槐米中芦丁提取纯化工艺研究进展

2016-03-08舒俊翔

湖南科技学院学报 2016年5期

舒俊翔　王　峥

槐米中芦丁提取纯化工艺研究进展

舒俊翔王峥

（湖南科技学院化学与生物工程院，湖南永州 425199）

槐米是一种具有广泛生理活性的传统中药，主要含芦丁等成分。文章对近十年从槐米中提取和纯化芦丁的方法进行了综述。芦丁的提取主要有回流提取法、微波辅助提取、超声辅助提取等。芦丁的纯化方法主要有溶剂重结晶法、大孔树脂纯化法、葡聚糖凝胶纯化法、聚酰胺纯化法等,为芦丁的工业化生产和芦丁的实验室研究提供了理论依据。

槐米；芦丁；提取工艺；纯化工艺

槐米是豆科植物槐Sophora japonica L.的干燥花蕾，夏季花蕾形成时采收，蒸后晒干，除去枝、梗及杂质[1]。槐米具有凉血止血，清肝泻火之功效；临床上常用于便血，痔血，血痢，崩漏，吐血，衄血，肝热目赤，头晕目眩等疾病治疗。槐米中主要活性成分为芦丁，另外还含有桦皮醇(betulin)、槐二醇(sophoradiol)、槐花米甲，乙，丙素(soph-orinA,B,C)、槲皮素(quercetin)及槐花皂苷Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ(kaikasaponinⅠ,Ⅱ,Ⅲ)等化合物[2]。近年来国内外医药工作者对其作用进行研究，发现其有效成分有抗癌防癌、抗血小板聚集、镇痛、抗菌、抗病毒、抗衰老、抗炎、抗过敏、抗自由基及抗氧化等多种活性，对改善心肌循环、清热解毒、降血脂、软化血管、消炎补肾等有良好的防治作用[3]。

芦丁（rutin），异名芸香苷、维生素P、紫槲皮苷，芸香叶苷，路丁，络通[4]。芦丁分子式为C27H30O16·3H2O，相对分子量为610.51，其性状为黄色结晶粉末或无晶形粉末，有苦味，熔点177-178℃，略溶于水，能溶于热水及乙醇，遇光易变质，需在阴凉处保存[5]。芦丁具有清除自由基、吸收紫外线、抗氧化、保护胃黏膜、抗骨质疏松；增强免疫、抗衰老；降低血糖、抗癌细胞；抗病毒、抑菌、抗炎、镇痛的作用[4]。对痛风、肥胖、糖尿病、心血管疾病有相关疗效[6]。就近十年来对槐米中的芦丁提取和纯化方法经行总结如下，以供参考。

1　芦丁的提取工艺

1.1加热回流碱提取酸沉淀法

龚盛昭[7]等人研究发现将槐米粉碎，加入5倍量的水，用石灰水调节pH值至8-9，在温度为50℃-60℃下提取20-30min。过滤，滤液用盐酸调节pH值至2-3，在60℃-70℃保温10min，静置6h，过滤，滤液用pH值为1-2的盐酸洗涤1次，再用冷水洗涤2-3次，即得粗芦丁，产率为18.4%，含量为96%。将粗芦丁进行精制，可得精制芦丁，纯度可达99%以上。

全先高[8]等人取槐米100g，加入硼砂1.0g作缓冲剂，亚硫酸钠1.0g作抗氧剂，加水700ml用饱和石灰水调pH至9-10,于80℃提取1h。合并3次提取液滤用5mol/L的盐酸调pH到4-5，低温静置24h抽滤，滤饼用蒸馏水洗涤至pH 7，70℃真空干燥。此法提取率为18.3%，芦丁纯度为96.3%。

1.2渗漉碱提取酸沉淀法

战玉琴等[9]取粉碎槐米适量，加6一8倍量温水洗涤后装入渗漉桶中，加入碱溶液（Na2SO3与石灰水混合）浸泡20-30min后开始渗漉，控制流速10一15ml/min。至渗漉液澄清后开始收集渗漉液并立即酸化，直至渗漉液加酸酸化不产生混浊时停止收集，合并渗漉液调pH4-5放置过夜，翌日，过滤，收集沉淀并洗涤至中性后，在90℃以下烘干即得芦丁粗品。其平均收率17.50%，芦丁纯度为93.93%。

1.3冷浸碱提酸沉法

李颖平[10]等人取10g粉碎的槐米，于PH值为8-9的饱和石灰水中冷浸。离心机离心，滤液用Hcl调至pH值为 2-3，60℃左右酸沉30 min。然后置于冰箱静置过夜，再用离心机离心，沉淀用盐酸洗2次，调至pH值为6。60℃干燥箱干燥，制得粗芦丁。这方法芦丁提取率为22.3%。

1.4连续萃取法

翟广玉等[11]将槐米粉碎至20-40目，用OP-10和NaHCO3处理后再蒸煮45 min，用硼砂含量为0.3%的饱和石灰水做萃取剂，液料比为1：20。萃取液用盐酸调pH =2-3，静置沉淀6 h。该工艺提取率为22%，芦丁纯度为98.2%。通过与浸泡法、煎煮法的对比，得出此法工艺流程短，操作简单,提取率高，含杂质少，残渣少，耗能小，经济和社会效益显著的优点。但其工艺萃取液的体积较大，后处理费用较高。

1.5煎煮法

廖华卫等[12]对煎煮法提取槐米中芦丁进行了工艺优化。称取100g槐米细粉，2500mL蒸馏水加热提取3次，每次提取40min，棉花过滤，合并滤液常温下放置析晶12 h，得芦丁粗品。芦丁粗品沸水溶解后重结晶，抽滤，沉淀物于60℃干燥，称重。该方法芦丁提取率为12.66%。此实验得到芦丁纯度高，污染少,操作简单，成本低，适于大规模生产。

1.6微波提取法

陈燕芬等[13]取槐米细粉1g，精密称定，加蒸馏水100ml浸泡30min，置于PJ17F-B微波炉(顺德市美的微波炉制造有限公司)内加热至沸，再低火(功率450W)提取10 min，待样品温度冷却至室温后再次提取，提取3次,合并提取液,过滤并浓缩定容到100mL。其提取法与水回流法，乙醇回流法做对比，此法槐米中所提取的芦丁含量最高，达到14.66%。

1.7超声提取法

付起凤等[14]对超声提取槐米中芦丁的工艺进行了优化。将20g槐米置于400ml蒸馏水中加热至沸腾，然后转移至超声波清洗器中进行超声提取，静置，抽滤，并干燥后得粗品芦丁。最佳提取工艺为固定料液比1∶20、超声频率40kHz 、提取次数2次、提取温度为70℃，提取时间为20min，提取功率为400W。

1.8超声辅助碱提酸沉法

魏彩霞等[15]用超声辅助碱提取酸沉方法对槐米中提取芦丁进行了研究。碎槐米用石灰乳调pH至8-9，置于超声仪中提取，过滤后加盐酸调pH至2-3，过滤后得芦丁粗提物。试验后得最佳超声辅助碱提酸沉工艺条件为超声频率20kHz,、提取功率800W、提取温度60℃、料液比1:20、超声提取2次、提取时间30min。得到的芦丁提取率最高为18.25%。

1.9醇提法

王琴[16]用醇提法对槐米中芦丁提取进行了研究。称取约2g碎槐米, 加入乙醇20mL于圆底烧瓶中恒温条件下提取,合并三次滤液后，放置24h后抽滤,滤饼用石油醚、丙酮、95%乙醇各洗涤一次,再用适量95%乙醇溶解，得芦丁样品。通过研究得最佳提取工艺为：75%乙醇、固液比1:10、控温75℃、提取三次每次60min。此法的最高得率为17.52%。

1.10杀酶碱提法

曹永刚[17]对槐米用放射元素Co60产生放射线M射,使槐米中的酶灭活,缓冲剂为硼砂,亚硫酸氢钠为抗氧化剂,以饱和石灰水为溶剂提取。此法芦丁含量大于95%,提取率为85%。此工艺本工艺产品不需用乙醇或热水重结晶,质量即可符合标准。但由于使用放射性物质，实际生产中有一定技术难度。

2　芦丁的纯化

2.1冷水结晶法

涂瑶生等[18]将提取液浓缩至无醇味后静置析出结晶，离心，20倍水洗涤3次,芦丁纯度可达89.82%。采取冷水洗涤的方法纯化芦丁主要是因为芦丁在0-5℃时,基本不溶于水,因而在温度下降后会析出结晶。

2.2大孔树脂柱色谱纯化法

冯民昌等[19]采取大孔树脂纯化粗品芦丁。结果表明，当芦丁原料含量大于85%，原料/ 树脂（DM－130型）=1/10（m/m），70%的甲醇 + 水系统时，一次工艺纯化后的芦丁产率大于50%，产品经HPLC检测纯度大于96.5%，当以芦丁含量为90%的粗品芦丁为原料时，产率接近65%，产品纯度可达98%以上。此工艺流程快速、简单，高效，可适于较大规模的生产。

冯希勇[20]用醇提法提取芦丁粗品后, 用D101型大孔吸附树脂纯化。得出芦丁提取率高达25%以上,且纯度超过98%。其试验建立了一种提取、纯化芦丁的新工艺, 且该工艺相对简便易行,提高生产效率。

2.3葡聚糖凝胶柱色谱纯化法

赵文彬等[21]用葡聚糖凝胶纯化精制芦丁。称取精制芦丁0.25 g,用少量甲醇使之溶解,加入葡聚糖凝胶柱顶,用甲醇洗脱 ,用聚酰胺板鉴定合并收集液，水浴浓缩至原液的一半，冷置，过滤晶体，60℃干燥即得芦丁纯品。此法纯化的芦丁含量可达98.05%。

2.4聚酰胺柱色谱纯化法

冀德富等[22]取聚酰胺10.0g，加入200mL蒸馏水浸泡后装柱。取1.0g碱提酸沉法得到的粗品芦丁，使其溶于少量甲醇后加于聚酰胺柱顶。用100mL的蒸馏水洗脱后，继用15%乙醇进行洗脱。用聚酰胺薄膜对各管收集液进行检识，合并相同色谱行为的收集液并冷藏，析出沉淀后抽滤即得纯化芦丁，其含量为98.96%。

2.5高速逆流色谱分离纯化法

朱琳等[23]以经初步纯化的苦荞麸皮黄酮为原料，进行了高速逆流的分离纯化，选用两相溶剂体系：乙酸乙酯-正丁醇-水（4：1：5），上相为固定相，下相为流动相，进样速率2mL/min，转速850 r/min。于140 min收集到芦丁。经高效液相测定芦丁纯度分为99%。

2.6双水相纯化法

杨青海等[24]建立了由([BMIm]BF4)和(NH4)2SO4形成的双水相体系分离卢丁的新方法。分别研究了 (NH4)2S04的水溶液浓度、[BMIm]BF4溶液浓度、芦丁粗提物加入量和溶液pH值影响。结果显示,无机盐(NH4)2S04加入量在1.5g,[BMIm]BF4离子液体表面活性剂加入量在1.5-2.0mL之间,芦丁粗提物加入量在1.0-1.5mL之间,溶液在pH值控制在4-6范围内，离子液体双水相体系对芦丁的萃取率大于90%。

罗亚东[25]用丙酮/ (NH4)2S04双水相体系提取芦丁。通过单因素实验和三因素三水平正交实验,确定其提纯芦丁最佳工艺条件为:浓度为28.57%(NH4)2S04水溶液lOmL，10mL的70%丙酮,pH=9,加入粗提物0.5g,混合后形成双水相,体积比1.62,取上相减压浓缩真空干燥得芦丁的含量为95.918%。

3　小　结

槐米是芦丁提取的常用材料，在其中提取芦丁的方法多种多样。其中由于芦丁结构为黄酮苷类化合物，含有酸性，因此可以用碱提取酸沉淀法提取，此法简单且耗时较短，其对试剂和仪器的要求不高，可为实验室常用提取方法，但是酸性杂质也容易被提取出来，对分离造成一定的困难。微波辐射(MWI)用于植物细胞的破壁；而超声提取法是利用超声波辐射产生的强烈空化效应破坏植物细胞壁，可利用这两种方法作为碱提取酸沉淀法的辅助方法，进行试验比较，得出较优方法，这将对芦丁的大规模生产优化有着借鉴意义。芦丁的纯化方法中，冷水洗涤法耗时短，方法简单，可纯化率不高，聚酰胺柱色谱纯化法、葡聚糖凝胶柱纯化法、高速逆流色谱分离纯化法与树脂纯化法耗时长，成本高，但纯化率均在98%上下，可达到很好的纯化效果，双水相纯化法纯度较色谱分离法偏低，但成本比各类色谱分离法低，可研究试验以便用于大规模生产上。

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