CN111012821A - 从植物中提取有效成分的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种从植物中提取有效成分的方法。该方法的步骤主要有：将药材与有机溶剂按一定比例混合，往混合体系中添加pH调节剂，控制体系pH值在合理范围，对植物中目标成分进行多级提取。一级提取液中目标成分浓度达一定浓度时，用于目标成分的进一步纯化，后续级次提取液可以继续应用于下一轮/批次药材的提取。本方法提高了有机溶剂的利用率，并实现目标成分的高效提取，且很好的保存了药渣中的淀粉、蛋白等营养成分，实现植物资源的高效利用。
Description
技术领域
本发明是关于植物有效成分提取技术领域，特别是关于一种从植物中提取有效成分的方法。
背景技术
随着国内外“崇尚自然，回归自然”的理念深入人心，人们越来越关注天然植物提取物在医药、保健食品、化妆品等大健康领域的研发和应用。
植物中的化学成分比较复杂，有些成分如糖类、油脂、蛋白质、色索、树脂、无机盐等是一般高等植物普遍共有的；另一些成分则是存在于某些植物的某种器官中的特殊成分，如生物碱类、黄酮类、皂苷类、强心苷、蒽醌类、挥发油、有机酸、香豆素、木脂素类等，这些特殊的成分大都具有显著的生理活性。每种植物中都含有多种成分，但并不是每种成分都能起到防治疾病的效果。根据人类长期的实践经验和现在的科学认识水平，通常将植物中含有的成分分为有效成分和无效成分两大类。所谓无效成分是相对有效成分来说的，或者是到目前还没发现它具有显著生物活性，如上述的第一类成分，所谓有效成分，即被证明具有医疗效用或生物活性的物质。将化学成分从天然植物中提取出来，是开展后续判断是否为有效成分而进行成分鉴定、功能、作用机理研究和生产应用的前提。
植物化学成分的提取方法有溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、超临界流体萃取法、超声技术提取及微波辅助提取法等，其中溶剂提取法最为经典，应用最为广泛。用溶剂提取植物成分，常用有分为浸渍法、渗漉法、煎煮法、回流提取法及连续回流提取法等。根据植物中有效成分的物理化学性质，选择相应的溶剂进行提取。
水作为万物之源，无毒、无害，且成本较低，是植物化学成分提取领域最为常用的溶剂之一。然而，植物化学成分常是有机大分子，在水中的溶解性较小，水作为提取溶剂提取率很低；为了提高目标成分在水中的溶解度，通常在用水提取时加入酸或碱，虽然提高了目标成分的溶解性，但提取完毕，产生大量的废水，给后续环保带来压力和成本；另外，植物的根、茎、果实部位提取时，由于淀粉、鞣质成分一般较多，用水提取时，提取液粘度较大，给工业生产过滤造成一定的困难，并且水提取过的药渣很容易腐烂变质，从而多用作肥料，这一方面使得药渣不能作为更有价值的畜牧饲料，另一方面，药渣中其他的价值成分不能利用，从而造成了植物资源的浪费。
相对于水，有机溶剂作为提取溶剂克服了水作为提取溶剂的上述弊端，然而，相对于水，有机溶剂如甲醇、乙醇、丙酮等溶剂的成本和毒性又是研发和生产企业不得不考虑的实际问题。探索出一种能高效利用有机溶剂降低有机溶剂提取成本和产品溶剂残留的工艺成为业界共识。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种从植物中提取有效成分的方法，该从植物中提取有效成分的方法实现提高了有机溶剂的利用率，并实现目标成分的高效提取，且很好的保存了药渣中的淀粉、蛋白等营养成分，实现植物资源的高效利用。
为实现上述目的，本发明提供了一种从植物中提取有效成分的方法，包括以下步骤：植物粉碎：将待提取的植物经粉碎处理成植物粉末，控制植物粉末的粒度在10～200目；以及一级提取：将有机溶剂和水组成第一溶剂，然后与所述植物粉末以(2-20)：1(V/W)的配比混合，搅拌并选择性的加入酸性或碱性pH调节剂，调节pH值，搅拌提取0.5-3小时，过滤，收集一级提取液和药渣；所述一级提取液中即包含从植物中提取出的有效成分/目标成分，该一级提取液达一定浓度时用于目标成分的进一步纯化。
本发明还提供了一种从植物中提取有效成分的方法，包括以下步骤：植物粉碎：将待提取的植物经粉碎处理成植物粉末，控制植物粉末的粒度在10～200目；以及一级提取：将有机溶剂和水组成第一溶剂，然后与所述植物粉末以(2-20)：1(V/W)的配比混合，搅拌并选择性的加入酸性或碱性pH调节剂，调节pH值，搅拌提取0.5-3小时，过滤，收集一级提取液和药渣；以及K级提取：将所述第一溶剂与上一级提取获取的药渣以(2-20)：1(V/W)的配比混合，搅拌并选择性的加入酸性或碱性pH调节剂，调节pH值，搅拌提取0.5-3小时，过滤，收集K级提取液和K级药渣；以及从K＝2开始执行所述K级提取直至N级提取，从而完成完整的一轮提取，N大于等于2小于等于8，其中所述一级提取液中即包含从植物中提取出的有效成分。
在本发明的一实施方式中，在每轮提取过程中，所述第一溶剂还包括上一轮/批次提取中除所述一级提取液以外的各级提取液，该举措可以使溶液重复循环利用，从而避免了传统从植物中提取有效成分过程中的废水处理和环保问题。
在本发明的一实施方式中，所述一级提取步骤中，所述有机溶剂选自醇类、醇类衍生物、和酮类中的至少一种。
在本发明的一实施方式中，所述一级提取步骤中，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙酸乙酯和丙酮中的至少一种。
在本发明的一实施方式中，所述一级提取步骤中，所述水在第一溶剂中所占的体积百分比为0-50％。
在本发明的一实施方式中，所述一级提取步骤中，所述第一溶剂选自甲醇-乙醇和乙酸乙酯-乙醇中的一种。
在本发明的一实施方式中，所述一级提取步骤和所述K级提取步骤中，所述酸性pH调节剂选自如下物质中的至少一种：H2SO4、HCl、H3PO4、多聚磷酸、CH3COOH、枸橼酸、草酸、阳离子交换树脂、pH≤2的缓冲体系、以及由上述物质中的至少一种配制成的不同浓度的溶液。所述pH≤2的缓冲体系优选为甘氨酸-盐酸缓冲体系。
在本发明的一实施方式中，所述一级提取步骤和所述K级提取步骤中，所述碱性pH调节剂选自如下物质中的至少一种：金属、金属氧化物、金属氢氧化物、金属形成的盐、阴离子交换树脂、氨气、液氨、氨水、铵盐、三乙胺、碱性缓冲体系、以及由上述物质中的至少一种配制成的不同浓度的溶液。
在本发明的一实施方式中，所述金属包括钠、钾、钙、镁、和锌；所述金属氧化物为钠、钾、钙、镁、锌形成的氧化物；所述金属形成的盐为钠、钾、钙、镁、锌形成的各种酸盐，所述金属氢氧化物为钠、钾、钙、镁、锌形成的氢氧化物。
在本发明的一实施方式中，所述一级提取步骤和所述K级提取步骤中，搅拌提取的时间优选为0.3-0.7小时。
在本发明的一实施方式中，从植物中所提取的有效成分包括有机酸类、生物碱类、黄酮类、皂苷类、强心苷类、蒽醌类、萜类、挥发油类和香豆素化合物。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明从植物中提取有效成分的方法提高了有机溶剂的利用率，并实现目标成分的高效提取，且很好的保存了药渣中的淀粉、蛋白等营养成分，实现植物资源的高效利用；此外，提取过程中使用的有机溶剂通过回收可以重复利用，避免了传统植物有效成分提取中使用水提取时带来的污染问题。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径可购得。
以下通过多个实施例对从植物中提取有效成分的方法进行描述。
实施例1
有机酸类化合物的提取——甘草酸的提取
(1)取甘草药材，破碎粉碎，使药粉粒度为全部通过40目标准筛。
(2)首轮药材提取：一级提取：取此甘草药粉1kg，加甲醇-乙醇(V/V,15/85)5L，搅拌均匀，加0.2M甘氨酸-盐酸(V/V,1/4)适量，控制混合体系pH值≤4，搅拌提取30分钟，过滤，分别收集1级提取液和药渣；二级提取：往药渣中加入加甲醇-乙醇(V/V,15/85)4L，搅拌均匀，加0.2M甘氨酸-盐酸(V/V,1/4)适量，控制混合体系pH值≤4，搅拌提取30分钟，分别收集2级提取液和药渣；三～六级提取：采用二级相同方法，再对药材提取四级，即共提取6级，分别收集各级提取液和药渣。甘草酸分离纯化：1级提取液用于甘草酸的分离纯化，其余级次的提取液用于新一批次甘草药材的提取。
(2)循环轮药材提取：一级提取：取甘草药粉1kg，加上述实例首轮药材提取中2、3级提取液混合物共5L，搅拌均匀，加甘氨酸-盐酸适量，控制混合体系pH值≤4，搅拌提取30分钟，过滤，分别收集1级提取液和药渣；二级提取：往药渣中加入加3、4级提取液混合物共4L，搅拌均匀，加0.2M甘氨酸-盐酸(V/V,1/4)适量，控制混合体系pH值≤4，搅拌提取30分钟，分别收集2级提取液和药渣；三～六级提取：采用二级相同方法，应用后续级次提取液再对药材提取四级，即共提取6级，分别收集各级提取液和药渣。甘草酸分离纯化：1级提取液用于甘草酸的分离纯化，其余级次的提取液用于新一批次甘草药材的提取。
下面对上述甘草酸提取率进行统计。
检测方法：高效液相色谱法
(1)色谱条件与系统适用性试验：用十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；乙腈-0.01mol/L磷酸溶液(38：62)为流动相；检测波长为252nm；流速:1ml/min；进样量：10μL；理论板数按甘草酸单铵峰计算应不低于2000，甘草酸单铵盐峰和内标物质峰的分离度应符合要求。
(2)内标溶液的制备：取对羟基苯甲酸正丁酯约70mg，精密称定，置100ml量瓶中，以稀乙醇溶解并稀释至刻度，摇匀。
(3)对照品溶液的制备：取甘草酸单铵对照品约20mg，精密称定，置100ml量瓶中，加稀乙醇溶解，并精密加入内标溶液5ml，用稀乙醇稀释至刻度，摇匀。
(4)样品溶液制备
一级提取液：精密移取2ml至100mL容量瓶中，精密加入内标溶液5mL，用稀乙醇稀释至刻度；
二～六级提取液：分别精密移取5mL至100mL容量瓶中，精密加入内标溶液5mL，用稀乙醇稀释至刻度；
统计实施例1前两轮各级提取液的甘草酸的浓度和提取率，数据见表1。
表1甘草酸提取率统计
如上表所示，甘草药材经上述方法提取6级后，甘草酸提取基本完全，药渣中甘草酸含量低于1％，并且药渣中的淀粉、脂肪等营养成分得到很好的保护，为甘草药渣的后续应用的提供了较好的基础。
实施例2
黄酮类化合物——甘草黄酮的提取
(1)取甘草药材(总黄酮含量2.98％)，破碎粉碎，使药粉粒度为全部通过100目标准筛。
(2)首轮提取：一级提取：取此甘草药粉1kg，加乙酸乙酯-乙醇(V/V,1/2)8L，搅拌均匀，加5M硫酸-盐酸(V/V,1/1)适量，控制混合体系pH值≤4，搅拌提取30分钟，过滤，分别收集1级提取液和药渣；二级提取：往药渣中加入乙酸乙酯-乙醇(V/V,1/2)7L，搅拌均匀，加5M硫酸-盐酸(V/V,1/1)适量，控制混合体系pH值≤4，搅拌提取30分钟，过滤，分别收集2级提取液和药渣；三～六级提取：采用相同方法，再对药材提取4级，即共提取6级，分别收集各级提取液和药渣；甘草黄酮成分纯化和富集：1级提取液添加2M氢氧化钾溶液，生成沉淀，过滤，收集滤液，滤液浓缩，收集甘草黄酮类成分，烘干，得甘草黄酮粉。
(3)循环提取：取甘草药材(总黄酮含量2.98％)，破碎粉碎，使药粉粒度为全部通过100目标准筛。循环一级提取：取此甘草药粉1kg,加上述首轮中2、3级提取液混合物共8L，搅拌均匀，加5M硫酸-盐酸(V/V,1/1)适量，控制混合体系pH值≤4，搅拌提取30分钟，过滤，分别收集1级提取液和药渣；循环二级提取：往药渣中加入3、4级提取液混合物共7L，搅拌均匀，加5M硫酸-盐酸(V/V,1/1)适量，控制混合体系pH值≤4，搅拌提取30分钟，过滤，分别收集2级提取液和药渣；循环三～六级，采用二级相同方法，再对药材提取四级，即共提取6级，分别收集各级提取液和药渣；甘草黄酮成分纯化和富集：1级提取液添加2M氢氧化钾溶液，生成沉淀，过滤，收集滤液，滤液浓缩，收集甘草黄酮类成分，烘干，得甘草黄酮粉。
经过6级提取，甘草药材中的黄酮成分的提取率高于90％，且药渣中的淀粉、脂肪等成分得到了保护，为甘草药渣的后续应用提供了较好的基础。
(4)提取液黄酮含量检测
试剂：芦丁标准品；乙醇：30％；乙醇：60％。硝酸铝：10％；氢氧化钠：1mol/L；亚硝酸钠：5％。
分析步骤：
标准液的制备：称取芦丁标准品20mg(精确到0.1mg)，以60％乙醇溶解于100mL容量瓶中，并稀释至刻度。取此样液20mL于50mL容量瓶中，加60％乙醇溶液5mL，以水稀释至刻度，即得标准液(1mL标准液约含0.08mg芦丁标准品)。
试样液的制备：精密移取提取液若干毫升至50mL容量瓶中，以60％乙醇稀释至刻度，即得试样液。
分别取上述两液各1mL于10mL容量瓶中，加5％亚硝酸钠溶液0.3mL，摇匀，静置6min，加10％硝酸铝溶液0.3mL，摇匀，静置6min，加入1mo/L氢氧化钠溶液4mL，摇匀，用30％乙醇定容，静置15min，用1cm比色皿，在波长510nm处测吸光度。
结果计算
总黄酮的浓度C，按下式计算
C＝K*m1*A/A0/2500
式中：
m1—标准品中黄酮重量(mg)；
A—试样的吸光度；
A0—标准品的吸光度；
K—试样的稀释倍数。
统计应用前两轮中各级提取液的甘草黄酮的浓度和提取率，数据见表2.
表2甘草黄酮的提取率
经过6级提取，甘草药材中的黄酮成分的提取率高于95％，且药渣中的淀粉、脂肪等成分得到了保护，为甘草药渣的后续应用提供了较好的基础。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (10)
1.一种从植物中提取有效成分的方法，其特征在于，包括以下步骤：
植物粉碎：将待提取的植物经粉碎处理成植物粉末，控制植物粉末的粒度在10～200目；以及
一级提取：将有机溶剂和水组成第一溶剂，然后与所述植物粉末以(2-20)：1(V/W)的配比混合，搅拌并选择性的加入酸性或碱性pH调节剂，调节pH值，搅拌提取0.5-3小时，过滤，收集一级提取液和药渣；所述一级提取液中即包含从植物中提取出的有效成分。
2.一种从植物中提取有效成分的方法，其特征在于，包括以下步骤：
植物粉碎：将待提取的植物经粉碎处理成植物粉末，控制植物粉末的粒度在10～200目；以及
一级提取：将有机溶剂和水组成第一溶剂，然后与所述植物粉末以(2-20)：1(V/W)的配比混合，搅拌并选择性的加入酸性或碱性pH调节剂，调节pH值，搅拌提取0.5-3小时，过滤，收集一级提取液和药渣；以及
K级提取：将所述第一溶剂与上一级提取获取的药渣以(2-20)：1(V/W)的配比混合，搅拌并选择性的加入酸性或碱性pH调节剂，调节pH值，搅拌提取0.5-3小时，过滤，收集K级提取液和K级药渣；以及
从K＝2开始执行所述K级提取直至N级提取，从而完成完整的一轮提取，N大于等于2小于等于8，
其中所述一级提取液中即包含从植物中提取出的有效成分。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在每轮提取过程中，所述第一溶剂还包括上一轮提取中除所述一级提取液以外的各级提取液。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一级提取步骤中，所述有机溶剂选自醇类、醇类衍生物、和酮类中的至少一种。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一级提取步骤中，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙酸乙酯和丙酮中的至少一种。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一级提取步骤中，所述水在第一溶剂中所占的体积百分比为0-50％。
7.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一级提取步骤和所述K级提取步骤中，所述酸性pH调节剂选自如下物质中的至少一种：H2SO4、HCl、H3PO4、多聚磷酸、CH3COOH、枸橼酸、草酸、阳离子交换树脂、pH≤2的缓冲体系、以及由上述物质中的至少一种配制成的不同浓度的溶液。
8.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一级提取步骤和所述K级提取步骤中，所述碱性pH调节剂选自如下物质中的至少一种：金属、金属氧化物、金属氢氧化物、金属形成的盐、阴离子交换树脂、氨气、液氨、氨水、铵盐、三乙胺、碱性缓冲体系、以及由上述物质中的至少一种配制成的不同浓度的溶液中。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述金属包括金属钠、钾、钙、镁、锌；所述金属氧化物包括钠、钾、钙、镁、锌形成的氧化物；所述金属形成的盐为钠、钾、钙、镁、锌等形成的各种酸盐；所述金属氢氧化物为钠、钾、钙、镁、锌形成的氢氧化物。
10.如权利要求2所述的方法，其特征在于，从植物中所提取的有效成分包括有机酸类、生物碱类、黄酮类、皂苷类、强心苷类、蒽醌类、萜类、挥发油类和香豆素化合物。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN118126767A (zh) * | 2023-08-14 | 2024-06-04 | 上海拜思丽实业有限公司 | 一种番红花或菊苣油溶性提取物的制备方法 |
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| CN1803789A (zh) * | 2006-01-20 | 2006-07-19 | 华中科技大学 | 一种提取分离甘草酸、甘草黄酮和甘草多糖的方法 |
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2019
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