杜仲资源多级高效利用新工艺

1、杜仲资源多级高效利用新工艺在我国, 杜仲具有丰富的资源优势 , 但其资源利用率比较低 ,大部分原料处于自生自灭状态 , 造成了其药用、食用价值和资源的极大浪费。论文以我国特色植 物资源杜仲为物质基础 , 围绕国家林业经济和社会发展重大需求 , 以获得目的组 分杜仲胶、种子油、绿原酸和京尼平等成分的高值化产品为研究目标 , 提出 了植物资源的多级化高效利用理念 , 其涵盖内容如下 :以植株中可续再生资源为主要利用部位 ; 实现对植物中活性成分的多极性连续提取 ; 注重提取分离技术的 创新; 完善针对目的成分的生态分离及转化工艺。在论文中对杜仲不同部位有效成分的绿色分离工艺进行了创新设计 , 为合

2、理 高效地利用杜仲资源提供了科学依据。 确定了 HPLC同时分离检测杜仲中四种目标成分桃叶珊瑚苷、绿原酸、京尼平和京尼平苷的条件 :Waters 高效液相色谱仪;HiQ sil-C18反相色谱柱(4.6 mm X 250 mm x 5卩m);柱温:30 C ;检测波长:205 nm,240 nm;流动相:0.04%磷酸水溶液(A)-甲醇(B);梯度洗脱:0-10 min,5%(B);10-20 min,5-20%(B);20-35 min,20-25%(B);35-40 min,25-5%(B);进样量:10卩L;流速:1 mL/min。该检测方法精密度高、重现性好 , 适用于杜仲目标成分的分

3、析检测 , 通过HPLC检测,杜仲皮、叶和翅果中的含量较高的成分分别为京尼平苷、绿原酸、桃叶珊瑚苷。 1.创新发展了离子液体 -酶辅助提取技术 ,将其应用于杜仲叶中的绿原酸提取过程。以 0.5mol/LC6mimBr- 纤维素酶为提取介质 , 优化的最佳工艺条件为 : 孵化 提取时间2 h,提取温度50 C、pH值为3、酶浓度2 mg/mL。通过比较四种溶剂体系下绿原酸提取动力学 ,C6mimBr 溶液作为绿原酸的提取溶剂具有明显的优势, 而且纤维素酶的添加有效地提高了提取溶剂穿透细胞的能力 , 有效的改善了 离子液体溶液作提取溶剂对植物固体基质渗透性差的问题。方法学考察结果说明 ,离子液体

4、-酶辅助提取绿原酸有良好的重现性和稳定性。同时,应用大孔树脂技术 , 解决了离子液体作为提取溶剂难与目标物质分离的 问题,筛选出的树脂HPD75(能够将离子液体和其他被吸附的目标分析物质实现 有效分离 , 为减少目标提取物中离子液体的残留寻找到了有效的手段 , 同时也为 离子液体应用于提取其它植物药的安全性提供了方法参考。进一步,对大孔树脂的再生和离子液体的回收进行了实验研究 ,为降低该提取方法的成本提供了理论依据。 2. 对杜仲翅果的三种代表性成分种子油、 杜仲胶 和桃叶珊瑚苷实现了连续多级提取 , 开发了杜仲翅果的高效利用工艺路线。首先利用超临界CO2流体萃取技术得到杜仲种子油,而后采用石

5、油醚热浸提 分离杜仲胶 , 最后应用离子液体超声辅助方法分离桃叶珊瑚苷中等极性成分 , 达 到对杜仲翅果资源利用最大化的目标。通过单因素和响应面优化实验 ,得到超临界C02萃取杜仲种子油的最佳工艺为：萃取压力41 MPa萃取温度43C,CO2流量 11.5kg/h, 在最优条件下 , 杜仲种子油的提取得率为 41%。与传统有机溶剂热浸出方法比较，超临界C02萃取法得到的杜仲种子油在品 质和化学组成上具有优越性。采用离子液体 - 超声辅助法从杜仲翅果中提取桃叶 珊瑚苷, 单因素法优化后的超声辅助提取条件为 ： 预浸时间为 2 h, 料液比为1:20(w/v),超声功率为225W超声时间为20 m

6、in,C2mimBr的浓度为1.0 mol/L,提取次数为 2次,桃叶珊瑚苷得率为 16.74 mg/g 。3. 应用离子液体 -酶原位萃取水解方法从杜仲皮中制备京尼平 ,利用纤维素复合酶中含P -葡萄糖苷酶的特点，其在提取过程中可水解从细胞中溶出的京尼平苷,将其转化为京尼平,避免了繁琐的京尼平苷和P -葡萄糖苷酶的制备过程,提取与水解在同一体系兼顾完成 , 为京尼平的制备提供了简便、可行、高效的方 法。优化离子液体 -酶原位萃取水解的工艺为 :选取 0.5 mol/LC6mimCl 为反应 介质、提取水解时间2 h、料液比1:20(g/mL)、pH=5酶浓度2 mg/mL,在此最佳工艺条件下

7、 , 京尼平的增加量为 0.55 mg/g 。同时建立了京尼平苷在P -葡萄糖苷酶催化下于不同反应介质中的水解反应的动力学模型，在所选用的三种反应介质中，P -葡萄糖苷酶催化水解京尼平苷的反应速率依次是 :H2O>0.5 mol/LC6mimCl>50% 乙醇。相比较 50%乙醇而言,0.5 MC6mimCI溶液中p -葡萄糖苷酶表现出较好的催化活力，说明一定浓度的离子液体水溶液对酶的抑制作用未达到有机溶剂的抑制程度 , 离子液体 -酶的方法在原位萃取水解制备京尼平中具有可行性和优越性。4. 对杜仲中多糖成分的提取、 纯化、体外抗氧化活性及免疫活性进行了较系 统的研究。通过单因素试

8、验 ,确定了微波辅助法提取杜仲多糖的最佳工艺为 :料液比为1:25 g/mL,微波功率为540 W,辐照时间为20 min,在此条件下,杜仲多糖得率可达 27.07 mg/g 。抗氧化实验结果表明，一定浓度杜仲多糖具有清除DPPHi由基的能力。在免 疫活性方面，杜仲皮多糖单药组在0.051.6mg/mL浓度范围时，与空白对照组相 比,杜仲多糖在各个浓度作用下对小鼠脾淋巴细胞的增殖率均有显著增强作用(P&It;0.01,P&It;0.05), 且具有明显的免疫促进作用 , 其本身具有有丝分裂原的 作用；同时也可促进经Con A或LPS活化的T或B淋巴细胞增殖(P&It;0.05 或0.01),结果表明杜仲多糖可以增强T淋巴细胞及B淋巴细胞的增殖活性，且其对B淋巴细胞的增殖作用强于 T淋巴细胞。5. 杜仲活性物质提取后的剩余固形物为原料 , 磷酸作为活化剂 ,采用微波加热法制备粉状活性炭 , 以期对杜仲植物资源实现多级化利用 ,同时减少对生态环境造成的污染。以通过正交实验优化 , 确定以微波辐照磷酸法制备活性炭的最佳 工艺条件：微波功率为540 W,磷酸质量分数为60%微波辐照