从鲜三七中提取三七总皂苷和淀粉的工艺研究

钱如贵，袁玲玲，许 娟，曹粉仙，王叶晓旭

（昆明邦宇制药有限公司·云南昆明·650211）

三七总皂苷是三七的主要有效成分，用于高脂血症、高血压、动脉粥样硬化、心肌缺血、缺血性脑卒中等心脑血管疾病的预防和治疗[1]。 三七总皂苷多从三七Panax notoginseng （Burk.）F.H.Chen 的干燥根和根茎中提取，处理步骤较多。

近年来， 有多篇关于从鲜三七中提取三七总皂苷的研究报道[2-4]，以鲜三七为原料的提取方法与传统工艺大致相同，在部分步骤中增加磨浆、酶解、干燥等处理工序，以提高三七总皂苷的提取效率，但是，现有技术仍存在乙醇用量大、操作繁琐、需要反复加热、药渣难以再利用、能耗高、环保压力大等技术问题。

针对现有技术中存在的不足， 本文研究从鲜三七中同时提取三七总皂苷和淀粉的工艺，鲜三七经洗净、磨浆、静置处理，收集沉淀，干燥，得三七淀粉；上清液过滤后，先通过离子交换树脂脱色，再通过大孔吸附树脂纯化，乙醇洗脱液浓缩，干燥，得符合药用要求的三七总皂苷。

1 材料与方法

1.1 实验材料

鲜三七（20210105），生长3 年以上，购自文山赞七科技有限公司；食用乙醇（20190701），云南杨林工业开发区汕滇药业有限公司；LX-60 大孔吸附树脂、LX-T5离子交换树脂， 西安蓝晓科技新材料股份有限公司；ZTC1+1 澄清剂，武汉正天成澄清技术有限公司。

三七总皂苷（111920-201606），中国食品药品检定研究院；可溶性淀粉（1406002-200814），中国药品生物制品检定所； 乙腈 （192563）， 色谱级，Fisher Chemical；分析用甲醇、乙醇、碘、碘化钾，均为国产AR。

1.2 仪器设备

AgiIent 1260 Infinity Ⅱ高效液相色谱仪（G7111B四元泵，G7115A 紫外检测器），Agilent Technologies Inc.；Waters 2489 高效液相色谱仪 （515 泵，2489 检测器），Waters Inc.；C18色谱柱 （250mm × 4. 6mm，5μm），汉邦Phecda；UV-1700 紫外可见分光光度计， 日本岛津。

1.3 三七总皂苷含量测定

鲜三七经磨浆后，精密量取5ml，加入乙醇5ml，混匀后静置2h 以上，滤过，取续滤液，即得供试品溶液；干燥三七参照《中国药典》方法处理，其它样品以乙醇溶液适当稀释，过滤即可。取供试品溶液，按照《中国药典》（2020 年版）一部“三七总皂苷” 方法测定含量（三七皂苷R1、 人参皂苷Rg1、 人参皂苷Re、 人参皂苷Rb1、人参皂苷Rd 总量）。

1.4 淀粉含量测定

参照文献[5-6]方法，精密量取1～5ml 鲜三七磨浆液，或称取制备所得三七淀粉样品适量，置具塞试管中，加入纯化水5～10ml，水浴至完全糊化，保持5min，冷却至室温，转移至100ml 量瓶中，加水稀释至刻度，摇匀，作为样品储备液。 分别取不同浓度的标准曲线溶液及供试品储备液10ml，加碘试液0.5ml，混匀，测定575nm处吸光度，根据标准曲线计算样品中淀粉含量。

2 结果与分析

2.1 鲜三七含量测定

取鲜三七，加入15 倍量纯化水磨浆，测得三七总皂苷含量为2.83%，淀粉含量7.82%；取鲜三七，切成3～5mm 薄片，经105℃干燥后，测得鲜三七中水分含量67.62%； 干燥后的三七粉碎， 测定三七总皂苷含量8.40%、淀粉27.53%，计算干燥后三七总皂苷回收率为96.11%。

2.2 磨浆加水量考察

取洗净的鲜三七，切碎，称取4 份，每份20.0g，按照5 ～25 倍量分别加入纯化水100、200、300、400、500ml，磨浆2min，经300 目滤布过滤，取样测定三七总皂苷和淀粉含量，根据溶液体积计算成分提取量，并根据2.1 结果计算转移率，结果见表1。

根据表1 结果可知，鲜三七磨浆加水量10～25 倍，三七总皂苷、 淀粉转移率分别达到95%、80%以上，结合实际工艺，加水量过大，药液浓度降低，后期处理耗时增加，因此，选择磨浆加水量为鲜三七量的15 倍。

表1 鲜三七磨浆加水量对提取效率的影响Table 1 Effect of the water amount on the transfer rate of notoginseng total saponins and starch

2.3 静置时间考察

参照文献[7]方法，取鲜三七，切碎，称取600g，加入纯化水9000ml 磨浆， 经300 目滤布过滤， 得到浆液9420ml， 混匀后， 量取9 份， 每份1000ml， 取1 份4000rpm 离心10min， 其余8 份在室温下分别静置1～24h，收集沉淀50℃干燥，称取干重，检测淀粉含量，计算1000ml 原液中淀粉转移率，结果见表2。

根据表2 结果可知，采用离心方式提取淀粉，转移率较高，但其它成分也进入沉淀，导致成品纯度较低，且操作繁琐。 采用静置方式提取淀粉，操作简便，静置8h 以上，淀粉沉淀已基本完全，根据实验情况，可选择静置时间8～24h。

表2 静置时间对淀粉提取率的影响Table 2 Effect of standing time on the starch transfer rate

2.4 鲜三七液的前处理

鲜三七浆经静置后，大量淀粉已从溶液中沉淀，但上清液仍较为浑浊，较难过滤，参照文献[8-9]方法，取静置后的上清液6 份，每份100ml，加入ZTC1+1 澄清剂A、B 组分，搅拌均匀，常温下放置4h，观察澄清效果，先取上清液加入1%硅藻土过滤，最后再过滤沉淀，取滤液检测并根据原液含量计算三七总皂苷转移率，优选澄清剂用量，结果见表3。

表3 澄清剂用量对三七总皂苷转移率的影响Table 3 Effect of clarificant amount on the transfer rate of notoginseng total saponins

根据表3 结果可知， 当ZTC1+1 澄清剂用量2%时，能去除鲜三七液中大量胶体物质，提高过滤效率，且对上清液中三七总皂苷转移率影响较小。

2.5 脱色工艺选择

参照文献[10]方法，取经2.4 处理的澄清溶液6 份，每份500ml， 分别加入经预处理并沥水的LX-94、LXT5、LX-TN2、LXD-020 离子交换树脂30g，另取1 份加入活性炭5g，每30min 振荡或搅拌1 次，静态吸附4h，过滤，与原液比较颜色变化，取样检测溶液中三七总皂苷含量，优选脱色效果好、且对三七总皂苷吸附较少的脱色树脂，结果见表4。

表4 脱色树脂选择Table 4 Resin selecting for decolorition of notoginseng total saponins

根据表4 结果可知，1%活性炭脱色效果最佳，但对三七总皂苷吸附作用强， 因此该脱色方法不可取；LX-T5 对三七总皂苷吸附率较低，对鲜三七溶液脱色效果较好，因此，优选脱色树脂为LX-T5 型离子交换树脂。

根据脱色树脂选择结果，取LX-T5 离子交换树脂100ml 装柱，长径比8∶1，经预处理后，取澄清的鲜三七溶液3600ml， 以400～600ml/h 流速通过树脂脱色，依次收集流出液，按照中国药典方法检查溶液颜色，检查溶液颜色，在100～2500ml 范围内，脱色液均为无色，随后逐渐出现淡黄色至黄色 （深于0.5 号黄色标准比色液）， 说明在装柱长径比8∶1、 流速4～6BV/h 条件下，LX-T5 离子交换树脂用于鲜三七溶液脱色的饱和上样量为25BV。

2.5 纯化工艺选择

参照文献[11]方法，取经磨浆、静置、澄清、过滤、脱色处理的鲜三七溶液2 份，每份400ml，分别加入预处理并沥水的D101 和LX-60 大孔吸附树脂20g，每30min 振摇1 次，静态吸附4h，过滤，取滤液，为吸附液； 树脂以纯化水洗涤后沥干， 加入80%乙醇溶液200ml，每30min 振摇1 次，静态解析2h，过滤，取滤液，为解析液。 取吸附液和解析液，测定三七总皂苷含量，根据溶液体积计算树脂饱和吸附量、解析量，结果见表5。

表5 大孔吸附树脂选择Table 4 Resin selecting for purification of notoginseng total saponins

根据静态实验结果可知，LX-60 对三七总皂苷的吸附率低于常规使用的D101，但解吸率较高，总体性能优异，因此，选择LX-60 大孔吸附树脂用于三七总皂苷的纯化。

根据上述实验结果， 取LX-60 大孔吸附树脂150ml 装柱，长径比5∶1，经预处理后，取经脱色的鲜三七溶液6500ml，以600～800ml/h 流速通过树脂，依次收集流出液，取样制备供试品溶液，HPLC 检测流出液中三七总皂苷含量，结果见图1。

图1 LX-60 大孔树脂对三七总皂苷的饱和吸附量Figure 1 Saturated extent adsorption of notoginseng total saponins by LX-60

吸附完全后，树脂先以纯化水冲洗，再用80%乙醇溶液600ml、95%乙醇300ml 以1～2BV/h 流速依次洗脱，每150ml 收集1 份，取样适当稀释后制备供试品溶液，HPLC 检测洗脱液中三七总皂苷含量，结果见图2。

图2 洗脱终点考察曲线Figure 2 Solvent amount for notoginseng total saponins eluting from LX-60

根据图1 可知， 当鲜三七溶液上样量超过22BV时，三七总皂苷开始渗漏；当上样量达到38BV 时，树脂吸附饱和。 为了保证吸附效率， 减少三七总皂苷损失，选择动态吸附参数为长径比5∶1、流速4～5BV/h，上样量为30BV。

根据图2 可知， 当80%乙醇溶液用量为3BV 时，能将90%的三七总皂苷从LX-60 大孔吸附树脂上洗脱；用量为4BV 时，洗脱完全。

2.6 工艺小试

根据工艺研究结果，取鲜三七，洗净，称取1000g，切碎，加入纯化水15L 磨浆，以300 目滤布过滤，静置24h，沉淀以纯化水洗涤3 次，50℃干燥，得三七淀粉；上清液加入ZTC1+1 澄清剂溶液A、B 组分各300ml，静置4h 以上，先在上清液中加入硅藻土150g 过滤，再过滤沉淀，合并滤液，通过预处理的LX-T5 离子交换树脂（600ml，长径比9∶1，流速40～60ml/min）脱色，再通过预处理的LX-60 大孔吸附树脂（500ml，长径比5∶1，流速30～50ml/min），纯化水冲洗树脂，加入80%乙醇溶液2L 以10～15ml/min 流速洗脱，洗脱液60℃减压浓缩回收乙醇，60℃真空干燥，得三七总皂苷。 实验共进行3 批，收集三七淀粉、三七总皂苷，检测含量，计算提取得率，结果见表6。

表6 工艺小试3 批结果统计Table 6 Verification of extraction process by 3 batches

3 结论

采用本文提供的工艺，以鲜三七为原料，可同时提取三七总皂苷和淀粉， 其中， 三七总皂苷提取率达到90%以上， 成品含量达到80%以上； 淀粉提取率超过60%，含量达到80%以上。

4 讨论

现有三七提取技术， 采用药材三七或鲜三七为原料，经过适当破碎处理后，大多采用乙醇为提取溶剂，经热回流或渗漉提取，提取液回收乙醇至无醇味，然后通过大孔树脂纯化，经乙醇洗脱后，回收乙醇，洗脱液再经过脱色处理，脱色液浓缩干燥后，制备得到符合药用要求的三七总皂苷，有两个步骤使用乙醇作为溶剂，需要经过2～3 次乙醇回收或浓缩处理， 因操作步骤较多，提取效率较低，生产成本和能耗较高。此外，鲜三七中淀粉含量约为8%， 折合三七药材中淀粉含量超过25%，采用常规技术提取三七总皂苷，所含淀粉难以实现资源利用，往往随药渣一起废弃，造成环境污染。

本文采用鲜三七为原料，洗净后直接磨浆，细胞破壁更为彻底， 促进了淀粉浸出和三七总皂苷在水中溶出，静置后收集淀粉，上清液澄清、过滤后，先经过树脂脱色处理，脱色液直接通过大孔树脂纯化三七总皂苷，乙醇洗脱液经浓缩、干燥，只有1 个步骤使用乙醇作为溶剂， 只经过1 次乙醇回收和浓缩处理， 工艺效率较高；同时，因操作步骤简化，加热次数减少，主要成分损耗降低，并有效解决了淀粉、果胶、可溶性纤维、蛋白质等成分对三七总皂苷提取带来的影响。因此，本文提供的工艺，有利于提高三七总皂苷的提取率，降低生产成本和能耗，减少资源浪费和环境污染，值得在工业生产中推广应用。