二氧化碳超临界萃取何首乌中的二苯乙烯苷的研究

2015-12-24 03:31向文军黄宇邓双强
应用化工 2015年9期
关键词:超纯水何首乌苯乙烯

向文军,黄宇,邓双强

(四川文理学院 化学化工学院,四川 达州 635000)

何首乌为蓼科植物何首乌的干燥块根,具有延缓衰老、益寿延年之功效。二苯乙烯苷是何首乌中特有的生物活性成分,从结构可知,属糖苷类极性化合物,具有多个羟基,具有良好的水溶性,同时具有抗氧化清除自由基、降低胆固醇、保肝等多重功能,应用广泛[1-2]。作为抗衰老的标的组分,所以二苯乙烯苷类化合物的含量作为何首乌及其制剂的质控指标。国际市场对二苯乙烯苷需求较大。目前,何首乌的有效成分二苯乙烯苷的提取工艺有文献报道的有:高纯水提取、乙醇提取、微波提取等工艺,但其所得产品纯度都不够高[3-4]。

CO2超临界萃取效率高,工艺的萃取温度较低,可使中草药中有效成分免遭破坏,保持其生物活性;且萃取工艺中传质速度快、萃取率髙、萃取速度快;CO2无毒,分离容易,不残留有机溶剂,产品纯天然,同时节约了大量的有机溶剂,无环境污染[5-7]。

本文采用CO2超临界萃取何首乌中的有效成分二苯乙烯苷,由于CO2超临界流体是一种非极性溶剂,加入极性挟带剂乙醇,得到的产品纯度较高。产品结构式如下:

1 实验部分

1.1 材料与仪器

何首乌,四川万源;无水乙醇、甲醇均为分析纯;超纯水;二苯乙烯苷对照品(HPLC≥98%),南京广润生物制品有限公司。

HL-2L/50MPA-IIA 型超临界萃取装置;FZ102型粉碎机;UPT 型超纯水机;DZ-2BCII 型电热恒温真空干燥箱。

1.2 提取方法

先将何首乌加入粉碎机粉碎呈粉末状,精确称取200 g 装入萃取桶,直接在萃取桶中加入挟带剂150 mL。开启超临界萃取装置,对萃取釜和两个分离釜分别加热,当萃取釜温度达到45 ℃时,分离釜Ⅰ的温度达到45 ℃,分离釜Ⅱ的温度为30 ℃时,打开CO2气瓶,萃取釜加压至35 MPa,分离釜Ⅰ的压力为15 MPa,解析釜Ⅱ的压力为5 MPa 时,开始循环萃取,CO2流量为12.5 L/h 时,可保持各釜压力平衡。萃取2.5 h 后,泄压,停止萃取,打开萃取釜和分离釜底阀,取得分离产品。用乙醇溶解,用大孔树脂过滤,将滤液放入真空干燥箱室温下干燥3 h,即得产品。与标准品对照,通过液相测得含量,计算萃取收率。

2 结果与讨论

2.1 萃取温度对提取二苯乙烯苷的影响

实验方法同1.2 节,分别将萃取釜温度定位30,35,40,45,50 ℃,其他实验条件不变,萃取收率见图1。

图1 萃取温度对二苯乙烯苷收率的影响Fig.1 The effect of extraction temperature on the yield of two styrene glycosides

由图1 可知,萃取温度在30 ~45 ℃之间,温度升高,有利于溶质溶解,萃取收率逐渐升高。但超过45 ℃时,由于二苯乙烯苷属糖苷类化合物,稳定性较差,萃取收率反而降低。

2.2 萃取压力对提取二苯乙烯苷的影响

实验方法同1. 2 节,分别将萃取釜压力定为27.5,30,32.5,35,37.5 MPa,其他实验条件不变,萃取收率见图2。

图2 萃取压力对二苯乙烯苷收率的影响Fig.2 The effect of extraction pressure on the yield of two styrene glycosides

由图2 可知,萃取压力加大,CO2流体密度越大,溶解效果越好,萃取收率越高。压力达到35 MPa以后,上升不再明显。因此,确定最佳萃取压力为35 MPa。

2.3 萃取时间对提取二苯乙烯苷的影响

实验方法同1.2 节,分别将萃取时间定为1,1.5,2,2. 5,3 h,其他实验条件不变,萃取收率见图3。

图3 萃取时间对二苯乙烯苷收率的影响Fig.3 The effect of extraction time on the yield of two styrene glycosides

由图3 可知,萃取时间越长,溶质在溶剂中溶解的越充分,2.5 h 时已达到充分溶解,再延长萃取时间,收率无明显变化,故萃取时间选择2.5 h。

2.4 CO2流量对二苯乙烯苷萃取率的影响

实验方法同1.2 节,分别将CO2流量定为7.5,10,12.5,15,17.5 L/h,其他实验条件不变,萃取收率见图4。

图4 CO2 流量对二苯乙烯苷萃取率的影响Fig.4 The effect of carbon dioxide flux on the extraction of two styrene glycosides

由图4 可知,CO2流量对二苯乙烯苷萃取率的影响相对较小,流量越大,传质推动力越大,溶解越容易,萃取率升高。但CO2流量越大,CO2气体要的越多,造成不必要的浪费,本实验选择CO2流量12.5 L/h。

2.5 挟带剂对提取二苯乙烯苷的影响

实验方法同1.2 节,分别加入挟带剂无水乙醇、甲醇、超纯水100,125,150,175,200 mL,其他实验条件不变,萃取收率见图5。

图5 不同挟带剂对二苯乙烯苷收率的影响Fig.5 The effect of different entraining agent on the yield of two stilbene glucosides

由图5 可知,加入挟带剂乙醇萃取率较甲醇、超纯水高,且在加入挟带剂150 mL 时萃取率达到最佳。挟带剂超纯水后处理较甲醇、无水乙醇困难,萃取率最低。挟带剂过多,则减弱了CO2超临界萃取的作用,萃取率反而下降。本实验得出,加入挟带剂150 mL 无水乙醇,萃取率达到最大。

3 结论

CO2超临界萃取何首乌中的有效成分二苯乙烯苷,通过单因素实验,确定加入挟带剂乙醇150 mL,萃取时间2.5 h,萃取温度45 ℃,CO2流量12.5 L/h,萃取压力35 MPa,得率为4.64%。后处理简单、纯度高、萃取收率好,有利于二苯乙烯苷的工业化及作为药用的机理研究。

[1] 吕丽爽,汤坚. 何首乌中二苯乙烯苷的醇提工艺[J].食品与发酵工业,2004,30(10):132-135.

[2] 刘新桥,高文远,陈海霞.何首乌中二苯乙烯苷提取物的制备工艺及含量测定[J]. 中国中药杂志,2007,32(14):1474-1476.

[3] 张纯,杨少麟.高效液相色谱法测定何首乌中二苯乙烯甙的含量及其稳定性考察[J].中国中药杂志,1999,24(6):357-359.

[4] 朱丽霞,宁喜斌,郭春玉.大孔树脂纯化何首乌中二苯乙烯苷的工艺研究[J]. 食品科学,2005,26(6):178-180.

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[6] 方向,朱跃钊,凌祥,等.玫瑰精油超临界二氧化碳萃取的试验研究[J].林产化学与工业,2010,30(3):83-87.

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