全 文 :·科技简报·
[基金项目]重庆市重大科技专项资助课题[编号:渝科发计字(2004)27号] [作者简介]王继生,男,药理学博士,副主任药师,电话:081-
62270072,E-mail:wjs327@sina.com [通讯作者]邱宗荫,男,教授,电话:0816-2270072,E-mail:24475434@qq.com
茅莓总皂苷提取分离工艺考察
王继生1,邱宗荫2,夏永鹏2,李惠芝2 (1.绵阳市第三
人民医院,四川 绵阳621000;2.重庆医科大学药学院,重庆
400016)
[摘要] 目的:研究D101大孔吸附树脂富集、纯化茅莓总皂
苷的工艺条件及参数。方法:以茅莓总皂苷的洗脱率和纯度
为考察指标,研究大孔吸附树脂富集、纯化茅莓总皂苷的吸
附性能和洗脱参数。结果:茅莓提取液上大孔吸附树脂柱,
用不同体积分数的乙醇依次洗脱,茅莓总皂苷富集于40%乙
醇洗脱液部分。结论:通过大孔吸附树脂富集、纯化后,茅莓
总皂苷的洗脱率在75.4%以上,总固物中茅莓总皂苷含量可
达64.4%。
[关键词] 大孔吸附树脂;茅莓总皂苷;纯化工艺
[中图分类号]R284.2 [文献标识码]A [文章编号]1001-
5213(2011)13-1138-02
茅莓总皂苷对脑缺血再灌注大鼠有保护作用,能改善大
鼠的行为学症状,减少脑梗死体积,降低脑含水量,降低血脑
屏障通透性,不同程度提高脑缺血再灌注损伤时脑组织中的
SOD和GSH-Px活性,降低脑组织的 MDA含量;减低缺血周
边区凋亡细胞的数目;促使抗凋亡基因Bcl-2的表达上调,促
使凋亡基因Bax表达下调。降低EEA含量,降低细胞内钙离
子浓度,其抗脑缺血的机制可能与抗氧化和抗凋亡有关[1-2]。
如何寻找一种高效、实用的提取工艺是该总皂苷作为有效部
位进一步开发研究的主要环节。大孔吸附树脂为一种有机高
聚吸附剂,具有选择性好、吸附容量大、解吸容易、再生简便等
优点,应用于皂苷类成分的富集纯化有较好的效果。本实验
通过对D101型大孔吸附树脂富集、纯化茅莓总皂苷工艺条件
与参数的研究,探索其分离纯化工艺流程,同时建立相应的含
量测定方法,从而确立富集、纯化茅莓总皂苷的可行路线。
1 材料
茅莓药材样品采自重庆市璧山县,经重庆市中药研究院
生药栽培室李泉森副研究员鉴定为悬钩子属植物茅莓Rubus
parvifolius L;D101大孔吸附树脂(天津农药股份有限公
司);可见紫外分光光度计(日本岛津公司);试剂均为分析
纯。
2 方法与结果
2.1 茅莓总皂苷分析方法的建立[3] 我们对水提正丁醇萃
取物、大孔吸附树脂洗脱物采用相同的方法测定茅莓总皂苷
含量。
2.2 茅莓提取工艺
2.2.1 提取溶媒的选择 取同批茅莓药材分别以水、50%,
70%,95%乙醇提取,提取液分别减压回收乙醇并浓缩,按照
测定方法中样品的制备方法项下的方法制备样品,测定茅莓
总皂苷的含量,结果见表1。结果表明70%乙醇提取较好。
表1 提取溶媒比较
Tab 1 Comparison of the different solvents
提取溶媒 含量/% RSD/%
水 2.0 3.6
50%乙醇 2.38 2.2
70%乙醇 2.5 3.3
95%乙醇 2.4 2.7
2.2.2 茅莓提取方法选择 取同批茅莓药材分别用70%乙
醇回流提取,索氏提取及超声提取,提取液分别回收乙醇并
浓缩,按样品制备方法项下方法制备样品,测定茅莓提取物
中茅莓总皂苷的含量,结果为回流提取平均含量为2.8%
(RSD为2.8%),超声提取平均含量为2.2%(RSD为2.7%)
索氏提取提取平均含量为2.7%(RSD为3.2%)。结果表明
采用回流提取效果最好。
2.2.3 茅莓药材总皂苷提取条件的筛选 根据茅莓药材总
皂苷确定的提取方法,选择乙醇体积分数、提取时间、提取次
数、乙醇用量4个因素,每个因素3个水平,按L9(34)正交表
试验。以其中所得的总皂苷含量最高者作为样品制备的条
件进行实验。取同一产地相同批次药材粗粉(10目),分别精
密称取此粗粉1 g置50 mL烧瓶中,回流提取,根据因素-水
平表,进行逐一试验。结果见表2,3,图1。
表2 L9(34)因素-水平表
Tab 2 L9(34)Factor-level table
水平
因素
A(乙醇/%)B(提取时间/h)C(提取次数)D(溶剂用量/倍)
1 50 0.5 2 10
2 70 1 3 20
3 95 1.5 4 30
表3 茅莓提取条件的正交数据
Tab 3 The data of orthogonal test of extracting condition
for total saponins fromRubus parvifolius
实验序号 A B C D 吸光度 总皂苷含量/%
1 1 1 1 1 0.539 2 2.05
2 1 2 2 2 0.702 8 2.65
3 1 3 3 3 0.715 4 2.71
4 2 1 2 3 0.747 3 2.82
5 2 2 3 1 0.722 4 2.73
6 2 3 1 2 0.608 7 2.31
7 3 1 3 2 0.542 1 2.06
8 3 2 1 3 0.602 1 2.29
9 3 3 2 1 0.595 2 2.26
K1/3 0.652 0.610 0.583 0.619
K2/3 0.693 0.676 0.682 0.618
K3/3 0.583 0.640 0.660 0.688
R 0.113 0.066 0.099 0.070
实验结果直观分析,确定茅莓药材提取的最佳条件为
A2B2C2D3,即茅莓药材粗粉1 g用70%乙醇30 mL回流提
取3次,每次2 h。
3 茅莓总皂苷的精制工艺
3.1 茅莓提取物的上柱前处理
3.1.1 大孔树脂的前处理 取D101大孔吸附树脂装入索
氏提取器中,以95%乙醇提取以除去树脂中有机残留物,每
天12 h,至醇洗脱液加数倍水后不浑浊,且醇提取液在200~
·8311· 中国医院药学杂志2011年第31卷第13期Chin Hosp Pharm J,2011 Jul,Vol 31,No.13
图1 茅莓总皂苷提取正交试验效应曲线图
Fig 1 Orthogonal effect graph of extracting condition for total sapo-
nins fromRubus parvifolius
400 nm处吸光度小于0.1为止。由此可认为,有机残留物基
本洗净。树脂再用纯化水洗去乙醇,装柱即可。
3.1.2 上柱前药液的前处理 药液中有大量微粒存在,会
堵塞大孔吸附树脂表面的微孔,影响吸附,故上柱前药液需
要经过澄清处理,取茅莓70%醇提取液,回收乙醇,离心取上
清液,按样品制备下方法,制备供试液;沉淀加水混悬,同法
处理,均定容至相同浓度(含生药量相等),分别比较样品中
茅莓总皂苷的含量(2.5%),茅莓总皂苷大部分可溶于上清
液中(2.3%),沉淀中也有少量皂苷(0.2%),加强对沉淀的
洗涤可能会减少总皂苷的损失。
3.2 大孔吸附树脂吸附容量的考察 选用近年来使用较多
的D101树脂1 g(干树脂),加无水乙醇充分溶胀,用纯化水
洗净,置三角瓶中,加茅莓提取物,20℃恒温振摇24 h,比较
茅莓提取物加如前后的总皂苷含量的变化,即可得树脂的吸
附容量。吸附后的树脂用纯化水洗至 Molish反应呈阴性,
再加入95%乙醇50 mL,20℃恒温振摇24 h,取吸附前后药
液,按照分光光度法制备项下方法制备样品,测定醇洗脱液
中茅莓总皂苷的量,计算得树脂的洗脱率,本实验所得的洗
脱率为75.4%。
3.3 大孔吸附树脂洗脱溶剂的选择 分别取D101大孔吸
附树脂4份,每份1 g(干重),用无水乙醇充分溶胀,用纯化
水洗净,装柱(直径1 cm,柱高15 cm),用同上处理的茅莓提
取液上样(上样量相当于生药量10 g),用纯化水洗至 Molish
反应阴性,分别用20%,40%,60%乙醇洗脱,收集洗脱液,每
10 mL为一份,按顺序编号,从每份中吸取0.5 mL,减压抽
干,采用比色法测定总皂苷量,绘制洗脱曲线,见图2。
图2 不同体积分数乙醇的洗脱曲线
—◆—20%乙醇;—■—40%乙醇;—▲—60%乙醇
Fig 2 Elution curve of different concentration alcohol
—◆—20%alcohol;—■—40%alcohol;—▲—60%alcohol
图2显示,茅莓总皂苷主要集中在40%乙醇洗脱液中,
60%乙醇洗脱液中茅莓总皂苷已很少。故确定洗脱条件为:
先用纯化水洗去水溶性杂质,再用40%乙醇洗脱茅莓总皂
苷,收集40%乙醇洗脱部分。
3.4 茅莓总皂苷精制方法的验证试验 取5 g(干重)D101
大孔吸附树脂,加无水乙醇充分溶胀,用纯化水洗净,装柱
(柱的径高比为1∶12)。取茅莓提取液10 mL(相当于生药10
g)上柱,流出液皂苷反应阴性,再用水洗至 Molish反应阴性
后,以40%乙醇洗脱,收集洗脱液,至Liberman反应阴性。
减压浓缩、真空干燥,即得茅莓总皂苷。分别测定上柱前后
茅莓样品中的总皂苷含量,结果见表4。
表4 大孔吸附树脂纯化前后茅莓总皂苷的纯度比较
Tab 4 Purity coefficient variation of TSRP after macro-
porous resin purification
样品名
总固体含量
/mg
总皂苷量
/mg
提取物的纯度/%
(以总皂苷计)
上柱前 287 8.6 2.6
纯化后 6.2 4.0 64.4
4 讨论
本研究中所用的D101型大孔吸附树脂用于皂苷类、苷
类、黄酮类等成分的富集、纯化有较好的效果[7]。与传统中
药制剂工艺相比,应用大孔树脂吸附纯化后的提取物体积
小、不吸潮、容易制成各种外形美观的制剂,可以改变传统中
药制剂粗、大、黑的现象,有利于中药制剂的升级换代,促进
了中药现代化的发展。
茅莓的化学成分,除三萜皂苷外,还含有糖、鞣质、酚性
物质、色素及黄酮苷等,而其主要有效成分茅莓总皂苷含量
约2.5%。本实验样品在上大孔吸附树脂前,于树脂顶端,覆
以脱脂棉少许,加聚酰胺0.5 g,吸附除去少量鞣质、酚性物
质、色素及黄酮苷等杂质,大孔吸附树脂吸附皂苷,用水洗去
糖与无机盐等水溶性成分,最后选用40%乙醇使总皂苷解吸
附。实验证明采用大孔吸附树脂制备的茅莓总皂苷和正丁
醇萃取法萃取得到的茅莓总皂苷理化指标基本相同,经过药
效学验证,相同含量的茅莓总皂苷药效学无显著性差异。
茅莓总皂苷属于三萜皂苷,由亲脂性的苷元和亲水性的
寡糖链组成,这类皂苷提取方法有2种,一种是采用正丁醇
萃取法,另一种是大孔吸附树脂法。正丁醇萃取过程中需耗
用大量的溶剂;且正丁醇沸点较高,回收困难,不适合大规模
制备。大孔吸附树脂法克服了正丁醇萃取法的缺点,可以在
温和的条件大规模制备。经过含量测定,本研究用2种方法
所得到固体粉末中茅莓总皂苷的含量都大于50%,均符合中
药新药有效部位的相关要求。其中采用D101大孔吸附树脂
所得到固体粉末中茅莓总皂苷的含量能达到64.4%。
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[收稿日期]2010-10-19
·9311·中国医院药学杂志2011年第31卷第13期Chin Hosp Pharm J,2011 Jul,Vol 31,No.13