（林产化学加工工程专业论文）皂荚荚果化学组成及皂甙提取工艺的研究.pdf

摘要 我国毫麓( g l e d i t s i as l 勰n s i s 溶n ) 资滚丰富，葵果产量大，隽综台裁鬣遮 宝贵的植物资源，本论文首次系统、念面研究了毫舆荚果的化学组成和皂荚姑 甙的提取工慧。 不同产地皂荚全果有效成分研究袭明种子和荚聚旗量比例、壤贰含量、胚乳 磁镧等不是绦怼不变夔，落至多藉获豹瞧能遣不秘灏，萁孛皂贰禽釜交恁较丈， 在2 0 0 2 问波动：荚祭化学成分系统预试表明荚粜里含有三稍穗甙、鞣质、 蛋白质、酚性成分、生物碱、有机酸、糖类、油脂等物质；通过对北京荚果化学 组成的初步磺究，得知其中皂甙豹含爨为3 2 ，o o ，终维素的含量为1 6 。9 0 ，练 纾维素静会爨受2 6 。2 7 ，羧不滚本爱素懿含量为 5 0 2 ，酸溶本痿素戆含萋为 2 7 3 ，果胶酸钙的含量度为6 6 5 ，糨蛋白质的含艇为8 1 5 。 采用水、甲醇、7 0 乙醇、乙酸己黼等溶剂提取皂英皂甙，将它们的得率谶 行比较，褥擞水提取褥率篱的结论，孺艇考虑到水徐廉、安全、嚣毒、对设备凝 求低，馥论文认为求是携敬皂栽最驽静溶裁； t 较正丁醇摹取帮无承乙醇溶解嚣 种提纯方法，无水乙醇溶解方法较好，提纯出来的崽甙纯度达9 0 ；建立皂甙分 光光度计标准曲线，用予提取皂甙的质量控制：在水提取工艺方面，研究了提取 涅度、对闷、强滚滋等嚣豢对皂蕺褥率豹影确，单嚣豢实验褥出较好的工艺范围。 在单因素实簸基础上避行难交设计实验褥密最佳的工艺条件：溢度4 5 、时间 1 8 小时、圃液比1 ：1 0 、次数3 次，实骏证明在这工慧上提取出来的皂甙得率鼹 商，而且抽出率达9 0 。 本论文避霉了毫戴零孵分褰毫贰元戆疆究，用l 藏均妊，珏e l 在鼢末漆下承 解2 小时褥剐两种三萜他台物，一是弃墩果酸，茹个可能是捌爨酸。最后还潜 在最佳提取工艺条件下摄取出来的皂贰的性能作了测定。测定结果为p h 3 8 4 ， 亲油亲水平衡值h l b 为l 1 3 ，抗硬水能力 6 5 m l ，乳化力9 5 m 洫，泡沫高度 l5 5 m m ，浚器蔽塞浓度e 鹾c 秀0 o l g 恕，表嚣张力4 3 。7 6 m m ，这一溺定续巢 与合成类表面活性剂比较，发现它们性能相当，这袋明皂甙是一种性能优良静天 然表面活性剂，同时也诞明本工艺条件是合理可行的。 本论文研究成果为患英皂甙的工业化提取及利用提供可靠依据。 关键词：囊葵；皂甙：化学组成；提取工艺；皂甙元 s t u d y o nc h e m i c a l c o m p o s i t i o n o ft h ep o do f6 戥! 鼢妇嘲窖花譬缸a n d 封菩s a 萋婚珏i 珏se x 量糌娟。珏垂e e 氧魏i 镬狂e a b s t r a c t 潋勰妇旗i g 璐括幻掰i s 痨豳d 鞠l 瓤e 挞n aa n d 呈抟。疆p u li s 撕m 髓d o 澄，颡 。砖e rt o 蕊l i z 。也i sp f e c i o u sp l 囊玎t 碥辩u 托e ，也ec k m i c a lc o m p o s i t i c 咀s 锄dt 凇 e x t r a c t i o nt e c h n i q u eo fs a p o n i n si nt h ep o do fg 耐甜如j f 朋珊妇妇mh a v eb e e n s y s t e m a t i c a l l yi n 吐l i ss t l l d y _ 曩l cr e s e 舯c ho ng f g 穰转纽s 抚已掰矗五d 搬五舳d i 鼠揩嫩a r e 箍i n d 主c a 涮蛙边t h e e o 嗽l lo fs e 畦p 碡，s 8 弦藤髓a n d 抽瓣糕懒l 铺瑚l ，e v e n 茬氆搴p e 蛹瀚8 曩c eo f p o l y s a c c h a r i d eg l l mw a s n ，t8 a m e e s p e c i a l l yt l i es a p o n i l l s c o n t e n tc h 娥g e d 缸髓2 0 t o3 2 s y s t e mp r e e x a m i n a t i o ns h o w e d 廿l a t _ 【h ep o dc o n t a i n e dc h e m i c a lc o m p o n e m s s u c ha ss a p o n 溉t a 】戚n s ，p r o t e i l l ，a l k a l o i d s ，o 毽a n i ca c i d ，伯r b o h y d r a t e s ，a n da x 珊g c ， l t sk w 珏氆a 鼍氇e 穗w 醪3 2 羽i 鞠p 。珏i 藏，1 6 。9 瞩c e l l 落。霉c ，2 6 ，2 7 群瓣e f 磋c e l l 迸o s e ， 1 5 0 2 a c i di 瓶l s i b i l 时x y l o g e n ，2 7 3 a c i ds o l u t i o nx y l o g e n ，6 6 5 喇c i l 黼 p c c t i n a t e ，a 1 1 d8 1 5 c n l d ep r o t e i n i n b e 玎证gg ，e 硪括抽s j n 矾出b yq l m r n i 诅t i v e d e t e n n i n a t i o n 曩 ep o do fa 蹴耋口s 跏# 燃担w 3 se x 挺黼量c d 弼氆w 缎掇e 氆髓o l 。7 e g 睡鞠o l ， e m y la c e t a t e ，鑫f l d 氆e i ro 燕c i 铋c i e s 、张r ec o m p a f e d 。骶l 嚣糟s u hs 毓娃t l l a tw 越嚣黔 s o l v e n th a db e s tc x 仃a c t i o ne f f i c i e n c y m o r e o v e r w a c ri sc h e 印，s a f e ，i i l i l o x i o 璐鳓d l o wd e m a n dt o e q u i p m e n t s oi tw a su s e dt o e x 抒器毗鞠p i d i l i l l s 主n m e 糟a r c h c o 薹n p 龋n g 妻蚴p 蠢基e 鑫l i 徽m e 酗由峨i 穗w e r e 蛰b 洳le x 韵c 重量能鞠d 蕊鞠o l s o l l n i o n ，i t s 内埘l d 也a te 氆a n o ls o l u t i o nw a s b c 捻zs p e c 的p h o t o m e t e fs t a n d a 越c u f v e h a sb e e nb u i l tt oc o n n d lm e q u a l i t yo fs a p o n i n s i i l 幽ep a r to ft e c h n i q u eo f w a t c r e x t r a c t i o n ，幽ee 珏宅c to ft e m p e r a t l l 咒，t i m e ，s o l i d l i q 试dr a l eh a v eb e e ni n v e g t i g 戬c dt 0 o b 幽& 琏c f 测遥珏e 燃辨。0 国。倒聪d e s i 嚣戳s 娃s 砭童。印主撤i 糙咖圭至冁 t e c h n i q u e a n d a c q u i r e do p t i m 啪t e c h n i q u e c o n d i 畦o n sa 船rt 鼍1 e s i n g l e f 配t o r e x p e r i m e n t sw e r ed o n e t h e yw e r et e 娜e m t u r e4 5 ，t i m e1 8 h ，s o l i 洲q u i dm t e l ：1 0 ，3 t 妇e s 王t sp r o v e d 娃斌牡l ee 塌e i e n c yo f 吐圮o p t 妇啪t e e h 越c s 啪sb e s ta n d s t e a d 孓 ha f t i c l eh y d r o l y z i i l g0 f m e s 印蚰i n sw 勰s t u d i e dt h es a p o n i n sw e r eh y d r o l y z e d f o r2h o u r s 、 哇t l l1 m o 儿h c l i nw a t e rb a t h 砒8 0 t op r o d u c et w os a p o g e n i i l s 0 n o w a so l e a n o l 沁a c 醢a f l o 幽骶脯l 暾e l yt o 】e c h 通o c y s t i ca c 迥。l n 氆ee n d 幽露 p e 南h n a n c eo fs a p 蕊n sw 馘d 粥哺i n e 莲，氆e yw 氍磷3 8 4 ，h l b l 秘1 3 ，妇豳i l 秘 o f a n t i h a r d - w a t e r 6 5 m l ，e m u l s i f i c a t i o n9 5 m i n ，f 0 锄h e i g m1 5 5 m m ，c m co o l g ，l ， s u r f 配et c n s i o n4 3 7 6 m m m d c o m p a r i n g 淅ms y l l m e t i cs 慨协m ，i t 、v a ss h o w e dm 砒 l k i rp e r f o 勰鞠c e sw e r es i m i l a lw 嫩c hp m v e d 盎采强es a p o 越n sw a sa ne x e c l l e n t e r u d es u 靠a c 协n ta n dt h eo 瞰i m m nt e c h i q l l ew a sf e 髂o r l a b l ea 翻e x e c 撒i v o 。 t h er e s u l to fm i sr e s e a hw i l lo 疗毫r sr e l i a b l ew 籼t vf o rt h ei n d u s 伍a l i z e d e x t r a c t i o n a n d 矗郏l i i c a t i o no f t h eg l e d i t s i as a p o 王l i n s 。 l ( e yw o r d s ：g 肠坊f s 蛔5 觚黼趣s 印o n i n ；c h e i n i c a lc o m p o s i t i o n ；e x t r a c t i o nt e c h n i q u e ； s a p o g e n i n y6 0 6 6 致谢 本论文是在导师安鑫南教授、蒋建新高级工程师的亲切关怀和悉 心指导下完成的。导师严谨的治学态度、一丝不苟的科学精神、渊博 的学识和谦和的为人之道是我学习的榜样，导师教诲、启迪将使我终 生受益。在此我向两位导师表达我最真挚的感谢，还要感谢两位导师 在我研究生学习生活中的亲人般关怀。 在实验过程中，得到了南京野生植物研究院朱莉伟高级工程师、 顾龚平硕士、孙达峰、杨晓琴等的热情指导和帮助，此外还得到张国 英、高拥军两位同学的帮助，正是因为他们，论文才会顺利、出色完 成。在此，谨向以上的老师、朋友、同学表达谢意。 本研究项目和材料得到北京开元药材种植有限公司的资助和提 供，研究实验室由南京野生植物研究院生物化学课题组提供，特此感 谢上述的公司、单位。 最后，我还要感谢所有关心重视我的双亲、老师、朋友、同学。 导师： 作者：梁静谊 2 0 0 4 年2 月 1 绪论 1 1 逛甙概述 皂甙是存在于植物界的一类比较复杂的化合物。皂甙很犟就被人们所认识，它的水溶 液掇摇辩鼹产生大鬟待久懿蜂窝棱漆滚，每l 琶毫籀骰，显其鸯溶盘豫壤，毫羲静这些物理 及生物学性质，构成了皂甙的经典含义，故名皂甙。 1 1 1 皂甙资源 皂甙广泛存在予植物中，单子时植物和双子时撼物中均商分布，尤以蔷藏科、石竹料、 无惑子科、掰蓣科、远志辩、天南鬣科、酉会科、玄参辩、媛辩、纛加科、葫芦科、龟莨 科、伞形科、鼠李科、报春税科等中装些属植物中含髓较多。曾有人对1 0 4 个科中的1 7 3 0 耱禳物进行分褥，发现其中会毫式鹣窍7 9 个辩懿弱8 秘藿钫。诲多孛革药鲡蓥蓣( 穿由 龙、黄姜等) 、知母、人参、甘草、牛漆、麦门冬、术通、商陆、柴胡、远虑、桔梗等都 会毒皂藏。 1 1 。2 皂贰豹缀减 皂甙是由皂甙元移糖、糖醛酸蕺其它有税酸所缀成。组成皂甙的糖，常觅豹有葡蕊耱、 半霉l 糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖以及其它戊糖类。常见的糖醛酸有葡萄糖醛酸、半乳糖 醛酸等。存夜手檀穆孛静毫贰多数愚鑫多分子耱或赣鹱酸与麓甙元耩缝戒，这些耱凌糖醛 酸先结合成嚣糖的形式再与患甙元缩合。由串寡糖与皂甙元分子中一个羟基缩合成的皂 贰，髂秀单赣链皂贰；由两宰与一令皂裁嚣土嚣令不同羟基麓嚣壤会戚羲粼琢秀双耱链皂 甙。还有的鼹甙分予中羟基和其它有机酸缩合成酯，这种带肖酯键的皂甙称为酯皂甙。与 皂载其存予撩物薅内的酶，能够使皂戴酶解生成次级贰，可以键使单糖链皂贰的寡糖链缩 短，也可使取糖链察甙水解成单糖链怠甙，特剐是由羧萋与凝结合的甙易酶解断键。酸性 水解甚至碱性水船也可能使皂甙转交了次级哦，这贱次级贰一般称为次皂甙。 1 1 a 皂甙的性质 ( 1 ) 毫斌分子霎犬，不爨络晶，犬多隽国篷或襞爨琶无定澎羚寒，仅多数失结晶搭。 皂甙元大多宵良好的结晶。 ( 2 ) 皂贰多数具蠢苦嚣辛辣眯，对人体皴膜有强烈刺激投，尤其以鼻内糕膜最为灵敏， 吸入鼻内能引起喷嚏。 ( 3 ) 皂贰有降低液体表躐张力的作用，其水溶液经强烈振荡能产生持久性泡沫；怠贰 有乳化性族，当混裔油和永筵同研麟辩能产生孚l 帮，所鞋毫贰可鞋健替耱患糟蠹清清裁。 ( 4 ) 皂甙一般可溶于水，易溶于热水、禽水稀醇、热甲醇和热己醇中，几乎不溶绒难 溶予乙醚、笨等极瞧夺懿舂梳滚裁。亳蕺在食承丁醇孛畜较大翦溶瓣发，爨戳丁酵零终秃 提取皂甙的溶剂。次级甙极性减少，在水中溶解度降低，易溶于醇、丙酮、乙酸乙酯中。 皂贰元裂不溶予拳嚣溶于蚕渡醚、苯、乙醚、氯傍镣低投蛙溶裁中t ( 5 ) 皂甙的熔点很高，常在融熔前就分解，因此大多无明显熔点。一般测得的都是分 辩点，多在2 0 0 3 5 0 之间。 ( 6 ) 毫裁爨有溶盘 筝瘸，傻红绸藏破裂，鼓掌弼溶斑指数 乍秀鬃贰定量熬掺拣。掰锾 溶血指数是指皂甙对同一动物来源的红细胞稀悬浮液，在同一的等渗条件、缓冲条件及恒 滠下造成完全溶血的最低浓度。皂荚皂贰的溶血指数为：1 ：6 6 6 7 。 ( 7 ) 皂斌嶷商强吸湿性，敲皂甙的保存要塞 i l 、于燥。 ( s ) 皂戴豹东溶渡可蔽弱一些金t | 蓠慧类熬镑盐、锾簸、锈盐等产生沉淀。 1 1 4 皂甙的分类 按据皂贰元的结梅，霹以将皂袋分溅两大类，甾体皂甙和三旗穗甙，丽三旗壤贰叉分 为遥环三萜秘五环三萜。鲻体皂甙是出溪体皂贰元蠢耱组成，箕基零碳絮称为螺旋甾演及 菇异构体异螺旋甾烷，甾体皂甙是作为合成甾体激索放其有关药物的原料。三萜融甙由三 萜皂甙元和糖组成，三萜皂甙元是由6 个异戊二烯单能，3 0 个碳服子构成的，三萜皂甙 除了表嚣活性铃，有些已涟明隽药理落热成分。 1 1 5 皂甙的照色反应 ( 1 )醋酐一浓硫酸反应( l i e b e n n a n n b u r c h a r d ) 稳少量逡姣溶予酪酚，然螽热浓蕊酸一醋酝试剂，产生颜惫炎键，一般鑫黄魏转戈红 色、紫色、蓝色或绿色。如慕是甾体皂贰颜色变化快，最后显污绿德，面三萜襄贰最终显 菔色。 ( 2 ) 三氯麟酸反应 撵晶渗警筑燕孛，蠹鬟曼氯醛酸试裁，星瑗盔色。鲡在绥上爱藏辩，整薅皂戴耱与三氯 醋酸试剂在6 0 时反应，生成红色渐变为紫色，而三精皂甙必须强l o o 时才能和三氯醋 酸试剂反应，生成红色渐变为紫色。 ( 3 ) 三氯化锑反应 三菇皂姣元麓生懿酸瞧皂贰与三簸纯臻试裁垂冬鬣傍溶滚呈蓬絮惫，瑟篷钵怠斌元蓊生 物的中性皂甙呈现黄色。 ( 4 ) 氯仿一浓硫酸反应 样品残浚用氯仿溶解，翱入浓硫酸磁，在氯仿层誉红或蓝色，硫酸层夺绿色鼗光出璎e ( 5 ) 溶酪酸一乙酝氯爱波 样品残滚用冰醋酸溶解，加入乙酰氯数滴及氯化辞结晶数粒，稍加热，则量现淡红或 紫红色。 1 1 6 皂甙豹用途 1 1 6 1 皂甙谯生物活性方面的用途 在生物活性方面，甾体崽甙和三萜皂贰差别比较大，两者各脊不同的活性及用途。故 分裂热鞋论述。 ( 1 ) 警俸毫甙 甾体皂甙( s t e m i d a ls a p o n i n s ) 是一类内螺甾烷( s p i r o s t a f l e ) 类化合物与糖结合的寡糖甙， 2 具有较高的翡用价饭，在撼物中有着广泛的分布，迄今发现的甾体皂甙类化含物已达 1 0 0 神以上，主要分布在骧蓣科、西合科、玄参科、菝葜科、龙蠢兰科等植物中。六七 十年代国内补学翥稳作了大蹩的研究，寻找帮发甾俸皂甙元胡子合成甾俸避举药和激素类 药物的原料。进入9 0 年代，随着缁体皂甙化学的发展，许多新的生物活性逐渐被发现， 特爨是防止心貉盎警疾病、撬翳瘩、降盘耱_ 耱免疫调苓等露蠲雩l 莛霉舔上戆广泛关注， 一贱新的甾体皂甙熬药物开始进入临床使用，并取得满意结果。例如由黄山药( d i o s c o p 朗 p 8 幽蜒c a ) 撬物孛提取豹瑙体皂贰划成鲍缝嶷心矗麟胶囊，内含有8 静甾锩皂蕺【l l l 食量 在9 0 以上，对冠心痛心绞痛发作疗效显著，总有效率为9 1 回；心麟舒通为蒺藜( 确b u i t l s p a n 出a i c a ) 粜实中提取的总憋贰制剂，临床用于心躺斑管病的防治，具有抗冠、改罄冠脉 循环作用，对缓解心绞痛、改善心肌缺藏有较好疗效1 3 l ；自云鬻白药平重褛( p 撕s p o l y p h y l l a ) 中分离到的甾体磨甙i 茅口，对p 。、l 1 2 l o 和k b 细胞均有显著的抑制作用【4 】： 获审药薤自( 矗l l i 黼氆e a r o s t e m o n8 n n g e ) 审分离鬟懿薤叁臻蔑经体终试验漫蟊翼蠢较强 的抑制a d p 诱导的人血小板浆集作用筘】。糖链对皂甙的生物活性也越着一定的影响。如黄 甍孛合奏1 6 秘皂贰，由予耩链豹蓑雾，只蠢其孛委糖具臻嚣静降鹰传曩。她奥心盘康中 的甾体皂甙舆有显蔫的扩张l 豇管作用，而水解产生的薯蓣意贰元却不具上述作用，庋箍具 有嬲昱豹缎搬毒作用州。 ( 2 ) 三萜皂甙 兰萜毫靛由三旗皂贰元耱耱缀波，与耱戏甙瓣靛麓多为3 霞或岛2 s 谴羧基疲酯惑蔑， 常见的甙元为四环三萜和五环三萜。三萜皂甙在豆科、五加科、葫芦科、毛莨科、石竹科、 拿澎辩、鼠牵辩、缀誊芘辩蒜攘镌分毒鞍多。三旗皂浆具煮广泛熬生赛嚣姓，黠诲多爵褥 的三萜皂甙的生物活性及毒性研究结果显示其具有溶血、抗癌、抗炎、抗菌、杀软体动物、 抗生育等滔性。文麟擐道一些三菇鬃载特别是具有羧基的该类化台物具有抗肿癯活性【7 1 。 例如对从多叶唐松萆得劲的皂甙钕t o s i d ec 嘲等进行小鼠俸内抗肿瘸活性研究，结果表明 其对抗药性肿瘤具有很好的活性，有专家认为多叶唐松草的糖甙有希望发展为新的抗肿瘤 掷镧潮。一些皂贰篡有撬繁活往，瓤用藿种s 孔馥献瀚y c 黯e 羽两哪辫璐泌在体箨潦行了 实验，研究了4 9 种无环三i 晦化合物的抗真荫活性，研究表明c 2 7 曛2 8 位宥游离羧基的 弃墩架酸霸长春瑟奄贰元熬皂交具蠢较强弱撬囊蘩潺毪翻。实验发瑗遑戴吴寄簿羝憨霆藜 的作用，其作用机制是由予肠腔内感甙与胆阉醇形成复合体，使胆阐醇很难樽被吸收。如 紫旗皂贰可辫低由予镯嚷爨黧簿两萼l 起豹盘浆疆露簿、三油敬甘油鹣寝磷艟靛丹高，其中 柴胡皂甙a 和d 有该活性，柴胡皂甙c 没有此作用l l 。皂甙对用鳃吸收的渤物魏软律动 物，鱼类等驻示很强的毒挫，这种毒性可能是由于鳃上皮细胞浸透性增加，使血浆中维持 妻命的重要电解质渗出的缘馥。霹l l ：毫甙胃作为矗狻虫中褥宿主钉嫌杀灭裁。镶鲡程齐壤 果烷五环三萜部分列出的从澳洲商陆得到的两个皂贰，在低浓度就有杀螺活性【1 2 】。三萜 皂躐除其蠢滚主溪住捧，逶骞其辘诲多生携话毪鼓疆究。嬲翔慰代游熬终鬻表瑷多样牲 【”d 期，人参尾甙对肾上腺皮质激素的分泌和鹿浆中皮质酮的升高有促进作用；有些皂甙对 心纛警及免疫系统瞧有终趣，人参逛蕺b 2 紫i 鹾皂贰a 可降低赢盘l 黔，铰般蓝皂贰对丈 鼠皿小板聚集及实验性血梭有明最抑制作用；茶叶，茶子中的皂甙有降压作用l l ”：人参 和黄芪皂甙可增强机体的免疫功能【1 8 】；大豆皂甙可抑制血清中脂类氧化及过氧化脂质生 成并有减肥作用盼2 0 1 。 1 1 6 2 皂甙在表面活性剂方面的用途 皂甙在结构上是由亲油性的皂甙元和亲水性的糖构成的，这就决定了皂甙是一类优良 的非离子表面活性剂。其最大的特征是具有发泡、稳泡、乳化、分散、湿润、去污等表面 活性性质剂。皂荚、茶叶、山茶仔、常春藤、甜菜等植物中含有的大量皂甙，它们也具有 一定的生物作用，可以入药，但主要用途是作为表面活性剂用在工业上各行业：在纤维板 行业中，可以作为石蜡的乳化剂，在造纸、纺织行业中，可以作为脱脂剂，在机械制造中， 可以作为减摩剂，还可以作为矿物浮选剂，胶片生产中的展着剂，啤酒工业中的发泡剂、 稳泡剂等。在提取、应用方面研究得较多的茶皂甙，在工业上由于其表面活性作用而得到 比较成功的应用。例如利用茶皂甙发泡能力强，所产生的泡沫持久，而且不受水质硬度的 影响，在其它表面活性剂共存的体系中能起到降低泡沫的作用，同时还具有明显的降粘作 用等等优良性能，已有不少人员研究出各种各样的洗涤荆、洗发香波等日化产品。例如由 茶皂甙和其它表面活性剂复配制得的毛纺洗剂，其去污力由复配前的2 0 6 2 提高到 3 7 9 2 ，更重要的还提高了毛纺织物的手感，增加了织物的光泽，保持了织物原有的色 彩| 2 1 ；由茶皂甙制成的茶皂素洗发香波与海飞丝、潘婷这两种名牌产品比较，前者在起 泡性粘度上比不上它们，但在香型、止瘁、去头皮屑、易梳理等指标得到试用者很好的评 价，经动物毒性试验无刺激性的过敏反应【2 “。 1 1 7 皂甙的提取分离 1 1 7 1 皂甙的提取 皂甙易溶于水、甲醇、含水乙醇、热乙醇、水饱和正丁醇等，故皂甙可以用水、甲醇、 6 0 、8 0 的乙醇、水饱和正丁醇来浸提。 ( 1 ) 正丁醇萃取法 皂甙在含水丁醇或戊醇中溶解度大，且能与水分成两相，可利用此性质从皂甙水溶液 中用丁醇或戊醇提取皂甙，借与亲水性大的糖、蛋白质等分离。具体方法用甲醇或乙醇提 取后，回收溶剂，将残渣溶于水中，滤除不溶物，于水溶液中加石油醚、苯、氯仿、乙醚 等强亲脂性的有机溶剂作两相萃取，皂甙不溶于这些强亲脂性溶剂留在水相中，而油脂、 脂溶性色素等杂质则转溶于亲脂性溶剂中，与皂甙分离。除去这些杂质后，改用亲水性强 的正丁醇为溶剂继续在水溶液中作两相萃取，皂甙转溶于正丁醇，一些亲水性强的的杂质 如糖、蛋白质、鞣质等仍留在水中，与皂甙分离。收集正丁醇溶液，减压蒸干，得粗制的 总皂甙。此法是提取皂甙的通法埘，适用于各类植物皂甙。例如人参总皂甙、商陆总皂 甙都是采用此法提取。也可以先用石油醚、乙醚等强亲脂性的有机溶剂处理中植物原料， 溶除非皂甙类的脂溶性杂质，然后再用上述流程进行提取。而用水浸提原料，则可以免去 石油醚、乙醚等萃取脂溶性杂质这一步，因为水在提取皂甙的同时不会把这类物质带出来。 ( 2 ) 甲醇提取一乙醚沉淀法 甲醇提取含皂甙植物原料2 3 次，过滤，回收绝大部分甲醇，冷却甲醇浓缩液，利 d 用皂甙不溶于乙醚的特性，加入等体积的乙醚，摇匀，析出大量白色沉淀，静置，倾出上 清液，再加入乙醚，又有白色沉淀产生，如此重复，直到加入乙醚无沉淀产生为止。把沉 淀物干燥，得黄色粗皂甙，如其纯度不合要求，可以再溶于甲醇，加乙醚沉淀。此法流程 简单，能耗少，易于操作，但溶剂消耗量大。 ( 3 ) 水提取一无水乙醇溶解法 6 l o 倍量的水提取皂甙2 3 次，过滤，浓缩，真空干燥，粉碎，得棕色粗皂甙。利 用皂甙可溶于热无水乙醇，而糖类、蛋白质等杂质不溶的原理，采用热无水乙醇把粗皂甙 粉中的皂甙溶解出来，回收部分乙醇，冷却，静置，即有大量的白色皂甙析出。析出的沉 淀往往很好地附在器壁或沉在底部，故分离此固液两相不用过滤，直接倾出上清液即可。 如沉淀出来的皂甙需洗涤以进一步提高纯度，可以用冰冷的无水乙醇一边洗涤一边过滤除 去乙醇。沉淀物干燥，得淡黄色皂甙。此法所得的皂甙纯度很高，但溶剂和电能消耗大， 皂甙得率不高。但如果粗皂甙经粉碎机粉碎，再用无水乙醇溶解。则可以大大提高皂甙得 率。 ( 4 ) 大孑l 树脂法 用水或醇类提取皂甙，并稍稍去杂后，用少量水溶解粗皂甙，上大孔树脂柱，先用水 冲洗柱子，然后依次用1 0 、2 0 、3 0 、4 0 、5 0 、6 0 、7 0 乙醇洗脱，皂甙主要 被6 0 7 0 乙醇洗脱出来，收集这部分的洗脱液，浓缩至干，得精制皂甙，淡黄色。由于 皂荚皂甙是一种非离子型表面活性剂，而且其中与其性质相似的杂质如单宁、糖类物质也 是非离子型的，所以比较适合使用中性的大孔树脂分离，又因为大孔树脂对物质的吸附是 以范德华力为主的，非极性、分子形式的杂质容易被吸附，而且树脂内部具有很多大小适 当的孔穴，在一定程度上可以依照分子量的大小进行分离。分离过程中，一些无机盐，低 分子量的糖在大孔树脂中由于极性的原因不被吸附而容易被水洗脱。蛋白质、中分子量及 大分子量的多糖类被低浓度的乙醇除去。通过大孑l 树脂后，已经得到纯度较高、质感较好 的皂甙。此法不仅操作简单，成本低，回收率大，而且连续化程度高，适宜工业化生产 一般皂甙都适用此法，如茶皂甙、绞股蓝皂甙、三七皂甙等【2 4 。2 7 】。有些皂甙已经用此法进 行工业生产了，还取得一定的经济效益。 ( 5 ) 重金属盐沉淀法 皂甙的水溶液可以和一些金属盐类如铅盐、钡盐、铜盐等产生沉淀，利用这一性质可 以进行皂甙的提取分离。但此法会有重金属残留，对人体有害，而且所得的皂甙纯度也不 高，需配合其它方法进一步提纯，故很少采用。 ( 6 ) 氧化镁吸附法 粗皂甙往往含有糖类、鞣质、蛋白质、色素等杂质，这些杂质可以被氧化镁所吸收， 利用此性质，进行皂甙分离提纯。将水或醇提取皂甙液浓缩后加入新鲜煅制的氧化镁粉末， 拌匀，水浴上蒸干，磨碎，放入连续回流提取器中，用甲醇或乙醇提取，被吸附在氧化镁 上的皂甙能被热醇提取出来，杂质仍留在氧化镁中，浓缩提取液，放冷，皂甙即可析出。 此法所得皂甙纯度不高，而且操作比较麻烦。 ( 7 ) 超临界c 0 2 萃取 超临界流体萃取( s u p e r c r i t i c a lf l u i de x t r a c t i o n ) 技术是近3 0 年来发展起来的一项新 型萃取和分离技术。超l 临界流体( 简称s f ) 具有和液体相近的密度，其粘度与气体相近， 扩散系数为液体1 0 一1 0 0 倍，因此对许多物质有较好的渗透性和较强的溶解能力。在超临 界状态下，c 0 2 具有选择性溶解，对低分子量的脂肪烃、低极性的亲脂性化合物表现出优 异的溶解性能；对大多数极性较强的物质，如糖、氨基酸、淀粉、蛋白质等几乎不溶：强 极性宫能团( 如一o h ，一c 0 0 h ) 的引进会使化合物的溶解度降低，故多元醇、多元酸及多个 羟基的芳香物质均难溶于超临界流体c 0 2 ；分子量超过5 0 0 的高分子化合物也几乎不溶。 所以，对于分子量大、极性强的皂甙来说，超临界c 0 2 是不与其相溶的。但近年来，有 不少关于超临界c 0 2 提取皂甙的报道，报道称通过向萃取成分和超临界c 0 2 组成的二元 体系中加入夹带剂，就能把皂甙提取出来，而且得率比传统的漫提方法高。例如廖周坤1 2 舯 等利用超临界c 0 2 萃取藏药雪灵芝中总皂甙及多糖的得率分别为传统萃取工艺得率的 1 8 9 倍和1 6 2 倍。葛发欢等刚研究表明超临界c 0 2 从黄山药中萃取薯蓣皂素和传统的汽 油法相比，收率提高1 5 倍，生产周期大大缩短，避免了使用汽油易燃易爆的危险。不同 植物的皂甙在分子量和极性上有比较大的差别，究竟此法能否适应其它没试验过的皂甙， 还有待研究。 1 i 7 2 皂甙的分离 由于皂甙亲水性大，与杂质分离较困难，有些皂甙结构差别不大，上述方法只能得到 较纯的总皂甙，若要获到单体，进行结构分析，目前常用色谱分离法作进一步分离【3 0 1 。 ( 1 ) 吸附色谱 吸附色谱也称固一液吸附色谱，常用硅胶和氧化铝为吸附剂，洗脱剂一般采用混合溶 剂，从柱顶部加入作为流动相。例如分离混合甾体皂甙元的方法是将样品溶于含2 氯仿 的苯中，上硅胶柱后，先用此溶剂系统冲出单羟皂甙元，继用含2 0 氯仿的苯冲洗出单 羟酮基的皂甙元，再用含l o 甲酵的苯冲洗出双羟基皂甙元。 ( 2 ) 分配色谱法 分配色谱与液一液连续萃取法相似，它是利用混合物各组分在两种互不相溶的液相间 分配系数不同而进行分离，常以硅胶、硅藻土、和纤维素作为载体，以吸附大量的液体作 为流动相。皂甙极性大，采用分配色谱法分离效果更好。如从美远志根中，用硅胶柱色谱， 以3 草酸水溶液为固定相，氯仿：甲醇：水( 2 6 ：1 4 ：3 7 ) 为流动相，分离得4 种单一的皂 甙，即志远皂甙a 、b 、c 、d 。 ( 3 ) 高效液相色谱法 近年来高效液相色谱法已用于皂甙的分离制备。一般采用反相色谱法，以乙腈一水系 统为流动相分离和纯化皂甙已取得良好的效果。也有将极性较大的皂甙做成衍生物后进行 正相色谱分离。 ( 4 ) 液滴逆流色谱法 液滴逆流色谱法分离效能高，有时可能将结构极其近似的成分分开。例如人参属中皂 甙成分的分离测定。液滴逆流色谱仪装配有5 0 9 根分离管( 长4 0 c m ，内径1 6 5 m ) ，溶剂 系统为氯仿：甲醇：正丁醇：水( 体积比4 5 ：6 0 ：6 ：4 0 ) 下层作固定相，上层作流动相，将2 5 m g 总皂甙溶于下层溶剂中，流出溶液每3 m l 为1 流份，共收集2 2 0 份，对每一流份用簿层 色谱与已知标准晶对照检查，w 以分离出人参皂甙r b 。，r b 。，r c ，r e ，r g 等。 ( 5 ) 商效制备液相甑谱 翻惩毫效滚穗色谱法分褰怒够量戆湿台携，莠恕分囊掰褥豹蠢缀分逐令遗毅鬃麓来， 樽到高纯度的样晶，称作高教制备色谱。离散制各液相色谱的特点是速度快、效率海，制 备爨可以达半克豢级和克量级，甚至更多，收集得到的商纯度试样可用于其它的现代分析 仪嚣。目前，制铸型液相色谱已广泛用于毫斌的纯化方露。 1 1 8 皂甙元的撼取分离 皂甙元多难潞或不溶于水，易溶于多数常见的有机溶剂，所以一般采用将粗皂甙加酸 加热水解，再用弱极性的有机滚剂如苯、氯仿、乙醚、乙羧乙臻等自水解液中将皂贰元萃 取滋来。或者将食骞皂甙敢禳秘琢辩壹接蠲黢零攘燕耆( 勰，滤密不溶貉，东洗，予臻，再 用上述有机溶剂幕取皂甙元。肇取液浓缩挥去溶剂，残渣用甲醇溶解，无色皂甙元析出。 由酸加热水解提取皂甙元应注意一个问题；在剧烈条件下簸水解住住使皂甙元发生脱水、 环念、双键移位、取代基移位、构型转纯等变化，使得到豹皂蕺元已不怒原来静结构澎式， 蠢燕次生耪质。倒懿，其重要滋毪静人参毫裁，其原毫贰霭酌结褐裂? o 年代方褥到潮瞬。 以前认为人参皂甙的原皂甙元鼹人参二醇和人参三醇，其寓人参二醇和人参三醇均燎原皂 甙元在酸水解过糕中异构化的产物，人参皂贰的原皂甙冗是为2 0 ( s ) 一原人参二醇和2 0 ( s ) 一琢太参三簿。嚣戴对酸不稳定兹皂靛嚣，可采用葜它菲酸零勰魏氧诧降解法、土 壤徽爱裼培养法、光解法。或采用二裙酸承熊法，即在反波混合物中鸯鞲入与永不褶溉溶的 有机溶剂，使水解后生成的皂甙元立刻进入刹有机相中，避免了与酸长时间的接触，从而 得到真正的皂甙元。 l 。2 皂英概述 1 2 1 皂荚的资源 皂荚属( g l e d i t s i al i i l l l ) 系甄科苏木亚科，约1 2 种。掰皂荚( g l e d i t i s i ah e 搬d p h y l l a ) ， 绒惑毫荚( & 砖s t i 攮e h 璐e x 差。均、由皂爽( & 瓣l 秘鑫c & l 娃酝) 、挺纛葵( g y 狂臻o c l a 艇s c h i n e n s i s ) 、日本繇英( g l e d i t s i a j a p o n i c a ) 、患荚( g l e d i t s i as i n e n s i s h 髓) 等是常见的几种。 其中皂荚，落叶释术，树干挺拔、树枝优美，寿命长达6 0 0 年，盛果期有2 0 0 年，悬我国 分稚最广泛的特肖种，所以又叫中国皂荚，北起河北、山鞭，南达福建、广东、广戳，西 至袋疆、宁夏、蛰瘩、圈羯、炎建、云毒，衣及由东、巍苏、溃汪等餐嚣，多生长予爨旁、 山坡、沟旁、宅辩、阔叶林或向阳处，海拔自平地至2 5 0 0 米，分布岛栽培覆盖区占豳土 面积的5 0 i j “。 1 0 2 皂荚兹综合羁爱 皂荚一身都w 以利用。 皂荚树干木质坚硬，油漆性能良好，耐腐衙寸磨，是家熙、车辆、建筑、工艺的好材料。 毫荚蒯，即壤角刺，舍黄麟、酚类、氨蒸酸、皂贰等钝学成分3 2 3 舢，为我中传统中药 褪，建中医治疗嚣藤癌、誊癃筹多种癌症常掰豹配伍药之一，被列为靛癌孛草药。 猪牙皂，为皂英树因受外伤而结出的畸形小荚果，生于山野，间有裁培，是药典收藏 的中瑟之一，有臻痰开窍、散续滂燕孛之功能【3 4 】，其主要成分恣多嵇毫贰、多聚糖、撵胶 等f3 鄯。 礴荚种子，其内胚乳可以撮练半乳甘露聚糖胶，与进圈的瓜尔胶和翻产的田菁胶、香 豆胶舆有相近的胶体性质，皂荚胶等同于或优越于国际瓜尔股，这种胶税低浓度下能形成 离凝浚夔稳定毪本滚滚，辑良搜蠲终增稠裁、稳定裁、糙会潮应翅于石滚镳采、食品嚣嚣、 纺织印染、采矿选矿、兵工雪挈药、日化陶瓷、建筑涂辩、本材加工、透纸、农药等行妲。 英果，含有犬凝的非离子表面活性剂三萜皂甙，含量占2 0 以上。袋面活性剂分子 结构中同时存在亲水性基团和浆油性基团，能降低液体表磷张力，是一种非常重要的正业 骧瓣，竣豫受工数壤糖，它在豫援最、洗涤裁、食鑫、鬟药、纺织、纯擎终维、馥蕈、造 纸、照相、油漆、稽油、金属加工、塑料加工、橡胶、建筑、矿监、农娥、国防工妲簿部 门都肖着广泛的戚用。例如在化妆品行业中，制各稳定的鬻耩乳剂除油水两相外，还需要 加入第三物质，乳化翔，即是袭顾活性剂，袭灏活性剂广泛应用于化妆热原料的乳化、分 散、壤溶等方瑟，凌瑟鍪多凌耱、多缓分鹃键较箍豹生产帮翻善孛莛繁篷要豹露翔i 蚓。 三萜鹞甙具有天然液面活性剂的所具有的特性；里中性，不受溶液酸碱皮影响，泡沫率富， 具有定的洗涤去污能力，而且易生物降解，对人体无毒凭害，还能与多种合成表面活性 剂产生协同效应。零在古代，人们就知道用它可以洗涤衣物、毛发了。农现代，随蔫入雷丁 环绦慧谖秘窝弱囊熬及翻造凌畿菇安全往日骰：产品静露声翻澎蘧强，由荚莱提取出瓣天然 活饿剂又重新受到霆视，许多采用皂荚皂甙与含成活性剂簸配所制成的新型洗涤产品及美 容护肤产品深受用户喜爱。故礴荑皂甙具有徽大的日化应用前景，应大力加以发展。 1 2 3 枣葵皂甙结拣分拆 雇甙是一类络构非常复杂的化台物，皂甙的研究工作始乎上世纪初。皂荚总皂甙包含 结构备异的皂甙怒碣在八种以上，它们在结构相似，有些仅仅在某一小基团上出现麓别， 甚至必是擒型不鄹，两且皂葵攥孛瓣秘不圜豹皂载绥构又蠢差别，即使秘属相同，毽黛长 环境不潜皂甙也襻在差裂，热上毫甙分子蚤大，稷住较离，难戳分离摄缝等等。联裔这些 为皂甙的提纯分离结构分析带来定难度，2 0 世纪8 0 年代以前，多采用化学反应来撩定 结构，研究进展非常缓慢，8 0 年代以后，随着科学的迅猛发展，研究仪器臼臻完善，因 瑟多袋震光谨法来蕤定缝构。纛裁缝擒鉴定努法主要有 差蛭孙6 c 默& ，f a b m s ， e i m s ，珏m b c ，薄嚣屡析及缎器沂等方法。各种核磁菸掇技术如d q f c o s y 、n 0 嚣s y 、 i 的e s y 、t d c s y 、 n “o c 、珊v m c 等的应用，大大简化了皂甙结构髂定程序。当结合 d e p b l 3 cn m r 时，”cn m r 法恩得更加简便、准确。对贰元的鉴定多采用水解，再结合 主述方法迸霉戴嚣络擒签定。麓耱缝搀鉴定涂了在d c 艚蠛袋上零l 曩糖戆特 歪蜂透抒漆定 外，还可以采用纸层析与标准晶对照，或者缩合乙酰纯，使用g c m s 的方法进行熬定。 日本对皂荚属的e 4 本皂英皂甙缡构研究得比较多，命名为g s b 、g s c 、g s e 、g s * g 、 g s 1 镣的皂甙结构均褥到阐明【3 ”。其中g s b 和g s c 见图1 1 。丽黧荚皂甙的缕构也 鸯投递。孛国懿z 囊l 磊e 牲热曩l l g 等帮强本豹箍煳。勋基e t 麓台终，强9 5 z ；簿簸荚聚审提 取皂甙，提取物通过反复的硅胶柱层析和制祷液相色谱和黼效液裙色谱分离出四种三萜皂 甙，并经波谱鉴定结构，命名g l e d i t s i o s i d e sa d h 2 1 ，见图1 2 。比较两种植物提取出来的 皂甙，可以得知，皂荚属皂甙结构非常复杂，皂甙种属相同的皂甙结构很相似，而属同种 异的皂甙结构有一定的小差别。 = o h = h 图1 1 日本皂荚皂甙分子结构 f i 9 1 1g 1 e d i t s i a j a p o n j c as a p o n i nm o l e c u r e s t r u c t u r e r 2 = c h 3r 3 = h r 2 = c h 2 0 hr 3 = h 3r l ；o hr 2 ；c h 2 0 hr 3 = g a l 图1 2 皂英皂甙分子结构 4r l = o hr 2 = c h 3r 3 = g a i f i 9 1 2g l e d i t s i a s i n e n s j ss a p o n i nm o l e c u r es 仃u c t u r e 1 3 植物化学成分的系统预试验i 。】 植物化学成分预试验是初步检识某植物中含有哪些化学成分的方法，根据预试验结 果，再按照所含化学成分的性质，设计有效成分提取、分离的具体方法。 对预试验要求简便快速而准确。一般是采用试管试验，由于植物提取液大多颜色较深， 颜色变化在试管内观察容易产生干扰，可另采用纸片法，把样品和试剂滴在滤纸上，让它 们在纸上起化学反应，观察其颜色变化。如果还难以肯定，可进一步采用纸色谱及簿层色 谱的方法，把各类成分初步分开后喷洒各类显色剂，再加以判断，灵敏度也可以相应提高。 簿层色谱比纸色谱展开的时间短，操作方便，更适用于预试验。 通常将植物原料分别用水溶性成分、酸溶性成分、石油醚溶性成分。这样便可以将绝 大部分化学成分提取出来。 ( 1 ) 水溶性成分检识 取原料粉末5 9 加5 0 r n l 蒸馏水，在5 晰o 的水浴上加热约一小时后过滤。滤液供 检查下列各类成分。 糖类、多糖和甙类 吐萘酚试验；费林试验( 水解前后对比) 氨基酸、多肽和蛋白质 茚三酮试验；加热至沉淀试验；双缩脲试验；酸性蒽醌紫试验 酚类和鞣质 三氯化铁试验：醋酸铅醋酸试验 有机酸 p h 试纸检查；溴甲酚绿试验 皂甙 泡沫试验：溶血试验；醋酐浓硫酸试验 ( 2 ) 醇溶性成分的检识 取原料粉末1 0 9 加9 5 的乙醇1 0 0 m l ，在水浴上回流一小时后过滤，滤液回收乙醇 至无醇味，分出三分之一量用乙醇1 0 m l 溶解，作甲项检查。其余部分加少量5 盐酸捏 溶，分出盐酸液作乙项检查。盐酸捏溶后的残余物用5 l om l 乙酸乙酯溶解，再用5 氢 氧化钠提取二次，每次2 3m l ，碱液弃去，乙酸乙酯液水洗1 2 次，使达中性，回收溶 剂后，残渣用5m l 乙醇溶解，作丙项检查。 甲项检查试验： 黄酮类 三氯化铝试验；盐酸一镁粉试验；氨熏试验 蒽醌类 苛性碱液试验；醋酸镁试验 甾体和三萜类 醋酸和浓硫酸试验；氯仿浓硫酸试验 乙项检查试验： 生物碱 碘化铋钾试剂；硅钨酸剂；磷钼酸试剂；苦味酸试剂；鞣酸试剂 嚣顼检查试骏： 强心载类 碱性3 ，5 一二硝基苯甲酸试验：碱性辫味酸试验，* 去氧糖试验 香豆素和内酯类 嚣羟肟酸铁试验；开环一溺繇试验；重氮化毽舍试验；萤光试验 ( 3 ) 石涵醚溶健成分 鞭原料粉末l g 加沸程为6 9 0 石油醚l o m l ，放鬣2 3 小时，过滤，滤液放谯表面 肛上，让石油醚撵去，用残留物进行萜类、箱体、脂肪簿项的检查。 警髂弱三蘩类 虢酸和浓硫黻试验；氯傍浓硫酸试验 挥发油和油脂类 一般检查( 油斑和气味) ；显色试验 ( 4 ) 戴类 敬原辩粗粉程试管中进行下列试验： 酱昧酸钠试骏：普鲁氏蓝试验 值得注意的魑植物化学成分的预试验往往只能提供初步的线索。由予各类定性试验都 套铡姊懿谤援，艇上檀耪孛酝禽残分兹复杂魏翻撩互于撬，黯暴毂凭鞭试验戆练莱柬裁叛 某种成分是否存程是不全面的，闯时有些成分如果在植物中含量甚低，运用一般预试验鲍 方法也很难发现。 l 。4 本论文磅究誉的、意义与疼容 皂荚树根系发达，耐旱节水，抗污染，嫩长快速，络蜜好，具育圃氮性能，是瑗怨鲍 生恣树种。目前，世界上许多豳家和地区已用皂荚营造农田防护林、农场防护林、野生动 植物保护林、水保持林和城乡景观林等，尤其是近年来，美国、加拿大、东欧纷纷建立 了“皂荚西”，栽臻毫葵褥，傻英栽跨走囱产踅纯，螽耱织。孛雪转鼗秘学貔懿专家遥霾 建议，应保护和利用皂荚的生态价值，服务乎西北地区的生态建设，用于防风固