杜仲膠不同提取分離工藝的比較研究

雷燕妮，張小斌，甘全明，陳冬平，李多偉，5，陳書存

(1.商洛學(xué)院 生物醫(yī)藥與食品工程學(xué)院，陜西 商洛 726000；2.陜西秦嶺特色生物資源產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院，陜西 商洛 726000；3.商洛學(xué)院 健康管理學(xué)院,陜西 商洛 726000；4.西安宇沐生物技術(shù)研究院有限公司，陜西 西安 710068；5.西北大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710069；6.商洛市中醫(yī)醫(yī)院，陜西 商洛726000)

杜仲為杜仲科杜仲屬植物杜仲(EucommiaulmoidesOliv.)[1]。杜仲籽殼、皮和葉中富含工業(yè)原料-天然杜仲膠。從結(jié)構(gòu)層面看，杜仲膠與天然三葉橡膠很像，二者是同分異構(gòu)體，種類都是烯烴類。杜仲膠有許多特征鮮明的方面，比如其形態(tài)隨著溫度改變會發(fā)生很大改變，在正常室溫下性質(zhì)與塑料相仿，環(huán)境溫度超過60°時，會隨著溫度的升高形變量增加，因此，現(xiàn)在很多行業(yè)都將其作為記憶性功能材料，其在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展前景不可估量[2-4]。目前利用杜仲籽殼、皮和葉提取分離杜仲膠的方法有很多，這種提取途徑得到了很多研究者的青睞[5-7],但是有關(guān)采用亞臨界提取杜仲膠的方法甚少。本文以杜仲籽殼、皮和葉為原料,采用直接提取法、酶解提取法和亞臨界提取法進行比較研究，以尋找出適合于工業(yè)化生產(chǎn)的杜仲膠提取新工藝。

1 儀器與材料

1.1 儀器

江蘇昆山超聲儀器公司KQ-50DB 超聲清洗器；上海亞蓉生化儀器廠R50 2B旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器；上海醫(yī)療器械五廠H·H·S21-6C電熱恒溫水浴鍋；SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵；101A-2真空干燥箱；天津市泰斯特儀器有限公司LD5-10高速離心機；FZ102植物粉碎機；德國賽多利斯ME235S-電子分析天平。

1.2 試藥

杜仲葉、皮、殼的提供單位是陜西略陽縣的華瑞杜仲有限責任公司，鑒定過程的執(zhí)行方為西北大學(xué)的生命科學(xué)學(xué)院，流程較為縝密。石油醚、甲醇、丙酮均為國產(chǎn)分析純。

2 方法與結(jié)果

2.1 方法

2.1.1 杜仲膠純度的測定[8]準確稱取0.5 g杜仲膠，以丙酮抽提至無色，于70～75℃烘箱中烘干。用鉻酸氧化杜仲膠，蒸出生成的乙酸，用NaOH滴至終點，依下式計算出杜仲膠的純度。

式中，V—標準的NaoH用量(ml); N—標準Na0H的摩爾濃度;w—樣品質(zhì)量(g);0.090 8—換算常數(shù)。

2.1.2 杜仲膠生產(chǎn)工藝流程

2.1.2.1 杜仲葉、皮、殼直接法提取杜仲膠。取杜仲葉、皮或殼500 g用10倍量水超聲提取45 min，過濾，濾液用于分離綠原酸、黃酮，濾渣烘干，用溶劑熱回流提取，濃縮，析晶，脫色，重結(jié)晶，干燥得杜仲精膠。

2.1.2.2 杜仲葉、皮、殼酶解法提取杜仲膠 取杜仲葉、皮或殼500 g加輔料及水拌料，接入曲子后拌勻，壓實、覆蓋，保溫發(fā)酵培養(yǎng)，3～5 d后加水至料面，保溫水解2～3 d，過濾、濾渣在用6倍量水超聲提取30 min，過濾，濾液合并用于分離綠原酸、黃酮，濾渣烘干，揉搓除雜獲得粗膠絲，粗膠絲溶劑熱回流提取，濃縮，析晶，脫色，重結(jié)晶，干燥得杜仲精膠。

2.1.2.3 杜仲葉、皮、殼亞臨界提取杜仲膠 取杜仲葉、皮或殼500 g用10倍量水超聲提取45 min，過濾，濾液用于分離綠原酸、黃酮，濾渣烘干，用亞臨界超聲提取，濃縮，析晶，脫色，重結(jié)晶，干燥得杜仲精膠。

2.2 結(jié)果

2.2.1 杜仲葉、皮、殼直接法提取與酶解法提取杜仲膠浸出率的比較 杜仲葉、皮、殼直接法提取與酶解法提取杜仲膠浸出率見表1、2。

表1 杜仲葉、皮、殼直接法提取與酶解法提取杜仲膠浸出率的比較

從表1可以看出：500 g杜仲葉經(jīng)水超聲提取后殘渣和500g杜仲葉經(jīng)酶解、超聲提取后殘渣再經(jīng)過干燥，揉搓，除雜處理，這兩種方法都使用了非常充足的溶劑，并且其提取時間也足夠，在這種情況下，前者的提取率為葉1.34%和1.41%，皮6.84%和7.09%，殼9.02%和9.35%，后者比前者僅高出葉5.22%、皮3.65%、殼3.66%左右，這個結(jié)果告訴我們，想要將其中的杜仲膠盡可能多的提取出來，必須具備足量的溶劑并且保證提取時間充足，滿足這兩點基本可以保證最大量的收集到浸出的杜仲膠，不過在實際的操作過程中，時間的過度浪費，會導(dǎo)致投入成本的增加，尤其是易燃易爆石油醚的大量使用，勢必造成生產(chǎn)的危險性和不易操作性。

從表2可以看出：500 g杜仲葉經(jīng)水超聲提取后殘渣和500 g杜仲葉經(jīng)酶解、超聲提取后殘渣在經(jīng)過干燥，揉搓，除雜處理，兩者都在利用劑量不充足的溶劑與非常緊張的時間，在這一前提下，提取率葉1.26%和0.63%，皮6.72%和3.25%，殼8.83%和4.15%，前者比后者高出葉50.00%、皮51.64%、殼53.00%左右，說明杜仲葉、皮、殼經(jīng)過一系列的處理過程，包括酶解與除雜等化學(xué)過程，也包括干燥與揉搓等物理過程，經(jīng)過這一系列的過程后，其效果會出現(xiàn)很大區(qū)別，酶解過程讓許多多糖類物質(zhì)轉(zhuǎn)化成了結(jié)構(gòu)較為簡單的單糖，破壞細胞壁等結(jié)構(gòu)，而后期經(jīng)過揉搓等物理過程，粗膠絲的狀態(tài)大多裸露在外面，這會增加膠體的浸出率，就可以使用更少的時間達到更好的效果，有效緩解了在實際的生產(chǎn)過程中浪費過多的時間，從一定角度來說大大減少了成本投入，尤其是易燃易爆石油醚使用量的減少，降低了生產(chǎn)的危險性和不易操作性。

表2 杜仲葉、皮、殼直接法提取與酶解法提取杜仲膠浸出率的比較

2.2.2 杜仲葉、皮、殼酶解法與亞臨界法提取杜仲膠浸出率的比較 杜仲葉、皮、殼酶解法與亞臨界法提取杜仲膠浸出率見表3。

表3 杜仲葉、皮、殼酶解法與亞臨界法提取杜仲膠浸出率的比較

從表3可以看出：500 g杜仲葉經(jīng)酶解、超聲提取后殘渣再經(jīng)過干燥，揉搓，除雜處理后，用溶劑提取與500 g杜仲葉經(jīng)水超聲提取后殘渣干燥后，再用亞臨界提取，兩者杜仲膠得率分別為葉1.26%和1.45%，皮6.72%和7.86%，殼8.83%和10.25%，后者比前者高出葉15.08%、皮16.96%、殼17.21%左右，說明亞臨界法明顯優(yōu)于酶解法，雖然酶解法已優(yōu)于直接法50%以上，且具有省溶劑、省時間的優(yōu)點，但是，在提取過程中仍需要使用大量易燃易爆的石油醚溶劑，而亞臨界法使用不易燃易爆的R134 a為溶劑，降低了生產(chǎn)過程的危險性，且具有提取率高、省時、減少了濃縮過程的優(yōu)點，大大增加了產(chǎn)能，使杜仲膠可實現(xiàn)真正的產(chǎn)業(yè)化。

2.2.3 杜仲葉、皮、殼直接法、酶解法與亞臨界法提取杜仲膠提取率、含量的比較 杜仲葉、皮、殼直接法、酶解法與亞臨界法提取杜仲膠提取率、含量的比較見表4。

表4 杜仲葉、皮、殼直接法、酶解法與亞臨界法提取杜仲膠提取率、含量的比較

從表4可以看出：從純度上看，酶解法優(yōu)于亞臨界法，亞臨界法優(yōu)于直接法；從純膠量上看，亞臨界法優(yōu)于酶解法，酶解法優(yōu)于直接法；亞臨界法膠平均含量高于95%，已符合產(chǎn)品質(zhì)量要求，鑒于亞臨界法可規(guī)?；a(chǎn)的特殊優(yōu)點，建議在杜仲膠工業(yè)化生產(chǎn)中采用。

3 討論

(1)杜仲葉、皮、殼提取分離杜仲膠亞臨界法高于酶解法平均15%以上，酶解法高于直接法平均50%。

(2)杜仲葉、皮、殼提取分離杜仲膠優(yōu)化生產(chǎn)工藝確定為：杜仲葉、皮、殼經(jīng)水超聲提取杜仲有效成分后，殘渣在經(jīng)烘干，亞臨界超聲提取，濃縮，析晶，脫色，重結(jié)晶，干燥得杜仲精膠。

(3)亞臨界超聲提取杜仲膠具有提取率高、省時、省溶劑，使用不易燃不易爆的R134a使生產(chǎn)大大降低了危險性，亞臨界超聲提取器具有生產(chǎn)量大的優(yōu)點可使杜仲膠生產(chǎn)真正實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。