從鮮三七中提取三七總皂苷和淀粉的工藝研究

錢如貴，袁玲玲，許 娟，曹粉仙，王葉曉旭

（昆明邦宇制藥有限公司·云南昆明·650211）

三七總皂苷是三七的主要有效成分，用于高脂血癥、高血壓、動脈粥樣硬化、心肌缺血、缺血性腦卒中等心腦血管疾病的預防和治療[1]。 三七總皂苷多從三七Panax notoginseng （Burk.）F.H.Chen 的干燥根和根莖中提取，處理步驟較多。

近年來， 有多篇關于從鮮三七中提取三七總皂苷的研究報道[2-4]，以鮮三七為原料的提取方法與傳統工藝大致相同，在部分步驟中增加磨漿、酶解、干燥等處理工序，以提高三七總皂苷的提取效率，但是，現有技術仍存在乙醇用量大、操作繁瑣、需要反復加熱、藥渣難以再利用、能耗高、環(huán)保壓力大等技術問題。

針對現有技術中存在的不足， 本文研究從鮮三七中同時提取三七總皂苷和淀粉的工藝，鮮三七經洗凈、磨漿、靜置處理，收集沉淀，干燥，得三七淀粉；上清液過濾后，先通過離子交換樹脂脫色，再通過大孔吸附樹脂純化，乙醇洗脫液濃縮，干燥，得符合藥用要求的三七總皂苷。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

鮮三七（20210105），生長3 年以上，購自文山贊七科技有限公司；食用乙醇（20190701），云南楊林工業(yè)開發(fā)區(qū)汕滇藥業(yè)有限公司；LX-60 大孔吸附樹脂、LX-T5離子交換樹脂， 西安藍曉科技新材料股份有限公司；ZTC1+1 澄清劑，武漢正天成澄清技術有限公司。

三七總皂苷（111920-201606），中國食品藥品檢定研究院；可溶性淀粉（1406002-200814），中國藥品生物制品檢定所； 乙腈 （192563）， 色譜級，Fisher Chemical；分析用甲醇、乙醇、碘、碘化鉀，均為國產AR。

1.2 儀器設備

AgiIent 1260 Infinity Ⅱ高效液相色譜儀（G7111B四元泵，G7115A 紫外檢測器），Agilent Technologies Inc.；Waters 2489 高效液相色譜儀 （515 泵，2489 檢測器），Waters Inc.；C18色譜柱 （250mm × 4. 6mm，5μm），漢邦Phecda；UV-1700 紫外可見分光光度計， 日本島津。

1.3 三七總皂苷含量測定

鮮三七經磨漿后，精密量取5ml，加入乙醇5ml，混勻后靜置2h 以上，濾過，取續(xù)濾液，即得供試品溶液；干燥三七參照《中國藥典》方法處理，其它樣品以乙醇溶液適當稀釋，過濾即可。取供試品溶液，按照《中國藥典》（2020 年版）一部“三七總皂苷” 方法測定含量（三七皂苷R1、 人參皂苷Rg1、 人參皂苷Re、 人參皂苷Rb1、人參皂苷Rd 總量）。

1.4 淀粉含量測定

參照文獻[5-6]方法，精密量取1～5ml 鮮三七磨漿液，或稱取制備所得三七淀粉樣品適量，置具塞試管中，加入純化水5～10ml，水浴至完全糊化，保持5min，冷卻至室溫，轉移至100ml 量瓶中，加水稀釋至刻度，搖勻，作為樣品儲備液。 分別取不同濃度的標準曲線溶液及供試品儲備液10ml，加碘試液0.5ml，混勻，測定575nm處吸光度，根據標準曲線計算樣品中淀粉含量。

2 結果與分析

2.1 鮮三七含量測定

取鮮三七，加入15 倍量純化水磨漿，測得三七總皂苷含量為2.83%，淀粉含量7.82%；取鮮三七，切成3～5mm 薄片，經105℃干燥后，測得鮮三七中水分含量67.62%； 干燥后的三七粉碎， 測定三七總皂苷含量8.40%、淀粉27.53%，計算干燥后三七總皂苷回收率為96.11%。

2.2 磨漿加水量考察

取洗凈的鮮三七，切碎，稱取4 份，每份20.0g，按照5 ～25 倍量分別加入純化水100、200、300、400、500ml，磨漿2min，經300 目濾布過濾，取樣測定三七總皂苷和淀粉含量，根據溶液體積計算成分提取量，并根據2.1 結果計算轉移率，結果見表1。

根據表1 結果可知，鮮三七磨漿加水量10～25 倍，三七總皂苷、 淀粉轉移率分別達到95%、80%以上，結合實際工藝，加水量過大，藥液濃度降低，后期處理耗時增加，因此，選擇磨漿加水量為鮮三七量的15 倍。

表1 鮮三七磨漿加水量對提取效率的影響Table 1 Effect of the water amount on the transfer rate of notoginseng total saponins and starch

2.3 靜置時間考察

參照文獻[7]方法，取鮮三七，切碎，稱取600g，加入純化水9000ml 磨漿， 經300 目濾布過濾， 得到漿液9420ml， 混勻后， 量取9 份， 每份1000ml， 取1 份4000rpm 離心10min， 其余8 份在室溫下分別靜置1～24h，收集沉淀50℃干燥，稱取干重，檢測淀粉含量，計算1000ml 原液中淀粉轉移率，結果見表2。

根據表2 結果可知，采用離心方式提取淀粉，轉移率較高，但其它成分也進入沉淀，導致成品純度較低，且操作繁瑣。 采用靜置方式提取淀粉，操作簡便，靜置8h 以上，淀粉沉淀已基本完全，根據實驗情況，可選擇靜置時間8～24h。

表2 靜置時間對淀粉提取率的影響Table 2 Effect of standing time on the starch transfer rate

2.4 鮮三七液的前處理

鮮三七漿經靜置后，大量淀粉已從溶液中沉淀，但上清液仍較為渾濁，較難過濾，參照文獻[8-9]方法，取靜置后的上清液6 份，每份100ml，加入ZTC1+1 澄清劑A、B 組分，攪拌均勻，常溫下放置4h，觀察澄清效果，先取上清液加入1%硅藻土過濾，最后再過濾沉淀，取濾液檢測并根據原液含量計算三七總皂苷轉移率，優(yōu)選澄清劑用量，結果見表3。

表3 澄清劑用量對三七總皂苷轉移率的影響Table 3 Effect of clarificant amount on the transfer rate of notoginseng total saponins

根據表3 結果可知， 當ZTC1+1 澄清劑用量2%時，能去除鮮三七液中大量膠體物質，提高過濾效率，且對上清液中三七總皂苷轉移率影響較小。

2.5 脫色工藝選擇

參照文獻[10]方法，取經2.4 處理的澄清溶液6 份，每份500ml， 分別加入經預處理并瀝水的LX-94、LXT5、LX-TN2、LXD-020 離子交換樹脂30g，另取1 份加入活性炭5g，每30min 振蕩或攪拌1 次，靜態(tài)吸附4h，過濾，與原液比較顏色變化，取樣檢測溶液中三七總皂苷含量，優(yōu)選脫色效果好、且對三七總皂苷吸附較少的脫色樹脂，結果見表4。

表4 脫色樹脂選擇Table 4 Resin selecting for decolorition of notoginseng total saponins

根據表4 結果可知，1%活性炭脫色效果最佳，但對三七總皂苷吸附作用強， 因此該脫色方法不可??；LX-T5 對三七總皂苷吸附率較低，對鮮三七溶液脫色效果較好，因此，優(yōu)選脫色樹脂為LX-T5 型離子交換樹脂。

根據脫色樹脂選擇結果，取LX-T5 離子交換樹脂100ml 裝柱，長徑比8∶1，經預處理后，取澄清的鮮三七溶液3600ml， 以400～600ml/h 流速通過樹脂脫色，依次收集流出液，按照中國藥典方法檢查溶液顏色，檢查溶液顏色，在100～2500ml 范圍內，脫色液均為無色，隨后逐漸出現淡黃色至黃色 （深于0.5 號黃色標準比色液）， 說明在裝柱長徑比8∶1、 流速4～6BV/h 條件下，LX-T5 離子交換樹脂用于鮮三七溶液脫色的飽和上樣量為25BV。

2.5 純化工藝選擇

參照文獻[11]方法，取經磨漿、靜置、澄清、過濾、脫色處理的鮮三七溶液2 份，每份400ml，分別加入預處理并瀝水的D101 和LX-60 大孔吸附樹脂20g，每30min 振搖1 次，靜態(tài)吸附4h，過濾，取濾液，為吸附液； 樹脂以純化水洗滌后瀝干， 加入80%乙醇溶液200ml，每30min 振搖1 次，靜態(tài)解析2h，過濾，取濾液，為解析液。 取吸附液和解析液，測定三七總皂苷含量，根據溶液體積計算樹脂飽和吸附量、解析量，結果見表5。

表5 大孔吸附樹脂選擇Table 4 Resin selecting for purification of notoginseng total saponins

根據靜態(tài)實驗結果可知，LX-60 對三七總皂苷的吸附率低于常規(guī)使用的D101，但解吸率較高，總體性能優(yōu)異，因此，選擇LX-60 大孔吸附樹脂用于三七總皂苷的純化。

根據上述實驗結果， 取LX-60 大孔吸附樹脂150ml 裝柱，長徑比5∶1，經預處理后，取經脫色的鮮三七溶液6500ml，以600～800ml/h 流速通過樹脂，依次收集流出液，取樣制備供試品溶液，HPLC 檢測流出液中三七總皂苷含量，結果見圖1。

圖1 LX-60 大孔樹脂對三七總皂苷的飽和吸附量Figure 1 Saturated extent adsorption of notoginseng total saponins by LX-60

吸附完全后，樹脂先以純化水沖洗，再用80%乙醇溶液600ml、95%乙醇300ml 以1～2BV/h 流速依次洗脫，每150ml 收集1 份，取樣適當稀釋后制備供試品溶液，HPLC 檢測洗脫液中三七總皂苷含量，結果見圖2。

圖2 洗脫終點考察曲線Figure 2 Solvent amount for notoginseng total saponins eluting from LX-60

根據圖1 可知， 當鮮三七溶液上樣量超過22BV時，三七總皂苷開始滲漏；當上樣量達到38BV 時，樹脂吸附飽和。 為了保證吸附效率， 減少三七總皂苷損失，選擇動態(tài)吸附參數為長徑比5∶1、流速4～5BV/h，上樣量為30BV。

根據圖2 可知， 當80%乙醇溶液用量為3BV 時，能將90%的三七總皂苷從LX-60 大孔吸附樹脂上洗脫；用量為4BV 時，洗脫完全。

2.6 工藝小試

根據工藝研究結果，取鮮三七，洗凈，稱取1000g，切碎，加入純化水15L 磨漿，以300 目濾布過濾，靜置24h，沉淀以純化水洗滌3 次，50℃干燥，得三七淀粉；上清液加入ZTC1+1 澄清劑溶液A、B 組分各300ml，靜置4h 以上，先在上清液中加入硅藻土150g 過濾，再過濾沉淀，合并濾液，通過預處理的LX-T5 離子交換樹脂（600ml，長徑比9∶1，流速40～60ml/min）脫色，再通過預處理的LX-60 大孔吸附樹脂（500ml，長徑比5∶1，流速30～50ml/min），純化水沖洗樹脂，加入80%乙醇溶液2L 以10～15ml/min 流速洗脫，洗脫液60℃減壓濃縮回收乙醇，60℃真空干燥，得三七總皂苷。 實驗共進行3 批，收集三七淀粉、三七總皂苷，檢測含量，計算提取得率，結果見表6。

表6 工藝小試3 批結果統計Table 6 Verification of extraction process by 3 batches

3 結論

采用本文提供的工藝，以鮮三七為原料，可同時提取三七總皂苷和淀粉， 其中， 三七總皂苷提取率達到90%以上， 成品含量達到80%以上； 淀粉提取率超過60%，含量達到80%以上。

4 討論

現有三七提取技術， 采用藥材三七或鮮三七為原料，經過適當破碎處理后，大多采用乙醇為提取溶劑，經熱回流或滲漉提取，提取液回收乙醇至無醇味，然后通過大孔樹脂純化，經乙醇洗脫后，回收乙醇，洗脫液再經過脫色處理，脫色液濃縮干燥后，制備得到符合藥用要求的三七總皂苷，有兩個步驟使用乙醇作為溶劑，需要經過2～3 次乙醇回收或濃縮處理， 因操作步驟較多，提取效率較低，生產成本和能耗較高。此外，鮮三七中淀粉含量約為8%， 折合三七藥材中淀粉含量超過25%，采用常規(guī)技術提取三七總皂苷，所含淀粉難以實現資源利用，往往隨藥渣一起廢棄，造成環(huán)境污染。

本文采用鮮三七為原料，洗凈后直接磨漿，細胞破壁更為徹底， 促進了淀粉浸出和三七總皂苷在水中溶出，靜置后收集淀粉，上清液澄清、過濾后，先經過樹脂脫色處理，脫色液直接通過大孔樹脂純化三七總皂苷，乙醇洗脫液經濃縮、干燥，只有1 個步驟使用乙醇作為溶劑， 只經過1 次乙醇回收和濃縮處理， 工藝效率較高；同時，因操作步驟簡化，加熱次數減少，主要成分損耗降低，并有效解決了淀粉、果膠、可溶性纖維、蛋白質等成分對三七總皂苷提取帶來的影響。因此，本文提供的工藝，有利于提高三七總皂苷的提取率，降低生產成本和能耗，減少資源浪費和環(huán)境污染，值得在工業(yè)生產中推廣應用。