一种从川射干中制备鸢尾黄素的方法与流程

1.本发明涉及鸢尾黄素制备技术领域，具体涉及一种从川射干中制备鸢尾黄素的方法。


背景技术：

2.鸢尾黄素是一种天然存在的异黄酮类化合物，是中药材射干的有效成分之一。现有研究表明，鸢尾黄素在抑制蛋白络氨酸活性、抗炎、抗氧化等方面表现出了良好的生物活性，同时还有预防糖尿病、抗过敏的作用，在药品、食品添加剂和保健品等领域具有很大应用潜力。其结构如下式（ⅰ）所示：（ⅰ）现有专利cn108822067a公开了一种从葛花中制备鸢尾黄素的方法，其包括以下操作步骤：（1）将葛花粉的水提预处理，得到预处理葛花粉末；（2）将预处理葛花粉末超声醇提，再经滤膜过滤和冷冻干燥，即得鸢尾黄素粉末；所述鸢尾黄素粉末中鸢尾黄素的含量大于90%，得率为2.17～2.7%。
3.现有专利cn113429442a公开了一种川射干水提药渣中射干苷和鸢尾黄素的分离方法，其包括如下步骤：将川射干水提药渣提取物上羟丙基葡聚糖凝胶色谱柱，洗脱羟丙基葡聚糖凝胶色谱柱，收集洗脱液，分别得到射干苷粗品和鸢尾黄素粗品；其中，羟丙基葡聚糖凝胶色谱柱的径高比小于等于1:25；其能够从川射干水提药渣中同时分离出射干苷和鸢尾黄素。
4.然而，以上制备方法只能提取原药材中的鸢尾黄素，无法将提取的射干苷转化为鸢尾黄素，均存在转化率低，终产品杂质多的缺陷。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的不足之处，本发明提供一种从川射干中制备鸢尾黄素的方法，其制备的鸢尾黄素具有转化率高、纯度高和杂质少的优点。
6.本发明公开了一种从川射干中制备鸢尾黄素的方法，包括：将川射干进行水提、大孔树脂吸附、洗脱和浓缩干燥，得到川射干提取物；将川射干提取物分散于缓冲溶液中，并在β-糖苷酶的作用下进行酶解反应，得到酶解反应液；将酶解反应液进行过滤，得到第一滤饼；将第一滤饼用乙醇水溶液进行回流溶解、过滤，得到第二滤饼；
将第二滤饼用丙酮溶解，再加入水，回流至溶解，重结晶，收集即得鸢尾黄素产物。
7.作为本发明的进一步改进，所述将川射干进行水提、大孔树脂吸附、洗脱和浓缩干燥，得到川射干提取物；包括：将川射干进行粉碎，将粉碎后的川射干加入水中进行一次或多次回流提取，得到川射干提取液；对川射干提取液进行固液分离，将分离后的滤液使用大孔树脂柱进行吸附；吸附完成后，先用纯化水洗脱大孔树脂柱，弃去洗脱液；再用低浓度乙醇水溶液洗脱大孔树脂柱，弃去洗脱液；最后用高浓度乙醇水溶液洗脱大孔树脂柱，收集洗脱液；将洗脱液减压浓缩至膏状，干燥得到川射干提取物。
8.作为本发明的进一步改进，所述回流提取所使用的水的体积/l为川射干中药材重量/kg的10-20倍，共提取1-5次，每次回流1-5小时；所述大孔树脂柱采用hpd-100大孔吸附树脂，大孔吸附树脂用量为川射干提取液的1-5倍。
9.作为本发明的进一步改进，纯化水的洗脱速度为1-2倍柱体积/小时，洗脱至洗脱液电导率低于20 μs/cm；低浓度乙醇水溶液的体积浓度为10%-30%，低浓度乙醇水溶液的用量为4-8倍柱体积，流速为0.5-2倍柱体积/小时；高浓度乙醇水溶液的体积浓度为50%-70%，高浓度乙醇水溶液的用量为4-8倍柱体积，流速为0.5-2倍柱体积/小时；减压浓缩的温度不高于60℃。
10.作为本发明的进一步改进，所述川射干提取物中射干苷和鸢尾黄素的质量含量总和不低于5%。
11.作为本发明的进一步改进，所述将川射干提取物分散于缓冲溶液中，并在β-糖苷酶的作用下进行酶解反应，得到酶解反应液；包括：将川射干提取物分散于ph值为4-7的缓冲溶液中，将温度升高至40-65℃；加入β-糖苷酶，在β-糖苷酶的作用下进行酶解反应，得到酶解反应液。
12.作为本发明的进一步改进，所述缓冲溶液为柠檬酸-柠檬酸钠或乙酸-乙酸钠，ph值为4-6；所述川射干提取物与缓冲溶液的质量比为1:(5-20)，酶解反应时间为6-24h，酶解反应温度为45-60℃，所述β-糖苷酶与川射干提取物质量比为1:(5-20)。
13.作为本发明的进一步改进，所述乙醇水溶液的乙醇和水的体积比为40:(10-40)，川射干提取物质量/kg和乙醇水溶液体积/l比为1:(5-10)，回流时间1-4小时。
14.作为本发明的进一步改进，所述将第二滤饼用丙酮溶解，再加入水，回流至溶解，重结晶，收集即得鸢尾黄素产物；包括：将第二滤饼进行干燥、粉碎，而后分散于丙酮溶液中；将溶解有第二滤饼的丙酮溶液进行过滤；向滤液中加入纯化水升温至回流，使溶液体系澄清；而后，降温、过滤，收集滤饼并干燥，得到鸢尾黄素产物。
15.作为本发明的进一步改进，粉碎滤饼质量/kg和丙酮溶液体积/l比为1:2-10倍；丙酮溶液中加入的水的体积/l为粉碎滤饼质量/kg的2-10倍。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果为：1.本发明以中药材川射干为原材料，将川射干中的射干苷充分转化为鸢尾黄素，工艺简单、转化率高；2.本发明在酶解反应中采用β-糖苷酶，反应时间少于20h，反应温度温和，酶解转化率达到98%以上，很大程度上简化了后续纯化工艺；3.本发明的制备方法中除乙醇、丙酮外，没有使用其他任何有机试剂，是一种环境友好型的工艺方法；本发明操作方法简单、对设备要求较低，无需投入昂贵的生产设施、生产成本低，适于工业化批量生产；4.本发明除了用丙酮溶解滤饼之外，还通过水来稀释丙酮溶液，由于鸢尾黄素本身溶于丙酮，不溶于水，同时利用丙酮和水之间互溶的性质，能够有效去除鸢尾黄素丙酮溶液中的水溶性杂质，提高了鸢尾黄素的纯度，鸢尾黄素的纯度可达90%以上；满足较高纯度鸢尾黄素的技术要求，可以作为食品添加剂，用于预防肿瘤、糖尿病等保健品的生产。
附图说明
17.图1为本发明一种实施例公开的从川射干中制备鸢尾黄素的方法的流程图；图2为本发明一种实施例公开的川射干提取物的制备方法流程图；图3为射干苷对照品的高效液相色谱（hplc）图；图4为实施例1中经过s11.2纯化后的川射干提取物中射干苷高效液相色谱（hplc）图；图5为鸢尾黄素对照品的高效液相色谱（hplc）图；图6为实施例1中制备得到的鸢尾黄素的高效液相色谱（hplc）图。
具体实施方式
18.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.下面结合附图对本发明做进一步的详细描述：如图1所示，本发明提供一种从川射干中制备鸢尾黄素的方法，包括：步骤1、将川射干进行水提、大孔树脂吸附、洗脱和浓缩干燥，得到川射干提取物；如图2所示，具体包括：步骤11、将川射干进行粉碎，将粉碎后的川射干加入水中进行一次或多次回流提取，得到川射干提取液；其中，优选回流提取所使用的水的体积/l为川射干中药材重量/kg的10-20倍，共提取1-5次，每次回流1-5小时；步骤12、对川射干提取液进行固液分离，将分离后的滤液使用大孔树脂柱进行吸附；其中，优选大孔树脂柱采用hpd-100大孔吸附树脂，大孔吸附树脂用量为川射干提取液
的1-5倍；步骤13、吸附完成后，先用纯化水洗脱大孔树脂柱，弃去洗脱液；再用低浓度乙醇水溶液洗脱大孔树脂柱，弃去洗脱液；最后用高浓度乙醇水溶液洗脱大孔树脂柱，收集洗脱液；其中，优选纯化水的洗脱速度为1-2倍柱体积/小时，洗脱至洗脱液电导率低于20 μs/cm；低浓度乙醇水溶液的体积浓度为10%-30%，低浓度乙醇水溶液的用量为4-8倍柱体积，流速为0.5-2倍柱体积/小时；高浓度乙醇水溶液的体积浓度为50%-70%，高浓度乙醇水溶液的用量为4-8倍柱体积，流速为0.5-2倍柱体积/小时；步骤14、将洗脱液减压浓缩至膏状，干燥得到川射干提取物；其中，优选减压浓缩的温度不高于60℃，川射干提取物中射干苷和鸢尾黄素的质量含量总和不低于5%；步骤2、将川射干提取物分散于缓冲溶液中，并在β-糖苷酶的作用下进行酶解反应，得到酶解反应液；具体包括：步骤21、将川射干提取物分散于ph值为4-7的缓冲溶液中，将温度升高至40-65℃；其中，缓冲溶液为柠檬酸-柠檬酸钠或乙酸-乙酸钠，ph值为4-6；步骤22、加入β-糖苷酶，在β-糖苷酶的作用下进行酶解反应，得到酶解反应液；其中，川射干提取物与缓冲溶液的质量比为1:(5-20)，酶解反应时间为6-24h，酶解反应温度为45-60℃，β-糖苷酶与川射干提取物质量比为1:(5-20)；步骤3、将酶解反应液进行过滤，得到第一滤饼；步骤4、将第一滤饼用乙醇水溶液进行回流溶解、过滤，得到第二滤饼；其中，乙醇水溶液的乙醇和水的体积比为40:(10-40)，川射干提取物质量/kg和乙醇水溶液体积/l比为1:(5-10)，回流时间1-4小时；步骤5、将第二滤饼用丙酮溶解，再加入水，回流至溶解，重结晶，收集即得鸢尾黄素产物；具体包括：步骤51、将第二滤饼进行干燥、粉碎，而后分散于丙酮溶液中；其中，粉碎滤饼质量/kg和丙酮溶液体积/l比为1:2-10倍；步骤52、将溶解有第二滤饼的丙酮溶液进行过滤；步骤53、向滤液中加入纯化水升温至回流，使溶液体系澄清；而后，降温、过滤或静置，收集滤饼并干燥，得到鸢尾黄素产物；其中，丙酮溶液中加入的水的体积/l为粉碎滤饼质量/kg的2-10倍。
20.补充说明：除非另外说明，本发明中的术语“酶解反应”指的是在酶的作用下的水解反应。
21.除非另外说明，本发明中的术语“川射干提取物”指的是川射干在水中提取得到的提取物，提取物中含有射干苷以及其他成分。
22.除非另外说明，本发明中的术语“柱体积”指的是大孔树脂柱内填充物的体积。
23.实施例1一种从川射干中制备鸢尾黄素的方法，包括：s11.川射干提取物的制备s11.1提取
本实施例分次提取川射干药材共计500kg，粉碎，按药材投料量的10倍量加入水回流提取3次，每次2小时，收集提取液混合均匀。
24.s11.2纯化将s1.1得到的提取液经大孔树脂吸附，再用8倍柱体积的蒸馏水洗脱大孔树脂柱，洗脱速度为1倍柱体积/小时，洗脱结束，弃去洗脱液；用4倍柱体积25%乙醇水溶液洗脱大孔树脂柱，洗脱速度为1倍柱体积/小时，洗脱结束，弃去洗脱液；用4倍柱体积65%乙醇水溶液洗脱大孔树脂柱，洗脱速度为1倍柱体积/小时，洗脱结束，收集混合洗脱液，减压浓缩至膏状，喷雾干燥，粉碎，过筛，得到川射干提取物10.5kg。将纯化后得到的川射干提取物通过高效液相色谱仪检测射干苷含量，见附图4。
25.其中，高效液相色谱（hplc）条件色谱柱：以十八烷基硅烷键合硅胶为填充剂；流动相，以甲醇：0. 05mol/l磷酸二氢钾溶液（用磷酸调节ph值至3.0)为32 : 68，检测波长为266nm，流速1.0ml/min，柱温35℃；理论板数按射干苷峰计算，应不于2500。其中，溶剂梯度洗脱表如表1所示。
26.表1结果显示：在20.835分钟的出峰为射干苷。
27.s12.酶解反应制备鸢尾黄素配置20l、ph=4.8乙酸-乙酸钠缓冲溶液，加热，待温度恒定在52-56℃时，加入200gβ-糖苷酶，搅拌使其溶解，称取s11中经过大孔吸附树脂纯化的川射干提取物2kg，缓慢加入到缓冲溶液中。恒温反应24h，停止搅拌，冷却降温至室温。将反应液进行离心，收集滤饼。
28.s13.鸢尾黄素的纯化将s13得到酶解反应滤饼加入到6l、60%乙醇水溶液中，回流2h，冷却至室温，将反应液进行离心，收集滤饼并干燥，粉碎后重量为787g。然后加入到4.7l丙酮溶液中，加热至45℃搅拌1h，过滤，弃去滤渣，向滤液中加入3.1l纯化水升温至回流，使溶液体系澄清。缓慢降温至16℃以内，过滤，收集滤饼并干燥，得到鸢尾黄素产物186g，将纯化后得到的鸢尾黄素通过高效液相色谱仪检测，见附图6。
29.实施例2一种从川射干中制备鸢尾黄素的方法，包括：s21.川射干提取物的制备该制备方法同s11；s22.酶解反应制备鸢尾黄素
配置10l、ph=5.0乙酸-乙酸钠缓冲溶液，加热，待温度恒定在52-56℃时，加入400gβ-糖苷酶，搅拌使其溶解，称取s21经过大孔吸附树脂纯化的川射干提取物2kg，缓慢加入到缓冲溶液中。恒温反应20h，停止搅拌，冷却降温至室温。将反应液进行离心，收集滤饼。
30.s23.鸢尾黄素的纯化将s22得到酶解反应滤饼加入到5l、70%乙醇水溶液中，回流2h，冷却至室温，将反应液进行离心，收集滤饼并干燥，粉碎后重量为705g。然后加入到3.5l丙酮溶液中，加热至45℃搅拌1h，过滤，弃去滤渣，向滤液中加入2.8l纯化水升温至回流，使溶液体系澄清。缓慢降温至10℃以内，过滤，收集滤饼并干燥，得到鸢尾黄素产物163g。
31.实施例3一种从川射干中制备鸢尾黄素的方法，包括：s31.川射干提取物的制备该制备方法同s11；s32.酶解反应制备鸢尾黄素配置20l、ph=4.4柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液，加热，待温度恒定在52-56℃时，加入300gβ-糖苷酶，搅拌使其溶解，称取s31经过大孔吸附树脂纯化的川射干提取物2kg，缓慢加入到缓冲溶液中。恒温反应16h，停止搅拌，冷却降温至室温。将反应液进行离心，收集滤饼。
32.s33.鸢尾黄素的纯化将s32得到酶解反应滤饼加入到8l、55%乙醇水溶液中，回流2h，冷却至室温，将反应液进行离心，收集滤饼并干燥，粉碎后重量为801g。然后加入到6.4l丙酮溶液中，加热至45℃搅拌1h，过滤，弃去滤渣，向滤液中加入4l纯化水升温至回流，使溶液体系澄清。缓慢降温至10℃以内，过滤，收集滤饼并干燥，得到鸢尾黄素产物196g。
33.实施例4一种从川射干中制备鸢尾黄素的方法，包括：s41.川射干提取物的制备该制备方法同s11；s42.酶解反应制备鸢尾黄素配置10l、ph=4.9柠檬酸-柠檬酸钠缓冲溶液，加热，待温度恒定在52-56℃时，加入500gβ-糖苷酶，搅拌使其溶解，称取s41经过大孔吸附树脂纯化的川射干提取物2kg，缓慢加入到缓冲溶液中。恒温反应12h，停止搅拌，冷却降温至室温。将反应液进行离心，收集滤饼。
34.s43.鸢尾黄素的纯化将s42得到酶解反应滤饼加入到6l、60%乙醇水溶液中，回流2h，冷却至室温，将反应液进行离心，收集滤饼并干燥，粉碎后重量为798g。然后加入到6.3l丙酮溶液中，加热至45℃搅拌1h，过滤，弃去滤渣，向滤液中加入3.1l纯化水升温至回流，使溶液体系澄清。缓慢降温至10℃以内，过滤，收集滤饼并干燥，得到鸢尾黄素产物182g。
35.本发明的优点为：1.本发明以中药材川射干为原材料，将川射干中的射干苷充分转化为鸢尾黄素，工艺简单、转化率高；2.本发明在酶解反应中采用β-糖苷酶，反应时间少于20h，反应温度温和，酶解转化率达到98%以上，很大程度上简化了后续纯化工艺；
3.本发明的制备方法中除乙醇、丙酮外，没有使用其他任何有机试剂，是一种环境友好型的工艺方法；本发明操作方法简单、对设备要求较低，无需投入昂贵的生产设施、生产成本低，适于工业化批量生产；4.本发明除了用丙酮溶解滤饼之外，还通过水来稀释丙酮溶液，由于鸢尾黄素本身溶于丙酮，不溶于水，同时利用丙酮和水之间互溶的性质，能够有效去除鸢尾黄素丙酮溶液中的水溶性杂质，提高了鸢尾黄素的纯度，鸢尾黄素的纯度可达90%以上；满足较高纯度鸢尾黄素的技术要求，可以作为食品添加剂，用于预防肿瘤、糖尿病等保健品的生产。
36.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。