杜仲胶不同提取分离工艺的比较研究

2022-05-24雷燕妮张小斌甘全明陈冬平李多伟陈书存

陕西农业科学 2022年4期

雷燕妮，张小斌，甘全明，陈冬平，李多伟，5，陈书存

(1.商洛学院生物医药与食品工程学院，陕西商洛 726000；2.陕西秦岭特色生物资源产业技术研究院，陕西商洛 726000；3.商洛学院健康管理学院,陕西商洛 726000；4.西安宇沐生物技术研究院有限公司，陕西西安 710068；5.西北大学生命科学学院，陕西西安 710069；6.商洛市中医医院，陕西商洛726000)

杜仲为杜仲科杜仲属植物杜仲(EucommiaulmoidesOliv.)[1]。杜仲籽壳、皮和叶中富含工业原料-天然杜仲胶。从结构层面看，杜仲胶与天然三叶橡胶很像，二者是同分异构体，种类都是烯烃类。杜仲胶有许多特征鲜明的方面，比如其形态随着温度改变会发生很大改变，在正常室温下性质与塑料相仿，环境温度超过60°时，会随着温度的升高形变量增加，因此，现在很多行业都将其作为记忆性功能材料，其在医学领域的发展前景不可估量[2-4]。目前利用杜仲籽壳、皮和叶提取分离杜仲胶的方法有很多，这种提取途径得到了很多研究者的青睐[5-7],但是有关采用亚临界提取杜仲胶的方法甚少。本文以杜仲籽壳、皮和叶为原料,采用直接提取法、酶解提取法和亚临界提取法进行比较研究，以寻找出适合于工业化生产的杜仲胶提取新工艺。

1 仪器与材料

1.1 仪器

江苏昆山超声仪器公司KQ-50DB 超声清洗器；上海亚蓉生化仪器厂R50 2B旋转蒸发器；上海医疗器械五厂H·H·S21-6C电热恒温水浴锅；SHZ-D(Ⅲ)循环水式真空泵；101A-2真空干燥箱；天津市泰斯特仪器有限公司LD5-10高速离心机；FZ102植物粉碎机；德国赛多利斯ME235S-电子分析天平。

1.2 试药

杜仲叶、皮、壳的提供单位是陕西略阳县的华瑞杜仲有限责任公司，鉴定过程的执行方为西北大学的生命科学学院，流程较为缜密。石油醚、甲醇、丙酮均为国产分析纯。

2 方法与结果

2.1 方法

2.1.1 杜仲胶纯度的测定[8]准确称取0.5 g杜仲胶，以丙酮抽提至无色，于70～75℃烘箱中烘干。用铬酸氧化杜仲胶，蒸出生成的乙酸，用NaOH滴至终点，依下式计算出杜仲胶的纯度。

式中，V—标准的NaoH用量(ml); N—标准Na0H的摩尔浓度;w—样品质量(g);0.090 8—换算常数。

2.1.2 杜仲胶生产工艺流程

2.1.2.1 杜仲叶、皮、壳直接法提取杜仲胶。取杜仲叶、皮或壳500 g用10倍量水超声提取45 min，过滤，滤液用于分离绿原酸、黄酮，滤渣烘干，用溶剂热回流提取，浓缩，析晶，脱色，重结晶，干燥得杜仲精胶。

2.1.2.2 杜仲叶、皮、壳酶解法提取杜仲胶取杜仲叶、皮或壳500 g加辅料及水拌料，接入曲子后拌匀，压实、覆盖，保温发酵培养，3～5 d后加水至料面，保温水解2～3 d，过滤、滤渣在用6倍量水超声提取30 min，过滤，滤液合并用于分离绿原酸、黄酮，滤渣烘干，揉搓除杂获得粗胶丝，粗胶丝溶剂热回流提取，浓缩，析晶，脱色，重结晶，干燥得杜仲精胶。

2.1.2.3 杜仲叶、皮、壳亚临界提取杜仲胶取杜仲叶、皮或壳500 g用10倍量水超声提取45 min，过滤，滤液用于分离绿原酸、黄酮，滤渣烘干，用亚临界超声提取，浓缩，析晶，脱色，重结晶，干燥得杜仲精胶。

2.2 结果

2.2.1 杜仲叶、皮、壳直接法提取与酶解法提取杜仲胶浸出率的比较杜仲叶、皮、壳直接法提取与酶解法提取杜仲胶浸出率见表1、2。

表1 杜仲叶、皮、壳直接法提取与酶解法提取杜仲胶浸出率的比较

从表1可以看出：500 g杜仲叶经水超声提取后残渣和500g杜仲叶经酶解、超声提取后残渣再经过干燥，揉搓，除杂处理，这两种方法都使用了非常充足的溶剂，并且其提取时间也足够，在这种情况下，前者的提取率为叶1.34%和1.41%，皮6.84%和7.09%，壳9.02%和9.35%，后者比前者仅高出叶5.22%、皮3.65%、壳3.66%左右，这个结果告诉我们，想要将其中的杜仲胶尽可能多的提取出来，必须具备足量的溶剂并且保证提取时间充足，满足这两点基本可以保证最大量的收集到浸出的杜仲胶，不过在实际的操作过程中，时间的过度浪费，会导致投入成本的增加，尤其是易燃易爆石油醚的大量使用，势必造成生产的危险性和不易操作性。

从表2可以看出：500 g杜仲叶经水超声提取后残渣和500 g杜仲叶经酶解、超声提取后残渣在经过干燥，揉搓，除杂处理，两者都在利用剂量不充足的溶剂与非常紧张的时间，在这一前提下，提取率叶1.26%和0.63%，皮6.72%和3.25%，壳8.83%和4.15%，前者比后者高出叶50.00%、皮51.64%、壳53.00%左右，说明杜仲叶、皮、壳经过一系列的处理过程，包括酶解与除杂等化学过程，也包括干燥与揉搓等物理过程，经过这一系列的过程后，其效果会出现很大区别，酶解过程让许多多糖类物质转化成了结构较为简单的单糖，破坏细胞壁等结构，而后期经过揉搓等物理过程，粗胶丝的状态大多裸露在外面，这会增加胶体的浸出率，就可以使用更少的时间达到更好的效果，有效缓解了在实际的生产过程中浪费过多的时间，从一定角度来说大大减少了成本投入，尤其是易燃易爆石油醚使用量的减少，降低了生产的危险性和不易操作性。

表2 杜仲叶、皮、壳直接法提取与酶解法提取杜仲胶浸出率的比较

2.2.2 杜仲叶、皮、壳酶解法与亚临界法提取杜仲胶浸出率的比较杜仲叶、皮、壳酶解法与亚临界法提取杜仲胶浸出率见表3。

表3 杜仲叶、皮、壳酶解法与亚临界法提取杜仲胶浸出率的比较

从表3可以看出：500 g杜仲叶经酶解、超声提取后残渣再经过干燥，揉搓，除杂处理后，用溶剂提取与500 g杜仲叶经水超声提取后残渣干燥后，再用亚临界提取，两者杜仲胶得率分别为叶1.26%和1.45%，皮6.72%和7.86%，壳8.83%和10.25%，后者比前者高出叶15.08%、皮16.96%、壳17.21%左右，说明亚临界法明显优于酶解法，虽然酶解法已优于直接法50%以上，且具有省溶剂、省时间的优点，但是，在提取过程中仍需要使用大量易燃易爆的石油醚溶剂，而亚临界法使用不易燃易爆的R134 a为溶剂，降低了生产过程的危险性，且具有提取率高、省时、减少了浓缩过程的优点，大大增加了产能，使杜仲胶可实现真正的产业化。

2.2.3 杜仲叶、皮、壳直接法、酶解法与亚临界法提取杜仲胶提取率、含量的比较杜仲叶、皮、壳直接法、酶解法与亚临界法提取杜仲胶提取率、含量的比较见表4。