T ran sacti on s of the CSA E V o l .16　N o.5Sep t .　2000

黄芪多糖及皂甙提取工艺研究3

韩鲁佳①　阎巧娟　江正强　刘向阳

(中国农业大学)

摘　要:黄芪多糖和皂甙是药用皂芪的两个主要有效成分。该文探讨了黄芪多糖(A SP )和皂甙(A S )的提取工艺,研究了从黄芪中同时得到多糖和皂甙的提取工艺。采用先醇提后水提的方法,确定了合适的醇提次数和浓度。另外,还研究了超滤法与树脂吸附法相结合的工艺,可以同时得到高含量的多糖和皂甙产品。关键词:黄芪多糖和皂甙;提取工艺;超滤法;树脂吸附法

收稿日期:2000205219　3国家“九五”重点攻关专题

①韩鲁佳,研究员,北京市海淀区清华东路17号　中国农业大学(东校区)科研处173#信箱,100083

　　黄芪(R adix A stragali )是豆科植物蒙古黄芪A stragalu s m em b ranaceu s (F isch )B ge .V ar .m ongho licu s (B ge )H siao .或膜荚黄芪A .m em b ranaceu s (F isch )B ge .的干燥根。黄芪味甘,性微温,具有补气升阳,益卫固表、托疮生肌等功效,药用历史悠久,应用广泛,在我国产量很大,且畅销国内外。关于黄芪的化学成分研究报道很多,从中分离出多糖、皂甙、黄酮、氨基酸、微量元素等,这些活性成分均与其药效有关。近代药理研究证明,黄芪多糖和黄芪皂甙为其中的主要成分,有着广泛的药理作用[1]。

目前,黄芪的有效成分提取主要有醇提法和水提法,黄芪类制剂多以水煮醇沉,取上清液部分或取醇沉部分,对药用资源的浪费比较严重。黄芪多糖提取的方法多为水煮醇沉,得率和含量较低,精制过程繁琐且耗费大量有机溶剂[2]。黄芪皂甙类化合物粗提取有水煮醇沉取上清液和醇提法,精制方法多先以醇类溶剂(如乙醇或甲醇等)提取,然后以正丁醇萃取,如果想分离出皂甙单体,再将萃取物进行硅胶柱层析[3]。操作繁琐,且有机溶剂用量大。AB 28树脂对皂甙有特殊的选择性,适合从水溶液中提取皂甙和某些有机物质。已广泛用于甜菊糖甙、人参皂甙、三七皂甙等的提取分离,但研究用于黄芪皂甙的提取分离尚不多见[4]。

本文研究了提取过程中各主要部分的多糖和皂甙的含量情况,探讨了从黄芪中同时获取多糖和皂甙两种主要成分的方法,对黄芪有效成分的经济性

利用有一定的现实意义。

1　材料与方法

1.1　试验原料、仪器与试剂

材料:黄芪,北京市海淀区医药经营公司,经鉴定为蒙古黄芪。

仪器设备:回流提取装置,实验室自制;TU 1800SPC 紫外可见分光光度计,北京普析通用仪器有限责任公司;微型植物粉碎机,河北黄骅齐家务科学仪器厂;98212B 型电子控温电热套,天津市泰斯特仪器有限公司;D ZK W 2D 型水浴锅,河北黄骅市航天仪器厂;AB 2042B 型电子分析天平,瑞士梅特勒公司;金叶牌微量进液器,上海联胜实验仪器厂;101A 22型电热恒温干燥箱,上海实验仪器总厂;砂芯层析柱;超滤装置。

试剂:AB 28树脂,南开大学化工厂;蒸馏水,实验室自制;黄芪皂甙标准品;葡萄糖标准品;乙醇、苯酚、香草醛、硫酸均为A R 级。

1.2　黄芪多糖和皂甙提取方法(醇水法)

黄芪原料→不同浓度乙醇回流提取→过滤→合并醇提液(药渣,挥去溶剂后备用)→静置12h (析晶)→真空浓缩回收乙醇→加4倍量水溶解→过滤→上AB 28树脂柱→用95%乙醇洗脱得洗脱液→真空浓缩回收乙醇→真空干燥→粉碎(80目以上)→黄芪皂甙粗品

挥去溶剂后的药渣→第一次(10倍水,2h )、第二次(8倍水,1h )→合并水提液→真空浓缩至1∶1→醇沉→静置12h →上清液(与析晶后的醇提液合并)　　　 →沉淀→真空干燥→粉碎(80目)→多糖粗品

上述醇沉工艺为加入95%乙醇,使醇浓度达到

8

11

另外,将上述的沉淀、流出液浓缩后干燥,粉碎上述各部分后,分析其皂甙或多糖含量。

1.3　醇提次数对黄芪多糖和皂甙提取的影响

为了了解醇提次数对多糖及皂甙提取的影响,进行了如下试验:各取黄芪粗粉80g,用95%的乙醇回流提取1～4次,安排如下:①一次提取溶剂用量18倍,提取时间3.5h;②两次提取第一次溶剂用量10倍,提取时间2h,第二次溶剂用量8倍,提取时间1.5h;③三次提取第一次溶剂用量8倍,提取时间2h,第二次溶剂用量6倍,提取时间1h,第三次溶剂用量4倍,提取时间0.5h;④四次提取第一次溶剂用量6倍,提取时间1h,第二次溶剂用量4倍,提取时间1h,第三次溶剂用量4倍,提取时间1 h,第四次溶剂用量4倍,提取时间0.5h。以下操作按1.2所述工艺进行。

1.4　醇提浓度对黄芪多糖和皂甙提取的影响

由于黄芪皂甙多以醇类溶剂提取,且常用乙醇作为溶媒,因此进行如下试验:各取黄芪粗粉80g,分别用无水乙醇、95%、80%、60%和40%乙醇提取2次,第一次加溶剂10倍量提取2h,第二次加溶剂8倍量提取1.5h,以下根据1.2所述工艺进行。1.5　提取分离方法对黄芪多糖和皂甙的影响

1.5.1　超滤法

由于黄芪多糖的分子量多在10000以上,而皂甙的分子量在1000以下,故考虑用超滤法将黄芪水提液进行分离,得到富集多糖的浓缩液部分和富集皂甙的透过液部分,将浓缩液部分直接烘干,透过液部分上AB28型树脂柱,用95%乙醇洗脱,减压回收乙醇至无醇味,真空干燥得皂甙粗品。

1.5.2　水提醇沉法

各取黄芪粗粉80g,用蒸馏水回流提取2次,第一次用水量10倍,提取时间2h,第二次用水量8倍,提取时间1.5h,合并滤液减压浓缩,醇沉后静置12h,沉淀部分直接干燥,得多糖粗品。上清液部分减压浓缩回收乙醇,加4倍量水溶解,过滤,滤液上AB28树脂柱,用95%乙醇洗脱,减压回收乙醇至无醇味,真空干燥得皂甙粗品。

1.5.3　醇提水提法(醇水法)

取黄芪粗粉80g,用95%乙醇按1.2工艺进行。

1.6　黄芪多糖的分析方法[5,6]1.6.1　标准曲线制备

精密称取105℃干燥恒重的葡萄糖标准品100 m g,置于100mL容量瓶中,加蒸馏水至刻度,摇匀。精密吸取0.4、0.8、1.2、1.6、2.0、2.4、2.8mL分别置于50mL容量瓶中,加蒸馏水至刻度,摇匀。精密吸取上述各种溶液2.0mL,分别加入5%苯酚溶液1.0mL,摇匀,迅速加入5.0mL浓硫酸,振摇5 m in,置沸水浴上加热15m in,然后置冷水浴中冷却30m in,随行空白,在490nm波长处测定吸光度。以标准溶液浓度为横坐标,吸光度值为纵坐标绘制标准曲线(如图1)

。

图1　葡萄糖标准曲线

F ig.1　Standard cu rve of Glueo se

1.6.2　样品测定

精密称取样品50m g,定容于50mL容量瓶,精密吸取样品液2mL,置50mL容量瓶中定容,摇匀。精密取2mL,按标准曲线项操作。用标准曲线计算多糖的含量。

1.7　黄芪皂甙的分析方法[3,7]

1.7.1　标准曲线的制备

测定黄芪皂甙以黄芪甲甙为标准品。制备标准曲线时,精密称取干燥至恒重的黄芪皂甙标准品5.10m g,置于干燥的10mL容量瓶中,用无水乙醇溶解并稀释至刻度。精密吸取0.15、0.30、0.45、0.

60、0.75mL,分别注入具塞试管中,各加入无水乙醇至0.75mL,再分别加入0.75mL8%香草醛试剂,置于冰浴中加入7.5mL72%硫酸摇匀,

放入

图2　黄芪甲甙标准曲线

F ig.2　Standard cu rve of A stragalo side I V

911

　第5期韩鲁佳等:黄芪多糖及皂甙提取工艺研究

62℃水浴中恒温20m in ,取出冷却摇匀,在30m in

内,于波长544nm 处测定吸光度,随行试剂空白,测定3次。绘制标准曲线(如图2)。1.7.2　样品中皂甙的含量测定

精密称取所得黄芪皂甙粗品,用无水乙醇定容于25mL 容量瓶中。取滤液作为样品液,精密吸取0.5mL 样品液,加0.5mL 8%香草醛试剂,置于冰浴中缓缓加入5mL 72%硫酸,摇匀,放入62℃水浴中,保温20m in ,取出置于水浴中冷却,摇匀,于波长544nm 处测定吸光度,对照标准曲线,得出样品的黄芪皂甙含量。

2　试验结果与分析

2.1　醇提次数对黄芪多糖和皂甙提取的影响

由图3可见醇提次数越多,多糖的含量稍有提高,得率下降,因为随着醇提次数的增加,醇溶性物质被提出的比较完全,使水提物中多糖的含量有所提高,但同时,醇提液带走的多糖也有所增多;随醇提次数的增多,皂甙的含量下降,得率上升。以95%乙醇提取两次,多糖和皂甙的得率和含量都可达到较高

。

图3　醇提次数对黄芪多糖和皂甙的影响

F ig .3　Effect of ethano l ex tracting ti m es on the yield and concen trati on of A SP and A S

2.2　醇提浓度对黄芪多糖和皂甙的影响

如图4所示醇提浓度越高,多糖的得率越高,但含量下降,因为醇浓度高,醇提液中的多糖少,提出

的其它水溶性物质也少,对多糖的提取,以95%乙醇提取后进行水提效果较好。

黄芪皂甙的纯度随乙

图4　醇提浓度对黄芪多糖和皂甙的影响

F ig .4　Effect of ethano l concen trati on on the yield and concen trati on of A SP and A S

醇浓度的增加而升高,黄芪皂甙的得率在较低浓度时随浓度的升高而升高,在较高浓度时随乙醇浓度的提高而降低,在醇提浓度为60%时得率最高。这是由于在用高浓度乙醇进行提取时,提取出的水溶性物质减少,料液过柱时吸附和洗脱效果好,故其含量升高,得率相应降低,而当乙醇浓度较低时,虽然提取物增加,但由于多为水溶性物质,大多随流出液和水洗液流出,且大量水溶性物质存在,减少树脂吸附皂甙的机会,所以不仅含量降低,其得率也不高,对皂甙的提取,以60%乙醇提取的综合效果好于其它浓度。为此,在实际生产中应根据对产品的需求来确定醇提浓度。

2.3　提取分离方法对黄芪多糖和皂甙的影响

由图5可见超滤法所得多糖、皂甙的得率和含量都较高,根据超滤膜的截留分子量,多糖的分子量多在10000以上,而皂甙的分子量在1000以下,据此选择截留分子量为6000的超滤膜,将水提液分

为富集多糖和富含皂甙的部分,皂甙再利用树脂吸附法进行精制,故多糖和皂甙的得率都较高。水提醇沉法,沉淀富含多糖,上清液富含皂甙,多糖的提取比较充分,皂甙的得率和含量较低。醇提水煮法则可得到较高得率和含量的皂甙,因为醇提过程中会夹带走一部分多糖,故多糖的得率降低,含量稍有提高。

021农业工程学报2000年　

图5　提取分离方法对黄芪多糖和皂甙的影响

F ig .5　Effect of ex tracting m ethods on the yield and concen trati on of A SP and A S

3　结　论

1)醇提次数越多,多糖的含量稍有提高,得率

下降;皂甙的含量下降,得率上升。以95%乙醇提取

两次,多糖和皂甙的得率和含量都可达到较高。

2)醇提浓度越高,多糖的得率越高,但含量下降,对多糖的提取,以95%乙醇提取后进行水提效果较好。黄芪皂甙的纯度随乙醇浓度的增加而升高,

黄芪皂甙的得率在较低浓度时随浓度的升高而升高,在较高浓度时随乙醇浓度的提高而降低,在提取浓度为60%时得率最高,对皂甙的提取,以60%乙醇提取的综合效果好于其它浓度。在实际生产中应根据对产品的需求来确定醇提浓度。

3)超滤法所得多糖、皂甙的得率和含量都较高。水提醇沉法,多糖的提取比较充分,皂甙的得率和含量较低。醇提水煮法则可得到较高得率和含量的皂甙,但多糖的得率降低,含量稍有提高。

[参　考　文　献]

[1]　黄乔书,吕归宝,李雅臣等.黄芪多糖的研究.药学学

报,1982,17(3):200～206

[2]　李树珍,赵红霞,白卫国.黄芪不同提取工艺多糖含量

的比较.中草药,1995,26(8):408～410

[3]　杜　薇.黄芪中黄芪皂甙的提取及含量测定.时珍国药

研究,1996,7(4):217～218

[4]　田　晶,卢明春,苏志国等.AB 28树脂法提取大豆皂甙

的研究.食品与发酵工业,2000,16(1):16～19

[5]　张　宇,赵玉梅,佟丽华等.黄芪地下和地上部分有效

成分比较.中草药,1997,28(11):651～653

[6]　朱立文,郁瑞昌.黄芪多糖含量测定方法的探讨与比

较.中成药研究,1987,(6):11～12

[7]　王宝琴,苏　健,鲁　静.黄芪皂甙的检测在中药质控

中的应用.中国中药杂志,1996,21(3):161～1

Study on Extracti ng Technology of A straga lan

Polysacchar ide (ASP )and A straga loside (AS )

Ha n Lujia 　Ya n Q ia o jua n 　J ia ng Zhe ngq ia ng 　L iu X ia ngya ng

(Ch ina A g ricu ltu ra l U n iversity ,B eij ing 100083)

Abstract :T he techno logy of ex tracting A stragalan Po lysaccharide (A SP )and A stragalo side (A S )has been studied are tw o i m po rtan t ingredien ts w ith b i o logical activity .Fo r ob tain ing A SP and A S at the sam e ti m e ,the op ti m um ti m es and concen trati on of ethano l ex tracting w ere determ ined in the research .B esides ,the h igher yield and con ten t of A SP and A S can be ob tained th rough com b in ing u ltrafiltrati on and the resin ab so rb ing m ethod .Key words :

astragalan po lysaccharide (A SP )and astragalo side (A S );

techno logy of ex tracting ;

u ltrafiltrati on ;resin ab so rb ing m ethod

1

21　第5期韩鲁佳等:黄芪多糖及皂甙提取工艺研究下载本文