本發(fā)明屬于中藥材資源綜合利用領(lǐng)域,涉及一種人參廢棄物的二次資源開發(fā)和中藥復(fù)合提取方法,尤其涉及一種從人參醇提后藥渣中提取人參酸性多糖的制備方法。
背景技術(shù):
人參(panaxginsengc.a.mey)是我國的名貴中藥,具有多種藥效?!渡褶r(nóng)本草經(jīng)》將人參列為上品,言其具有“主補(bǔ)五臟,安精神,定魂魄,止驚悸,明目,開心益智,久服有輕身延年之功效”。因此,對人參的各種有效成分及其藥理活性的研究一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點。
研究發(fā)現(xiàn),從人參中分離出的多糖成分具有殺傷腫瘤細(xì)胞和誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子的活性。人參多糖中的人參果膠是人參中的另一種有效成分,表現(xiàn)出多種生物活性,如增強(qiáng)機(jī)體免疫能力,輔助防治腫瘤,顯著抑制肝損傷和降血糖等。人參多糖是由糖醛酸及各種中性糖組成的酸性雜多糖,酸性多糖(rgap)分離自人參不溶于乙醇而溶于水的部分,化學(xué)成分檢測發(fā)現(xiàn)其含有56.9%酸性糖和28.3%中性糖,蛋白質(zhì)含量低于0.1%,研究表明糖醛酸本身或含有糖醛酸結(jié)構(gòu)單元的低聚糖或多糖常顯示出十分重要的生物活性。
近年來,我國類似人參等的名貴中藥材資源越來匱乏,但是利用方式依然相當(dāng)?shù)穆浜?。例如,每年有?shù)十噸人參用于生產(chǎn)人參精,人參酒等保健產(chǎn)品,在生產(chǎn)中僅利用人參有效成分的4%~5%,其余的則被廢棄或作為飼料添加劑,十分可惜。其實,在常規(guī)的人參提取廢料中含有一些具有顯著保健作用的有效成分,如人參酸性多糖,則并沒有得到合理的利用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
人參作為我國珍貴的植物資源,已經(jīng)被許多企業(yè)所利用,但是多數(shù)都是利用醇提的人參皂苷入藥使用,而醇提后的廢渣則被遺棄,本發(fā)明工藝本著變廢為寶的理念,以人參醇提后的藥渣的為原料對人參酸性多糖的制備工藝進(jìn)行了研究,尤其涉及一種從人參醇提后藥渣中提取人參酸性多糖的制備方法。
該人參酸性多糖的制備方法包括以下步驟:
a.制備人參粗多糖:人參醇提后藥渣經(jīng)水提取,水提液離心,上清液濃縮后醇沉,沉淀以水溶解后,酶解,脫色、離心,取上清液,濾膜過濾后濃縮、醇沉,得人參多糖粗品;
b.第一次純化:取人參多糖粗品水溶,上樹脂柱,水洗脫后,用nacl溶液洗脫,得到人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液;
c.第二次純化:取人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液,濃縮,離心,沉淀以水溶解;
d.第三次純化:超濾法脫鹽,醇沉,離心,得到人參酸性多糖的精制溶液;
e.干燥:干燥后即得人參酸性多糖。
該人參酸性多糖的制備方法步驟優(yōu)選為:
a.制備人參粗多糖:人參醇提后藥渣經(jīng)水提,離心去沉淀,上清液濃縮,醇沉離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫后用水溶解,酶解、脫色、離心,上清液經(jīng)微孔濾膜過濾,減壓濃縮制成醇溶液,醇沉離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫,沉淀揮盡乙醇,得人參多糖粗品;
b.第一次純化:取人參多糖粗品溶于水后上樹脂柱,用蒸餾水洗脫,再用nacl溶液洗脫,得到人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液;
c.第二次純化:取人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液,減壓濃縮,冷藏離心,收集沉淀,加入純化水,加熱使沉淀溶解;
d.第三次純化:超濾法脫鹽,醇沉離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫,沉淀用純化水充分溶解,得到人參酸性多糖的精制溶液;
e.干燥:干燥后即得人參酸性多糖。
該人參酸性多糖的制備方法步驟進(jìn)一步優(yōu)選為:
a.制備人參粗多糖:稱取人參醇提后的藥渣,每次加入15-25倍量的水,水提2次,合并水提液離心去沉淀,上清液經(jīng)減壓濃縮,加入乙醇制成醇濃度為45-75%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀用水充分溶解,65℃時,加入0.19%-0.31%的中溫淀粉酶,酶解22-37分鐘,加入0.75%-1.25%的多糖專用大孔徑活性炭,脫色30-50分鐘,離心,去除活性炭,上清液經(jīng)微孔濾膜過濾,溶液減壓濃縮,加入乙醇制成醇濃度為45-75%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀揮盡乙醇,得人參多糖粗品;
b.第一次純化:取陰離子交換樹脂d900處理備用,稱取人參多糖粗品,溶于75-125倍量的純化水后上樹脂柱,用3-5倍柱體積的蒸餾水洗脫,控制體積流量為1.5-2.5bv/h,再用4-6倍柱體積濃度為0.3m的nacl溶液洗脫,控制體積流量為1.5-2.5bv/h,收集氯化鈉洗脫液,即為人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液;
c.第二次純化:取人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液,40-75℃減壓濃縮至溶液變渾濁為止,渾濁液冷藏過夜,離心,收集沉淀,加入純化水,加熱使沉淀溶解至澄清;
d.第三次純化:步驟c純化后的溶液用超濾法脫鹽,超濾膜包的截留分子量為0.75-1.25kd,超濾洗脫溶劑為超純水,超濾時的壓力為進(jìn)口1.88-3.12bar,回流口1.35-2.35bar,蠕動泵的轉(zhuǎn)速為7.5-12.5rpm,期間不斷補(bǔ)充洗脫溶劑,檢測溶劑為10%的硝酸銀溶液,超濾脫鹽的終點為母液和流出液加入硝酸銀溶液均無渾濁,40-75℃,減壓濃縮脫鹽后的人參酸性多糖溶液至一定體積,加入乙醇制成醇濃度為45-75%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀用純化水充分溶解,得到人參酸性多糖的精制溶液;
e.干燥:步驟d純化后的溶液經(jīng)噴霧干燥機(jī)進(jìn)行干燥,即得人參酸性多糖。
再進(jìn)一步優(yōu)選為:
a.制備人參粗多糖:稱取人參醇提后的藥渣,每次加入15倍量的水,水提2次,合并水提液離心去沉淀,上清液經(jīng)減壓濃縮,加入乙醇制成醇濃度為75%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀用水充分溶解,65℃時,加入0.19%的中溫淀粉酶,酶解37分鐘,加入0.75%的多糖專用大孔徑活性炭,脫色50分鐘,離心,去除活性炭,上清液經(jīng)微孔濾膜過濾,溶液減壓濃縮,加入乙醇制成醇濃度為45%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀揮盡乙醇,得人參多糖粗品;
b.第一次純化:取陰離子交換樹脂d900處理備用,稱取人參多糖粗品,溶于125倍量的純化水后上樹脂柱,用5倍柱體積的蒸餾水洗脫,控制體積流量為1.5bv/h,再用6倍柱體積濃度為0.3m的nacl溶液洗脫,控制體積流量為1.5bv/h,收集氯化鈉洗脫液,即為人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液;
c.第二次純化:取人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液,75℃減壓濃縮至溶液變渾濁為止,渾濁液冷藏過夜,離心,收集沉淀,加入純化水,加熱使沉淀溶解至澄清;
d.第三次純化:步驟c純化后的溶液用超濾法脫鹽,超濾膜包的截留分子量為0.75kd,超濾洗脫溶劑為超純水,超濾時的壓力為進(jìn)口3.12bar,回流口1.35bar,蠕動泵的轉(zhuǎn)速為12.5rpm,期間不斷補(bǔ)充洗脫溶劑,檢測溶劑為10%的硝酸銀溶液,超濾脫鹽的終點為母液和流出液加入硝酸銀溶液均無渾濁,40℃,減壓濃縮脫鹽后的人參酸性多糖溶液至一定體積,加入乙醇制成醇濃度為75%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀用純化水充分溶解,得到人參酸性多糖的精制溶液;
e.干燥:步驟d純化后的溶液經(jīng)噴霧干燥機(jī)進(jìn)行干燥,即得人參酸性多糖。
還優(yōu)選為:
a.制備人參粗多糖:稱取人參醇提后的藥渣,每次加入25倍量的水,水提2次,合并水提液離心去沉淀,上清液經(jīng)減壓濃縮,加入乙醇制成醇濃度為45%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀用水充分溶解,65℃時,加入0.31%的中溫淀粉酶,酶解22分鐘,加入1.25%的多糖專用大孔徑活性炭,脫色30分鐘,離心,去除活性炭,上清液經(jīng)微孔濾膜過濾,溶液減壓濃縮,加入乙醇制成醇濃度為75%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀揮盡乙醇,得人參多糖粗品;
b.第一次純化:取陰離子交換樹脂d900處理備用,稱取人參多糖粗品,溶于75倍量的純化水后上樹脂柱,用3倍柱體積的蒸餾水洗脫,控制體積流量為2.5bv/h,再用4倍柱體積濃度為0.3m的nacl溶液洗脫,控制體積流量為2.5bv/h,收集氯化鈉洗脫液,即為人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液;
c.第二次純化:取人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液,40℃減壓濃縮至溶液變渾濁為止,渾濁液冷藏過夜,離心,收集沉淀,加入純化水,加熱使沉淀溶解至澄清;
d.第三次純化:步驟c純化后的溶液用超濾法脫鹽,超濾膜包的截留分子量為1.25kd,超濾洗脫溶劑為超純水,超濾時的壓力為進(jìn)口1.88bar,回流口2.35bar,蠕動泵的轉(zhuǎn)速為7.5rpm,期間不斷補(bǔ)充洗脫溶劑,檢測溶劑為10%的硝酸銀溶液,超濾脫鹽的終點為母液和流出液加入硝酸銀溶液均無渾濁,75℃,減壓濃縮脫鹽后的人參酸性多糖溶液至一定體積,加入乙醇制成醇濃度為45%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀用純化水充分溶解,得到人參酸性多糖的精制溶液;
e.干燥:步驟d純化后的溶液經(jīng)噴霧干燥機(jī)進(jìn)行干燥,后即得人參酸性多糖。
還優(yōu)選為:
a.制備人參粗多糖:稱取人參醇提后的藥渣,每次加入20倍量的水,水提2次,合并水提液離心去沉淀,上清液經(jīng)減壓濃縮,加入乙醇制成醇濃度為60%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀用水充分溶解,65℃時,加入0.25%的中溫淀粉酶,酶解30分鐘,加入1%的多糖專用大孔徑活性炭,脫色40分鐘,離心,去除活性炭,上清液經(jīng)微孔濾膜過濾,溶液減壓濃縮,加入乙醇制成醇濃度為60%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀揮盡乙醇,得人參多糖粗品;
b.第一次純化:取陰離子交換樹脂d900處理備用,稱取人參多糖粗品,溶于100倍量的純化水后上樹脂柱,用4倍柱體積的蒸餾水洗脫,控制體積流量為2bv/h,再用5倍柱體積濃度為0.3m的nacl溶液洗脫,控制體積流量為2bv/h,收集氯化鈉洗脫液,即為人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液;
c.第二次純化:取人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液,60℃減壓濃縮至溶液變渾濁為止,渾濁液冷藏過夜,離心,收集沉淀,加入純化水,加熱使沉淀溶解至澄清;
d.第三次純化:步驟c純化后的溶液用超濾法脫鹽,超濾膜包的截留分子量為1kd,超濾洗脫溶劑為超純水,超濾時的壓力為進(jìn)口2.5bar,回流口1.8bar,蠕動泵的轉(zhuǎn)速為10rpm,期間不斷補(bǔ)充洗脫溶劑,檢測溶劑為10%的硝酸銀溶液,超濾脫鹽的終點為母液和流出液加入硝酸銀溶液均無渾濁,60℃,減壓濃縮脫鹽后的人參酸性多糖溶液至一定體積,加入乙醇制成醇濃度為60%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀用純化水充分溶解,得到人參酸性多糖的精制溶液;
e.干燥:步驟d純化后的溶液經(jīng)噴霧干燥機(jī)進(jìn)行干燥,即得人參酸性多糖。
為了充分的利用人參這一珍貴的植物資源,我們利用醇提后的人參廢渣為原料,通過醇沉、酶解、脫色、d900陰離子樹脂吸附、鹽析和超濾等方法分離純化出人參酸性多糖。對人參多糖的純度的測定文獻(xiàn)多有報道,但都是以葡萄糖為指標(biāo),采用苯酚-濃硫酸法測定純度達(dá)90%以上,不可避免的增加了中性多糖的干擾,而以d-半乳糖醛酸計,采用間羥聯(lián)苯測定的純度達(dá)90%以上的分離純化工藝研究鮮有報道,對人參廢料中的酸性多糖進(jìn)行分離、純化,使人參酸性多糖的含量以d-半乳糖醛酸計,采用間羥聯(lián)苯測定的純度達(dá)90%以上,并且優(yōu)選的工藝穩(wěn)定可靠、簡便易行,適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
1、儀器與試藥
cary60型紫外可見分光光度計(美國安捷倫);xp105dr型十萬分之一電子天平(mettlettoledo);yc-1800型實驗室低溫噴霧干燥機(jī)(上海雅程儀器設(shè)備有限公司);dd6m型離心機(jī)(湖南湘立離心機(jī)廠);pall超濾系統(tǒng)(美國pall公司)。人參醇提后藥渣(石家莊以嶺藥業(yè)股份有限公司提取車間提供),d-半乳糖醛酸對照品(中國藥品生物制品檢定所,批號為111646-200301,供含量測定用),淀粉酶(邢臺萬達(dá)生物有限公司),活性炭(溧陽南山活性炭有限公司),ab-8和d101型大孔吸附樹脂、d201型陰離子交換樹脂、聚酰胺吸附樹脂,jk008型陽離子交換樹脂和d900陰離子交換樹脂(滄州寶恩吸附材料有限公司),四硼酸鈉和間羥聯(lián)苯(sigma公司),濃硫酸為優(yōu)級純(天津科密歐化學(xué)試劑有限公),水為純化水,其他試劑均為分析純。
2、方法與結(jié)果
2.1人參粗多糖的制備
稱取人參醇提后藥渣500克,每次加入10倍量的水,提取2次,合并水提液離心去沉淀,上清液經(jīng)減壓濃縮,加入乙醇,使醇濃度為60%,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀用水充分溶解,加入0.25%的中溫淀粉酶,酶解30分鐘,加入1%的多糖專用大孔徑活性炭,脫色40分鐘,離心,去除活性炭,上清液經(jīng)微孔濾膜過濾,溶液減壓濃縮,加入乙醇,使醇濃度為60%,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀揮盡乙醇,得人參多糖粗品。
2.2間羥聯(lián)苯法測定糖醛酸
2.2.1對照品溶液的制備
精密稱取d-半乳糖醛酸15.54mg,加蒸餾水溶解并定容至100ml量瓶中,配成155.4g/ml對照品溶液。
2.2.2線性關(guān)系考察
精密量取d-半乳糖醛酸對照品溶液0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6ml于具塞試管中,加蒸餾水至1.0ml,在冰浴中預(yù)冷后加入12.5mmol/l四硼酸鈉硫酸溶液6ml,搖勻,在沸水浴中煮沸10min。取出以冰浴冷卻至室溫,分別加入0.15%間羥聯(lián)苯溶液80l,搖勻,超聲5min,室溫放置10min。以1.0ml蒸餾水同上操作制得空白對照,于525nm處測定a值,以d-半乳糖醛酸質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)(c),a值為縱坐標(biāo)(a)進(jìn)行線性回歸,得回歸方程a=0.0134c+0.0085,r=0.9998,d-半乳糖醛酸在15.54~54.39g/ml內(nèi)線性關(guān)系良好。
2.3樹脂的預(yù)處理
陰離子交換樹脂:用蒸餾水浸泡24h,并用蒸餾水洗至水液澄清,傾去水后加1mol/lhcl溶液浸泡24h,水洗至中性,最后加入1mol/lnaoh溶液浸泡24h,并用水洗至中性。
陽離子交換樹脂:用蒸餾水浸泡24h,并用蒸餾水洗至水液澄清,傾去水后加1mol/lnaoh溶液浸泡24h,水洗至中性,加入1mol/lhcl溶液浸泡24h,用水洗至中性。
大孔吸附樹脂和聚酰胺吸附樹脂:95%乙醇浸泡24h,并以95%乙醇洗至加等量的蒸餾水無氣泡產(chǎn)生,然后用蒸餾水洗至無醇味。
2.4人參酸性多糖的純化與結(jié)果
2.4.1人參酸性多糖的樹脂純化研究
2.4.1.1樹脂型號的篩選
精密稱取人參多糖粗品0.4克置200ml容量瓶中,加蒸餾水稀釋至刻度,制成濃度為2mg/ml的多糖溶液,分別精密稱取經(jīng)預(yù)處理的六種干樹脂約5.0g,置于250ml具塞錐形瓶中。分別精密加入2.0mg/ml的人參多糖溶液25ml,恒溫振蕩33℃12h樹脂充分吸附后過濾,間羥聯(lián)苯法測定吸附殘液中多糖含量。按下列公式計算各樹脂的吸附量q(mg/g)及吸附率e(%)。q=(c0-c)v/m;e=(c0-c)/c0×100。式中:c0為起始濃度(mg/ml);c為平衡濃度(mg/ml);v為溶液體積(ml);m為加入樹脂的質(zhì)量(g)。六種樹脂對人參多糖的靜態(tài)吸附試驗結(jié)果顯示,d900陰離子吸附樹脂對于人參多糖的吸附能力高于其他樹脂。見表1。
2.4.1.2樹脂最大上樣量的確定
精密稱取經(jīng)預(yù)處理的d900陰離子樹脂5克,濕法裝柱,將濃度為2.0mg/ml的人參粗多糖溶液,由滴液漏斗向柱中滴流,控制2ml/min的流速,每隔2min收集過柱液并測定多糖濃度,以流出液濃度為上樣液濃度的10%來確定泄露點,隨即停止上樣。根據(jù)測試的多糖濃度,以吸光值a作為縱坐標(biāo),以收集多糖溶液累計體積(ml)為橫坐標(biāo),繪制d900陰離子樹脂對人參粗多糖的動態(tài)吸附穿透曲線,確定上樣量,如圖1所示。結(jié)果顯示,當(dāng)上樣量達(dá)10ml時,流出液濃度為上樣液濃度(2.0mg/ml)的10%,確定人參粗多糖溶液上樣量為18ml,即上樣量為36mg。
2.4.1.3洗脫劑的選擇
精密稱取經(jīng)預(yù)處理的d900陰離子樹脂約5.0g,共6份,置于250ml具塞錐形瓶中。分別加入25ml濃度為2.0mg/ml的人參粗多糖溶液,恒溫振蕩33℃12h后過濾,測定吸附殘液中多糖含量,計算吸附量。在上述已知吸附量的6份樹脂中,分別加入40ml純水以及0.1molnacl、、0.2molnacl、0.3molnacl、0.5molnacl、1molnacl的乙醇溶液40ml進(jìn)行洗脫。其解吸率依次為0.96%、20.16%、60.32.12%、80.69%、75.34%、73.42%,恒溫振蕩33℃24h,分別測定洗脫液中人參多糖含量,篩選出解吸率最高的洗脫劑。由此可見,隨著氯化鈉濃度的增加,人參多糖的解吸率呈不斷上升的趨勢,0.3molnacl溶液可達(dá)到80.69%的解吸率,隨著氯化鈉濃度的繼續(xù)增加,解析率略有下降。且為了后期除鹽方便,故洗脫溶劑可以選擇先用水洗脫,再選擇濃度0.3molnacl溶液作為洗脫劑。
2.4.1.4洗脫量的確定
精密稱取經(jīng)預(yù)處理的d900陰離子樹脂5克,濕法裝柱,將濃度為2.0mg/ml的人參粗多糖溶液,由滴液漏斗向柱中滴流,控制2ml/min的流速,上樣18ml,靜置12h。加入0.3molnacl溶液作為洗脫劑,控制2ml/min的流速,每3min收集過柱液并測定多糖濃度,共收集42ml。根據(jù)測試的多糖濃度,繪制d900陰離子樹脂對人參粗多糖的動態(tài)解吸曲線,確定洗脫液用量,如圖2所示。結(jié)果顯示,采用0.3molnacl進(jìn)行解吸時,洗脫峰集中、對稱,無明顯拖尾現(xiàn)象0.3molnacl30ml基本上可以將人參粗多糖完全洗脫下來,約為5倍柱體積,故確定洗脫液用量為5倍柱體積。
2.4.1.5洗脫流量的確定
取d900陰離子樹脂5g濕法裝柱,按動態(tài)吸附試驗方法,上樣人參粗多糖溶液18ml,分別控制體積流量為1、1.5、2、2.5、3bv/h,并用5倍柱體積的0.3molnacl進(jìn)行洗脫,繪制不同體積流量下多糖含量的曲線,如圖3所示。結(jié)果表明隨著試液體積流量的增大,樹脂對人參多糖的吸附量減少,這是因為體積流量過大,nacl與人參多糖分子之間沒有足夠的接觸;離子交換不完全。因此,考慮洗脫徹底、節(jié)省時間及大生產(chǎn)的可行性,選擇體積流量為2bv/h。
2.4.1.6徑高比的確定
取不同量的d900陰離子樹脂,用直徑為15mm的玻璃色譜柱裝柱,使徑高比分別為1∶5、1∶7、1∶9,按最大上樣量,精密吸取人參多糖樣品液,以2bv/h的體積流量過樹脂,,分別用3倍柱體積的蒸餾水洗脫,再用5倍柱體積的0.3molnacl進(jìn)行洗脫,收集洗脫液,測定人參多糖的含量,結(jié)果見表2。從實驗結(jié)果可看出,隨著徑高比的增加,樹脂對人參多糖的吸附有所增大,樹脂徑高比從1∶5增大到1∶7時,增加明顯,但從1∶7增大到1∶9時,趨于平緩,綜合考慮人參多糖的吸附率及工業(yè)生產(chǎn)的可行性,選擇樹脂徑高比為1∶7。
綜上:人參酸性多糖的樹脂純化的參數(shù)為:d900陰離子樹脂,流速為2bv/h,徑高比為1∶7,上樣量為≤7mg人參粗多糖/克樹脂,洗脫溶劑先用純水洗脫再用0.3molnacl溶液洗脫,洗脫體積為5倍柱體積。
2.4.2鹽析法的純化
取人參酸性多糖的d900陰離子樹脂氯化鈉洗脫液,(60℃)減壓濃縮至溶液變渾濁為止,渾濁液至冰箱中冷藏過夜,離心,收集沉淀,加入純化水,加熱使沉淀溶解至澄清。
2.4.3脫鹽的工藝研究
2.4.3.1脫鹽方法的比較
人參酸性多糖鹽析后的溶液,選擇兩種方式進(jìn)行脫鹽,即透析法與超濾法,脫鹽后的溶液通過硝酸銀溶液檢測未見渾濁為終點,經(jīng)過比較兩種方式均能達(dá)到很好的除鹽目的,但是考慮到大生產(chǎn)透析無法實現(xiàn),故選擇超濾法除鹽。
2.4.3.2截留分子量的選擇
分別選擇1kd,3kd,5kd,10kd,30kd的不同超濾膜包進(jìn)行脫鹽研究,超濾洗脫溶劑為超純水,超濾時的壓力為進(jìn)口2.5bar,回流口1.8bar,蠕動泵的轉(zhuǎn)速為10rpm,期間不斷補(bǔ)充洗脫溶劑,檢測溶劑為10%的硝酸銀溶液,超濾脫鹽的終點為母液和流出液加入硝酸銀溶液均無渾濁。
分別測定不同溶液中人參酸性多糖的純度,結(jié)果見表3,從實驗結(jié)果可以看出,3kd,5kd,10kd,30kd超濾膜包,人參酸性多糖的損失比較多,純度也偏低,故將超濾截留分子量選擇為1kd。
2.4.4干燥方式的比較
綜合比較減壓干燥、冷凍干燥、噴霧干燥,結(jié)果,減壓干燥樣品復(fù)溶性較差,冷凍干燥和噴霧干燥,復(fù)溶效果差不多,顏色也比較接近,為了節(jié)能和工業(yè)化生產(chǎn)需要,故選擇噴霧干燥作為樣品的干燥方式。
2.4.5小試工藝驗證:
按實驗確定的方案,取陰離子交換樹脂d900約400g裝柱(50mm×260mm),按照陰離子交換樹脂預(yù)處理方法處理備用。取人參多糖粗品3g,溶于300ml純化水后上樹脂柱,收集過柱液,控制體積流量為2bv/h,然后用3倍柱體積的蒸餾水洗脫,控制體積流量為2bv/h,合并過柱液和水洗液,定容后留樣,最后用5倍柱體積濃度為0.3m的nacl溶液洗脫,控制體積流量為2bv/h,收集洗脫液。得到人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液。經(jīng)鹽析法純化和超濾法除鹽,最后噴霧干燥得人參酸性多糖,測定醇提藥渣噴霧粉、人參粗多糖、d900陰離子流出液和水洗液人參酸性多糖的含量和純度。結(jié)果見表4
2.4.6中試工藝驗證與結(jié)果
按實驗確定的方案,稱取人參醇提后藥渣1公斤,按照人參粗多糖制備工藝,陰離子交換樹脂d900純化工藝,鹽析法純化和超濾法除鹽,最后噴霧干燥得人參酸性多糖的優(yōu)選工藝,放大制備人參酸性多糖三批,測定三批中試樣品中醇提藥渣水提液干燥粉、人參粗多糖、人參精多糖的含量和純度。結(jié)果見表5,從實驗結(jié)果可看出,上述優(yōu)選出的工藝條件應(yīng)用于放大試驗時,人參多糖的純度和轉(zhuǎn)移率與小試結(jié)果相符合說明該工藝穩(wěn)定可靠,適用于工業(yè)化大生產(chǎn)。
由上述實驗可知,人參作為我國珍貴的植物資源,已經(jīng)被許多企業(yè)所利用,但是多數(shù)都是利用醇提的人參皂苷入藥使用,而醇提后的廢渣則被遺棄,本工藝本著變廢為寶的理念,以人參醇提后的藥渣的為原料對人參酸性多糖的制備工藝進(jìn)行了研究。
工藝中脫色首次使用的多糖專用的大孔徑活性炭對人參多糖溶液的色素起到了明顯去除作用;d900陰離子交換樹脂的選擇性效果很好,對人參中性多糖和酸性多糖分離達(dá)到了100%的分離,人參酸性多糖的轉(zhuǎn)移率達(dá)到了90%以上;工藝中脫鹽采用超濾法代替?zhèn)鹘y(tǒng)中透析法,不僅節(jié)約了時間而且適合產(chǎn)業(yè)化。
本工藝制備的人參酸性多糖純度用間羥聯(lián)苯法測定以d-半乳糖醛酸計達(dá)到了90%以上,目前文獻(xiàn)中人參多糖純度以d-半乳糖醛酸計最高的僅達(dá)到了55%以上;而人參多糖純度達(dá)到90%的都是苯酚-濃硫酸法以葡萄糖計算而得,其中人參中性多糖的含量占據(jù)了很大部分,因此,本工藝在人參酸性多糖的純化上優(yōu)勢比較明顯,同時,該工藝穩(wěn)定性好,操作簡便,適合于工業(yè)化生產(chǎn)。
附圖說明
圖1:人參粗多糖的吸附泄漏曲線圖
圖2:動態(tài)洗脫曲線圖
圖3:體積流量洗脫曲線圖
具體實施方式:
下述實施例用于舉例說明本發(fā)明制備方法但其不能對本發(fā)明的范圍構(gòu)成任何限制。
實施例1:
a、制備人參粗多糖:稱取人參醇提后的藥渣100g,每次加入1500ml的水,水提2次,合并水提液離心去沉淀,上清液經(jīng)減壓濃縮,加入乙醇制成醇濃度為75%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀用水充分溶解,65℃時,加入0.19%的中溫淀粉酶,酶解37分鐘,加入75%的多糖專用大孔徑活性炭,脫色50分鐘,離心,去除活性炭,上清液經(jīng)微孔濾膜過濾,溶液減壓濃縮,加入乙醇制成醇濃度為45%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀揮盡乙醇,得人參多糖粗品;
b.第一次純化:取陰離子交換樹脂d900處理備用,稱取人參多糖粗品3g,溶于375ml的純化水后上樹脂柱,用1875ml的蒸餾水洗脫,控制體積流量為1.5bv/h,再用2250ml濃度為0.3m的nacl溶液洗脫,控制體積流量為1.5bv/h,收集氯化鈉洗脫液,即為人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液;
c.第二次純化:取人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液,75℃減壓濃縮至溶液變渾濁為止,渾濁液冷藏過夜,離心,收集沉淀,加入純化水,加熱使沉淀溶解至澄清;
d.第三次純化:步驟c純化后的溶液用超濾法脫鹽,超濾膜包的截留分子量為0.75kd,超濾洗脫溶劑為超純水,超濾時的壓力為進(jìn)口3.12bar,回流口1.35bar,蠕動泵的轉(zhuǎn)速為12.5rpm,期間不斷補(bǔ)充洗脫溶劑,檢測溶劑為10%的硝酸銀溶液,超濾脫鹽的終點為母液和流出液加入硝酸銀溶液均無渾濁,40℃,減壓濃縮脫鹽后的人參酸性多糖溶液至一定體積,加入乙醇制成醇濃度為75%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀用純化水充分溶解,得到人參酸性多糖的精制溶液;
e.干燥:步驟d純化后的溶液經(jīng)噴霧干燥機(jī)進(jìn)行干燥,即得人參酸性多糖1.83g。將所得的樣品間羥聯(lián)苯法測定,人參酸性多糖的純度為93.9%。
實施例2:
a.制備人參粗多糖:稱取人參醇提后的藥渣100g,每次加入2500ml的水,水提2次,合并水提液離心去沉淀,上清液經(jīng)減壓濃縮,加入乙醇制成醇濃度為45%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀用水充分溶解,65℃時,加入0.31%的中溫淀粉酶,酶解22分鐘,加入1.25%的多糖專用大孔徑活性炭,脫色30分鐘,離心,去除活性炭,上清液經(jīng)微孔濾膜過濾,溶液減壓濃縮,加入乙醇制成醇濃度為75%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀揮盡乙醇,得人參多糖粗品;
b.第一次純化:取陰離子交換樹脂d900處理備用,稱取人參多糖粗品3g,溶于225ml的純化水后上樹脂柱,用675ml的蒸餾水洗脫,控制體積流量為2.5bv/h,再用900ml濃度為0.3m的nacl溶液洗脫,控制體積流量為2.5bv/h,收集氯化鈉洗脫液,即為人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液;
c.第二次純化:取人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液,40℃減壓濃縮至溶液變渾濁為止,渾濁液冷藏過夜,離心,收集沉淀,加入純化水,加熱使沉淀溶解至澄清;
d.第三次純化:步驟c純化后的溶液用超濾法脫鹽,超濾膜包的截留分子量為1.25kd,超濾洗脫溶劑為超純水,超濾時的壓力為進(jìn)口1.88bar,回流口2.35bar,蠕動泵的轉(zhuǎn)速為7.5rpm,期間不斷補(bǔ)充洗脫溶劑,檢測溶劑為10%的硝酸銀溶液,超濾脫鹽的終點為母液和流出液加入硝酸銀溶液均無渾濁,75℃,減壓濃縮脫鹽后的人參酸性多糖溶液至一定體積,加入乙醇制成醇濃度為45%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀用純化水充分溶解,得到人參酸性多糖的精制溶液;
e.干燥:步驟d純化后的溶液經(jīng)噴霧干燥機(jī)進(jìn)行干燥,即得人參酸性多糖2.05g。將所得的樣品間羥聯(lián)苯法測定,人參酸性多糖的純度為96.8%。
實施例3:
a.制備人參粗多糖:稱取人參醇提后的藥渣100g,每次加入2000ml的水,水提2次,合并水提液離心去沉淀,上清液經(jīng)減壓濃縮,加入乙醇制成醇濃度為60%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀用水充分溶解,65℃時,加入0.25%的中溫淀粉酶,酶解30分鐘,加入1%的多糖專用大孔徑活性炭,脫色40分鐘,離心,去除活性炭,上清液經(jīng)微孔濾膜過濾,溶液減壓濃縮,加入乙醇制成醇濃度為60%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀揮盡乙醇,得人參多糖粗品;
b.第一次純化:取陰離子交換樹脂d900處理備用,稱取人參多糖粗品3g,溶于300ml的純化水后上樹脂柱,用1200ml的蒸餾水洗脫,控制體積流量為2bv/h,再用1500ml濃度為0.3m的nacl溶液洗脫,控制體積流量為2bv/h,收集氯化鈉洗脫液,即為人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液;
c.第二次純化:取人參酸性多糖的氯化鈉洗脫液,60℃減壓濃縮至溶液變渾濁為止,渾濁液冷藏過夜,離心,收集沉淀,加入純化水,加熱使沉淀溶解至澄清;
d.第三次純化:步驟c純化后的溶液用超濾法脫鹽,超濾膜包的截留分子量為1kd,超濾洗脫溶劑為超純水,超濾時的壓力為進(jìn)口2.5bar,回流口1.8bar,蠕動泵的轉(zhuǎn)速為10rpm,期間不斷補(bǔ)充洗脫溶劑,檢測溶劑為10%的硝酸銀溶液,超濾脫鹽的終點為母液和流出液加入硝酸銀溶液均無渾濁,60℃,減壓濃縮脫鹽后的人參酸性多糖溶液至一定體積,加入乙醇制成醇濃度為60%醇溶液,醇沉過夜,離心,沉淀經(jīng)60%醇洗脫兩次,沉淀用純化水充分溶解,得到人參酸性多糖的精制溶液;
e.干燥:步驟d純化后的溶液經(jīng)噴霧干燥機(jī)進(jìn)行干燥,即得人參酸性多糖1.95g。將所得的樣品間羥聯(lián)苯法測定,人參酸性多糖的純度為94.7%。