荨麻中3，4-二香草基四氢呋喃的提取及纯化

李静辉，刘 玲，姚德坤，2*，黄运生

(1.大兴安岭科丽尔生物工程有限责任公司，黑龙江大兴安岭 165012；2.大兴安岭林格贝寒带生物科技股份有限公司，黑龙江大兴安岭 165012)



荨麻中3，4-二香草基四氢呋喃的提取及纯化

李静辉1，刘 玲1，姚德坤1，2*，黄运生1

(1.大兴安岭科丽尔生物工程有限责任公司，黑龙江大兴安岭 165012；2.大兴安岭林格贝寒带生物科技股份有限公司，黑龙江大兴安岭 165012)

摘要[目的]研究荨麻中3，4-二香草基四氢呋喃的提取以及纯化，为进一步研究荨麻中3，4-二香草基四氢呋喃的作用机制奠定基础。 [方法]采用醇水溶液回流提取，研究大孔吸附树脂吸附和分离狭叶荨麻提取液中3，4-二香草基四氢呋喃的方法和条件，并采用超滤膜纯化技术对其进行纯化。 [结果]X-5 大孔吸附树脂对3，4-二香草基四氢呋喃有较好的吸附能力；乙醇浓度为60% 时解吸效果最好，解析液浓缩，超滤膜纯化重结晶后，荨麻中3，4-二香草基四氢呋喃纯度可达85.3%。[结论] 采用X-5大孔吸附树脂以及超滤膜纯化技术可有效地提取荨麻中3，4-二香草基四氢呋喃，为今后荨麻中有效成分的研究与开发应用提供理论依据。

关键词荨麻；3，4二香草基四氢呋喃；提取纯化；大孔吸附树脂超滤膜偶联技术

荨麻又名咬人猫、蜇人草、无情草、蝎子草、防盗草、植物猫、咬人草等，为荨麻科荨麻属多年生草本植物，叶对生，雌雄同株或异株，其茎叶上的蜇毛有毒性(过敏反应)，皮肤接触后立刻引起刺激性皮炎。荨麻可用于中药的制作[1-2]，主要作用部位为全草，荨麻中药具有小毒，其味苦、辛，性温。荨麻内服对风湿性关节炎、小儿惊风、小儿麻痹后遗症、大便不通、产后抽风、高血压、消化不良具有良好的效果[3]；荨麻类制剂还可外敷用作治荨麻疹初起、蛇咬伤等。荨麻中含有多种有效成分，荨麻全草中富含多种维生素以及大量鞣质。此外，荨麻茎皮含有各种有机酸，如蚁酸、丁酸等。随着人们对荨麻中有效成分的不断深入了解，一种新的有效成分随之被发现，3，4 -二香草基四氢呋喃是一种对人类健康有显著保健作用的天然活性物质，在国外用于精神科用药，已引起国际社会的普遍关注。

近年来研究发现，天然植物荨麻中含有大量的3，4 -二香草基四氢呋喃，由于其原料荨麻野生生长范围较广，从中提取3，4 -二香草基四氢呋喃取得了可喜进展。研究表明，超高压提取的分离效果明显优于常规提取方法，此外，对超高压提取出来的提取液采用大孔吸附树脂进行吸附分离，对分离得到的解析液采用超滤膜进一步纯化，使得荨麻中的各种活性成分的提取分离效果得到进一步改善[4-6]。旨在为适合工业化大批量生产，笔者采用大孔吸附树脂分离技术以及超滤膜纯化技术进行试验，使得荨麻中3，4-二香草基四氢呋喃的有效含量和得率得到进一步改善，旨在为今后荨麻中有效成分的研究与开发应用提供理论依据。

1材料与方法

1.1材料供试材料为狭叶荨麻全草，采摘于黑龙江省尚志市帽儿山。将狭叶荨麻全草洗净晾干，用中草药粉碎机将其粉碎至粉末状，过80目标准筛，备用。

1.2仪器和试药AL204电子天平(Mettler Toledo Group)，DZF-6050真空干燥箱(巩义市予华)，LABOROTA 4000旋转蒸发仪(德国)，循环水式多用真空泵、数字熔点仪、X-5大孔吸附树脂(天津波鸿)，AB-8大孔吸附树脂(上海开平)，D101大孔吸附树脂(天津允开)。

1.3方法

1.3.1荨麻叶中3，4-二香草基四氢呋喃的提取工艺流程。狭叶荨麻全草(烘干，粉碎)→回流提取(8～10倍量提取溶剂，乙醇浓度90%，回流3次，每次2 h)→提取液浓缩至无醇→石油醚萃取→大孔吸附树脂吸附→超滤膜纯化→干燥得样品。

1.3.2荨麻叶中3，4-二香草基四氢呋喃吸附率计算。称取不同型号的AB-8、D101、X-5大孔树脂各0.2 g,置于50 mL锥形瓶中，分别编号为A、B、C，在A、B、C 3组中分别加入10 mL狭叶荨麻提取液，静置12 h。对不同处理后的液体吸光度进行测定，分析不同大孔树脂对荨麻中有效成分的吸附情况。

吸附率=(A0-A1)/A0×100%

式中，A0为提取物溶液吸光度，A1为清液吸光度。

1.3.3不同浓度乙醇对洗脱效果的影响。 取已吸附荨麻提取液的不同型号大孔吸附树脂(AB-8大孔吸附树脂、D101孔吸附树脂、X-5孔吸附树脂)各0.2 g，置于50 mL烧杯，不同型号的大孔吸附树脂均取5份，加入10 mL 20%、40%、60%、80%、95%乙醇水溶液中，静置解吸24 h，计算不同浓度乙醇水溶液的解吸率。

解吸率=A2/(A0-A1)×100%

式中，A0为提取物溶液吸光度，A1为清液吸光度；A2为洗脱液吸光度。

1.3.4不同型号大孔吸附树脂柱吸附情况比较。在装有处理过的不同型号大孔吸附树脂吸附柱中(AB-8大孔吸附树脂、D101孔吸附树脂、X-5孔吸附树脂)，缓慢注入一定量的荨麻粗提取液，流速为2 BV/h左右，对不同阶段流出液进行收集。在不同阶段收集的流出液中加入碘化铋钾试剂时，若溶液中无明显的橘红色沉淀生成时，停止加样。用水冲洗吸附树脂柱至流出液无色，后用60%的乙醇水溶液对吸附树脂柱进行解吸，对同阶段流出的洗脱液加入指示试剂进行检视[7]，若溶液中无明显的橘红色沉淀生成时，停止解吸，比较不同型号大孔吸附树脂的分离效果。

1.3.5超滤膜主要技术指标考察。

1.3.5.1压力对超滤效果的影响。对所提取的荨麻提取物3，4-二香草基四氢呋喃粗品进行多次进料，料液温度为25 ℃，进液体积为50 L。根据3，4-二香草基四氢呋喃的分子量344.40，选择10 kD的超滤膜作为超滤载体；选择膜面积0.4 m2作为固定值，考察不同操作压力 0.2、0.4、0.6 MPa对超滤膜通透量的影响。

1.3.5.2不同型号超滤膜对超滤效果的影响。选取截留相对分子量为2、5、6、10 kD的超滤膜，对所提取的荨麻提取物3，4-二香草基四氢呋喃粗品进行多次进料，在压力0.2 MPa、膜面积0.4 m2、料液温度25 ℃、进液体积50 L的条件下，对荨麻提取物3，4-二香草基四氢呋喃粗品进行超滤纯化。

2结果与分析

2.1提取液吸光度的确定对荨麻的原始提取液进行紫外全波长扫描，观察不同波长下的吸光度，结果见图1。由图1可知，波长在270 nm左右处吸收峰最高，通过参考相应文献[8]，了解此吸收波长为荨麻有效成分的特征吸收峰。因此，可采用UV的方法对荨麻中的有效成分进行检测，计算荨麻提取液中有效成分的含量。

图1　狭叶荨麻有效成分提取液紫外光谱图Fig.1　The liquid UV spectra of effective constituents of nettle

2.2不同型号大孔吸附树脂对3，4-二香草基四氢呋喃的吸附效果对经AB-8、D101、X-5 3种不同型号大孔吸附树脂吸附后的荨麻提取物溶液的吸光度、吸附率及吸附后溶液中加入指示剂的反应情况进行分析，结果见表1。由表1可知，AB-8、D101、X-5 3种不同型号大孔吸附树脂对荨麻有效成分的吸附情况明显不同，其中，X-5 大孔吸附树脂的吸附效果最佳。

2.3不同浓度乙醇对洗脱效果的影响采用不同浓度的乙醇(20%、40%、60%、80%、95%)对吸附荨麻提取液的不同吸附树脂进行洗脱解吸，静置解吸24 h后，测定解吸液的吸光度。

表1不同大孔吸附树脂对狭叶荨麻中3，4-二香草基四氢呋喃的吸附情况

Table 1 The adsorption of different types of macroporous adsorption resin of 3，4- two vanillyl tetrahydrofuran in nettle

吸附树脂型号Adsorptionresin吸附后吸光度Absorbanceafteradsorption吸附率Adsorptionrate∥%沉淀反应PrecipitationreactionAB-83.61660.23无沉淀D1013.91825.36有明显的橘红色沉淀X-54.52173.75无沉淀

由表2可知，蒸馏水的解吸效果较差；D101型树脂在各种乙醇浓度时洗脱效果均低于其他2种树脂，而AB-8、X-5 附树脂解吸效果均优于D101型树脂，但由于X-5大孔吸附树脂无论吸附率还是解吸效果均高于其他两者。对于不同型号的大孔吸附树脂，60%的乙醇水溶液的解吸效果均最佳。

表2不同浓度乙醇对大孔吸附树脂解析液吸光度的影响

Table 2Effect of different concentration of ethanol on absorbance of analytical solution of macroporous adsorption resin

吸附树脂Adsorptionresin乙醇浓度Ethanolconcentration∥%02040608095AB-84.1214.2594.3814.3894.3684.373D1014.0614.1994.3534.3804.3294.309X-54.2404.3604.4914.5294.3614.384

2.4膜超滤过程中主要技术指标的确定

2.4.1不同压力对超滤效果的影响。对所提取的荨麻提取物3，4-二香草基四氢呋喃粗品进行多次进料，料液温度为25 ℃，进液体积为50 L。根据3，4-二香草基四氢呋喃的分子量 344.40，选择 10 kD分子量的超滤膜作为超滤载体，选择膜面积不同0.4 m2作为固定值，考察不同操作压力 0.2、0.4、0.6 MPa对超滤膜通透量的影响。由表3可知，膜操作压力为0.2 MPa 时，超滤膜通透性最佳，且3，4-二香草基四氢呋喃的截留率较高(28.59%)，说明膜的平均截留分子量较高，有效成分损失较少。

2.4.2不同型号超滤膜对超滤效果的影响。选取截留相对分子量为2、5、6、10 kD的超滤膜，对所提取的荨麻提取物3，4-二香草基四氢呋喃粗品进行多次进料，在压力0.2 MPa、膜面积0.4 m2、料液温度25 ℃、进液体积50 L的条件下，对荨麻提取物3，4-二香草基四氢呋喃粗品进行超滤纯化。由表4可知，6 kD的超滤膜超滤效果较好，产品中3，4-二香草基四氢呋喃的含量较高。

表3　不同压力对超滤效果的影响

表4不同型号超滤膜对超滤效果的影响

Table 4Effect of different types of ultrafiltration membrane on the ultrafiltration

截留相对分子量Interceptionrelativemolecularweight∥kD平均膜通透量AveragemembranepermeabilityL/(m2·s)3,4-二香草基四氢呋喃含量3,4-twovanillyltetrahy-drofurancontent∥%20.21418.550.25645.860.34384.6100.34069.2

2.4.3不同工艺对比。将大孔吸附树脂与超滤膜偶联技术工艺与传统工艺进行比较，结果表明，传统工艺方法能耗高，有效成分损失大；另外，传统工艺方法无法对3，4-二香草基四氢呋喃进行选择性地分离提纯，产品保留率低，溶解性能差(表5)。

3结论

该研究中荨麻全草经高压提取，X-5大孔吸附树脂分离，超滤膜纯化以及反复重结晶后，3，4 二香草基四氢呋喃的含量可达85.3%。膜分离技术作为一种高新技术，具有较好的分离效果，在不同行业中均有所涉及，如制药、海水淡化、现代农业等。该研究首次采用大孔吸附树脂与超滤膜偶联技术相结合的纯化方法，对野生荨麻中3，4-二香草基四氢呋喃进行高效提取，3，4-二香草基四氢呋喃含量明显升高(≥85%)，且产品的活性以及溶解性也得到不同程度的改善。与传统的提取分离工艺相比，膜分离技术工艺具有膜分离技术的功耗较小、产率较高、无污染等特点，非常适合产业化批量生产规模的应用。

表5　新工艺与传统工艺的对比

参考文献

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基金项目国家林业局948项目(2013-4-21)。

作者简介李静辉(1987- )，男，黑龙江五常人，硕士，从事植物提取方面的研究。*通讯作者，从事植物提高方面的研究。

收稿日期2016-04-11

中图分类号S 567.23+9

文献标识码A

文章编号0517-6611(2016)16-103-03

Extraction and Purification of 3,4-Two Vanillyl Tetrahydrofuran in Nettle

ZHANG Hong1, LIU Ling1, YAO De-kun1,2*et al

(1. Greater Khingan Range Collier Biological Engineering Co. Ltd., Greater Khingan, Heilongjiang 165012; 2. Greater Khingan Range lingebei Psychrophile Polytron Technologies Inc, Greater Khingan, Heilongjiang 165012)

Abstract[Objective] The aim was to extract and purify 3,4-two vanillyl tetrahydrofuran in nettle, to lay a good basis for further research on the function mechanism. [Method] Using alcohol aqueous solution for reflux extraction, the method and conditions for adsorption and separation of 3,4-two vanillyl tetrahydrofuran in nettle with macroporous adsorption resin were studied, ultrafiltration membrane purification technology was adopted for purification. [Result] X-5 macroporous adsorption resin had better adsorption ability to 3,4-two vanillyl tetrahydrofuran; when ethanol concentration was 60%, the desorption effect was best, after the purification of the ultrafiltration membrane, purity of 3,4-two vanillyl tetrahydrofuran in nettle could up to 85.3%. [Conclusion] Using X-5 macroporous resin and ultrafiltration membrane purification technology can effectively extract 3,4- two vanillyl tetrahydrofuran in nettle, the study provides basis for research of 3,4- two vanillyl tetrahydrofuran in nettle.

Key wordsNettle; 3,4-two vanillyl tetrahydrofuran; Extraction and purification; Macroporous adsorption resin ultrafiltration membrane coupling technique