厚朴酚与和厚朴酚的提取纯化工艺

2022-11-28 11:03
农业科技与装备 2022年2期
关键词:总酚收率超临界

吕 雪

(本溪化学工业学校,辽宁 本溪 117019)

厚朴为木兰科木兰属植物厚朴与凹叶厚朴的干皮、根皮和枝皮,是中国三大木本药用植物之一,具有较大的市场需求和药用价值。厚朴酚与和厚朴酚是厚朴中主要的有效成分,具有较好的抗菌、抗癌和抗凝血活性,是评价厚朴药材品质优劣的主要指标之一。为此,论述厚朴中厚朴酚与和厚朴酚的提取纯化研究成果,为厚朴的深入开发利用提供理论参考。

1 厚朴酚与和厚朴酚的提取方法

近年来,厚朴酚、和厚朴酚的提取方法主要包括溶剂提取法、超临界二氧化碳提取法、酶解法、高压热水提取法等,均具有较高的提取率。

1.1 高压热水提取法

研究表明,高压热水提取法能在短时间内得到高提取率的厚朴酚、和厚朴酚和难挥发性成分,而残渣可挤压成型为高密度板材。萨如拉等在常压、0.9,1.2,1.5,1.7,2.1 MPa等不同压强条件下对厚朴进行高压水蒸气蒸馏,用气相色谱-质谱联用仪分析蒸馏液和废液,2.1 MPa高压水蒸气蒸馏的收率是常压水蒸气蒸馏收的70倍,厚朴酚、和厚朴酚的转移率分别达22.86%和10.85%;虽然其废液的精油收率为0.9%,但不包含厚朴酚、和厚朴酚,说明目的成分完全被蒸馏。厚朴的蒸馏压强越高,各成分的提取率越高,但随着压强的增加,提取成分有可能发生化学变化。

1.2 酶解法提取法

谭洋等的试验研究报道显示,酶解法有利于提高凹叶厚朴水提液中厚朴酚与和厚朴酚的转移率。其采用HPLC对酶解处理后的凹叶厚朴水提液中的厚朴酚与和厚朴酚含量进行测定,同时与直接水提法进行对比。经过酶解处理过的厚朴,水回流提取厚朴酚与和厚朴酚的转移率分别为88.60%和88.74%,均高于直接用水提取;采用复合酶预处理后得到的提取效率高于单一酶预处理。

1.3 超声提取法

相关的试验研究报道显示,采用超声提取厚朴酚与和厚朴酚,可以在浸提过程中粉碎厚朴细胞,释放其内容物,进而缩短提取时间,提高提取率和减少生产成本。孔玲等采用正交试验设计研究水浴辅助条件下利用超声提取厚朴中酚类物质最佳方案。在乙醇浓度90%、浸泡时间50 min、浸泡温度60℃、超声时间20 min的条件下,酚类物质的分离效果最优,提取率最高。冉志龙采用超声波辅助萃取技术实现常温下提取厚朴中间体产品,大大提高厚朴酚及和厚朴酚提取分离效果,缩短浸取时间,使萃取时间由2.0 h缩短为0.5 h,且提取率达90%以上。

1.4 超临界二氧化碳提取法

超临界CO2提取厚朴酚与和厚朴酚的提取效率高、重复性较好、工艺稳定可行,且提取物具有良好的抗氧化活性。例如,杨岩等用正交试验优选厚朴超临界CO2提取工艺,确定萃取压力25 MPa、萃取温度55℃、CO2用量30 kg为最佳参数。和厚朴酚最佳提取工艺为:压力15 MPa、萃取温度50℃、CO2用量25 kg。厚朴超临界CO2提取物具有抗氧化活性,且分离参数不同,抗氧化活性有显著差异。

1.5 溶剂提取法

研究表明,通过正交设计法优选的溶剂提取厚朴提取工艺简单合理、稳定可行。

王峥等采用乙醇回流提取法,以厚朴酚、和厚朴酚提得率为评价指标,选择乙醇浓度、乙醇用量、提取时间、次数4个因素采用正价设计法对提取工艺进行优化。料液比为1∶20、乙醇浓度为70%,提取时间为60 min,提取2次,总酚提取量为4.23%。通过正交设计法优选的厚朴提取工艺简单合理、稳定可行。

任虹等比较不同提取溶媒对厚朴中厚朴酚、和厚朴酚含量的影响,研究其提取工艺参数。采用HPLC法测定不同提取液中厚朴酚与和厚朴酚的含量70%,乙醇热回流提取效果最佳。不同提取溶媒对厚朴中厚朴酚与和厚朴酚含量有影响,70%乙醇热回流提取法最好,且工艺简单合理、稳定可行。

2 厚朴酚与和厚朴酚的分离纯化

厚朴酚与和厚朴酚的纯化方法有闪式硅胶柱色谱法、中压硅胶柱层析法、萃取-沉淀-结晶法等,均可获得较高的纯化率。

2.1 闪式硅胶柱色谱法

与传统工艺相比,闪式硅胶柱色谱法以厚朴总提物为原料,能够快速、高效纯化厚朴总酚,有一些试验和研究得出相似的结论。王雯丽等以厚朴总酚的质量分数和收率为指标,确定厚朴总酚的最佳纯化工艺。厚朴酚、和厚朴酚在1 100μg/mL内的线性关系良好(r=0.999 9)。厚朴酚、和厚朴酚的tR值分别为9.585 min和6.483 min。最佳工艺为:厚朴60%乙醇提取物,用10倍量的硅胶装柱,以石油醚-醋酸乙酯(10∶110∶3)作为梯度洗脱溶剂,体积流量选择5 mL/min,纯化得到质量分数>99.5%厚朴总酚。

2.2 中压法

与传统方法相比,中压硅胶柱层析纯化厚朴酚具有操作简便、分离速度快、分离效果好、生产成本低、有机溶剂挥发少等优点,可用于工业化生产。杜会茹等以展开剂比例、硅胶量和体积流量为影响因素,以厚朴酚质量为评价指标,用Box-Behnken响应面法优化纯化工艺。结果表明,最佳条件为展开剂比例50%,硅胶量70 g,体积流量30 mL/min,厚朴酚质量1.174 2 g,与预测值(1.176 0 g)接近。黄文杰等考察洗脱液比例、洗脱流速、负载样品量对纯度大于98%厚朴酚的得率影响。当洗脱液为乙酸乙酯与石油醚(体积比1∶1)、洗脱流速30 mL/min、负载样品量50 g时,分离得到纯度98%厚朴酚的产率为59.43%。提取纯化工艺可有效提高厚朴酚的纯度和收率,且回收的洗脱液经简单干燥、比重校正后可重复使用,不会造成环境污染。

2.3 萃取-沉淀-结晶法

苏德辉采用选择性萃取、选择性沉淀和结晶方法从厚朴乙醇提取物中纯化厚朴酚。用环己烷提取(料液比为1∶6),提取时间为30 min,提取温度60℃,沉淀剂水∶乙醇为1∶2,萃取和厚朴酚的乙醇水溶液为乙醇∶水=11∶10,萃取厚朴酚的乙醇水溶液为乙醇∶水=16∶10,厚朴酚结晶溶剂为乙酸乙酯,和厚朴酚的结晶溶剂为环己烷。在此条件下,从450 g厚朴皮(厚朴酚含量1.71%,和厚朴酚含量0.68%)中得到2.84 g厚朴酚(纯度为98.57%),收率为36.91%。同时得到0.97 g和厚朴酚(纯度为98.55%),收率为31.55%。

3 结语

厚朴是药食同源植物,厚朴酚与和厚朴酚是其主要有效成分。根据厚朴酚与和厚朴酚的不同性质,采用多种提取纯化方法,虽然取得较好的提取率和纯化率,但仍存在一定的不足,例如提取成本高、环境污染等。今后,就对厚朴酚与和厚朴分的提取和纯化进行更为深入的研究,找到既经济又可行的提取纯化工艺,为厚朴提取的工业化和规范化奠定数据基础。

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