（化学工程专业论文）天然无患子皂苷提取分离及测试的研究.pdf

天然无患子皂苷提取分离及测试的研究 摘要 无患子果皮中含有大量三萜皂苷和倍半萜皂苷，无患子皂苷是一种来源丰富的天 然表面活性剂，具有杀菌、止痒等生物活性本研究采用醇( 水) 提一大孔树脂吸附 分离技术提取天然无患子中的活性物，并建立了一种快速、简单的无患子总皂苷的测 定方法实验结果如下： ( 1 ) 用紫外分光光度法测定无患子总皂苷含量是可行的，该方法简便、 结果准确，稳定性，重现性好样品分析时以5 ( 质量) 香草醛一冰醋酸溶 液和高氯酸溶液为显色剂，在7 0 下反应1 5 m i n 显色，特征吸收波长为4 7 8 n m 无患子皂苷在5 0 3 0 0 | lg 范围内线性相关性良好，符合方程 a = o 0 1 0 0 3 3 + 2 0 0 6 7 1 c ，线性相关系数r = o 9 9 9 8 7 1 ( 2 ) 醇提大孔树脂吸附分离的最佳工艺条件为：乙醇浓度7 0 ，提取温度 7 5 ，物料质量与乙醇水溶液体积比为l ：3 ，提取时间为3 ，2 5 ，2 小时；醇提 液除杂后上a b - 8 大孔树脂柱；采用2 5 倍树脂床体积的7 0 和9 5 乙醇梯度 洗脱在此最佳条件下，无患子皂苷的产率达l o 以上，9 5 乙醇洗脱产物中 无患子皂苷纯度达9 0 0 以上且树脂经再生可循环多次使用。 ( 3 ) 、水提一大孔树脂吸附分离时以原料粉碎到2 0 8 0 目后回流提取，采用h z 8 0 1 进行分离效果较好其最佳工艺条件为：提取温度5 5 ，物料质量与水的体 积比为1 ：5 ，提取时间为3 、2 、2 h 此时无患子皂苷的产率为1 1 2 0 5 ，9 5 乙醇洗 脱产物中无患子皂苷纯度为9 2 1 关键词：无患子皂苷；水提；醇提：大孔吸附树脂；紫外分光光度法 s t u d yo ne x t r a c t i o n ，s e p a r a t i o na n dm e n s t r u a t i o no fn a t u r a l s a p i n d u ss a p o n i n a b s t r a c t t h e r ea 托al o to ft r i - t e r p e n es a p o n i na n dh a l f - t c r p e n cs a p o n i ni nt h ep e r i c a r po f s 印i n d 璐w i t ha b u n d a n tr e s o u l _ c e s 印i n d u ss a p o n i ni san a ：t i l r a ls u r f a c t a n ta n dh a s b i o l o g i c a la c t i v i t i e ss u c ha ss t e r i l i z a t i o na n da n t i p r u r i t i c t h ep r o c e s so fe x t r a c t i o nb y e t h a n o la q u e o u ss o l u t i o no rw a t e ra n ds e p a r a t i o no f t h es 印i n d u ss a p o u l nf r o mt h ep c r i c a r p o fs a p i n d u sm u k o r o s s ib ym a c m p o r o u sr e s i nh a sb e e ns t u d i e d b e s i d e s ，aq u l c ls i m p l e t e s t i n gm e t h o df o rt o t a ls a p o n i n si ns u p i n d u sh a sb e e ne s t a b l i s h e d t h er e s u l t so f e x p e r i m e n ta sf o l l o w s 1 i ti sf e a s i b l et h a tt h et o t a ls u p i n d u ss a p o n i nc o n t e n tw a sd e t e r m i n a t e db yu l t r a v i o l e t s p e c t r o p h o t o m e t r y t h em e t h o d w a ss i m p l ea n da c c u r a t e t h e r ew e r ee x c e l l e n ts t a b i l i t ya n d r e p e a t a b i l i t y t h ec h r o m o g e n i cr e a g e n ti st h es o l u t i o no f5 ( q u a l i t y ) v a n i l l i n - i ni c e a c e t u m - c h l o r i ca c i d , t h et e m p e r a t u o f c o l o r i n gi s7 0 ( 2 ，r e a c t i o nt i m ei s1 5r a i n ，t h e w a v e l e n g t ho ft h em a x i m u ma b s o r p t i o ni sa t4 7 8n i 也t h el i n e a rr e g r e s s i o ne q u a t i o na ta r a n g eo f5 0 3 0 0 陷i sa = 0 0 1 0 3 3 + 2 0 0 5 7 1 x c ，t h el i n e a rr e g r e s s i o nc o e f f i c i e n tw a s 0 9 9 9 8 7 2 t h eo p t i m a lc o n d i f i o mo fr e f l u x i n ge x t r a c t i o nb ye t h a n o la q u e o u ss o l u t i o na n d s e p a r a t i o nb ym a c r o p o r o u sr e s i nw e r ed e c i d e dt ob e3t i m e so f7 0 a l c o h o la q u c o m s o l u t i o n , a tt h et e m p e r a t u r eo fr e f l u x i n g7 5 ca n dt oe x t r a c t i o n3t i m e s ，3 ，2 5 ，2h o u r r e s p e c t i v e l y a b - 8r e s i nh a dg o o ds e p a r a t i o np e r f o r m a n c e 2 5b v7 0 a n d9 5 e t h a n o l g r a d i e n te l u t i o n ；t h ey i e l do ft o t a ls u p i n d u ss a p o n i nw a s1 0 3 t h ep u r i t yo ft h ep r o d u c t e l u t e dw i t h9 5 e t h a n o lw a sa b o v e9 0 o t h er e s i nc a nb er e c y c l e d 3 t h eo p t i m a lc o n d i t i o n so fr e f l u x i n ge x t r a c t i o n b yw a t e ra n ds e p a r a t i o nb y m a c r o p o r o u sr e s i nw a s5 5 ，t h em a s sr a t i oo f t h es e e d c a s et ot h ew a t e rl ：5 ；t h ee x t r a c t i n g t i m e s3 ，2a n d2hr e s p e c t i v e l y h z - i o ir e s i nh a d g o o ds e p a r a t i o np e r f o r m a n c e t h ey i e l d o ft o t a ls u p i n d u ss a p o n i nw a si i 2 0 t h ep u r i t yo ft h ep r o d u c te l u t e dw i t h9 5 e t h a n o l w a s9 2 1 k e yw o r d s ：s a p i n d u ss a p o n i n s ；e x t r a c t i o nb yw a t e r ；e x t r a c t i o nb ye t h a n o la q u e o u ss o l u t i o n ； m a c r o p o r o u sa d s o r br e s i n ；u l t r a v i o l e ts p e c t r o p h o t o m e t r y 插图清单 图2 1 样品试液和齐墩果酸的紫外可见光分光光度计扫描1 4 图2 2 样品进样量与吸光度的线性关系】5 图2 3 无患子总皂苷的h p l c 测试( 流速2 m l m i n ) 1 6 图2 4 无患子总皂苷的h p l c 测试( 流速1 m l m i n ) 1 6 图3 1 提取装置图1 9 图3 2 减压蒸馏装置图1 9 图3 3 树脂分离装置图一2 0 图3 4 醇提正交实验各因素波动2 3 图3 5 分离产品的薄层色错图2 5 图3 6 不同条件产品的薄层色滔图2 8 表格清单 表1 1 皂苷类化合物2 表1 2 倍半萜糖苷类化合物2 表2 1 显色后不同时间其吸收度变化1 4 表2 2 标准品重复实验1 5 表3 1 实验试剂表1 8 表3 2乙醇提取因素水平列表2 2 表3 3 正交实验结果2 2 表3 4 级差分析表2 2 表3 5 不同树脂吸附分离效果对比2 4 表3 6 提取液是否水解对分离效果的影响2 6 表3 7 不同浓度洗脱剂对产品的影响一2 6 表3 8 碱水洗脱对树脂吸附的影响2 7 表3 9 树脂再生对吸附效果的影响2 7 表3 1 0 低浓度乙醇洗脱对产品的影响2 8 表3 i l 多次过柱对产物的影响2 9 表3 1 2 酵提沉淀p h 值对分离效果的影响3 0 表3 1 3 醇提沉淀p h 值对分离效果的影响( 重复实验) 3 0 表3 1 4 洗脱液p h 值对分离效果的影响3 l 表3 1 5 因素水平列表3 2 表3 1 6 醇提工艺正交实验表3 2 表3 1 7 醇提树脂分离正交实验结果3 3 表4 1 提取方式对分离效果的影响3 6 表4 2 提取温度对无患子皂苷提取的影响3 6 表4 3 配料比对无患子皂苷提取的影响3 7 表4 4 提取时间对无患子皂苷提取的影响3 7 表4 5 大孔树脂型号的选择3 8 表4 6 不同的p h 值对分离结果的影响3 8 表4 7 上柱溶液精细p h 值对分离结果的影响3 9 表4 8 上柱溶液精细p h 值对分离结果的影响( 重复) 3 9 表4 9 上柱p h 值的调节与不调节对分离结果的影响，3 9 表4 1 0 不同的预处理p h 值对分离结果的影响( 无醇沉) 4 0 表4 1 l 不同的预处理p h 值对分离结果的影响( 醇沉) 4 0 表4 1 2l 9 ( 3 4 ) 因素水平表4 l 表4 1 3正交实验产品质量表4 l 表4 1 4 计算结果一览表4 2 表4 1 5 直观分析表一4 2 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果据我所 知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得 金胆王些太堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同 工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意 学位论文作者签名： 耱地 i 签字日期：少刁年，月7 日 | 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解金篷王些太堂有关保留，使用学位论文的规定，有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅本人授权金胆王些盔堂可 以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存、汇编学位论文 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名： 浆、弛 签字日期：屏6 月孺 电话： 邮编： 释 余弘 名 年 懈 岬 文 期 论 日 位 字 学 签 致谢 衷心感谢导师魏风玉副教授三年来对我的铮铮教诲和精心指导是她在我研究生 的全过程中的悉心教导和无微不至的关怀给我指明了探索的方向，提供了前进的动 力，教会了我以后从事科研工作所具备的科研素质和治学态度。这一切使得我今生受 益非浅。 衷心感谢合肥工业大学化学工程学院的其他老师和化工原理实验室的全体老师 们。 衷心感谢与我一个课题组的解辉同学和我们一起毕业走上工作岗位的倪良锁同 学、祝童同学，还有与我们在一个工作室的赵先治同学、夏颖同学、孙小鹃同学等的 热心帮助，与所有的这些同学的共事和合作是那么的愉快而让人无法忘怀，没有他们 的紧密配合和热情帮助，我没有这么顺利的完成我的硕士期间的研究工作 衷心感谢其他关心和帮助过我的老师，同学和朋友们。 余锦城 2 0 0 7 年5 月3 0 日星期三 第一章文献综述 1 1 无患子概况 1 1 i 无患子简介 无患子属无患子科无患子属，学名：无患子( s a p i n d u sm u k u r o s s ig a e r t n ) ， 俗称：油患子，肥珠子，肥皂树，洗手果等，系落叶乔木，高1 5 至2 5 米。树皮 灰白色，平滑不裂偶数羽状复叶；小叶8 1 2 ，卵状披针形至长椭圆形，长6 1 3 c m ，宽2 4 c m ，基部宽楔形，两侧不等齐，全缘圆锥花序顶生，花小， 开放时直径3 4 m m ：萼片和花瓣各5 ，边缘有小睫毛；花瓣的瓣柄内侧有被长 柔毛的鳞片核果球形，熟时淡黄色花期5 6 月，果熟期l o 月主产于 东南亚各国，我国的长江流域、南部各省及海南岛均有栽培。无患子的主要化 学成分含无患子皂苷( s a p i n d u ss a p o n i n ) 、脂肪油、蛋白质。无患子皂苷主要存 在于无患子的假种皮中。将无患予皂苷进一步水解脱糖，即得到无患子皂苷 元无患子是一种民间植物，自古以来为人们所熟悉，在合成洗洁剂未发明之 前，人们将无患子果实捣碎后捏成团状，制作成简易肥皂使用由于具去油脂 和头屑的功能，也被人们用来洗发洗脸利用现代科技手段对无患子的研究表 明，无患子的果皮、种子、种仁、根、皮、叶均具有药用价值。果皮含皂苷 ( s a p o n i n ) 、维生素c 、尼克酸、酚酸、有机酸及赖氨酸、精氨酸、苯丙氨 酸、谷氨酸、甘氨酸和组氨酸等1 0 多种氨基酸，种子含有大量对人体健康有益 的不饱和脂肪酸。无患子中微量元素丰富，含有铁、铝、钙、镁、钡、锰、钛、 铅、铬、镍等1 9 种微量元素其中铁、钙、镁、铝、铜、锌、钾、钠、磷和硅 是人体内必需的有益成分无患子的汁液p h 值在5 7 之间，主要成份为 无患子皂营，呈自然酸性，能降低水的表面张力，泡沫丰富，手感细腻，去污 力强，具有抗菌性经科学提纯的无患子洗洁产品具环保、无公害、泡沫丰富、 有效清除污垢、抗菌美容、柔嫩肌肤、增白去斑、去痘、防治皮肤病等特点。 由于为纯天然产物，产品1 0 0 全降解，长期使用不会产生任何对人体和环境 有害的残留物，有利于人体健康和环境保护。本草纲目记载无患子有清热、祛 痰、消积、杀虫，子皮有去风明日、洗面去斑等功效【1 4 j 。 1 1 2 无患子皂苷的结构和性质 无患子中含有丰富的皂苷 1 0 - 1 1 】。其中大部分为三萜皂苷，常见的主要有以 下三种结构3 l ： 吲 无患子皂彰a 结构元患予皂昔b 结构无患子皂昔元结构 从它们的结构式可以看出，无患子皂苷a 含有c o o h 、糖苷键和多个o h ， 属于中等极性物质；无患子皂苷b 只是比无患子皂苷a 多了一个糖分子，极性 与a 相似而无患子皂营元只含有一个与环烃相连的- c o o h 和二个o h 。属弱极 性物质；结构上均由两部分组成：一部分是羧基和葡萄糖基( 或其他糖基) 相 连形成的皂苷结构，是亲水的部分；另一部分是苷元，是非亲水的。 日本学者h k i m a t a 1 2 】等于八十年代对无患子进行了化学成分的研究，得到 两类化合物：其中九个为皂苷类化合物【l3 j ( 见表1 1 ) 四个为倍半萜糖苷类化 合物【1 】( 见表1 2 ) ，并用波谱方法和化学方法分别鉴定了他们的结构 表1 1 皂苷类化合物 化合物名称 分子式 m u k u r o z i s a p o n i ny ic 5 s h 9 4 0 2 6 m u k u r o z i - s a p o n i ny 2 c 5 8 h 9 4 0 2 6 m u k u r o z i s a p o n i nxc 5 3 h 8 6 0 2 2 m u k u r o z i s a p o n i ne 1 c 4 s h 7 6 0 1 7 m u k u r o z i s a p o n i ng c s o h t s o t t s a p i n d o s i d e sa c 4 1 h 6 6 0 1 2 s a p i n d o s i d e sb c 4 6 h 7 4 0 1 6 s a p o n i ns - 2 c 4 6 h 7 4 0 1 6 表1 2 倍半萜糖苷类化合物 化合物名称分子式 m u k u z i o s i d ei m u k u z i o s i d ei i m u k u z i o s i d el ia m u k u z i o s i d ei ib c 4 5 h 7 8 0 2 4 c 4 5 h 7 6 0 2 4 c s l h s s 0 2 s c 5 1 h 8 6 0 2 8 2 萨一 剖巷ma篮 咚 其中此类结构的倍半萜糖苷类化合物是首次发现，至今发现的此类结构的 倍半萜糖苷类化合物数量很少1 1 5 l ，同时其1 h n m r 谱归属没有完成，而1 3 c n m r 谱中的一些数据归属也有差错或没有明确 g u p t ad r l l 训等分离出两种新的三萜皂苷，定名为凹缘无患子苷 ( e m a r g i n a t o s i d e ) b 和c 通过酸水解、部分水解、全甲基化、乙酰化等化学 和i r 、1 h n m r 等光谱分析确定了两种皂苷的结构 孙洁如【l 系统地研究了无患子的化学成分，分离得到了1 3 个化合物，经波 谱和化学方法鉴定，确定其中一个为新化合物，另外1 2 个为已知化合物。进行 了新化合物的1 h n m r 和 c n m r 谱归属；完成了此类结构的倍半萜糖甙类化合 物的1 h n m r 谱的归属；修正和确证了此类倍半萜糖甙类化合物的1 3 c n m r 谱归 属得到的新化合物，为倍半萜糖甙类化合物，命名为m u k u z i o s i d e a 其他分 别鉴定为：m u k u z i o s i d ei ia 、m u k u z i o s i d ei ib 、m u k u z i o s i d eia 、m u k u z i o s i d e ib 、m u k u r o z i s a p o n i ny 2 、m u k u r o z i - s a p o n i ny 1 、m u k u r o z i s a p o n i nx 、s a p o n i n s - 2 、s a p i n d o s i d e sb 、s a p i n d o s i d e sa 与表1 和表2 报道的一致。 上海白猫公司的王晓淳【l 。l 应用高效液相色谱和大气压电离质谱联用技术， 分离分析了无患子果皮中的表面活性成分根据质谱结果确定其相对分子质量， 根据源内的碰撞诱导解离( c a d ) 技术产生的碎片初步推测表面活性物质的结构。 发现了数个未见文献报道的活性组分其中利用半制备液相色谱收集纯化分子 量为1 2 0 6 的组分，用核磁共振波谱鉴定其结构为m u k u r o z i s a p o n i ny 2 和 m u k u z i o s i d ei ia ；同样利用质谱的相对分子质量和碎片信息推测分子量为1 0 7 4 的组分，核磁共振波谱鉴定结构为m u k u r o z i s a p o n i nx 和m u k u z i o s i d eia 。无患 子中分子量为1 1 9 0 的3 种活性组分均未见文献报道，分析说明该物质结构与 m u k u z i o s i d ei i a m 结构相似以上四种以前都有报道。但实验结果还发现分子 量为1 1 9 0 的组分很不稳定，有水存在时若加热易降解。如何得到分子量为1 1 9 0 的纯组分供核磁共振实验将继续得到研究 中科院成都生物研究所的李锐等【l9 】采用离子阱质谱仪进行无患子总皂苷 的e s i m s 实验，选择正离子和负离子两种模式同步检测，在正离子e s i m s 谱中 出现各皂苷成分的【m + h 】+ 或【m + n a l + 准分子离子峰，负离子e s im s 谱中则为 【m h 】准分子离子峰通过正、负离子质谱的相互印证，排除一些碎片离子的干扰， 得无患子总皂苷中1 2 种主要皂苷成分( 1 1 2 ) 的分子量再由高分辨质谱仪给出 各皂苷成分准分子离子【m + n a 】+ 的精确质量数，从而得到了它们的分子式。主要 皂苷成分1 1 2 分别为无患子皂苷a 、无患子皂苷c 、无患子苷x 、无患予苷y 2 、 皮哨子苷i i b 、皮哨子苷ib 、无患子苷lb 、无患子苷ia 、皮哨子苷i v a 、无患 子苷i v b 和无患子苷i ia 其中，l 4 为三萜皂苷，5 1 2 为倍半萜皂苷。其中三 萜皂苷与报道一致，倍半萜中根据糖链的个数，得到几个为新的皂苷。 伴随着新型的测试技术的发展，对无患子中皂苷会有更深入的研究。但关 于无患子总皂苷的测定方法未见文献报道，这也为无患子产业化应用带来了不 便，所以提供一种简单、快捷的检测也是无患子皂苷研究的必要 1 1 3 无患子的应用 1 1 3 1 药物药理方面的研究 无患子可作为中药，作为中药配方如：( 1 ) 去风名目，用无患子、皂角、胡 饼，草菖蒲，捶碎，加浆水调作弹子大，取以泡汤洗头，能去风明目( 2 ) 洗面 去斑。有无患子上捣烂，加白面和为在丸，每日取以洗面，去垢及斑，甚效 子中仁；牙齿肿痛用肥珠子一两，大黄、香附各一两，青盐半两，泥土固封， 火煅，研细每日取以擦牙可以起到消炎祛火的功效【1 1 无患子还具有多种生物活性，如抗肿瘤、抗炎、免疫调节、抗病毒、抗真 菌、杀精子、保肝等t a m u r a 2 0 l 等研究了无患子果皮中皂苷的抗皮真菌活性。 发现s p - m i x 有明显的抗菌活性；p o j h a l 2 1 1 等研究了其对乳酸杆菌的效果很好 d k a r u l u o z h i 【2 2 】等通过老鼠实验得出无患予果皮中提取的皂苷可用于抗周期 性偏头疼 日长尾常敦 2 3 1 发现了，从无患子果皮提取的皂苷均为以常春藤皂苷元为苷 元的皂苷，对抑制肿瘤增殖有很好的效果。结果表明不仅三萜皂草精醇具有增 殖抑制活性，糖苷也具有同样的活性+ a d r i a n al m e y e ra l b i e r o 2 4 】研究发现了，无患子的提取物能够明显降低胃 酸的体积和浓度，从而具有了治疗胃溃疡的潜力，但仍需要进一步的深入研究。 无患子果实中提取出来的粗皂苷对水肿、肉芽肿囊和佐剂性关节炎都有抗 炎作用，同时也有抑制毛细血管通透性和镇痛作用【2 5 1 ；无患子果的提取物对 e f l o c c o s u m ，t m e n t a g r o p h y t e s ，t r u b r u m ，m c a n i s 等表皮菌属有较强的抗 杀作用，作外用药可治疗白癣、癫风等症【2 6 1 ；无息予果的提取物具有杀精作用， 可作为抗生育药【2 7 】 p a r k z u n h e e 2 s 对无患子提取物的安全性进行了研究，证实其毒性、溶血 性和对皮肤的刺激性都很低 无患子中还含有许多对人体有益的物质，如：还原糖，脂肪酸，油脂，油 酸，类胡萝卜素，核黄素，蛋白质，维生素c ，维生素a ，维生素b 及赖氨 酸，酪氨酸，苯丙氨酸，谷氨酸，甘氨酸和组氨酸【2 9 1 无患子中铁、钙、镁、 钾、钠，磷和硅含量尤高，这些是人体新陈代谢过程不可缺少的有益成分从 测得的微量元素看，无患予除有清热、祛痰、消积等功能外，对防止贫血症、促 进人体骨骼发育生长、治疗肾病等方面也有较好的药用价值【3 0 1 。 1 1 3 2 日化行业中的应用 无患子果提取物有很强的表面活性作用，且具有对表皮菌属有较强的抗杀 作用，所以也应用于日化行业中 t a m u r a y d t 研究表明了，从无患子果皮中提取的粗皂苷对啤酿酒糖酵母菌 和( 或) 产朊假丝酵母菌有明显的抗菌活性；对酵母菌抑制作用较强，但在真菌 中除了微小毛霉菌外，对一般真菌无效所以，无患子皂苷可作为清洁剂成分 加入化妆品，而且具有抗皮真菌、念珠菌病和防止头屑产生的作用 t o g i y a ，s a t o s h i l 3 2 等将无患子提取物作为乳化剂加入到化妆品中，起到了很 好的作用t a m u r a ，k o k i c h i 【3 3 】将无患子提取物作为添加剂加入到洗发用品中， 具有较好的祛屑止痒作用，加入量为0 5 9 t o n o ，m a s a y u n t s 【3 4 】将无患子提取物 加入到护肤品和化妆品中，起到了一定的保护皮肤和防治皮肤病的作用。 以无患子为主要原料，研制出一种新型的去皮肤金属沾染洗涤剂，这种洗 涤剂对皮肤无损害、无刺激，对机体无毒，对铅、锰、镉、砷、汞等金属对皮 肤沾染洗脱率都在9 0 以上，效果均显著优于肥皂【3 0 1 。 总体来说，由于无患子具有的良好特性，可广泛应用于日化行业中特别是 洗涤和化妆品中，但由于缺乏对无患子的表面活性的系统研究，所以目前无患 子在日化行业中应用还不广泛 1 1 3 3 其他方面的的应用 无患子皂苷还是很好的农药乳化剂，能有效杀死传播寄生虫病的蜗牛，同 时还能杀死传播痢疾的苍蝇和蚊子等昆虫的幼虫【3 5 】；对棉蚜虫、红蜘蛛、甘薯 金华虫均有较好的杀灭效果【4 】；h u a n gh u i c h i 3 6 】等研究发现在无患子驱虫剂中 皂苷含量为1 0 p p m 就能杀死金苹果虫7 0 - 1 0 0 等。另外，国外已有研究学者，如 美国危险污染物研究中心的r a g h a v ar k o m m a l a p a t u 【37 1 等应用无患子皂苷作为 天然活性机污染物增溶剂，对被污染的土壤中的六氯苯进行溶解，洗脱，收到很好 的效果 1 1 4 无患子皂苷提取分离研究状况 无患子皂苷的提取分离工艺主要有水提和乙醇提取溶剂萃取工艺。 水提工艺有张敏杰【3 s 】等将无杂质的无患子放进干燥器进行干燥，其干燥温 度控制在7 0 一1 3 0 之间，当无患子含水量达到8 5 左右时，将干燥好的果粒 送进脱壳机脱壳，在进入粉碎机，粉碎到2 0 - - 8 0 目，再送至反应器同含水9 9 的水溶液进行反应，所使用的水溶液可为自来水或天然水溶液，再将反应液 沉降，清液层即为一定浓度的皂苷液这一工艺纯度低，但操作简单，溶剂易 得，无污染 在国外，d r o y 3 9 1 等人把无患子粉末加入到溶剂( 蒸馏水，乙醇，甲醇， 甲醇：苯( 3 ：1 ) 的混合物都可做溶剂) 中在室温下搅拌3 h ，将混合物在转速 1 0 0 0 0 r p m 情况下，分离4 5 m i n ，然后将悬浮物先通过一个0 4 4 - m m 的预滤器，后 通过o 4 5 微米的膜过滤器。滤液在7 0 c 恒温水浴上蒸发，得到干燥的滤饼。将 滤饼在水中再溶解，即得到天然表面活性剂溶液其中，用1 0 0 m l 蒸馏水提取 l o g 无患子果皮粉末，省略了最后两步骤，即蒸发滤液及水中再溶解，就直接得 到了浓度为1 0 的天然表面活性剂溶液乙醇提取率最低为5 9 5 ，溶液呈淡金 黄色；相比用水提取率最高为7 1 2 ，颜色为深金黄色；甲醇与甲醇+ 苯的混合 物的提取率分别为6 8 6 ，6 3 2 ，而且得到的溶液颜色介于水提和乙醇提取之 间。可见水提工艺是一种简便易行，提取率较高的提取工艺 饶厚曾1 9 】等提出了乙醇提取溶剂萃取工艺分离精制无患子皂苷，将无患子 果皮经清洗、干燥、粉碎等前处理后，在室温下以料液比l ：6 的水浸泡数次， 于索氏提取器中油浴恒温乙醇浸提，再将提取液浓缩回收乙醇，选择不同酸度 进行水解，再经酸洗过滤、碱溶过滤、中和后得到无患子皂苷及皂苷元粗品。 然后分别用正丁醇和乙醚萃取提纯皂苷和皂苷元，将萃取液浓缩回收溶剂，干 燥后得到淡黄色成品但这一工艺溶剂量耗费较大，并且产率不高 孙洁如【o 】等也采用醇提溶剂萃取工艺，将无患子果晾干，剥壳及粉碎，用 质量分数为5 0 乙醇溶液提取3 次提取溶液合并后减压蒸馏浓缩得固含量为6 3 的深褐色水溶液，此水溶液依次用乙酸乙酯和正丁醇萃取，正丁醇部分即为 三萜皂苷类，萃取率为5 0 7 烘箱5 0 。c 风干后得淡黄色粉末即为无患子表面 活性物，此工艺溶剂用量也较大，纯度和产率都不高。 另外，宝福凯【4 l 】等人研究乙醇提取离子交换树脂分离无患子皂苷的方法， 以干燥的无患子果实或果皮粉碎后，用5 0 酒精于6 0 温浸3 小时，重复3 次，合并浸提液，浓缩去酒精，再用5 盐酸水浴水解2 小时，然后用5 氢氧 化钠中和，滤去不溶物，滤液在经离子交换树脂精制，洗脱液浓缩干燥后可得 无患子皂苷含量9 8 的粉末制剂。此工艺产物纯度较高，且有工业应用价值。 饶厚削4 2 】等采用微波萃取法从无患子果皮中萃取无患子皂苷。对微波萃取 时的微波功率、萃取剂种类、萃取剂用量，萃取时间等条件进行了研究，得出 微波萃取皂苷较佳的工艺条件。 因此，尽管水提和醇提溶剂萃取工艺都能得到无患子皂苷，但是比较之下： 醇提萃取工艺技术成熟，但有机溶剂量耗费较大，投资较高，但产率不高，纯 度有限，此工艺的推广受到一定限制。水提取工艺操作简单，溶剂易得，投资 小，且无污染，缺点是收集的溶液量大，对其进行进一步的分离精制较困难。 从文献报道的无患子皂苷提取分离方法可以看出，分离方法的选择，对无患子 皂苷能很好的提高，所以选取一种新型的无患子皂苷分离方法，可以解决水提 和醇提溶剂萃取中的不足为无患子的有效利用提供更加广阔的前景。 1 2 大孔树脂吸附分离概述 1 2 1 大孔树脂吸附分离原理 大孔吸附树脂分离技术是2 0 世纪6 0 年代发展起来的继离子交换树脂后的 6 分离新技术，最早用于废水处理、医药工业、化学工业、分析化学、临床检定 和治疗等领域大孔吸附树脂的诞生及其大规模应用较晚，但其品种、结构越 来越多。近年来对吸附树脂的吸附能力的研究较多，但对其选择性的研究却不 系统，因而无法给出一套系统的选择性系数吸附树脂对其中物质的选择性决 定于树脂本身和溶剂的性质。如非极性吸附树脂对水溶液中具有疏水性的物质 ( 如苯酚) 有良好的吸附性能，物质的疏水性( 也可以说是溶解性) 越大，树 脂对该物质的吸附能力越强。反之，水溶性很大的物质，如甲醇、乙醇、蔗糖 等，非极性吸附树脂则完全不能吸附另一方面，溶剂也有重要的影响。一般 来说，在水中具有良好吸附能力的非极性吸附树脂，在有机溶剂中就丧失了吸 附能力可见物质在树脂与溶剂两相间的分配是由树脂和溶剂对该物质的相对 亲和性来决定的如非极性吸附树脂不仅不能从乙醇溶液中吸附苯酚，相反， 乙醇还是最常用的洗脱剂，可容易地把吸附在树脂上的物质洗脱下来。当吸附 树脂带有合适的功能基，树脂对溶液中溶质的亲和性超过溶剂时，也能进行吸 附 当溶液是一个混合物体系时，吸附树脂和溶剂对不同的物质会有不同的亲 和性，这时树脂就会对不同的物质表现出吸附选择性，如果这种选择性足够大， 就能够实现混合物的分离。 。 近年来，基于氢键、配合、离子偶极、筛分等有别与范德华力的作用机理， 出现了一些新型吸附树脂，大大提高了树脂的吸附选择性。新型大孔吸附树脂 既能通过表面作用和形成氢键来产生吸附作用，同时其本身的多孔状结构又具 有筛选作用分子筛选性质是由于其本身多孔性结构所决定，由于吸附和筛选 原理，有机化合物根据吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附树脂上经一 定的溶荆洗脱而分开，这使得有机化合物尤其是水溶性化合物的提纯得以大大 简化吸附和过筛作用以及本身的极性使得大孔吸附树脂具有吸附、富集、分 离不同母核结构化合物的功能可根据所分离化合物的性质选择树脂的孔径、 比表面积和极性m “引 1 2 2 大孔树脂在天然皂苷分离方面的应用 1 2 2 1 大孔树脂分离皂苷的机理及优点 皂苷是存在于植物界的一类比较复杂的苷类化合物，是固醇或三萜类化合 物的低聚配糖体总称。根据皂苷元的结构可分为三萜皂苷和甾体皂苷两大类 皂苷类药物包括人参皂苷、三七皂苷、绞股蓝皂苷等，他们中所含的药用成分 是结构相似的多种皂苷类化合物，其共同点是它们在结构上均由两部分组成： 一部分是羧基与葡萄糖基( 或其他糖基) 相连形成的皂苷结构，是亲水的部分， 使皂营能够溶于水；另一部分是苷元，是不亲水的，使皂苷能够被树脂吸附。 这样就形成了可用树脂吸附法进行分离的条件当皂苷水溶液通过树脂柱，溶 7 于水中的皂苷即被树脂吸附。然后用乙醇等极性溶剂把皂苷从树脂上洗脱下来， 经浓缩、干燥，即可得到皂苷含量较高的固体产品大孔吸附树脂在皂苷中的 应用为中药及其制剂的提取分离和质量控制体系的建立提供了可行性方法【4 6 1 大孔吸附树脂分离纯化皂苷的优点有【”d 2 j ： ( 1 ) 有机溶剂使用少传统溶剂法提取皂苷有机溶剂易残留； ( 2 ) 用吸附树脂法可只使用乙醇和水，条件温和，避免皂苷因加热、化学处 理等过程造成活性降低； ( 3 ) 3 - 艺简便树脂再生容易，无需特殊设备，而且成本低，利于工业化生产： ( 4 ) 所得皂苷纯度高，用吸附树脂法可有效去除糖类和色素等杂质，所得皂 苷提取物颜色较溶剂法浅，粘性和吸湿性降低： ( 5 )具有良好的吸附脱色，除臭能力，效果不亚于活性炭： ( 6 )对有机物选择吸附性好； ( 7 )物理，化学稳定性好，易再生( 用水、稀酸、稀碱、有机溶剂处理即可) ； ( 8 )现已有多种品种，并可根据需要合成 1 2 2 2 大孔树脂在天然皂苷分离方面的应用 由于大孔树脂具有以上众多优点，所以越来越多的皂苷分离选用树脂分离 目前已有大量文献报道了利用大孔树脂吸附法分离提取天然植物皂苷，如大豆 皂苷、西洋参总皂苷、人参总皂苷、罗汉果皂苷、三七总皂苷、绞股蓝总皂苷、 甘草皂苷、毛冬青总皂苷、丝瓜皂苷、桔梗总皂苷、知母总皂苷等。详细应用 方法列举如下 田剐船】等人以脱脂大豆为原料，研究了利用a b 8 大孔吸附树脂提取和纯 化大豆皂苷的方法，采用紫外光谱法测定了大豆皂苷的含量，并且通过f o l i n 酚法和3 ，5 二硝基水杨酸法测定了洗脱液中蛋白和糖的含量，考查了乙醇浸 泡浓度、流速，以及乙醇洗脱浓度对大豆皂苷提取的影响，得出最佳乙醇浸泡 浓度、最佳流速，最佳乙醇洗脱浓度，建立了a b 8 大孔吸附树脂提取和纯化 大豆皂苷的方法，所得皂苷纯度较高，证明树脂吸附法是一种简便实用的大豆 皂苷提取方法 王洪志p 4 】等人采用的西洋参总皂苷的提取工艺是以d 1 0 1 型大孔吸附树脂 精制，树脂与生药比例为1 ：0 6 8 ，用两倍量8 0 乙醇洗脱，西洋参总皂苷的测 定以人参皂苷单体r e 计算，采用双波长薄层扫描法测定其含量。用此法提取 西洋参总皂苷能除去糖类等水溶性杂质及脂溶性杂质，降低了提取物的吸潮性。 运用水煎回流，8 0 7 , 醇洗脱法提取总皂苷的收率，r e 含量均与有机溶剂法提 取相差无几，得出结论认为大孔吸附树脂法提取较有机法提取省时省力，适用 于生产。 蔡雄1 5 5 】等人以人参总皂苷的洗脱率和精制度为考察指标，考察大孔树脂富 集，纯化人参总皂苷的吸附性能和洗脱参数，人参提取液4 5 m i 上大孔树脂柱 8 用蒸馏水1 0 0 m l ，5 0 乙醇1 0 0 m l 依次洗脱，人参总皂苷富集于5 0 乙醇洗脱 液部分且除杂质能力强，通过大孔树脂富集与纯化后人参总皂苷洗脱率在9 0 以上，5 0 乙醇洗脱液干燥后总固物中，人参总皂苷纯度可达6 0 1 ，可较好 的纯化人参总皂苷 戚向阳【5 6 】等人对大孔树脂分离纯化高含量罗汉果皂苷提取物的新方法进 行的研究表明：大孔树脂d 1 0 1 对罗汉果皂苷的分离效果较好，最佳柱分离条 件为：上样液p h 值9 0 ，在4 0 下依次用p h 值9 0 的碱水溶液，蒸馏水、3 0 乙醇及6 0 乙醇进行洗脱，将6 0 乙醇洗脱液浓缩，冷冻干燥即得高含量罗汉 果皂苷提取物。高效液相分析表明，罗汉果皂苷中几种主要成分的含量均高于 分离前的罗汉果皂苷水提物，其中罗汉果皂苷v 的含量为6 9 2 4 ，提高了 4 1 1 2 马挺军i s 7 等人以土贝母总皂苷的吸附量和解吸率为指标，大范围筛选树 脂，并通过单因素试验、正交试验及方差分析确定了土贝母总苷分离富集的优 选操作条件，指出n k a 树脂具有较好的吸附性能和解吸效果；优选吸附条件 为上样含生药量3 0m g m l - i 树脂色谱柱的径高比1 ：7 ，药材：树脂为l ：4 ； 吸附完全后，先以水洗脱，除去杂质，再以8 0 乙醇洗脱，可以得到纯度较好 的土贝母总苷 吴红【5 8 】等人研究并优化了大孔树脂法分离纯化山茱萸总皂苷，其方法为： 7 0 0 m l l “乙醇提取后，上h p d 3 0 0 型大孔吸附树脂，水洗后分别用3 0 0 m l l 一， 5 0 0m l l ，7 0 0m l l d 乙醇洗脱，考察大孔树脂富集、纯化山茱萸总皂苷的吸 附性能和洗脱参数并与常规溶剂提取法相对照，得到山茱萸总皂苷富集于5 0 0 m l l 4 乙醇洗脱液部分，洗脱剂用量为上柱样品液的8 倍，洗脱率达8 1 8 。大 孔树脂法与常规溶剂法提取山茱萸总皂苷的得率分别为2 4 9 ，2 1 9 。 鱼红闪t s g 等人研究了树脂法提取甘草中的甘草皂苷。其中国产树脂d 1 0 1 和日本产h p 2 0 树脂的水溶液中，对甘草皂苷的最大吸附量分别为2 3 8 7 m g g 和2 7 8 9 m g g ；吸附后的d 1 0 1 树脂和h p 2 0 树脂洗脱甘草皂苷的最佳乙醇浓度 分别为5 0 和6 0 根据树脂性质，经甘草粉碎、水浸、过滤、减压蒸馏、浓 h 2 s 0 4 沉淀等步骤，甘草皂苷粗品得率为9 以上，粗品再经d - 1 0 1 树脂和h p 2 0 树脂处理，得甘草皂苷纯品，得率分别为6 0 和8 6 。经薄层层析和离子对高 效液相色谱法鉴定，纯度达到了日本产品，为产业化提供基础依据。 麻秀萍【6