專利名稱：人參皂苷超高壓提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從人參中提取人參皂苷的工藝技術(shù)，特別是一種采用超高壓技術(shù)提取人參皂苷的工藝方法。
背景技術(shù)：
人參(Panax ginseng C.A.Mey.)為五加科多年生草本植物，是一種傳統(tǒng)的名貴中藥材，其主要成分一人參皂苷，具有較高的生物活性和藥用價(jià)值，有抗腫瘤、抗心率失常、改善心肌缺血、補(bǔ)氣、益肺、生津止渴、安神益智等功效。但人參皂苷結(jié)構(gòu)復(fù)雜、種類繁多，如何快速、高效的提取分離出不同的皂苷，是中藥現(xiàn)代化的一項(xiàng)重要研究?jī)?nèi)容。傳統(tǒng)的提取方法主要有①水煎煮法加10倍量蒸餾水煎煮3次，每次2h；②滲漉法加過量的50％乙醇浸泡12h，然后以25滴/min的滲漉流速，滲漉7天；③醇回流法加50倍量70％乙醇乙醇浸泡12h，回流提取3次，每次2h；④微波法加10倍量蒸餾水浸泡12h，用微波低貨提取4次，每次2min；⑤超聲法加10倍量甲醇(或水飽和的正丁醇)，用超聲波(P＝250W)處理3次，每次10min；傳統(tǒng)的提取方法，主要是用乙醚或三氯甲烷回流脫脂(加40倍量溶劑、回流3h)，然后以水和有機(jī)溶劑(甲醇、乙醇、水飽和的正丁醇)為溶媒，在較高溫度下長(zhǎng)時(shí)間提取。這些方法本身存在許多缺陷，如提取收率低，有效成分損失、分解、變化，產(chǎn)物中雜質(zhì)含量高，提取時(shí)間長(zhǎng)，工藝繁瑣等。而微波、超聲法雖然提取時(shí)間、能耗等大大降低，但存在噪音大、影響人身健康、同時(shí)難以規(guī)?；a(chǎn)等不足。超臨界CO2萃取法，存在設(shè)備投資大，耗費(fèi)高、對(duì)相對(duì)分子質(zhì)量高、極性強(qiáng)的物質(zhì)提取困難等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種人參皂苷超高壓提取方法，以克服目前傳統(tǒng)的人參皂苷提取方法存在的缺陷。
本發(fā)明人參皂苷超高壓提取方法，首先將干燥人參粉碎過40目篩，再將干燥后的人參粉末按1g∶40ml的固液比加入三氯甲烷或乙醚溶劑，在索氏提取器中回流脫脂3h，過濾后將濾渣在常溫下?lián)]干溶劑，將上述脫脂后的物料按1g∶10～100ml的固液比加入水或乙醇、甲醇、正丁醇有機(jī)溶劑，混合密封后在常溫下浸泡0～24h，再將該混合物料置入高壓容器中，在常溫下施加100～6000MPa壓力進(jìn)行浸取，其保壓時(shí)間為1～5min，卸壓后過濾除去料渣，收集濾液，即獲得含有人參皂甙的提取液。
超高壓技術(shù)是用100MPa以上的流體靜壓力作用于料液上，保壓幾分鐘，然后迅速卸壓，增加細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓差，同時(shí)使細(xì)胞的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，細(xì)胞內(nèi)的有效成分迅速溶出，達(dá)到提取的目的。超高壓技術(shù)在食品加工、蛋白質(zhì)的改性、酶促反應(yīng)、微生物活性改變等方面都具有廣泛的應(yīng)用前景，目前已有高壓食品上市，如高壓蔬菜保鮮、高壓藥物滅菌等，但用于人參皂苷的提取，國(guó)內(nèi)外尚未見報(bào)道。
本發(fā)明人參皂苷超高壓提取方法具有如下優(yōu)點(diǎn)(1)目前傳統(tǒng)的提取方法多需要加熱，易造成有效成分的破壞、變性、或揮發(fā)。本方法高壓浸取在常溫條件下進(jìn)行，完全避免了這個(gè)問題。在高壓食品加工技術(shù)的研究中已經(jīng)證實(shí)，生物材料受超高壓作用時(shí)，只有大分子物質(zhì)發(fā)生變性，小分子物質(zhì)不受高壓作用的影響，不會(huì)發(fā)生小分子成分的損失和變性。因此，超高壓提取時(shí)不會(huì)發(fā)生皂苷有效成分的損失、變性。
(2)應(yīng)用高壓技術(shù)提取人參皂苷，提取時(shí)間極短，提取時(shí)間僅為2分鐘，是醇回流的0.8％；能量消耗低，對(duì)環(huán)境沒有污染。
(3)提取液中雜質(zhì)含量低，利于有效成分的提取、分離、純化。
(4)工藝操作簡(jiǎn)單，效率高，綠色環(huán)保，超高壓提取是在一個(gè)完全密閉的條件下進(jìn)行，沒有溶劑的揮發(fā)。
本專利申請(qǐng)人首次將高壓技術(shù)用于人參皂苷的提取，并通過大量的理論及實(shí)驗(yàn)研究，優(yōu)化出了超高壓提取人參皂苷最佳工藝參數(shù)溶劑為50％乙醇、提取壓力200MPa、固(g)液(mL)比1∶100、提取時(shí)間2min；提取收率為7.32％；具體實(shí)施方式
本發(fā)明人參皂苷超高壓提取方法，按如下工藝步驟實(shí)現(xiàn)首先將干燥人參粉碎過40目篩，再將干燥后的人參粉末按1g∶40ml的固液比加入三氯甲烷或乙醚溶劑，在索氏提取器中回流脫脂3h，過濾后將濾渣在常溫下?lián)]干，將上述脫脂后的物料按1g∶10～100ml的固液比加入水或乙醇、甲醇、正丁醇等有機(jī)溶劑，混合密封后在常溫下浸泡0～24h，再將該混合物料置入高壓容器中，在常溫下施加100～6000MPa壓力進(jìn)行浸取，其保壓時(shí)間為1～5min，卸壓后過濾除去料渣，收集濾液，即獲得含有人參皂甙的提取液。
整個(gè)提取工藝中，壓力、提取溶劑及其溶劑濃度、人參粉末與浸取溶劑混合的固液比及浸泡時(shí)間、浸取保壓時(shí)間是影響人參皂苷提取得率的主要因素，通過以下實(shí)施例詳細(xì)說明。
實(shí)施例1不同浸取壓力實(shí)驗(yàn)精確稱量0.25g已脫脂物料試樣5份，分別準(zhǔn)確加入70％濃度的乙醇25mL(即固液比為1g∶100ml)密封，密封浸泡12h(小時(shí))，分別加壓100、200、300、400、500、600MPa浸取，保壓時(shí)間為2min(分鐘)，卸壓、過濾后測(cè)量各試樣所獲得的提取液吸光值，計(jì)算人參皂苷提取得率見表1。
表1不同壓力提取得率比較壓力(Mpa) 吸光值 收率(％)1001.4627.242001.4867.363001.5027.434001.5067.455001.5187.516001.5047.44實(shí)施例2不同溶劑實(shí)驗(yàn)精確稱量0.5g已脫脂物料試樣4份，分別準(zhǔn)確加水25mL、甲醇25mL、50％乙醇25mL、水飽和的正丁醇25mL(即固液比為1g∶50ml)，密封浸泡12h，加壓500MPa浸取，保壓時(shí)間為2min，卸壓、過濾后測(cè)量各試樣所獲得的提取液吸光值，計(jì)算人參皂苷提取得率見表2。
表2不同溶劑提取收率比較溶劑 吸光值 收率(％)水 1.1485.6850％乙醇 1.4427.14甲醇 1.1975.93正丁醇 1.3936.90不同的溶劑對(duì)皂甙的溶出率不一樣，在上述溶劑中，乙醇具有提取得率最高、無(wú)毒、易回收等特點(diǎn)。因此，選擇乙醇作為超高壓提取溶劑為最佳。
實(shí)施例3溶劑濃度實(shí)驗(yàn)精確稱量0.5g已脫脂物料試樣5份，分別準(zhǔn)確加入10％、25％、50％、70％、90％濃度的乙醇25mL(即固液比為1g∶50ml)，密封浸泡12h，加壓500MPa浸取，保壓時(shí)間為2min，卸壓、過濾后測(cè)量各試樣所獲得的提取液吸光值，計(jì)算人參皂苷提取得率見表3。
表3不同溶劑濃度提取收率比較乙醇濃度(％) 吸光值 收率(％)101.2726.30301.4136.99501.4427.14701.5187.51901.0375.13提取溶劑乙醇的濃度的大小，影響皂苷的溶出率，選擇合適的溶劑濃度，可以提高得率。從表3可知，當(dāng)乙醇濃度增大時(shí)，人參皂甙的提取得率增大。而乙醇濃度為90％時(shí)，人參皂甙的提取收率明顯降低。因此，選擇乙醇的最佳濃度范圍為30～70％。
實(shí)施例4人參粉末與浸取溶劑混合的固液比實(shí)驗(yàn)精確稱量0.5g已脫脂物料試樣5份，分別準(zhǔn)確加入50％濃度的乙醇12.5mL(固液比1∶25)、25mL(固液比1∶50)、37.5mL(固液比1∶75)、50mL(固液比1∶100)、75mL(固液比1∶150)，密封浸泡12h，加壓500MPa浸取，保壓時(shí)間為2min，卸壓、過濾后測(cè)量各試樣所獲得的提取液吸光值，計(jì)算人參皂苷提取得率見表4。
表4不同固液比提取收率比較固液比 吸光值 收率(％)1g∶10ml 1.246 6.171g∶25ml 1.352 6.691g∶50ml 1.442 7.141g∶75ml 1.453 7.191g∶100ml 1.518 7.51從上表中可以看出當(dāng)固液比在1∶10～1∶100范圍內(nèi)，隨著固液比的增加，人參皂甙的提取收率逐漸增加。但考慮到有效成分提取分離的后處理的難度以及經(jīng)濟(jì)性。因此，固液比的最佳范圍為1g∶25～75ml。
實(shí)施例5不同浸取保壓時(shí)間比較實(shí)驗(yàn)精確稱量0.5g已脫脂物料試樣5份，準(zhǔn)確加入50％濃度的乙醇25mL(固液比為1∶100)，密封浸泡12h，加壓500MPa浸取，分別保壓1、2、3、4、5min，卸壓、過濾后測(cè)量各試樣所獲得的提取液吸光值，計(jì)算人參皂苷提取得率見表5。
表5不同保壓時(shí)間比較實(shí)驗(yàn)保壓時(shí)間(min)吸光值 收率(％)11.4066.9621.4427.1431.4447.1541.4467.1651.4467.16從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，保壓時(shí)間在5min內(nèi)，有效成分基本上溶出完全。因?yàn)樵诔邏合?，溶解平衡的時(shí)間很短。一般在2min即可達(dá)到，因此我們選擇保壓時(shí)間為2min。
實(shí)施例6浸泡時(shí)間實(shí)驗(yàn)要使人參皂甙充分溶出，達(dá)到最大提取得率，需要盡可能增加細(xì)胞內(nèi)外的滲透壓差。因此在高壓提取前，要保證溶劑浸入細(xì)胞內(nèi)。為此我們進(jìn)行了不同浸泡時(shí)間對(duì)得率的影響實(shí)驗(yàn)。溶劑加入后立刻加壓提取，皂甙得率僅為5.95％；浸泡12h，皂甙得率為7.14％；浸泡24h，皂甙得率為7.19％。
高壓提取工藝參數(shù)的選擇原則是在保證產(chǎn)品質(zhì)量、提高收率的前提下，盡可能選擇較低的壓力、較短的浸泡和保壓時(shí)間、較低的溶劑濃度、較小的固液比，以降低設(shè)備費(fèi)用、能源消耗，提高生產(chǎn)效率。為此我們得到超高壓提取人參皂甙的最優(yōu)工藝參數(shù)浸取溶劑為50％濃度乙醇、浸泡時(shí)間12h、浸取壓力200MPa、保壓時(shí)間2min、固液比1g∶100mL。此工藝條件下，人參皂甙提取得率為7.32％。
實(shí)施例7不同提取方法比較實(shí)驗(yàn)用來提取人參皂甙的方法有多種，不同的提取方法，得率和提取工藝不同。為此，我們對(duì)超高壓提取方法與其它提取方法用同一批次樣品，進(jìn)行了比較，結(jié)果如下(見表6)。
表6不同提取方法的比較實(shí)驗(yàn)提取方法吸光值 收率(％)水煮0.5034.9850％乙醇回流0.5825.7550％乙醇超聲0.5955.8950％乙醇高壓0.7407.33從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，超高壓提取較乙醇回流，皂甙的提取收率提高了27％，但提取時(shí)間是醇回流的0.8％.因此超高壓提取方法，具有收率高、時(shí)間短、能耗低、效益高等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種人參皂苷超高壓提取方法，首先將干燥人參粉碎過40目篩，再將干燥后的人參粉末按1g∶40ml的固液比加入三氯甲烷或乙醚溶劑，在索氏提取器中回流脫脂3h，過濾后將濾渣在常溫下?lián)]干，其特征在于將上述脫脂后的物料按1g∶10～100ml的固液比加入水或乙醇、甲醇、正丁醇有機(jī)溶劑，混合密封后在常溫下浸泡0～24h，再將該混合物料置入高壓容器中，在常溫下施加100～6000MPa壓力進(jìn)行浸取，其保壓時(shí)間為1～5min，卸壓后過濾除去料渣，收集濾液，即獲得含有人參皂甙的提取液。
全文摘要
本發(fā)明涉及從人參中提取人參皂苷的工藝技術(shù)，特別是一種人參皂苷超高壓提取方法。首先將干燥人參粉碎過40目篩，再將干燥后的人參粉末按1g∶40ml的固液比加入三氯甲烷或乙醚溶劑，在索氏提取器中回流脫脂3h，過濾后將濾渣在常溫下?lián)]干，再將上述脫脂后的物料按1g∶10～100ml的固液比加入水或乙醇、甲醇、正丁醇有機(jī)溶劑，混合密封后在常溫下浸泡0～24h，再將該混合物料置入高壓容器中，在常溫下施加100～6000MPa壓力進(jìn)行浸取，其保壓時(shí)間為1～5min，卸壓后過濾除去料渣，收集濾液，即獲得含有人參皂甙的提取液。該工藝具有提取率高、提取時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單、無(wú)污染、衛(wèi)生、安全、能耗低、效率高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07J63/00GK1629181SQ200410011078
公開日2005年6月22日 申請(qǐng)日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月3日
發(fā)明者張守勤, 王長(zhǎng)征, 陳瑞戰(zhàn), 竇建鵬, 席軍, 吳華 申請(qǐng)人:吉林大學(xué)