CN113116953A - 一种皂荚皂苷元制备纯化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种皂荚皂苷元制备纯化方法，以皂荚为原料制备出60%皂荚皂苷品，按料液质量体积比1：30，用4 mol/L盐酸，80℃条件下酸解4 h。得到含量在65%左右的皂荚皂苷元产品。用有机溶剂萃取法和重结晶法对其酸水解后的皂苷元进行纯化。萃取剂为三氯乙烯，料液比为1:20，萃取时间在90min，萃取一次，采用60%乙醇重结晶，所得总皂苷元纯度可达76.31%。本研究可为皂荚皂苷元工业化的生产提供参考。
Description
技术领域
本发明涉及植物有效成分制备纯化领域，具体的说是涉及一种皂荚皂苷元制备纯化方法。
背景技术：
皂苷元(Sapogenin)是皂苷的重要酸解产物，皂荚皂苷元多为三萜皂苷元，具有消炎、抑制肿瘤、抗生育和抗病毒等多种作用。目前从植物中制备皂苷元的方法主要有常规酸水解法、酶解法、超临界CO2萃取法和微生物法等。而相对于薯蓣皂苷元较成熟的制备技术，皂荚皂苷制备皂苷元的技术则是处于摸索阶段。皂苷元不溶于水，微溶于甲醇，溶于乙醇，乙酸乙酯等有机溶剂，但是对于亲酯类的石油醚，正己烷等溶解性很低。并且大多数皂苷元有良好的白色结晶。三萜皂苷元分离纯化的文献报道较少。但皂苷研究较多。如：四川小叶本草生物科技有限公司2017年申请的发明专利“一种滇皂荚总皂苷提取纯化的方法”(申请公布号CN10106309540A)，韦贵云等2019年论文“珐菲亚中三萜皂苷元的提取富集工艺优化”，斯隆凯特林纪念癌症中心2020年申请的发明专利“三萜皂苷类似物”(申请公布号CN108778289 B)，为化学合成，江西省药品检验检测研究院2019发明专利“一种黄精甾体皂苷元及其制备方法与应用”(申请公布号CN110507662A)，是治疗或预防阿尔茨海默症药物中的应用专利。华东理工大学2019年发明专利“甾体皂苷元衍生物及其制备方法和应用”(申请公布号CN11825740A)为甾体类药物。本发明以皂荚为原料制备皂荚皂苷，酸解得皂荚皂苷元产品。用有机溶剂萃取法和重结晶法对其酸水解后的皂苷元进行纯化。可为皂荚皂苷元工业化的生产提供参考
发明内容
本发明的目的是提供一种皂荚皂苷元制备纯化方法，本发明针对水提取时皂苷中含有较多含有较多的多糖、色素、大分子蛋白等杂质，使得产品色深、易于受潮，等问题进行设计，采用乙醇溶液提取膜过滤制备出较高含量皂荚皂苷(三萜皂苷)。由于三萜皂苷元转化和纯化文献较少本专利拟通过酸水解优化参数，制备出一定纯度皂荚皂苷元，再通过两相萃取纯化得较高纯度皂角皂苷元。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
一种皂荚皂苷元制备纯化方法，其特征在于所述方法步骤如下：(1)皂荚皂苷粗品制备：皂荚果皮以1:8的料液质量体积比加入酒精溶液，回流提取，套提一次，合并提取液，通过陶瓷膜和卷式膜滤过，再用卷式膜浓缩得滤液，喷雾干燥得皂荚皂苷；
(2)皂荚皂苷元粗品制备：步骤(1)所得粗品按料液质量体积比1：30，用盐酸，80℃条件下酸解4h，得到皂荚皂苷元产品；或用硫酸，酸解温度90℃，酸解时间5h；
(3)皂苷元纯化：步骤3)所得皂苷元粗品用有机溶剂萃取法进行纯化，料液比为1:20，萃取时间在90min，萃取一次；
(4)乙醇结晶，：步骤3)所得皂苷元用乙醇结晶得较高纯度皂荚皂苷产品；
优选的，所述皂荚皂苷粗品制备步骤如下：
皂荚果皮以1:8的料液质量体积比加入25-30％酒精溶液，回流提取，再用25-30％酒精套提一次，合并提取液，通过800nm陶瓷膜和截留分子量1000卷式膜滤过，再用截留分子量300卷式膜浓缩得滤液，喷雾干燥得皂荚皂苷，喷雾干燥得60％左右粗品。
优选的，所述皂荚皂苷元粗品制备如下：
皂荚皂苷元粗品制备：所得皂荚皂苷粗品按料液比1：30(m：v)，用盐酸，80℃条件下酸解4h，得到皂荚皂苷元产品。
优选的，所述皂苷元纯化步骤如下：
所得皂苷元粗品按料液比为1:20用三氯乙烯萃取进行纯化，萃取时间在90min，萃取一次。
优选的，所述乙醇结晶步骤如下：
所得皂苷元用无水乙醇溶解，用水滴加使其醇浓度达到60％时，结晶出得较高纯度(76％)皂荚皂苷产品，要获得更高纯度产品，可重结晶。
作为首次从皂荚皂苷制备皂荚皂苷元及纯化方法，相关工艺参数需要根据皂荚皂苷元理化特性进行创造性的试验选择，实验结果见下：1.皂荚皂苷酸解工艺的单因素实验
最佳酸浓度的确定：料液比1:30，酸解温度为90℃，酸解4h，气相色谱法对酸解产物的检测结果如下：
表1不同浓度硫酸和盐酸酸解产物的检测结果
硫酸浓度在1mol/L和2mol/L范围内酸解产生皂荚皂苷元a(三萜皂苷元)变化比较大，2.5mol/L、3mol/L范围变化不大；但是在1、
1.5、2、2.5mol/L的浓度均无法产生皂荚皂苷元b，3mol/L开始产生皂荚皂苷元b(甾体皂苷元)。
盐酸浓度在2、3、4、5mol/L范围内对产生的皂荚皂苷元a和皂荚皂苷元b含量影响不大，浓度达到6mol/L有下降趋势，酸浓度增加对皂荚皂苷元a和皂荚皂苷元b的产生有抑制作用。盐酸浓度2-5mol/L均可。
2.最佳酸解时间的确定
选取3mol/L的硫酸溶液或2mol/L的盐酸溶液以1:30的料液比，酸解温度90℃，酸解时间为3、4、5、6h的条件进行酸解，气相色谱法对酸解产物的检测结果如下：
表2不同时间硫酸和盐酸酸解产物的检测结果
硫酸酸解生成皂苷元总量和皂荚皂苷元a随着时间的增加而增加，在5h时达到最大，6h开始减少；生成皂荚皂苷元b随着时间的增加而增加。盐酸酸解生成皂荚皂苷元a随着时间的增加而缓慢增加，整体变化不大；生成皂荚皂苷元b随着时间的增加而减少；生成皂苷元总量随时间增加而减少，总体变化不大。综上所述：可以确定硫酸酸解时间5h，盐酸酸解时间3h。
3.最佳酸解温度的确定
选用3mol/L的硫酸溶液或2mol/L的盐酸溶液以1:30的料液比，酸解温度分别为80、85、90、95℃，酸解时间为4h的条件进行酸解，气相色谱法对酸解产物的检测结果如下：
表3不同温度硫酸和盐酸酸解产物的检测结果
硫酸酸解随着温度的增加，生成皂荚皂苷元含量减少。盐酸酸解随着温度的增加，生成皂苷元总量增加。可以确定硫酸酸解温度80℃，盐酸酸解温度95℃的条件更佳。
4.最佳酸解料液比的确定
选用3mol/L的硫酸溶液或2mol/L的盐酸溶液以1:20、1:30、1:40、1:50的不同料液比，酸解温度90℃，酸解时间4h的条件进行酸解，气相色谱法对酸解产物的检测结果如下：
表4不同料液比硫酸和盐酸酸解产物检测结果
综合判断：不同料液比酸解时，选择硫酸料液比1:20，盐酸料液比1:30的工艺条件更佳。
5.皂苷元纯化实验
(1)皂苷元萃取剂的选择：
水和石油醚几乎不溶，二氯甲烷几乎全溶。继续加入甲醇至10mL时依然有大量沉淀。乙醇在加至6ml时皂苷元完全溶解。乙酸乙酯在加至5mL皂苷元完全溶解。将黑褐色皂苷元粗品加入质量体积比30倍萃取剂后，过滤。所得甲醇、乙酸乙酯滤液为均黑色溶液；二氯甲烷滤液为红褐色溶液；三氯甲烷为黄褐色溶液；三氯乙烯为黄色溶液。最终确定萃取溶剂为三氯乙烯。
(2)萃取剂用量确定：
表5三氯乙烯萃取剂用量对产品质量影响表
从整体趋势看，在溶剂量用量达到质量体积比20倍时已经到极限，后续增加溶剂量不会增加萃取效果。
(3)萃取时间的确定：
表6萃取剂萃取时间对产品质量影响表
根据表6可以判断其重量变化在0.26～0.28之间，整体趋势为平缓变化差异不大。所以认为萃取时间对萃取效果影响不大。
(4)萃取次数的确定：按1.4.3方法进行
萃取次数1次：萃取后干重0.266g；萃取次数2次：萃取后干重0.222g；萃取次数3次：萃取后干重0.2126g。所以三氯乙烯萃取皂苷元仅用一次萃取即可。
6.重结晶实验现象如下：
甲醇：100倍甲醇50℃热溶固体尚未完全溶解，溶剂用量过大，工业化困难。正己烷：皂苷元几乎不溶于正己烷，乙醇：加入无水乙醇20倍，固体完全溶解，逐步加水调整极性。在80％乙醇溶液时，出现稳定的白色固体，当调整到60％乙醇溶液时出现大量白色固体。丙酮重结晶也会出现与乙醇相同的现象，但丙酮重结晶的白色粉末更为细小，在滤纸上难以存留。选择60％乙醇作为重结晶试剂。
7.萃取纯化正交：不同的酸浓度A(A1＝2mol/L、A2＝3mol/L、A3＝4mol/L、A4＝5mol/L)；萃取剂种类B(B1＝20倍二氯甲烷、B2＝20倍三氯乙烯)；酸种类C(C1＝盐酸、C2＝硫酸)；酸解时间D(D1＝3h、D2＝6h)获得8种不同含量的皂苷元粗品，分别加入20倍质量体积比的二氯甲烷和三氯乙烯萃取剂。检验萃取前后产物含量差别。正交实验产品通过气相色谱比对全部产物纯化前和纯化后的含量，
表7试验方案及结果分析
上表数据进行方差分析得表7
表7正交试验方差分析
皂苷酸解正交:经方差分析C因素到达显著，B因素接近显著，应控制在优水平。A、D可以选择任意水平，最优水平组合为A1B2C1D1，即盐酸浓度为4mol/L，酸解温度为80℃，酸解时间为4h，料液比为1:30。萃取纯化正交:最优水平组合为A3B2C1D1即:4mol/L盐酸酸解3h,用20倍三氯乙烯萃取。
本发明与现有技术相比，具有如下优点：
1)本发明提供一种皂荚皂苷元制备纯化方法，采用乙醇溶液提取膜过滤制备出较高含量皂荚皂苷(三萜皂苷)。较为详细地对酸水解参数进行了优化，制备出一定纯度皂荚皂苷元，再通过两相萃取纯化得较高纯度皂角皂苷元。
附图说明
图1本发明工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
1)皂荚果皮1000克以1:8的料液比加入25-30％酒精溶液8000ml，回流提取，再用25-30％酒精5000ml套提一次，合并提取液过四层纱布，通过800nm陶瓷膜，透过液过截留分子量1000卷式膜滤，再用截留分子量300卷式膜浓缩得滤液2500ml，喷雾干燥得60％左右皂荚皂苷。；
2)所得60％左右皂荚皂苷粗品20g按料液比1：30(m：v)，用4mol盐酸600ml，80℃条件下酸解4h。得到皂荚皂苷元产品11g(黑色)；
3)所述皂苷元产品11g按料液比为1:20三氯乙烯220ml萃取进行纯化。，萃取时间在90min，萃取一次得65％皂苷元产品7g；
4)所述65％皂苷元产品7g用无水乙醇溶解，用水滴加使其醇浓度达到60％时，结晶出得较高纯度(76％)皂荚皂苷元产品。
实施例2
1)皂荚果皮300克以1:8的料液比加入25-30％酒精溶液240ml，回流提取，再用25-30％酒精1500ml套提一次，合并提取液过四层纱布，通过800nm陶瓷膜，透过液过截留分子量1000卷式膜滤，再用截留分子量300卷式膜浓缩得滤液650ml，喷雾干燥得60％左右皂荚皂苷40g。；
2)所得60％左右皂荚皂苷粗品40g按料液比1：30(m：v)，用4mol盐酸1200ml，80℃条件下酸解4h。得到皂荚皂苷元产品20g(黑色)；
3)所述皂苷元产品20g按料液比为1:20三氯乙烯400ml萃取进行纯化,萃取时间在90min，萃取一次得65％皂苷元产品15g；
4)所述65％皂苷元产品15g用无水乙醇溶解，用水滴加使其醇浓度达到60％时，结晶出得较高纯度(76％)皂荚皂苷元产品8g。
Claims (4)
1.一种皂荚皂苷元制备纯化方法，其特征在于，步骤如下：
1）皂荚皂苷粗品制备：皂荚果皮以1:10的料液质量体积比加入25%-30%的酒精溶液，回流提取，套提一次，合并提取液，膜过滤得透过液，膜过滤浓缩得浓缩液，喷雾干燥得60%左右粗品；
2）皂荚皂苷元粗品制备：步骤1）所得粗品按料液质量体积比1：30，用酸，80 ℃条件下酸解4 h，得到皂荚皂苷元产品；或用硫酸，酸解温度90 ℃，酸解时间5 h；
3）皂苷元纯化：步骤2）所得皂苷元粗品用有机溶剂萃取法进行纯化，料液质量体积比为1:20，萃取时间在90min，萃取一次；
4）乙醇结晶，：步骤3）所得皂苷元用乙醇结晶得较高纯度皂荚皂苷产品。
2.如权利要求1所述皂荚皂苷元制备纯化方法，其特征在于：所述皂荚皂苷粗品制备步骤如下：取皂荚果皮以1:8的料液质量体积比加入25%的酒精溶液，回流提取1 h，套提一次，合并提取液，过800nm管式膜，透过液通过截留分子量1000卷式膜过滤，透过液通过截留分子量300卷式膜过滤，得浓缩液，喷雾干燥得60%左右粗品。
3.如权利要求1所述皂荚皂苷元制备纯化方法，其特征在于：所得皂苷元粗品按料液质量体积比1：30，用盐酸，80 ℃条件下酸解4 h，得到65%皂荚皂苷元产品。
4.如权利要求1所述皂荚皂苷元制备纯化方法，其特征在于：乙醇结晶：所得65%皂荚皂苷元用60%乙醇结晶得76%纯度皂荚皂苷元产品。
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