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【摘要】 目的 研究紫草乙醇浸膏的精制方法。方法 碱溶酸沉法,大孔树脂吸附法,超临界CO2萃取法,含水乙醇-石油醚萃取法,铜盐络合法。结果 以外观性状、收率和萘醌总色素的含量为指标,对5种方法所得精制产品进行了比较。结论 含水乙醇-石油醚萃取法较适于工厂生产中紫草乙醇浸膏的精制。
【关键词】 紫草;乙醇浸膏;精制
Study on purification methods for the ethanol-extracts of radix arnebiae
YANG Wen-yu,CHEN Bin.
Faculty of Bioengineering, Xihua University, Chengdu Sichuan 610039,China
【Abstract】 Objective To develop methods for purifying the ethanol-extracts of Radix Arnebiae.Methods (I) pH control, (II) absorption by macro-porous resin, (III) super critical carbon dioxide extraction, (IV) liquid-liquid extraction between ethanol (contained water) and petroleum ether, (V) creation of Cu2+ complex.Results Samples from five methods were evaluated though physic status, yield and the content of total hydroxyl naphthoquinones.Conclusion Method IV is an effective process to purify the ethanol-extracts of gromwell in scale.
【Key words】 gromwell (Radix Arnebiae);ethanol extract;purification
中药紫草具有凉血活血、解毒透疹的功效,《中国药典》(2005年版)收载品种包括新疆紫草Arnebia euchroma (Royle) Johnst.和内蒙紫草Arnebia guttata Bunge。紫草红色素是紫草药材的提取物,除药典品种外,紫草Lithospermum erythrorhizon Sieb. et Zucc.滇紫草Onosma Paniculata Bur. et Franch.等亦用于提取色素。紫草红色素是左旋紫草素、乙酰紫草素等多种羟基萘醌类成分的混合物。紫草萘醌[1~3]具有抗炎、抗氧、抗肿瘤等作用,临床多用于烧烫伤的治疗和抗肿瘤;紫草红色素还可用于食品添加剂和化妆品。紫草红色素的工业生产目前主要采用乙醇提取、石油醚或正己烷提取,近年来应用超临界CO2提取、超声提取、微波提取等新的提取方法亦有较多报道[4];由于石油醚或正己烷提取成本较高、超临界CO2萃取等提取方法对设备要求较高,而乙醇提取法简便、成本低廉、收得率较高,因此仍是现今生产紫草红色素的主要方法之一。但乙醇提取法所得浸膏含有较多杂质,颜色为深紫黑色,质量较石油醚提取物和超临界CO2提取物差,有必要进行精制。有关紫草乙醇浸膏的精制方法尚未见报道,本文对此进行了初步的探讨。
1 仪器与试药
TU-1800紫外可见分光光度仪(北京普析通用仪器有限公司),HA121-50-10超临界萃取仪(江苏南通华安超临界萃取有限公司),HS-120D超声波清洗机(宁波新芝科器研究所)。AB-8大孔吸附树脂(安徽省蚌埠天星树脂有限公司),柱层析硅胶(青岛海洋化工厂),其余试剂均为分析纯。紫草药材:购于成都荷花池中药材专业市场,经笔者鉴定,为新疆紫草 Arnebia euchroma (Royle) Johnst.的干燥根。
2 方法与结果
2.1 测定方法 采用分光光度法。称取样品0.1g,精密称定,置50ml量瓶中,以甲醇溶解并稀释至,摇匀,精密量取1ml,置另一50ml量瓶中,加甲醇稀释至刻度。以甲醇为参比,于516nm 处测定吸光度(A)值,按左旋紫草素(C16H16O5)的吸光系数(E1%1cm)为242计算羟基萘醌总色素的含量。
2.2 紫草乙醇浸膏的制备 取紫草药材粉碎成粗粉,加适量水拌湿,置渗漉罐中,以95%乙醇为溶剂,先浸泡24h,再渗漉至渗漉液近无红色,收集渗漉液,回收乙醇(55℃,-0.07MPa),即得。
2.3 精制方法
2.3.1 碱溶酸沉法 取乙醇提取物10g,加1%NaOH水溶液200ml,超声使溶解,滤除不溶物,滤液以盐酸调节pH至5,适当搅拌,放置,析出红色固体物质,抽滤,滤饼干燥(50℃,-0.07MPa),称重,得3.7g。若按此法重复精制一次,可得暗红色固体3.2g。
2.3.2 大孔树脂吸附法 已有报道[5]利用大孔树脂吸附法富集紫草细胞培养液中的紫草素。本文实验中取紫草乙醇提取物10g,用30ml乙醇超声使溶解,加入柱层析用硅胶20g,拌匀,挥去乙醇,上样于已预处理的AB-8大孔树脂柱(ф3cm,柱体积200ml,湿法装柱)上;先以水1L洗脱,弃去水洗脱液;再以20%乙醇洗脱至洗脱液近无色,结果20%乙醇洗脱液呈淡黄色,弃去;最后以95%乙醇洗脱至洗脱液近无色,收集95%乙醇洗脱液,浓缩(55℃,-0.07MPa)、50℃减压干燥,得紫红色固体1.6g。
2.3.3 超临界CO2萃取法 取乙醇提取物10g,以30ml乙醇超声使溶解,倾入200g石英砂中,拌匀,在不断搅动的情况下挥去乙醇,置超临界萃取仪的萃取缸中,在压力20MPa、萃取温度30℃、分离温度30℃、CO2流量40L/h条件下萃取2.5h,得红紫色膏状物3.8g。
2.3.4 含水乙醇-石油醚萃取法 乙醇与石油醚在一定程度上可互溶,但当乙醇中含一定量水时,则可分层为两相,此原理可用于紫草红色素的精制。实验中取乙醇提取物10g,加乙醇20ml,超声,混匀,加石油醚(60~90℃)100ml,超声,混匀,过滤,沉淀同法按比例再处理一次;取滤液,加水100ml,摇匀,放置分层;分取上层,用含1%NaOH的85%乙醇溶液萃取至上层不显红色;分取下层,用盐酸调节pH至6~7,减压回收乙醇、过滤、干燥,得紫红色固体3.0g。
2.3.5 络合法 取乙醇提取物10g,加甲醇100ml,超声使溶解,过滤,滤液加25%醋酸铜水溶液10ml,搅匀,放置,滤取沉淀,向沉淀中加入乙酸乙酯50ml,滴加10 %盐酸使溶解,分取乙酸乙酯层,用50ml水洗2次,无水Na2SO4干燥,浓缩,得紫红色固体2.2g。
2.4 几种精制方法结果的比较
2.4.1 外观性状 5种方法中,色泽较为纯正、显紫红色的是大孔树脂吸附法、含水乙醇-石油醚萃取法和络合法所制得的产品,超临界CO2萃取所得产品色泽偏深,而碱溶酸沉法所得产品虽为红色但比较暗淡。从形态上看,除超临界CO2萃取所得产品为膏状外,其余几种方法所得产品均可研细为粉末状。
2.4.2 收率 5种方法收率分别为:碱溶酸沉法32%,大孔树脂吸附法16%;超临界CO2萃取法38%;含水乙醇-石油醚萃取法30%;络合法22%。超临界CO2萃取法最高,大孔树脂吸附法最低。
2.4.3 羟基萘醌总色素的含量 按2.1测定5种精制方法所得的产品,结果羟基萘醌总色素的含量分别为:碱溶酸沉法84.7%,大孔树脂吸附法94.3%,超临界CO2萃取法88.1%,含水乙醇-石油醚萃取法93.6%,络合法95.5%。
3 结论与讨论
3.1 结论 从外观性状、收率和羟基萘醌总色素的含量3个指标综合分析,含水乙醇-石油醚萃取法较适宜用于紫草乙醇浸膏的精制,所得产品色泽纯正,且收率较高、含量较高。
3.2 讨论 碱溶酸沉法在碱溶、酸沉环节过滤都比较困难,可采用离心方法;大孔树脂吸附法中,因乙醇浸膏不溶于水,不易上样,故采用硅胶分散,用95%乙醇洗脱时,紫草红色素在硅胶上不被保留,但AB-8大孔树脂对紫草萘醌类成分吸附很强且不易解吸,洗脱完成后硅胶呈淡黄褐色但树脂柱仍呈红色;超临界CO2萃取法,若乙醇浸膏不预先分散则较易堵塞管路,所得产品,除含萘醌外,可能还含有一些其他亲脂性成分,使得产品色泽较深;络合法[6]操作简便,产品质量较好,但需消耗大量铜盐,生产时易造成环境污染,且收率不高,因此难于推广使用;含水乙醇-石油醚萃取法,由于溶液中含水较少,因此萃取时乳化现象不严重,较易分层,石油醚无需回收可循环使用,萃取在室温操作,所得产品色泽较好,收率较高,故此法对工业生产有参考价值。
【参考文献】
1 B Singh, M K Sharma, P R Meghwal, et al. Anti-inflammatory activity of shikonin derivatives from Arnebia hispidissima.Phytomedicine, 2003,(10):375-380.
2 A N Assimopoulou, D Boskou, V P Papageorgiou. Antioxidant activities of alkannin, shikonin and Alkanna tinctoria root extracts in oil substrates. Food Chemistry, 2004, (87):433-438.
3 Sung Hoon Kim, In-Cheol Kang, Taek Joon Yoon, et al. Antitumor activities of a newly synthesized shikonin derivative, 2-hyim-DMNQ-S-33. Cancer Letters, 2001, (172):171-175.
4 马丽萍,邢翠萍,汪春生,等. 超临界CO2从滇紫草中提取紫草素的研究.精细石油化工,2003,(2):40-43.
5 康强胜,李洪林,龚复俊,等.大孔吸附树脂吸附分离紫草色素的研究.武汉植物学研究,2002,20(6):463-466.
6 胡昆,张爱英,张永煜,等. 紫草素的分离制备方法研究. 天然产物研究与开发,2004,16(3):239-240.
基金项目:西华大学人才基金项目(0325216)
作者单位: 610039 四川成都,西华大学生物工程学院
(编辑:罗 彬)