異黃酮，分子式為C21H2。09，分子量為416.37，化學結構如下圖所示。
《~衫j》x:葛根素為白色柱狀結晶，熔點187t: — 188X:。水溶性和脂溶性都很差，在水中溶解度為 0. 462g/100ml。制劑中需添加助溶劑，常用的有聚乙烯毗咯垸酮(PVP)等。在4. 3%PVP水 溶液中葛根素溶解度為1. 332g/100ml。葛根素具有擴張血管，降低心肌耗氧量，改善心肌 收縮，促進血液循環(huán)等作用，臨床將葛根素用于治療冠心病、心絞痛、急性心肌梗死等與心 腦循環(huán)障礙有關的疾病。還具有降低血糖、血脂、抗氧化、增加血液流動性、降低肺動脈高 壓、治療糖尿病性周圍神經(jīng)病變以及改善胰島素抵抗等作用。由于其低毒、安全、高療效而 廣泛用于臨床。近年來已經(jīng)成為國內(nèi)研究熱點。1993年葛根素被衛(wèi)生部批準用于臨床。
隨著葛根素開發(fā)應用的研究，人們對它的高純度、單化合物的要求越來越迫切。目前葛 根素主要來自葛根，其提取方法主要有以下幾種柱層析法、大孔樹脂法、酸水解法、冰醋 酸重結晶法、水提醇沉法、正丁醇一水萃取法、超聲萃取、氧化鋁脫色法、環(huán)糊精鍵合固 定相法等。
但這些方法效率均比較低，分離出來的葛根素純度不高，重復性差，環(huán)節(jié)多，層析柱料 消耗大，大量使用易燃、有毒的有機溶劑，易造成環(huán)境污染，生產(chǎn)成本高，周期長。使得分 離過程中的指標不好監(jiān)控。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現(xiàn)有的技術不足，提供一種分離純化葛根素 的方法，使提取雜質(zhì)含量少、使用效率高、操作工藝簡捷、生產(chǎn)成本低，適合于規(guī)?；a(chǎn) 的葛根素方法。本發(fā)明為了解決上述技術問題采用的技術方案是
(1) 將葛屬植物的根部原材料洗凈、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葛根素解吸(洗脫)；
(4) 洗脫液干燥得到葛根素的粉末。
其中，步驟(1)的葛根粉末可以加水、醇、酯或其混合物的水煎煮，優(yōu)選含甲醇乙醇的水煎 煮，浸提溫度為20 90'C，優(yōu)選接近溶液沸點的溫度；pH值為5.0 10.0，優(yōu)選pH值為6. 5 9.0;浸提時間1 5h ,優(yōu)選3 h;浸提次數(shù)2 5次，優(yōu)選3次。
其中，步驟(2)使用的離子交換纖維為強堿性離子交換纖維或弱堿性離子交換纖維。優(yōu)選 強堿性離子交換纖維，該類型纖維用于葛根素類的分離純化，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3 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；再以葛根素原液濃度1. 0 6. 0g L—',優(yōu)選3. 0 4. 0g L—';溫度為10 80'C，優(yōu)選30 70。C; 流速0.5 10.0BV h—'，優(yōu)選0. 8 5. OBV h—'; pH值為6. 0 12. 0,優(yōu)選pH值為7. 0 11.5的條件吸附。
其中，步驟(3)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4 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55 75%乙醇洗脫；洗脫溫度 為10 90°C，優(yōu)選溫度為50 80°C;流速0.2 15. OBV h_1，優(yōu)選流速1. 0 10. OBV h—'; 洗脫劑與酸濃度為0. 1 3. Omol L—'pH調(diào)節(jié)劑的體積比為2 6:1,優(yōu)選3 5。收集醇洗脫液。
其中，步驟(4)是回收洗脫液中有機物得濃縮液，再經(jīng)真空減壓干燥或冷凍干燥得粉末。
本發(fā)明適用任意葛屬原材料的葛根素提取純化。
本發(fā)明有益效果體現(xiàn)在
1. 本發(fā)明的葛根素生產(chǎn)方法，采用了獨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)設備成熟，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，工藝操作簡單，生產(chǎn)步驟少，生產(chǎn)成本低，處理效率高、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)量標準可控，運行成本低，溶液經(jīng)蒸餾回收后 可循環(huán)使用，無二次污染，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施方案
以下用實施例進一步闡述本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在具體實施例范內(nèi)。 實施例1
稱取10g野葛根藥材，洗凈干燥粉碎后，加入90mL水煎煮3小時，溶液pH值為8.0,再以 60mL的水煎煮l小時，合并煎煮液，此時調(diào)溶液pH值為8.9冷卻，以流速1. 5 BV h—'，經(jīng)過 重量為0.5g、床體積為5mL的強堿性離子交換纖維柱進行吸附。再以流速6. 0 BV h—'， 3倍柱體 積的水洗脫，后以5倍柱體積的60%的乙醇(60%乙醇2mo1 L—'鹽酸的體積比4: 1)洗脫， 回收乙醇得葛根素提取物，其中葛根素含量為71%，出粉率為2.3%。
實施例2
稱取10g野葛根藥材，洗凈干燥粉碎后，用60%的乙醇100mL，溶液pH值為8. 1，浸提溫 度6(TC，提取時間3小時，再以60%的乙醇60mL煎煮1小時。得到的葛根素粗品收率為10. 92%, 純度為4. 56%。在上柱藥液pH值為9. 0、流速3. OBV h—'、藥液濃度為1. 7mg mL—'的條件下，過重量為0.5g、床體積為5mL的強堿性離子交換纖維柱進行吸附。用解吸劑為60%乙醇和 3mo1 L—'乙酸的混合液(體積比4:1) 7BV，洗脫流速6. 0BV h—'進行洗脫?；厥找掖嫉酶鸶?提取物，其中葛根素含量為78%,出粉率為2.6%。
實施例3
稱取200g粉葛根藥材，加入60%的乙醇2000mL在60'C處煎煮2小時，再以60%的乙醇 1000 mL煎煮1小時，合并pH值為8. 2的煎煮液,冷卻，在上柱藥液pH值為9. 0,流速3BV h—', 藥液濃度為1. 6mg mL—1的條件下，過重量為8.0g、床體積為80mL的強堿性離子交換纖維柱 進行吸附。用解吸劑為70%乙醇和1.5mol L—'鹽酸的混合液(體積比4:1) 7BV，洗脫流速 6BV.h一'進行洗脫。回收乙醇得葛根素提取物，其中葛根素含量為76%，出粉率為2.2%。
實施例4
稱取500g粉葛根藥材，加入純甲醇5000mL在64'C處煎煮2小時，再以純甲醇3000 mL 煎煮1小時，合并pH值為8.4的煎煮液，冷卻，在上柱藥液pH值為11.04，流速3BV'h—、 藥液濃度為2. lmg mi;'的條件下，過重量為20.0、床體積為200mL的強堿性離子交換纖維柱 進行吸附。用解吸劑為65%乙醇和2. Omol L—1鹽酸的混合液(體積比4:1) 8BV,洗脫流速 5BV*h—'進行洗脫?；厥沾嫉酶鸶靥崛∥?，其中葛根素含量為74%，出粉率為2.1%。
權利要求
1.一種葛根素提取物的生產(chǎn)方法，包括步驟(1)將葛屬植物的根部原材料洗凈、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葛根素解吸(洗脫)；(4)洗脫液干燥得到含葛根素的粉末。
2. 按照權利要求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 20: 1。
3. 按照權利要求1或2所述的方法，浸提溫度為20 9(TC; pH值為5.0 10.0; pH 調(diào)節(jié)劑為無機堿、無機酸、有機酸、有機堿。
4. 按照權利要求1或2所述的方法，浸提時間為1 5小時；浸提次數(shù)2 5次。
5. 按照權利要求1 4之一所述的方法，其中步驟(2)使用的離子交換纖維為強堿性離 子交換纖維或弱堿性離子交換纖維。
6. 按照權利要求1或5所述的方法，是先以1 4倍柱體積的水濕法裝柱，再以葛根素 原液濃度1. 0 6. 0g I/1;溫度為10 80。C; 流速0. 5 10. OBV h—'; pH值為6. 0 12. 0 的條件進行吸附。
7. 按照權利要求1或5、 6所述的方法，其中步驟(3)是先以1 3柱體積的水洗脫， 再以4 15倍柱體積的水、醇或其混合液洗脫，收集洗脫液。
8. 按照權利要求l或5、6、7所述的方法，洗脫溫度為10 9(TC;流速0.2 15.0BV.h—'; 洗脫劑與酸濃度為0.1 3. Omol '的pH調(diào)節(jié)劑的體積比為2 6:1。
9. 按照權利要求1或5、 6、 7、 8所述的方法，可以進行一次或多次離子交換纖維層析 柱的吸附解吸。
10. 按照權利要求1或5、 6、 7、 8、 9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。
11. 按照權利要求1或5、 6、 7、 8、 9、 IO所述的方法，其中歩驟(1)使用的葛屬植物 的根部原材料是野葛的根部原材料。
12. 按照權利要求1或5、 6、 7、 8、 9、 IO所述的方法，其纖維材料為國產(chǎn)或進口的強堿 性離子交換纖維或弱堿性離子交換纖維；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)劑為無機堿、無機酸、有機酸、有機堿。
13. 按照權利要求1 12之一所述的方法，其中，步驟(4)是回收洗脫液中有機物得濃 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藥用成份葛根素的一種方法。該方法操作步驟具體為將葛屬的根塊原材料洗凈干燥粉碎后煎煮浸取，在葛根素原液濃度1.0～6.0g·L^-1；溫度10～80℃；流速0.5～10.0BV·h^-1(BV柱體積)；pH值為6.0～12.0的條件下，用離子交換纖維柱進行吸附。再以洗脫溫度10～90℃；流速0.2～15BV·h^-1；洗脫劑與酸濃度為0.1～3.0mol·L^-1的pH調(diào)節(jié)劑的體積比為2～6∶1的洗脫液洗脫。收集洗脫液，回收有機物得葛根素提取物粉末。該方法設備成熟，操作工藝簡單，纖維利用率高，運行成本低，處理效率高，節(jié)能效果顯著，提高了產(chǎn)品純度和收率，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號C07H17/00GK101613387SQ20081012642
公開日2009年12月30日 申請日期2008年6月26日 優(yōu)先權日2008年6月26日
發(fā)明者劉廷岳, 周紹箕, 崔成民, 聶素雙 申請人:北京服裝學院