CN115873053A - 一种脱胶、脱离子黄芩苷提取工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于黄芩苷提取工艺技术，具体涉及一种脱胶、脱离子黄芩苷提取工艺。该工艺的步骤包括：药材预处理、提取与收集药液、药液离心、脱胶、脱色、脱离子、结晶和烘干，最终得成品。该工艺在黄芩苷提取上保留了水煎煮提取的工艺，这样成本较低且易规模化生产加工，不使用任何有机溶剂，保障了生产的安全，并通过水洗和螯合工艺去除了黄芩苷产品中的泥沙及矿物质，通过氢氧化钠调节pH值，破坏黄芩煎煮液胶体状态，将黄芩苷中一些胶类物质、糖类以及色素等物质发生絮凝去除，提高了产品含量。本发明通过简单、易行以及低成本的工艺将产品含量提高到92％以上，且能大规模应用于生产中，具有重要意义。

Description

一种脱胶、脱离子黄芩苷提取工艺

技术领域

本发明属于黄芩苷提取工艺技术，具体涉及一种脱胶、脱离子黄芩苷提取工艺。

背景技术

黄芩苷(Baicalin)是从黄芩根中提取分离出来的一种黄酮类化合物，具有显著的生物活性，具有抑菌、利尿、抗炎、抗变态及解痉作用，并且具有较强的抗癌反应等生理效能。在临床医学已占有重要地位。黄芩苷制造行业上游为黄芩种植及简单加工行业；中游行业以黄芩为主要生产原料，提取黄芩苷制品；下游主要应用于医药领域，以及化妆品等领域。2021年我国黄芩苷(含量80％)行业产量近2844吨，黄芩苷行业需求量2833吨，并且需求量每年以近10％在增长。

目前黄芩苷提取工艺主要以传统的水煎煮法和醇回流法为主，由于工艺简单、操作简便、提取成本低等特点，有利于工业化生产而广泛被应用。但是这两种方法都有很大弊端。首先，水煎煮法由于黄芩携带的杂质或黄芩药材含有的大量成分可以溶于、或混悬、或乳化于水中，酸沉时虽然这些杂质起到了结晶核的作用可加速黄芩苷沉淀，但是也导致黄芩苷产品纯度降低，所以水煮酸沉法得到的黄芩苷含量仅仅达到80％左右，纯度很难进一步提高。而醇回流法又使用大量乙醇，易爆炸、起火，且回收乙醇需要耗能，增加成本，并且乙醇也可溶解药材中大量杂质，所以能达到的含量仅85％左右。目前市场上80％-85％的黄芩苷产品生产成本220元/kg左右，市售价格在320元/kg-350元/kg左右，而90％以上含量的产品价格则在530元/kg左右。

为了提高黄芩苷产品纯度，生产中一般采用树脂吸附纯化方法，该方法可使黄芩苷产品含量达到95％以上，但是这也导致黄芩苷产品成本大量增加，甚至翻倍，同时产能也受到限制；近些年为了提高黄芩苷纯度，又有人开展黄芩苷合成研究，由于技术、工艺成本较高，导致90％以上合成产品价格达到1000元/kg。因此，探索和建立一种高效、节能、环保、易工业化生产的新型提取方法，将是黄芩苷提取和发展的主要方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种脱胶、脱离子黄芩苷提取工艺，该工艺中采用技术手段去除黄芩苷中胶类物质和离子类物质，实现提取的黄芩苷产品含量在92％以上，且操作简单、成本低廉。采用的技术方案为：

一种脱胶、脱离子黄芩苷提取工艺，采用的具体步骤为：

(1)药材预处理：将黄芩药材表面泥沙冲洗干净后晾干；然后打粒至能通过直径0.5cm筛或切片至0.5cm厚度以下；

(2)提取、收集药液：以黄芩药材干物质重量计算，首次将黄芩药材添加在10倍以上沸水中浸泡1-2小时以上，然后煎煮2小时，收集药液；第二次添加8倍以上水煎煮1-3小时，收集药液；第三次添加6倍及以上水量煎煮1-2小时，收集药液；如果使用的是鲜黄芩，直接添加到沸水中煎煮，不需要浸泡；

其中，三次用水量合计不低于黄芩药材干物质重量的24倍，三次煎煮时间不低于4小时，将三次药液合并浓缩至药材干物质重量的20-50倍；

(3)药液离心：将步骤(2)得到的药液离心，转速至少在2000rps，离心时间至少10分钟，收集药液；

(4)脱胶、脱色：将步骤(3)得到的药液用氢氧化钠溶液调节pH值，静置30分钟以上；再将药液离心，转速至少在2000rps，离心时间至少10分钟，收集上清液；

(5)脱离子：向步骤(4)得到的药液中添加一定量的钙镁离子络合剂，混合均匀；

(6)结晶：将步骤(5)的药液加热，用盐酸调pH值，保持温度情况下，搅拌混合后静置，使黄芩苷结晶自然沉淀完全；黄芩煎煮液中黄芩苷在60℃-85℃之间、pH值至1-3.5时，会析出结晶而发生自然沉降；只要时间充足便可自然沉淀完全；但是这个过程必须保持60℃-85℃，这有利于降低结晶速度，提高结晶纯度；

(7)烘干：将步骤(6)得到的产品去除上清，将沉淀置55℃以下烘干即得黄芩苷产品。制备得到的黄芩苷产品以2020版《中华人民共和国药典》方法检测，含量超过92％。

优选的，所述步骤(4)中，用氢氧化钠溶液调节pH值至6.5-7.0之间，以破坏药液胶体平衡。

优选的，所述步骤(5)中，钙镁离子络合剂添加量为黄芩药材重量的0.01％-0.1％。

优选的，所述步骤(5)中，钙镁离子络合剂为EDTA、乙二胺四乙酸二钠盐、依地酸二钠盐的任一种。

优选的，所述步骤(6)中，药液加热到60℃-85℃之间，用盐酸调pH值1-3.5之间。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

(1)在黄芩苷提取上保留了水煎煮提取的工艺，这样成本较低且易规模化生产加工；

(2)本发明不使用任何有机溶剂(乙醇等)，降低起火、爆炸等隐患，保障了生产的安全，并降低了成本；

(3)本发明通过水洗和螯合工艺去除了黄芩苷产品中的泥沙及矿物质(钙镁离子)杂质，降低了黄芩苷产品的泥沙、矿物质含量，产品灰分降低，含量提高；

(4)本发明通过离心工艺，将黄芩苷产品中不溶性杂质去除，提高了产品含量；

(5)本发明通过调节pH值，破坏黄芩煎煮液胶体状态，将黄芩苷中一些胶类物质、糖类以及色素等物质发生絮凝去除，提高了产品含量；

(6)本发明通过简单、易行以及低成本的工艺将产品含量提高到92％以上，但生产成本没有明显增加。

附图说明

图1为本发明工艺的流程图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明；应当理解，下面所提到的案例仅仅用来解释本发明，是为了便于描述本发明和简化描述，因此，不能理解为对本发明的限制。

以下结合实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。其他未述及的技术方法采用现有技术。

实施例1

如图1所示，一种脱胶、脱离子黄芩苷提取工艺，采用的具体步骤为：

(1)药材预处理：将干黄芩表面泥沙冲洗干净后晾干；然后切片至0.5cm厚度以下，备用。

大规模黄芩苷提取生产中，为了节约成本和简化工艺，药材都不进行水洗去泥沙，一般都认为泥沙在煎煮过程中自然沉淀去除了。但是通过我们研究表明，无论是干黄芩还是鲜黄芪药材中含泥沙量能达到1.5％-3％，而药材煎煮后药液成为胶体状态，能携带大量泥沙而不发生沉淀分离，药液通过酸沉黄芩苷时，会导致黄芩苷中含有大量泥沙，并且泥沙量能达到0.5％以上。

(2)提取、收集药液：称取干黄芩(水分含量9％，带水黄芩苷含量12.36％)片500g，添加到10000ml沸水中浸泡2小时，保持水量煎煮3小时，收集药液。第二次加水8000ml，继续煎煮1.5小时，收集药液。第三次加水8000ml，煎煮1小时，收集药液。三次药液合并浓缩至22750ml备用。

煎煮用水量直接决定黄芩苷提取率，用水量越大则黄芩苷提取率越高，但也伴随着成本提高，生产中一般控制一定用水量以降低成本。

(3)药液离心：将药液离心，转速4000rps，离心时间10分钟，收集药液。药液离心主要目的是分离药液中不水溶性成分。虽然黄芩煎煮后的药液澄清透明，但是内部有大量不水溶性成分混悬于药液中，这些成本包括泥沙、纤维、碎屑等等。由于黄芩药材煎煮液是具有一定粘度的胶体，所以这些杂质自然无法沉淀，需要离心来去除。离心后可获得更高澄清度的黄芩煎煮液，有利于减少黄芩苷杂质。

(4)脱胶、脱色：将步骤(3)得到的药液用10％氢氧化钠溶液调节pH值至6.7，静置1小时，调节转速3000rps，将药液离心10分钟，收集上清液。

本步骤的目的是破坏黄芩药材溶液胶体状态，是本发明的核心步骤之一，也是本发明人在探索黄芩苷提取过除杂过程中的一个重要发现；本步骤与碱溶提取黄芩苷工艺有着本质的区别。碱溶提取黄芩苷工艺是利用碱液对黄芩苷的溶解性高，而将黄芩苷从黄芩药材中提取出来；但是通过煎煮后或浓缩后，黄芩苷虽然被从药材中提取出来，但是形成的药液还是一种胶体状态，仍含有大量胶类、糖类和色素类物质，酸沉后得到的黄芩苷表面仍是有一层黑色膜，如不经过树脂吸附，其产品含量仍只能达到80％-85％之间。而本发明发现，在去除黄芩药材溶液不溶性杂质后，在一定的药材浓度情况下，适当调节药材煎煮液pH值，药液胶体状态容易被打破，药液中的胶类、糖类以及色素等可以发生自我絮凝而沉淀，通过离心可快速去除。经过絮凝沉淀的黄芩药液酸沉后获得的黄芩苷表面没有任何黑色膜，产品色泽均匀、淡黄，产品质地酥松易分散，且含量能超过92％以上。絮凝沉淀必须控制在一定的药材浓度情况下进行，药液浓度太高或太低都无法使胶体发生自凝而沉淀；药液浓度为原药材干物质重量的20-50倍最为合适。

(5)脱离子：向步骤(4)得到的药液中添加0.445g依地酸二钠盐，然后混合均匀。黄芩苷杂质(尤其灼烧残渣)中含量最大的是钙、镁离子，所以向药液中添加钙镁离子络合剂，可提高钙镁离子的溶解度，使钙镁离子络合成高溶解度的溶液，在酸沉过程中不被黄芩苷结合而发生沉淀，从而提高黄芩苷含量。

(6)结晶：将步骤(5)的药液水浴中加热到75℃，用浓盐酸调pH值3.5，维持温度情况下，搅拌混合后静置过夜，使黄芩苷结晶充分沉淀。

(7)烘干：将步骤(6)得到的产品去除上清，将沉淀置干燥箱45℃烘干，得黄芩苷产品63.4g。黄芩苷产品以2020版《中华人民共和国药典》方法检测，黄芩含量93.1％；灼烧残渣0.023％；不溶性杂质0.035％；黄芩苷收率95.5％。因本实施例中煎煮用水量大，黄芩苷收率较高。

采用本发明实施例1所获得的黄芩苷产品与市售黄芩苷(标示含量85％)对比：

a.含量对比：

按照2020年版《中华人民共和国药典》黄芩提取物项下检测含量。

按照高效液相色谱法(通则0512)测定。色谱条件与系统适用性试验以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；以甲醇-水-磷酸(47：53：0.2)为流动相；检测波长为280nm。理论板数按黄芩苷峰计算应不低于2500。

对照品溶液的制备：取黄芩苷对照品适量，精密称定，加甲醇制成每1ml含60μg的溶液，即得。

供试品溶液的制备：取本品约10mg，精密称定，置25ml量瓶中，加甲醇适量使溶解，再加甲醇至刻度，摇匀。精密量取5ml，置25ml量瓶中，加甲醇至刻度，摇匀，滤过，取续滤液，即得。

测定法：分别精密吸取对照品溶液与供试品溶液各10μl，注入液相色谱仪，测定含量。

结果：本发明所获得产品黄芩苷含量为93.1％，超过92％；市售产品含量检测结果为84.6％。本专利获得的产品含量超过市售黄芩苷(标示含量85％)含量。

b.不溶性杂质对比

b1.本发明实施例1获得黄芩苷产品：精确称取将本发明获得黄芩苷产品5g，添加到100ml水中，添加适量1％氢氧化钠溶液，使黄芩苷完全溶解。将溶液4000rps离心20分钟，收集沉淀，105℃烘干1小时，称重，沉淀物重量为样品的0.035％，不超过样品的0.1％。

b2.市售产品：精确称取市售黄芩苷产品(标识含量85％)5g，添加到100ml水中，添加适量1％氢氧化钠溶液，使黄芩苷完全溶解。将溶液4000rps离心20分钟，收集沉淀，105℃烘干1小时，称重，沉淀物重量为样品的0.42％，超过样品的0.4％。

c.灼烧残渣测定

按照2020年版《中华人民共和国药典》通则0841项下测定灼烧残渣。本实施例1获得黄芩苷产品灼烧残渣为0.023％，不超过样品的0.1％；市售黄芩苷产品(标示含量85％)灼烧残渣为样品的0.514％。本实施例1产品灼烧残渣远低于市售产品。

实施例2

一种脱胶、脱离子黄芩苷提取工艺，采用的具体步骤为：

(1)药材预处理：鲜黄芩适量，水洗净表面泥沙并晾干水分，切片至0.5cm厚度以下，备用。

(2)提取、收集药液：称取黄芩(水分含量54％，带水黄芩苷含量5.81％)片500g，添加到2300ml沸水中，保持水量煎煮2小时，收集药液。第二次加水1840ml，继续煎煮2小时，收集药液。第三次加水18400ml，煎煮1小时，收集药液。三次药液合并浓缩至4600ml备用。

(3)药液离心：将药液离心，转速3000rps，离心时间20分钟，收集药液。

(4)脱胶、脱色：将药液用10％氢氧化钠溶液调节pH值至7.0，静置1小时。将药液转速3000rps离心10分钟，收集上清液。

(5)脱离子：向药液中添加0.023g EDTA，然后混合混匀。

(6)结晶：将药液水浴中加热到70℃，添加浓盐酸调pH值1.0，维持温度情况下，搅拌混合后静置2小时，使黄芩苷结晶自然沉淀。

(7)烘干：去除上清，将沉淀置真空干燥箱55℃烘干，得黄芩苷产品28.55g。黄芩苷产品以2020版《中华人民共和国药典》方法检测，含量92.6％；灼烧残渣0.055％；不溶性杂质0.06％，黄芩苷收率91％。因煎煮用水量小，提取率低，所以黄芩苷收率较低。

实施实例3

一种脱胶、脱离子黄芩苷提取工艺，采用的具体步骤为：

(1)药材预处理：鲜黄芩适量，水洗净表面泥沙并晾干表面水分，用打粒机打粒置至能过0.5cm筛，备用。

(2)提取、收集药液：称取黄芩颗粒500kg(含水量51％，带水黄芩苷含量6.21％)，添加到5000kg沸水中，保持水量煎煮2小时，收集药液。第二次加水4000kg，继续煎煮2小时，收集药液。第三次加水3000kg，煎煮1小时，收集药液。三次药液合并浓缩至8000kg备用。

(3)药液离心：将药液用连续离心机离心，转速6000rps，离心时间10分钟，收集药液。

(4)脱胶、脱色：将药液用10％氢氧化钠溶液调节pH值至6.5，静置过夜。将药液用连续离心机5000rps离心10分钟，收集上清液。

(5)脱离子：向药液中添加150g乙二胺四乙酸二钠盐，然后混合混匀。

(6)结晶：将药液水浴中加热到85℃，用浓盐酸调pH值2.0，维持温度情况下，搅拌混合后静置过夜，使黄芩苷结晶充分沉淀。

(7)烘干：去除上清，将沉淀置干燥箱50℃烘干，得黄芩苷产品31.3kg。黄芩苷产品以2020版《中华人民共和国药典》方法检测，含量92.8％；灼烧残渣0.041％；不溶性杂质0.022％；黄芩苷收率92.8％。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种脱胶、脱离子黄芩苷提取工艺，其特征在于，采用的具体步骤为：

(1)药材预处理：将黄芩药材表面泥沙冲洗干净后晾干；然后打粒至能通过直径0.5cm筛或切片至0.5cm厚度以下；

(2)提取、收集药液：以黄芩药材干物质重量计算，首次将黄芩药材添加在10倍以上沸水中浸泡1-2小时以上，然后煎煮2小时，收集药液；第二次添加8倍以上水煎煮1-3小时，收集药液；第三次添加6倍及以上水量煎煮1-2小时，收集药液；

其中，三次用水量合计不低于黄芩药材干物质重量的24倍，三次煎煮时间不低于4小时，将三次药液合并浓缩至药材干物质重量的20-50倍；

(3)药液离心：将步骤(2)得到的药液离心，转速至少在2000rps，离心时间至少10分钟，收集药液；

(4)脱胶、脱色：将步骤(3)得到的药液用氢氧化钠溶液调节pH值，静置30分钟以上；再将药液离心，转速至少在2000rps，离心时间至少10分钟，收集上清液；

(5)脱离子：向步骤(4)得到的药液中添加一定量的钙镁离子络合剂，混合均匀；

(6)结晶：将步骤(5)的药液加热，用盐酸调pH值，保持温度情况下，搅拌混合后静置，使黄芩苷结晶自然沉淀完全；

(7)烘干：将步骤(6)得到的产品去除上清，将沉淀置55℃以下烘干即得黄芩苷产品。

2.根据权利要求1所述的一种脱胶、脱离子黄芩苷提取工艺，其特征在于，所述步骤(4)中，用氢氧化钠溶液调节pH值至6.5-7.0之间，以破坏药液胶体平衡。

3.根据权利要求1所述的一种脱胶、脱离子黄芩苷提取工艺，其特征在于，所述步骤(5)中，钙镁离子络合剂添加量为黄芩药材重量的0.01％-0.1％。

4.根据权利要求1所述的一种脱胶、脱离子黄芩苷提取工艺，其特征在于，所述步骤(5)中，钙镁离子络合剂为EDTA、乙二胺四乙酸二钠盐、依地酸二钠盐的任一种。

5.根据权利要求1所述的一种脱胶、脱离子黄芩苷提取工艺，其特征在于，所述步骤(6)中，药液加热到60℃-85℃之间，用盐酸调pH值1-3.5之间。

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