从黄芪废渣中制备黄芪多糖和保水凝胶的方法
【技术领域】
[0001]属于天然产物分离技术领域，涉及一种黄芪中提取黄芪多糖和保水凝胶的方法。
【背景技术】
[0002]黄芪，又名黄耆，为植物和中药材的统称。植物黄芪产于内蒙古、山西、甘肃、黑龙江等地，为国家三级保护植物。中药材黄芪为豆科草本植物蒙古黄芪、膜荚黄芪的根，具有补气固表、利水退肿、托毒排脓、生肌等功效。黄芪的药用迄今已有2000多年的历史，其有增强机体免疫功能、保肝、利尿、抗衰老、抗应激、降压和较广泛的抗菌作用。但表实邪盛，气滞湿阻，食积停滞，痈疽初起或溃后热毒尚盛等实证，以及阴虚阳亢者，均须禁服。
[0003]黄芪甲苷作为黄芪中最主要活性成分之一，是皂苷类成分的一种极性较大，属于天然黄酮类化合物，其纯品为白色针状晶体或淡黄色粉末，味苦，性温，分子式C41H68014，分子量:784.9702，溶点为284-286°C，几乎不溶于冷水，可以溶于二甲基亚楓，稍溶于甲醇，几乎不溶于乙酸乙酯、丙酮、及水，乙醇加热溶解，冷后析出。它可改善心肺功能，加强心脏收缩力，扩张血管，降低血压，改善皮肤血液循环和营养状况；并能保护肝脏，防止肝糖元减少，对慢性活动性肝炎，有良好作用。黄芪还有诱生干扰素和调动机体免疫功能的作用，能抑制病毒繁殖和肿瘤生长。增强免疫力，增加能量，抗疲劳，使突变，保肝，抑制破骨细胞的作用。
[0004]公开号为CN102993321A的中国专利公开了一种黄芪多糖的制备方法，其步骤为:将黄芪用水浸泡，对混合物热回流提取，过滤取滤液，将滤液离心后取其上清液，向上清液中加入壳聚糖絮凝，静置，对溶液除杂后加入乙醇至含醇体积比达70-80%，3-5°C下静置1.5-2.5h，离心取上清液，静置22-24h，抽滤得沉淀，洗涤烘干即得黄芪多糖。本发明的工艺结合了 4种提纯和除杂工艺，对设备和环境的要求较低，操作简便，极大降低了生产成本的同时，对黄芪多糖做到了高纯度提取，采用本发明方案提取的黄芪多糖的纯度达90%以上。
[0005]公开号为CN102146142A的中国专利公开了一种黄芪多糖的制备方法，该方法制得的黄芪多糖产率、纯度高，该方法包含以下步骤:A、将黄芪用水提取得到水浸液；B、水浸液加热，冷却后弃去底层沉淀得到上清液；C、将步骤B得到的上清液浓缩至糊状，加入乙醇进行沉淀，过滤得到黄芪多糖粗品；D、黄芪多糖粗品精制即得黄芪多糖精制品。本发明方法提取的精制黄芪多糖得率12-15%，多糖含量达94%以上，可用于免疫药品及保健品的制备。本发明方法的多糖得率也较传统水煮醇沉的方法提高了 8?11个百分点，提高了黄芪干燥根的利用率，降低了生产成本。
[0006]公开号为CN101029086的中国专利公开了一种精制黄芪多糖的方法，目前从黄芪中提取分离黄芪多糖的方法主要为水提醇沉法，这种方法的黄芪多糖提取率和纯度都不高，并且蒸发浓缩时间较长，容易造成多糖分解，给实际操作带来不便。本发明的方法联合应用微波提取、微滤、超滤和醇沉技术来精制黄芪多糖，可以有效提高提取率和产品纯度，而且工艺更加简单，具有省时、节能、高效、简便等特点。
[0007]公开号为CN103288975A的中国专利公开了一种精制黄芪多糖的提取方法，黄芪中加入乙醇进行回流脱脂，微滤膜过滤后，保留一次滤液，滤渣待用；滤渣中加入水进行回流提取，过滤，保留二次滤液，合并两次滤液，再用超滤膜浓缩，得浓缩液；在浓缩液中加入体积分数为95%的乙醇，搅拌，离心后，收集沉淀物，得粗品黄芪多糖；粗品黄芪多糖中加入水，向黄芪多糖水溶液中加入酶制剂，得上清液；上清液中加入纤维素，过滤，得到滤液，再浓缩，向浓缩液中加入体积分数80%的乙醇，沉淀，离心，收集沉淀物后，得精制黄芪多糖。采用微滤、超滤、醇提和酶解联合应用技术，大大提高了黄芪多糖的提取率，产品纯度高，膜分离为物理分离过程，无需加热，避免了多糖分解。
[0008]公开号为CN101020721的中国专利公开了一种制备高纯黄芪多糖的方法，由下述步骤组成:将黄芪粉碎浸于蒸馏水中，50?75°C进行恒温微波提取；离心，取上清液，以活性炭脱色，得黄芪多糖水提物溶液，然后浓缩并加入乙醇搅拌；离心，沉淀用蒸馏水溶稀；凝胶过滤层析，以波长为280nm检测收集液，选择吸收峰洗脱液收集，真空冷冻干燥，得高纯黄芪多糖。利用本发明制备的黄芪多糖，纯度达90%以上，且本发明的方法设备及环境要求低，方法筛便，成本低，灵活实用，利于推广、开发和应用。
[0009]公开号为CN1709916的中国专利公开了一种高纯度黄芪多糖、黄芪皂甙的生产方法，其步骤是将黄芪粉碎至颗粒状，称量后，加入6倍量的混合溶剂，混合溶剂为乙醇、水和正丁醇，乙醇:水:正丁醇=4: 3: 3 ;将蒸气通入罐内，加热，使药液沸腾，回流提取，过滤，得提取液A ;再将过滤后的药渣按重量比加入6倍量的蒸馏水，蒸气加热提取，过滤，得提取液B ;合并提取液A、B于储液罐中；然后将混合后的A、B提取液，采用超滤一柱层析一溶剂重结晶两重纯化；超滤一醇沉一溶剂洗涤两重纯化方法，分别获得高纯度黄芪皂甙和黄芪多糖两种产品。产品外观较佳，工业生产中黄芪多糖及黄芪皂甙提取率分别达到94.5%和92.3%，比现有文献报道黄芪多糖及黄芪皂甙的水提法和醇提法提取率都要高。
[0010]公开号为CN103288977A的中国专利公开了一种改进的黄芪多糖的提取方法，其特征在于，包括以下步骤:a、将黄芪加水浸泡，浸泡I?2小时后，用纤维素酶酶解0.5?I小时，在60?85°C下，回流3?5小时，分离得提取液；b、过滤提取液，冷却至室温以下；c、向上述提取液中加入醋酸钠水溶液，回流0.5?I小时后，过滤，得滤液；d、将滤液于60?70°C时减压浓缩至原滤液质量的1/5，得浓缩液，浓缩液用大孔树脂吸附杂质；e、浓缩液中加入体积浓度30%的乙醇进行洗脱，回收乙醇，加热升温至95?100°C，15?20分钟后，出现沉淀，85?90°C条件下烘干，得黄芪多糖。
[0011]公开号为CN1631904的中国专利公开了一种从黄芪中提取多糖的方法，其特征在于它包括下述步骤:1)将干黄芪根茎打成粉末或切成2?20cm短杆，加入水，在60?85°C下回流0.2?5小时提取，或重复提取一次，分离得提取液；2)过滤提取液，冷却至室温以下；3)搅拌下将提取液加入酒精中，多糖沉淀，放出上层溶液，回收酒精，用酒精洗涤沉淀出的多糖，得粗黄芪多糖，凉干或烘干；4)将上述获得的多糖溶于6?12倍的水中，加热升温到近100°C，2?30分钟，出现沉淀，用过滤或离心的方法除去沉淀，得透明液体，然后重复步骤3)将多糖沉淀出来。
[0012]公开号为CN103848918A的中国专利公开了一种黄芪多糖的提取方法，由下述步骤组成:(I)将黄芪药材用超微粉碎机粉碎至颗粒直径为10?25 μ m，加入黄芪粉重量2?3倍量的无水乙醇，100°C水浴回流提取30?60min，3000r/min离心5min，收集药材粉末，并挥干粉末中的乙醇；(2)加入黄芪粉重量6?8倍量水，在65?85°C的水浴中保温、搅拌I?2h，3000r/min离心5min，分离沉淀与提取液备用；(3)往上述沉淀中加入4?6倍量的水，同步骤⑵操作；⑷合并⑵、⑶步骤所得滤液，减压浓缩至原体积的1/5 ; (5)向浓缩液加入无水乙醇至乙醇溶度为65%?85%，搅拌10?15min，离心，将沉淀真空冷冻干燥即得黄芪多糖产品。
[0013]公开号为CN103288974A的中国专利公开了一种黄芪多糖的提取方法，其特征在于，包括以下步骤:a、将黄芪切成3?5厘米的小段，加入水，在70?80°C下，回流2?3小时提取，分离提取液，滤渣保留山、滤渣中加入乙醇，静置0.5?I小时，加入80?90°C的水，回流0.4?0.6小时，再加入酶制剂，控制温度40?50°C，调节PH为7?8，酶解3?6小时后，过滤，得滤液；c、合并提取液和滤液，加入体积浓度95%的乙醇进行醇提，加热升温至95?100°C，20?30分钟后，出现沉淀，过滤得固体，干燥后得黄芪多糖。
[0014]公开号为CN11029086的中国专利公开了一种精制黄芪多糖的方法，其特征在于包括下列步骤:(I)黄芪多糖水提液过滤，滤液再过微滤膜，在过膜的过程中不断加水稀释，使黄芪多糖尽可能的透过微滤膜，提高收率。(2)收集滤过液，过超滤膜浓缩。(3)收集截留液，醇沉，沉淀为黄芪多糖固体。(4)干燥步骤(3)得到的固体，粉碎，得到黄芪多糖。
[0015]公开号为CN102746411A的中国专利公开了一种劲直黄芪多糖的提取分离方法，提取方法:超声时间lOmin、超声温度80°C、料液比1: 25 (g: ml)、超声功率350W、提取次数2次、溶液pH为9，；分离方法:用无水乙醇，沉淀3h，5倍体积的乙醇加入量。本发明运用超声波法进行提取，操作简便、节约溶剂、提取率高、对多糖结构破坏小等优点，是一种快速、高效的中药提取新方法。
[0016]黄芪多糖在黄芪中含量较高，分子量较小，只有2万左右，水溶性酸性杂多糖，主要由葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖组成，取材方便，分布广泛，价格便宜。从目前公开的文献资料显示对其有效成分还未能进行综合开发利用，因而对黄芪进行综合深加工意义非凡，探索从黄芪提取黄芪多糖，其意义相当远大；同时充分利用黄芪残渣中的木质素和纤维素，制备保水凝胶，用于当地黄芪的种植，节药水资源，有利于黄芪资源保护。
【发明内容】
[0017]本发明采用的技术方案包括:干燥过后的黄芪经用70-90%醇溶液回流提取黄芪总皂苷、利用黄芪残渣经浸提、酶解、过滤、浓缩、醇沉、上柱脱色和去除小分子得黄芪多糖纯品、再通过对黄芪残渣中的木质素和纤维素进行碱化处理、醚化、羧化处理得保水凝胶。
[0018]因此，本发明提供一种黄芪中制取黄芪多糖和保水凝胶的方法，步骤包括:
[0019](I)黄芪用高浓度的乙醇提取黄芪总皂苷后，黄芪残渣用8-15倍