CN109942657B - 一种从红薯中提取脱氢表雄酮的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从红薯中提取脱氢表雄酮的方法，包括预转化处理、酸水解和提取、纯化等步骤。本发明针对传统酸水解无法将结合的薯蓣皂甙与纤维素完全分离，导致产物得率很低的缺陷，通过将红薯浆用处理液进行搅拌，使其纤维素充分润胀并在机械研磨处理后使红薯纤维素与薯蓣皂甙相结合的氢键和部分糖苷键断裂，促使薯蓣皂甙分离出来，从而提高了后续酸水解的速率和DHEA的提取率，达到快速、高效提取红薯中DHEA的目的。
Description
技术领域
本发明涉及脱氢表雄酮的提取方法，尤其是从红薯中提取脱氢表雄酮的方法。
背景技术
脱氢表雄酮(DHEA)是人体内含量最多的荷尔蒙之一，具有抗衰老、抗肿瘤、抑制肥胖、调节人体激素等作用，同时也是用于制造甾体激素类药物的中间体。含有DHEA的天然植物较少，其中红薯是含量较为丰富的一种。
DHEA在红薯中主要以薯蓣皂甙的形式与纤维素结合存在于植物细胞壁中，从红薯中提取DHEA常用的方法是酸水解法，但因薯蓣皂甙与红薯中的纤维素等紧密结合存在，传统酸水解法无法将结合的薯蓣皂甙与纤维素完全分离，故传统方法所得红薯DHEA的提取率较低且耗时较长、效率低。为此，姚菊英等通过在水解前将红薯进行自然发酵处理，有利于提高产品得率，收率可达万分之五，但该方法耗时较长，仅发酵就要进行两天，而且发酵过程不可控，导致产品质量不稳定。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在缺陷，提供一种从红薯中提取脱氢表雄酮的方法，旨在提高脱氢表雄酮的得率和缩短提取周期。
上述目的是通过采用以下技术方案实现的：
一种从红薯中提取脱氢表雄酮的方法，包括以下步骤：
1)将新鲜红薯清洗去杂，打浆，向红薯浆中加入10-40％重量的处理液，室温条件下搅拌1-5h，然后用水将红薯浆洗涤至中性，过滤后再向红薯浆中加入1-2倍重量的水并用胶体磨研磨10-100min，离心，将所得沉淀在50-80℃条件下水浴8-24h，
所述处理液为强碱、尿素、无机盐混合溶液，所述混合溶液中强碱、尿素、无机盐的重量浓度分别为5-10％、5-10％、1-5％；
2)接着向沉淀中加入1-5％重量的浓H2SO4，在80-100℃条件下水解8-16h，冷却至室温后，用NaOH溶液调节pH至中性，离心，取沉淀；
3)向步骤2)所得沉淀中加入5-10倍重量的石油醚，超声浸提0.5-2h，过滤，收集提取液并减压浓缩；
4)将浓缩液上硅胶柱，用非极性有机溶剂进行洗脱，收集洗脱液，喷雾干燥后即得脱氢表雄酮。
优选地，所述强碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂中的至少一种。
优选地，所述无机盐为锌盐、钙盐、铁盐、镁盐中的至少一种。
优选地，所述非极性有机溶剂为丙酮和石油醚混合溶液。
进一步优选地，所述丙酮和石油醚的体积比为0.5-5：1。
根据本发明的一个实施例，效果最佳的技术方案为：
1)将新鲜红薯清洗去杂，打浆，向红薯浆中加入20％重量的处理液，室温条件下搅拌4h，然后用水将红薯浆洗涤至中性，过滤后再向红薯浆中加入1.6倍重量的水并用胶体磨研磨30min，离心，将所得沉淀在60℃条件下水浴12h，
所述处理液为NaOH、尿素、CaCl2混合溶液，所述混合溶液中NaOH、尿素、CaCl2的重量浓度分别为8％、8％、3％；
2)接着向沉淀中加入2％重量的浓H2SO4，在90℃条件下水解12h，冷却至室温后，用NaOH溶液调节pH至中性，离心，取沉淀；
3)向步骤2)所得沉淀中加入8倍重量的石油醚，超声浸提1h，过滤，收集提取液并减压浓缩；
4)将浓缩液上硅胶柱，用丙酮和石油醚混合溶液(体积比为1：1)进行洗脱，收集洗脱液，喷雾干燥后即得脱氢表雄酮。
本发明的有益效果是：
本发明针对传统酸水解无法将结合的薯蓣皂甙与纤维素完全分离，导致产物得率很低的缺陷，通过将红薯浆用处理液进行搅拌，使其纤维素充分润胀并在机械研磨处理后使红薯纤维素与薯蓣皂甙相结合的氢键和部分糖苷键断裂，促使薯蓣皂甙分离出来，从而提高了后续酸水解的速率和DHEA的提取率，达到快速、高效提取红薯中DHEA的目的。与现有的发酵预处理相比，本发明预处理时间更短，而且工艺条件更加可控，产物质量更加稳定。
本发明提高了红薯DHEA的提取率并缩短了提取周期。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行详细地说明。
实施例1
一种从红薯中提取脱氢表雄酮的方法，步骤如下：
1)预转化处理：
将新鲜红薯清洗去杂，打浆，向红薯浆中加入20％重量的处理液，8℃下恒温搅拌4h，然后用水将红薯浆洗涤至中性，过滤后再向红薯浆中加入1.6倍重量的水并用胶体磨研磨30min，离心，将所得沉淀在60℃条件下水浴12h，水浴的主要作用是使一部分呋甾醇皂素酶解转化为螺甾醇皂素，而后者更容易转化为薯蓣皂甙元，从而进一步提高皂素产率。
所述处理液为NaOH、尿素、CaCl2混合溶液，所述混合溶液中NaOH、尿素、CaCl2的重量浓度分别为8％、8％、3％。
2)酸水解：
接着向沉淀中加入2％重量的浓H2SO4，在90℃条件下水解12h，冷却至室温后，用NaOH溶液调节pH至中性，离心，取沉淀。酸水解的主要作用是得到薯蓣皂甙元，传统方法中该步骤耗时较长且酸解不完全，水解温度过高及水解时间过长易引发安全问题。
3)提取：
向步骤2)所得沉淀中加入8倍重量的石油醚，超声浸提1h，过滤，收集提取液并减压浓缩。超声浸提的目的是利用超声波具有的机械效应、空化效应和热效应，通过增大介质分子的运动速度、增大介质的穿透力以充分提取生物有效成分。
4)纯化：
将浓缩液上硅胶柱，用丙酮和石油醚混合溶液(体积比为1：1)进行洗脱，收集洗脱液，喷雾干燥后即得脱氢表雄酮。
实施例2
一种从红薯中提取脱氢表雄酮的方法，步骤如下：
1)将新鲜红薯清洗去杂，打浆，向红薯浆中加入15％重量的处理液，0℃下恒温搅拌5h，然后用水将红薯浆洗涤至中性，过滤后再向红薯浆中加入2倍重量的水并用胶体磨研磨60min，离心，将所得沉淀在80℃条件下水浴8h。
所述处理液为氢氧化锂、尿素、ZnCl2混合溶液，所述混合溶液中氢氧化锂、尿素、ZnCl2的重量浓度分别为5％、10％、5％。
2)接着向沉淀中加入3％重量的浓H2SO4，在80℃条件下水解16h，冷却至室温后，用NaOH溶液调节pH至中性，离心，取沉淀。
3)向步骤2)所得沉淀中加入5倍重量的石油醚，超声浸提2h，过滤，收集提取液并减压浓缩。
4)将浓缩液上硅胶柱，用丙酮和石油醚混合溶液(体积比为0.5：1)进行洗脱，收集洗脱液，喷雾干燥后即得脱氢表雄酮。
实施例3
一种从红薯中提取脱氢表雄酮的方法，步骤如下：
1)将新鲜红薯清洗去杂，打浆，向红薯浆中加入40％重量的处理液，5℃下恒温搅拌2h，然后用水将红薯浆洗涤至中性，过滤后再向红薯浆中加入1倍重量的水并用胶体磨研磨10min，离心，将所得沉淀在50℃条件下水浴24h。
所述处理液为氢氧化钾、尿素、MgCl2混合溶液，所述混合溶液中氢氧化钾、尿素、MgCl2的重量浓度分别为10％、7％、2％。
2)接着向沉淀中加入1％重量的浓H2SO4，在100℃条件下水解8h，冷却至室温后，用NaOH溶液调节pH至中性，离心，取沉淀。
3)向步骤2)所得沉淀中加入10倍重量的石油醚，超声浸提0.5h，过滤，收集提取液并减压浓缩。
4)将浓缩液上硅胶柱，用丙酮和石油醚混合溶液(体积比为5：1)进行洗脱，收集洗脱液，喷雾干燥后即得脱氢表雄酮。
实施例4
一种从红薯中提取脱氢表雄酮的方法，步骤如下：
1)将新鲜红薯清洗去杂，打浆，向红薯浆中加入30％重量的处理液，3℃下恒温搅拌1h，然后用水将红薯浆洗涤至中性，过滤后再向红薯浆中加入1.5倍重量的水并用胶体磨研磨100min，离心，将所得沉淀在70℃条件下水浴18h。
所述处理液为NaOH、尿素、CaCl2混合溶液，所述混合溶液中NaOH、尿素、CaCl2的重量浓度分别为6％、10％、2％。
2)接着向沉淀中加入5％重量的浓H2SO4，在90℃条件下水解16h，冷却至室温后，用NaOH溶液调节pH至中性，离心，取沉淀。
3)向步骤2)所得沉淀中加入6倍重量的石油醚，超声浸提1.5h，过滤，收集提取液并减压浓缩。
4)将浓缩液上硅胶柱，用丙酮和石油醚混合溶液(体积比为2：1)进行洗脱，收集洗脱液，喷雾干燥后即得脱氢表雄酮。
将实施例1-4制备的样品进行HPLC定量检测：样品用乙腈复溶后过0.45μM滤膜，采用C18色谱柱，流动相为乙腈：水＝7:3，检测波长210nm，柱温40℃，流速1.0mL/min，进样体积10μL，外标法测定样品中DHEA含量，并根据样品和原料红薯中的DHEA含量计算提取率，结果见下表1。
表1实施例1-4样品中的DHEA含量及提取率
| 样品含量(％) | 提取率(％) | |
| 实施例1 | 96.7 | 0.055 |
| 实施例2 | 96.2 | 0.048 |
| 实施例3 | 95.4 | 0.045 |
| 实施例4 | 95.8 | 0.052 |
Claims (1)
1.一种从红薯中提取脱氢表雄酮的方法，其特征在于包括以下步骤：
1)将新鲜红薯清洗去杂，打浆，向红薯浆中加入20％重量的处理液，室温条件下搅拌4h，然后用水将红薯浆洗涤至中性，过滤后再向红薯浆中加入1.6倍重量的水并用胶体磨研磨30min，离心，将所得沉淀在60℃条件下水浴12h，
所述处理液为NaOH、尿素、CaCl2混合溶液，所述混合溶液中NaOH、尿素、CaCl2的重量浓度分别为8％、8％、3％；
2)接着向沉淀中加入2％重量的浓H2SO4，在90℃条件下水解12h，冷却至室温后，用NaOH溶液调节pH至中性，离心，取沉淀；
3)向步骤2)所得沉淀中加入8倍重量的石油醚，超声浸提1h，过滤，收集提取液并减压浓缩；
4)将浓缩液上硅胶柱，用体积比为1：1的丙酮和石油醚混合溶液进行洗脱，收集洗脱液，喷雾干燥后即得脱氢表雄酮。
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