逆流萃取法从金银花粗粉中提取绿原酸的研究

1、逆流萃取法从金银花粗粉中提取绿原酸的研究【关键词】金银花；,绿原酸；,多级逆流萃取摘要：目的对乙酸乙酯多级逆流萃取法从金银花粗粉中提取高纯绿原酸的工艺过程进展理论分析和实验验证。方法通过对相比n，萃取级数N，萃取液pH等对萃取效果影响的讨论,确定逆流萃取操作的最正确工艺参数。结果萃取液酸度在2.0左右，相比为1.51，采用三级逆流萃取操作可得到纯度为83.46%(UV测定)的绿原酸产品,总绿原酸收率可达70.31%。结论采用醋酸乙酯多级逆流萃取可以由金银花粗粉制备高纯绿原酸。关键词：金银花；绿原酸；多级逆流萃取StudyntheultistageunterurrentExtratinfhlrg

2、eniAidfrFlsLnieraeextratpderAbstrat：bjetiveTheultistageunterurrentextratinfhlrgeniaid(GA)frFlsLnieraeextratpderithethylaetateastheextratantastheretiallyanalyzedandexperientallyprved.ethdsThepurityftheprdutandreveryratefGAasdisussedbyhangingthenuberfstages,theratifphasesandtheaidityfslutintasertainth

3、eptialperatinparaetersfthepress.ResultsTheresultsshedthattheptialnditinas:phaserati=1.5:1,pH=2.0,thenuberfstages=3.Atthisnditin,thepurityfprdutbtainedasashighas83.46%(UV)ithareveryratef70.31%.nlusinTheethadisavailabletbtainhighpurityhlrgeniaidfrFlsLnieraeextratpder.Keyrds：FlsLnierae;hlrgeniaid;ultis

4、tageunter-urrent绿原酸hlrgeniaid，GA是金银花中重要的生理活性物质，具有清热解毒、抗菌、抗病毒、升白细胞、保肝利胆、抗肿瘤、降血压血脂、去除自由基等作用1，此外还可作为天然食品抗氧化剂。目前以金银花为原料加工制成的市售产品除复方制剂外，多为浸膏或粗粉，这些产品均属于粗提物，其中绿原酸含量较低20%30%，因此产品的应用范围窄，附加值不高24。另一方面，市场上需要高纯度的绿原酸制品，但目前制备工艺还不是非常成熟，有待进一步开发和进步。胡润淮等5采用柱层析别离得到纯度75.9%的绿原酸产品，但该方法存在柱清洗费事和柱污染的缺点，工业化消费较为困难；马希汉等6采用铅沉法得到

5、纯度大于90%的绿原酸产品，此法存在着重金属铅的污染问题。溶剂萃取法对绿原酸具有很好的提纯效果7，且该法容易实现工业化，是最值得期待的方法之一。本文以金银花粗提粉为原料，乙酸乙酯为萃取剂，研究金银花粗提物的逆流萃取工艺，通过实验讨论萃取相比n、萃取级数N、萃取的pH对萃取效果的影响,确定多级逆流萃取操作的最正确工艺参数，为实现绿原酸消费的连续化和规模化提供根据。1材料与仪器金银花粗提粉绿原酸含量15%左右，UV测定，购于安徽宣城百草植物工贸；绿原酸对照品绿原酸含量95%，HPL购于美国siga公司；乙酸乙酯(分析纯)。2方法美国Agilent公司8453型紫外可见分光光度计。2.1绿原酸含量的

6、测定绿原酸质量分数的测定采用紫外分光光度法8。精细称取绿原酸对照品20g，置200l棕色容量瓶中，加50%甲醇定容，10以下保存，汲取绿原酸对照品溶液0.5，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0，6.0l于10l棕色容量瓶中，加50%甲醇至刻度线，摇匀。以50%甲醇为空白,紫外327n下测定吸光度。以绿原酸标品的浓度为横坐标,其相应吸光度为纵坐标，绘制绿原酸标准曲线见图1。得到回归方程：Y=0.03696+0.05366X，r=0.9995。可见，在560g/l的范围内，绿原酸浓度与其吸光度呈良好的线性关系。图1GA紫外标准曲线略2.2流程模拟逆流萃取操作流程如图2所示。因为乙酸乙酯与水局部

7、互溶,所以事先配好乙酸乙酯和水的两相平衡溶液，其中水相作为溶剂溶解原料，乙酸乙酯相作为萃取剂。萃取操作条件为:相比n=1121，萃取时间5in左右，萃取酸度1.03.0，萃取温度为室温。图2中每一个圆圈代表1次萃取操作。实验详细操作如下：2.2.1取6个分液漏斗，分别编号1，2，3，4，5，6。向1号分液漏斗中，参加萃取液原料液和萃取剂醋酸乙酯，摇匀，萃取5in后分相。萃取相为一级逆流萃取产品P1，萃余相移到2号分液漏斗中。图2多级逆流模拟操作流程略2.2.2向2号分液漏斗中参加新的萃取剂，萃取5in后分相。萃取相移到4号分液漏斗中，萃余相移到3号分液漏斗中。2.2.3在3号和4号分液漏斗中分

8、别参加新的萃取剂和萃取液进展萃龋3号分液漏斗分相后的萃取相移到5号分液漏斗中，萃余相为三级逆流萃取的萃余相E3。4号分液漏斗分相后的萃取相为二逆流萃取产品P2，萃余相移到5号分液漏斗中。2.2.45号分液漏斗萃取分相后的萃取相移到6号分液漏斗中，萃余相为二级逆流萃取的萃余相E2。在6号分液漏斗中参加新的萃取剂进展萃取，分相后萃取相为三级逆流萃取产品P3，萃余相为一级逆流萃取的萃余相E1。2.3分配系数的测定由于萃取的总绿原酸是绿原酸和异绿原酸的混合物，两者在乙酸乙酯相中的溶解度存在差异，再加上实际的萃取体系中不仅含有绿原酸和异绿原酸，同时还存在其他杂质的干扰，因此分配系数需要实验来测定。因为不

9、同的萃取条件都会影响分配系数，所以我们选择最正确萃取条件进展测定。分配系数可以用下式来表示：=组分要萃取相中的浓度组分在萃余相中的浓度因此只要测定萃取相和萃余相中总绿原酸的浓度就可以得到分配系数.20时，绿原酸在水中的溶解度为0.59g/100l，在乙酸乙酯中的溶解度为0.06g/100l8。每次量取30l原料液按图2所示的操作流程进展实验。萃取操作条件：pH2.0左右，相比1.51，萃取时间为5in左右。测定每一级的分配系数，3次平行实验结果见表1。表1不同萃取级数对应的分配系数略以表1中数据，作出分配系数与级数N的关系见图3。图3分配系数与级数N的关系略得出回归方程：y=1+b,其中a0.

10、82889，b1.86921，r0.998。转贴于论文联盟.ll.2.4逆流萃取过程的理论分析与计算多级逆流萃取与微分萃娶错流萃取比拟,具有溶剂耗用量少,设备投资低,易于工业消费等优点9。其流程见图4。图4醋酸乙酯多级逆流萃取A流程略图4中f为萃取液中GA的浓度,y0为新颖醋酸乙酯中GA的浓度,L为萃取液体积,V为萃取溶剂(醋酸乙酯)体积,y、分别为萃取相和萃余相中GA的浓度。萃取液从左边第一级与萃取剂充分接触传质向右流动,至第N级流出为萃余相。乙酸乙酯从右边第N级流入,与萃取液逆向流动,到第一级流出成为萃取相。假设假设每一级均到达萃取平衡,逐级进展物料恒算到第N级(最后一级),那么有9:y1

11、=y0+1nf-f+ny0(1+1+12+12N-1)1+1+12+12N=fA+ny0Bn(1+A)(1)式中n=VL-相比;i=in-萃取因子;i=yii-分配系数;N-逆流萃取级数;A=1+1+12+12N;B=12N多级逆流收率为:=Vy1Lf=fA+ny0Bf(1+A)(2)假设所用新颖醋酸乙酯相中不含GA,取y0=0，那么1、(2)式变为：y1=fAn(1+A)3=A1+A=1-11+A(4)根据2.3中分配系数与萃取级数N的关系式，取相比n1.5，按照(3)式计算最终萃取相的浓度y1以及(4)式计算收率。结果见表2。表2理论计算y1和萃取级数略级数为4时，其A2.455；级数为5

12、时，其A2.463。级数从4级增加到5级，其A值却增加0.008。由于萃取因子随着级数的增大而减小，因此以后每增加一级的A值变化会更校可见当级数大于5之后，A值的变化几乎可以忽略。假设取A2.5，其收率为71.43。因此可以推断当级数大于5之后，在一定范围变化时，其收率不会超过71.43。3结果3.1结果按照图3所示的模拟逆流萃取流程，选择萃取相比n、萃取级数N和萃取pH值作为实验因素。实验指标选择GA的收率和萃取产品总绿原酸的纯度。选用L9(34)正交实验表，实验因素程度和实验结果见表3。3.2结果分析3.2.1相比n对萃取效果的影响相比n对萃取结果的影响见图5。可看出，随着相比n由11上升

13、到21,总绿原酸的收率呈现上升的趋势，从58.3%增加到70.7%。这与一般的萃取规律是一致的。而总绿原酸的纯度在相比为1.51时最大，相比大于1.51时,总绿原酸的纯度反而下降。这可能是由于相比拟高时会有更多的杂质被萃取到有机相中，导致最终产品总绿原酸纯度降低。另外,实验中发现相比为11时,容易会出现乳化现象，分层困难。综合考虑总绿原酸收率和纯度，选择1.51为最宜萃取相比。表3GA逆流萃取正交实验结果略图5相比n对萃取效果的影响略3.2.2萃取级数N对萃取效果的影响逆流萃取级数N对萃取效果的影响见图6。逆流萃取三级以后,总绿原酸的收率从56.99%增加到73.2%，增幅较大，说明萃取级数对

14、总绿原酸收率的影响显著。但随着级数N的增加,总绿原酸的纯度呈下降趋势。从单级萃取到三级萃取,总绿原酸纯度从78.3%下降到75.3%,变化幅度不超过3%,说明萃取级数对总绿原酸纯度的影响不明显。这可能是由于随着萃取级数增加，使得萃取液中的杂质被萃入有机相的几率上升,造成产品中总绿原酸的纯度有所下降。另外,萃取级数增加也造成萃取操作时间的延长,由于绿原酸易被空气氧化，因此也会引起产品纯度的下降。兼顾到产品中绿原酸类的收率和纯度,宜采用三级逆流萃龋图6萃取级数N对萃取效果的影响略3.2.3pH对萃取效果的影响pH对萃取效果的影响见图7。可以看出，pH值在1.03.0范围内总绿原酸的收率变化不很明显

15、。pH为2.0时，产品总绿原酸的纯度最高，到达84.4%。绿原酸是弱酸，在酸性条件下不电离，有利于在有机相中的溶解而进步萃取效果。据文献10报道，溶液的最正确pH值可根据组分的pKa值来确定，酸性组分提取的pH值一般应比其pKa值低12个pH单位。绿原酸的物理常数:pK1(羧酸)=3.59;pK2(第一酚)=8.59，因此酸性条件下有利于绿原酸的萃龋兼顾产品总绿原酸的纯度和收率,确定pH=2.0为最正确的萃取酸度。图7pH对萃取效果的影响略3.2.4最适萃取条件实验与验证确定相比为1.5:1，萃取级数为三级，pH为2.0为逆流萃取最正确操作参数。按照图2所示的操作流程，根据最正确操作条件，进展

16、验证实验，得到产品的总绿原酸纯度为83.46%,总绿原酸收率为70.31%。同时测定的y1和收率。结果见表4。表4理论计算y1和萃取级数略比拟表2和表4数据,可以看出理论计算的结果和实验测定结果可以较好地吻合。4结论4.1以金银花粗提粉为原料，采用乙酸乙酯为萃取剂的逆流萃取法纯化绿原酸的过程中，相比n和萃取级数N对总GA收率的影响显著，而pH值对总GA纯度的影响显著。4.2在保证较高总GA收率和纯度的条件下,确定逆流萃取过程的最正确操作参数为：相比1.5:1,萃取级数三级,pH为2.0。在此条件下，可得到总绿原酸纯度大于80%的产品，收率不低于70%。本文的结果为下一步进展连续逆流萃取实验以及规模化消费高纯度绿原酸奠定了一定基矗参考文献：1罗铭清.中草药有效成分理化与药理特性.长沙：湖南科学技术出版社，1982：225.2刘军海，裘爱泳.绿原酸及其提取纯化和应用前景J.粮食与油脂，2022，9：44.3许东颖，盛家荣，覃永周.金银花中绿原酸提取方法的比拟和优化研究J.广西师范学院学报自然科学版，2022，202：20.4刘军海，裘爱泳.绿原酸的提取别离及含量测定J.中国油脂，2022，303：54.5胡润淮，袁珂，孙德梅.忍冬叶中绿原酸和总黄